高考物理一轮复习 第一章 第3课时 自由落体与竖直上抛运动备考典题精炼 粤教版
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第一章第3课时自由落体与竖直上抛运动(课时活页卷)一、单项选择题1.关于自由落体运动,下列说法中不正确的是( )A.自由落体运动是竖直方向的匀加速直线运动B.前1 s、前2 s、前3 s竖直方向的位移之比为1∶4∶9的运动一定是自由落体运动C.自由落体运动在开始的连续三个2 s内的位移之比是1∶3∶5D.自由落体运动在开始的连续三个2 s末的速度之比是1∶2∶3【答案】 B【解析】自由落体运动是竖直方向上初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动,满足初速度为零的匀加速直线运动的规律,故选项A、C、D均正确;对B项,平抛运动在竖直方向上的分运动也满足该规律,故选项B项错误.2.科技馆里有一个展品,该展品放在暗处,顶部有一个不断均匀向下喷射水滴的装置,在频闪光源的照射下,可以看到水滴好像静止在空中固定的位置不动,如图所示.某同学为计算该装置喷射水滴的时间间隔,用最小刻度为毫米的刻度尺测量了空中几滴水间的距离,由此可计算出该装置喷射水滴的时间间隔为(g取10 m/s2)( )A.0.01 s B.0.02 sC.0.1 s D.0.2 s【答案】 C【解析】第1滴水滴与第2滴水滴之间的间距为h1=10.0 cm-1.0 cm=9.0 cm,第2滴与第3滴之间的间距为h2=29.0 cm-10.0 cm=19.0 cm,所以相邻水滴间距之差为Δh =h2-h1=19.0 cm-9.0 cm=10.0 cm=0.1 m,根据公式Δh=gT2可知,该装置喷射水滴的时间间隔为T=Δhg=0.110s=0.1 s.本题答案为C.3.一个从地面竖直上抛的物体,它两次经过一个较低的点A的时间间隔是T A,两次经过一个较高的点B的时间间隔是T B,则A、B之间的距离为( )A.18g(T2A-T2B) B.14g(T2A-T2B)C.12g (T 2A -T 2B ) D.12g (T A -T B )2 【答案】 A【解析】 根据时间的对称性,物体从A 点到最高点的时间为T A2,从B 点到最高点的时间为T B2,所以A 点到最高点的距离h A =12g ⎝ ⎛⎭⎪⎫T A 22=gT 2A 8,B 点到最高点的距离h B =12g ⎝ ⎛⎭⎪⎫T B 22=gT 2B8,故A 、B 之间的距离为h A -h B =18g (T 2A -T 2B ),正确选项为A.(2013.广东湛江二中月考)4.用如图所示的方法可以测出一个人的反应时间.甲同学用手握住直尺顶端刻度为零的地方,乙同学在直尺下端刻度为a 的地方做捏住尺子的准备,但手没有碰到尺子.当乙同学看到甲同学放开尺子时,立即捏住尺子,乙同学发现捏住尺子刻度为b 的位置.已知重力加速度为g ,a 、b 的单位为国际单位,则乙同学的反应时间t 约等于( )A.2a gB.2b gC.a -bg D.b -ag【答案】 C【解析】 根据自由落体运动的规律,尺子下落(a -b )高度对应的时间即乙同学的反应时间.由公式h =12gt 2得t =a -bg,选项C 项正确. 二、双项选择题5.某物体以30 m/s 的初速度竖直上抛,不计空气阻力,g 取10 m/s 2.5 s 内物体的( ) A .路程为65 mB .位移大小为25 m ,方向向上C .速度改变量的大小为10 m/sD .平均速度大小为13 m/s ,方向向上 【答案】 AB【解析】 初速度为30 m/s ,只需3 s 即可上升到最高点,位移为h 1=v 202g=45 m ,再自由下落2 s ,下降高度为h 2=12 gt 2=0.5×10×22m =20 m ,故路程为65 m ,A 对;此时离抛出点高25 m ,故位移大小为25 m ,方向竖直向上,B 对;此时速度为v =gt =10×2 m/s =20 m/s ,方向向下,速度改变量大小为50 m/s ,C 项错;平均速度为v =255 m/s =5 m/s ,D 项错.6.以35 m/s 的初速度竖直向上抛出一个小球.不计空气阻力,g 取10 m/s 2.以下判断正确的是( )A .小球到达最大高度时的速度为0B .小球到达最大高度时的加速度为0C .小球上升的最大高度为61.25 mD .小球上升阶段所用的时间为7 s 【答案】 AC【解析】 小球到达最高点时的速度为0,但加速度为g ,故A 项正确,B 项错误;由H=v 202g 得小球上升的最大高度为H =61.25 m ,由t 上=v 0g可得小球上升阶段所用的时间为t 上=3.5 s ,故C 项正确,D 项错误.7.从某一高度先后由静止释放两个相同的小球甲和乙,若两球被释放的时间间隔为1 s ,在不计空气阻力的情况下,它们在空中的运动过程中( )A. 甲、乙两球的距离越来越大B. 甲、乙两球的距离始终保持不变 C .甲、乙两球的速度之差保持不变 D .甲、乙两球的速度之差越来越小 【答案】 AC【解析】 设甲运动的时间为t ,则乙运动的时间为(t -1 ),由h =12gt 2知,Δh =12gt2-12g (t -1)2=gt -12g ,所以甲、乙两球的距离越来越大,A 正确,B 错误;由v =gt 知,Δv =gt -g (t -1)=g ,所以甲、乙两球的速度之差保持不变,C 正确,D 错误.(2013.广东茂名一中月考)8.从地面上竖直向上抛出一个物体A ,同时在离地面某一高度有另一个物体B 开始自由落下,两物体在空中同时到达同一高度时速率都为v ,不计空气阻力,则下列说法中正确的是( )A .物体A 上抛时的初速度和物体B 落地时的速度大小相等,都是2v B .物体A 和B 在空中运动的时间相等C .物体A 上升的最大高度和物体B 开始下落的高度相等D .两物体在空中同时到达的同一个高度处一定是物体B 开始下落时的高度的一半 【答案】 AC【解析】 A 上升最大高度应与B 自由落体时高度相同,物体A 是B 在空中运动的时间2倍,两物体在空中同时到达的同一个高度处一定是物体B 开始下落时的高度的 .9.物体做竖直上抛运动,在落回抛出点时该物体的速率是30 m/s ,那么物体(g 取10 m/s 2)( )A .由抛出到落回抛出点的时间是6 sB .只有在2 s 末时经过40 m 高处C .经过25 m 高处时的瞬时速率只能是20 m/sD .上升的最大高度是90 m 【答案】 C【解析】 由抛出到落回抛出点的时间t =2v 0g =2×3010S =6 s ,A 项正确;由s =v 0t -12gt 2得,t =2 s 或=4 s ,B 项错误;由v 2-v 20=-2gs 得,v =±20 m/s,C 项正确;上升的最大高度s =v 202g =3022×10m =45 m ,D 项错误.三、非选择题10.某人站在高楼的平台边缘,以20 m/s 的初速度竖直向上抛出一石子.求: (1)物体上升的最大高度是多少?回到抛出点所用的时间为多少?(2)石子抛出后通过距抛出点下方20 m 处所需的时间.不考虑空气阻力,g 取10 m/s 2. 【答案】 见解析【解析】 解法一 上升过程,匀减速直线运动,取竖直向上为正方向,v 0=20 m/s ,a 1=-g ,v =0,根据匀变速直线运动公式:v 2-v 20=2as ,v =v 0+at ,得物体上升的最大高度:H =-v 202a 1=v 202g =2022×10 m =20 m ;上升时间:t 1=-v 0a 1=v 0g =2010s =2 s下落过程,自由落体运动,取竖直向下为正方向,v 02=0,a 2=g ,回到抛出点时,s 1=H ,到抛出点下方20 m 处时,s 2=40 m ,根据自由落体公式,得下落到抛出点的时间:t 2=2s 1g=2×2010s =2 s 下落到抛出点下方20 m 处的时间:t 2′=2s 2g=2×4010s = 2 2 s所以物体上升的最大高度H =20 m ,回到抛出点所用的时间为4 s ,落到抛出点下方20 m 处所经历的时间为2(1+2) s.解法二 全过程分析,取向上为正方向,v 0=20 m/s ,a =-g ,最大高度时v =0,回到抛出点时s 1=0 m ,落到抛出点下方20 m 处时s =-20 m ,由匀变速运动公式得物体上升的最大高度:H =v 202g =2022×10m =20 m回到抛出点时:s 1=v 0t 1-12gt 21,t 1=2v 0g =2×2010 s =4 s落到抛出点下方20 m 处时:s =v 0t 2-12gt 22,代入数据得-20=20t 2-12×10t 22解得⎩⎨⎧t 2=+22t 2′=-22t 2′<0,故舍去.11.2010年11月25日第十六届广州亚运会女子10 m 跳台比赛中中国选手胡亚丹以436.70分的成绩获得冠军.如图所示,假设她从离水面10 m 高的平台上向上跃起,举双臂直体离开台面,此时其重心位于从手到脚全长的中点.跃起后重心升高0.45 m 达到最高点,落水时身体竖直,手先入水(在此过程中运动员水平方向的运动忽略不计).从离开跳台到手触水面,她可用于完成空中动作的时间是多少?(计算时可以把运动员看作全部质量集中在重心的一个质点,g 取10 m/s 2)【答案】 1.75 s【解析】 由向上跃起的高度h 1=0.45 m 可求得向上跃起的时间为t 1=2h 1g=2×0.4510s =0.3 s 设运动员从手到脚全长2l ,双手向上立在跳台上时,重心位置O 离跳台为l ,手接触水面时重心位置O 离水面也为l ,运动员从最高点到将入水时,重心下降的高度h 2=H +l +h 1-l =H +h 1=10.45 m下降过程的时间t 2=2h 2g=2×10.4510s =1.45 s 所以运动员完成空中动作的时间为t =t 1+t 2=0.3 s +1.45 s =1.75 s.12.在香港海洋公园的游乐场中,有一台大型游戏机叫“跳楼机”.参加游戏的游客被安全带固定在座椅上,由电动机将座椅沿光滑的竖直轨道提升到离地面40 m 高处,然后由静止释放.座椅沿轨道自由下落一段时间后,开始受到压缩空气提供的恒定阻力而紧接着做匀减速运动,下落到离地面 4 m 高处速度刚好减小到零,这一下落全过程经历的时间是6 s .(取g =10 m/s 2)求:(1)座椅被释放后自由下落的高度有多高?(2)在匀减速运动阶段,座椅和游客的加速度大小是多少? 【答案】 (1)7.2 m (2)2.5 m/s 2【解析】 设前、后两过程下落的高度分别为h 1、h 2,所用时间分别为t 1、t 2,减速过程加速度的大小为a ,运动中达到的最大速度为v ,则有h 1+h 2=40 m -4 m t 1+t 2=6 s v 2=2gh 1=2ah 2 t 1=v g ,t 2=va由以上各式联立解得:h 1=7.2 m ,a =2.5 m/s 2.。