2026届高考物理一轮总复习提能训练练案3自由落体运动和竖直上抛运动多过程问题

这是一份2026届高考物理一轮总复习提能训练练案3自由落体运动和竖直上抛运动多过程问题，共7页。
题组一 自由落体运动
1．(2024·广西卷)让质量为1 kg的石块P1从足够高处自由下落，P1在下落的第1 s末速度大小为v1，再将P1和质量为2 kg的石块绑为一个整体P2，使P2从原高度自由下落，P2在下落的第1 s末速度大小为v2，g取10 m/s2，则( )
A．v1＝5 m/s B．v1＝10 m/s
C．v2＝15 m/s D．v2＝30 m/s
[答案] B
[解析] 重物所受空气阻力可忽略，重物自由下落后均做自由落体运动，加速度与其质量无关，则P1、P2下落1 s后的速度v1＝v2＝gt＝10 m/s2×1 s＝10 m/s，故B正确，A、C、D错误。
2．2024年12月，我国运动员全红婵获得国际泳联多哈世锦赛女子单人10米跳台冠军。某轮比赛中，全红婵在跳台上倒立静止，然后下落，前5 m完成技术动作，随后5 m完成姿态调整。假设整个下落过程近似为自由落体运动，重力加速度大小取10 m/s2，则她用于姿态调整的时间约为( )
A．0.2 s B．0.4 s
C．1.0 s D．1.4 s
[答案] B
[解析] 全红婵下落的整个过程所用的时间为t＝eq \r(\f(2H,g))＝eq \r(\f(2×10,10)) s≈1.4 s，下落前5 m的过程所用的时间为t1＝eq \r(\f(2h,g))＝eq \r(\f(2×5,10)) s＝1 s，则全红婵用于姿态调整的时间约为t2＝t－t1＝0.4 s，B正确，A、C、D错误。
3．宇航员在某星球上做自由落体运动实验，让一个质量为2 kg的物体从足够高的高度自由下落，测得物体在第5 s内的位移是18 m，则( )
A．物体在2 s末的速度是20 m/s
B．物体在第5 s内的平均速度是3.6 m/s
C．物体自由下落的加速度是5 m/s2
D．物体在前5 s内的位移是50 m
[答案] D
[解析] 根据运动学公式Δx＝eq \f(1,2)ateq \\al(2,2)－eq \f(1,2)ateq \\al(2,1)＝18 m，代入t2＝5 s，t1＝4 s，解得a＝4 m/s2，选项C错误；物体在2 s末的速度为v2＝4×2 m/s＝8 m/s，选项A错误；物体在5 s内的位移为x5＝eq \f(1,2)×4×52 m＝50 m，选项D正确；物体在第5 s内的位移为18 m，故物体在第5 s内的平均速度为18 m/s，选项B错误。
题组二 竖直上抛运动
4．(多选)用热气球提升物体，当热气球升到离地面43.75 m高处时，从热气球上自由脱落一物体，物体又竖直上升了1.25 m后才开始下落，不计空气阻力，g取10 m/s2，则( )
A．物体从离开热气球到落到地面的路程是46.25 m
B．物体脱落时气球速度大小为2.5 m/s
C．物体落地前最后1 s的位移大小为25 m
D．物体脱落后经3 s落回地面
[答案] AC
[解析] 物体从离开热气球到落到地面的路程为s＝1.25 m＋43.75 m＋1.25 m＝46.25 m，A正确；由于物体从离开热气球后向上做匀减速直线运动，并运动了1.25 m，根据匀变速直线运动的公式有0－veq \\al(2,0)＝－2gh1，代入数据得v0＝5 m/s，B错误；物体从离开热气球后先向上做匀减速直线运动有0＝v0－gt1，解得t1＝0.5 s，后做自由落体运动直至落地有h＝eq \f(1,2)gteq \\al(2,2)，h＝1.25 m＋43.75 m，解得t2＝3 s，t总＝t1＋t2＝3.5 s，则物体脱落后经3.5 s落地，D错误；物体落地的速度为v＝gt2＝30 m/s，根据逆向思维法有x＝vt－eq \f(1,2)gt2，t＝1 s，解得x＝25 m，C正确。
5. (2025·湖南长郡中学高三检测)在地质、地震、勘探、气象和地球物理等领域的研究中，常用“对称自由下落法”测重力加速度g的值。如图所示，在某地将足够长真空长直管沿竖直放置，自直管下端竖直上抛一小球，测得小球两次经过a点的时间间隔为Ta，两次经过b点的时间间隔为Tb，又测得a、b两点间距离为h，则当地重力加速度g的值为( )
A．eq \f(4h,T\\al(2,a)－T\\al(2,b)) B．eq \f(8h,T\\al(2,a)－T\\al(2,b))
C．eq \f(8h,Ta－Tb) D．eq \f(8h,T\\al(2,b)－T\\al(2,a))
[答案] B
[解析] 小球从a点上升到最大高度过程中，有ha＝eq \f(1,2)geq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(Ta,2)))2，小球从b点上升到最大高度过程中，有hb＝eq \f(1,2)geq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(Tb,2)))2，依据题意ha－hb＝h，联立解得g＝eq \f(8h,T\\al(2,a)－T\\al(2,b))，B正确。
6．(2025·贵州省毕节市月考)在东京奥运会女子蹦床决赛中，中国选手朱雪莹夺得冠军。如图所示，某次比赛中，朱雪莹双脚离开蹦床后竖直向上运动，把上升过程分为等距的三段，朱雪莹从下至上运动过程中，依次经历三段的时间记为t1、t2、t3。则t1∶t2∶t3最接近( )
A．3∶6∶10 B．3∶4∶10
C．3∶6∶20 D．3∶4∶20
[答案] B
[解析] 根据逆向思维，将向上的运动看为向下的初速度为0的匀加速直线运动，则有h＝eq \f(1,2)gteq \\al(2,3)，2h＝eq \f(1,2)g(t2＋t3)2,3h＝eq \f(1,2)g(t1＋t2＋t3)2，解得t3＝eq \r(\f(2h,g))，t2＝eq \r(\f(4h,g))－eq \r(\f(2h,g))，t1＝eq \r(\f(6h,g))－eq \r(\f(4h,g))，则有t1∶t2∶t3＝(eq \r(3)－eq \r(2))∶(eq \r(2)－1)∶1≈(1.732－1.414)∶(1.414－1)∶1≈3∶4∶10，可知该比值最接近3∶4∶10。故选B。
题组三 多过程问题
7．如图所示，高山滑雪运动员在斜坡上由静止开始匀加速滑行距离x1，又在水平面上匀减速滑行距离x2后停下，测得x2＝2x1，运动员经过两平面交接处速率不变，则运动员在斜坡上滑行的加速度a1与在水平面上滑行的加速度a2的大小关系为( )
A．a1＝a2 B．a1＝4a2
C．2a1＝a2 D．a1＝2a2
[答案] D
[解析] 设运动员下滑到坡底的速度为v，则在斜坡上有x1＝eq \f(v2,2a1)，在水平面上有x2＝eq \f(v2,2a2)，因x2＝2x1，联立解得a1＝2a2，故选D。
8．(2022·全国甲卷)长为l的高速列车在平直轨道上正常行驶，速率为v0，要通过前方一长为L的隧道，当列车的任一部分处于隧道内时，列车速率都不允许超过v(v