高考物理一轮复习课时检测三自由落体和竖直上抛运动含解析新人教版

这是一份高考物理一轮复习课时检测三自由落体和竖直上抛运动含解析新人教版，共7页。
自由落体和竖直上抛运动1．如图所示是用照相机对一小球做自由落体运动频闪拍摄的照片，符合实际的是(　　)解析：选D　自由落体运动是匀加速直线运动，因此照片中相邻小球间的距离会逐渐增大，故D正确。2．(多选)有一直升机停在200 m高的空中静止不动，有一乘客从窗口由静止每隔1 s释放一个钢球，则钢球在空中的排列情况下列说法正确的是(　　)A．相邻钢球间距离相等B．越靠近地面，相邻钢球间的距离越大C．早释放的钢球落地时的速度大D．在落地前同一时刻，早释放的钢球速度总是比晚释放的钢球速度大解析：选BD　初速度为零的匀加速直线运动，在连续相等的时间间隔内，位移之比为1∶3∶5∶…，故越靠近地面，相邻球间的距离越大，故A错误，B正确；根据位移时间关系公式，有v2＝2gh，解得：v＝，故钢球落地速度都相等，故C错误；在落地前，早释放的钢球加速运动时间长，故速度大，故D正确。3．某同学在墙前连续拍照时，恰好有一小石子从墙前的某高处由静止落下，拍摄到石子下落过程中的一张照片如图所示。由于石子的运动，它在照片上留下了一条模糊的径迹。已知毎层砖的平均厚度为6.0 cm，这个照相机的曝光时间为2.0×10－2 s，则(　　)A．石子下落到A位置时的速度约为60 m/sB．石子下落到A位置时的速度约为12 m/sC．石子下落到A位置所需的时间约为0.6 sD．石子下落到A位置所需的时间约为1.2 s解析：选C　由题图可以看出，在曝光的时间内，石子下降了大约有两层砖的厚度，即12 cm(0.12 m)，曝光时间为2.0×10－2 s，所以AB段的平均速度为：＝ m/s＝6 m/s；由于时间极短，故A点的速度近似为6 m/s，由v＝gt可得下降的时间为：t＝＝ s＝0.6 s，故C项正确，A、B、D三项错误。4．甲、乙两物体质量之比为m甲∶m乙＝5∶1，甲从高H处自由落下的同时乙从2H处自由落下，不计空气阻力，以下说法错误的是(　　)A．在下落过程中，同一时刻二者速度相等B．甲落地时，乙距地面的高度为HC．甲落地时，乙的速度的大小为D．甲、乙在空中运动的时间之比为1∶2解析：选D　因为甲、乙物体同时做自由落体运动，它们的初速度为零，加速度为g，t时刻的速度为：v＝gt，所以两物体下落过程中，在同一时刻甲的速度与乙的速度相等，故A项正确；甲落地时，甲、乙运动的位移都为H，所以乙离地面的高度为：2H－H＝H，故B项正确；甲落地时，由位移速度关系式：v2＝2gH，可得v＝，它们的速度相同，故C项正确；因为甲、乙物体均做自由落体运动，加速度为g，甲下落的时间为 ，乙下落的时间为 ，所以甲、乙在空中运动的时间之比为1∶，故D项错误。5．两个同学通过自由落体运动测量一高层建筑的高度。在楼顶的同学将小球甲自楼顶自由下落5 m时，距离楼顶15 m处的同学将小球乙自由下落，结果两小球同时落地，不计空气阻力，重力加速度取10 m/s2，则楼高为(　　)A．16 m  B．20 mC．25 m  D．36 m解析：选B　设楼的高度为H，根据h＝gt2可知，甲球下落到地面的时间为：t＝ ，下落h所需时间为：t′＝ 则乙下落的时间t″＝t－t′，则：H－h′＝gt″2联立解得：H＝20 m。故B项正确，A、C、D三项错误。6．如图所示，物体随气球以大小为1 m/s的速度从地面匀速上升。若5 s末细绳断裂，g取10 m/s2，则物体能在空中继续运动(　　)A．6.1 s  B．1.2 sC．1.1 s  D．1.0 s解析：选C　细绳断裂前物体5 s内上升的高度h＝vt＝1×5 m＝5 m细绳断裂后物体做竖直上抛运动，取竖直向上为正方向，则有－h＝vt′－gt′2，可得：t′＝1.1 s，(另一解不合理舍去)，即物体能在空中继续运动1.1 s。7．一名同学用两个小球进行循环抛、接球游戏，两个小球分别记为A、B，某次抛、接球过程中，在该同学把A球以4 m/s的初速度竖直上抛的同时，B球刚好从A球正上方2 m处由静止下落，A、B两球均可视为质点，重力加速度g＝10 m/s2，则A、B两球相遇处距A球出发点的距离为(　　)A．0.75 m  B．3 mC. m  D．恰好在出发点相遇解析：选A　由位移关系知相遇时gt2＋v0t－gt2＝H＝2 m，解得时间为t＝0.5 s，竖直上抛运动x＝v0t－gt2＝4×0.5 m－×10×0.52 m＝0.75 m。8.如图所示，在一个桌面上方有三个金属小球a、b、c，离桌面高度分别为h1∶h2∶h3＝3∶2∶1。若先后顺次释放a、b、c，三球刚好同时落到桌面上，不计空气阻力，则(　　)A．三者到达桌面时的速度之比是3∶2∶1B．三者运动时间之比为3∶2∶1C．b与a开始下落的时间差小于c与b开始下落的时间差D．三个小球运动的加速度与小球受到的重力成正比，与质量成反比解析：选C　由v2＝2gh，得v＝，则到达桌面时的速度之比v1∶v2∶v3＝∶∶1，故A错误；由t＝ 得三者运动时间之比t1∶t2∶t3＝∶∶1，则(t1－t2)∶(t2－t3)＝(－)∶(－1)，故B错误、C正确；三个小球的加速度与重力和质量无关，等于重力加速度，故D错误。9.(多选)一根轻质细线将2个薄铁垫片A、B连接起来，一同学用手固定B，此时A、B间距为3L，A距地面为L，如图所示。由静止释放A、B，不计空气阻力，且A、B落地后均不再弹起。从开始释放到A落地历时t1，A落地前的瞬时速率为v1，从A落地到B落在A上历时t2，B落在A上前的瞬时速率为v2，则(　　)A．t1＞t2  B．t1＝t2C．v1∶v2＝1∶2  D．v1∶v2＝1∶3解析：选BC　A垫片下落用时t1等于B垫片开始下落L用时，B垫片再下落3L用时t2，由于t1、t2时间内B下落的位移满足1∶3的关系，故t1＝t2，由v＝gt可知，v1∶v2＝1∶2，所以选项B、C均正确。10.同学们利用如图所示方法估测反应时间。首先，甲同学捏住直尺上端，使直尺保持竖直状态，直尺零刻度线位于乙同学的两指之间。当乙看见甲放开直尺时，立即用手指捏直尺，若捏住位置的刻度读数为x，则乙同学的反应时间为________(重力加速度为g)。基于上述原理，某同学用直尺制作测量反应时间的工具，若测量范围为0～0.4 s，则所用直尺的长度至少为________ cm(g取10 m/s2)；若以相等时间间隔在该直尺的另一面标记出表示反应时间的刻度线，则每个时间间隔在直尺上对应的长度是________的(选填“相等”或“不相等”)。解析：直尺做自由落体运动，x＝gt2，则乙同学的反应时间t＝；当反应时间t＝0.4 s时，则所用直尺的长度至少为h＝gt2＝0.8 m＝80 cm；由于直尺下落过程，相等时间内位移不断增大，故对应的长度是不相等的。答案： 　80　不相等11．如图所示，将质量m＝0.2 kg的小球，从地面上方h＝0.8 m处以0＝3 m/s的速度竖直上抛，不计空气阻力，求：(g＝10 m/s2)(1)小球能到达离地面的最大高度H；(2)从抛出到落地，共需多长时间t。解析：(1)由竖直上抛运动可知，上升的最大高度：h1＝＝0.45 m，所以离地面的最大高度为：H＝h＋h1＝1.25 m。(2)上升时间为t1，则t1＝＝0.3 s，下降时间为t2，则t2＝ ＝0.5 s，所以t＝t1＋t2＝0.8 s。答案：(1)1.25 m　(2)0.8 s[潜能激发]12．(多选)在离地面h＝15 m高处，以v0＝10 m/s的速度同时竖直向上、竖直向下抛出甲、乙两小球，不计空气阻力，小球落地后就不再弹起，重力加速度g＝10 m/s2，下列说法正确的是(　　)A．两小球落地时的速度相等B．两小球落地的时间差为3 sC．乙球落地时甲球恰好运动到最高位置D．t＝2 s时，两小球相距15 m解析：选ACD　甲、乙两小球抛出时速率相等，机械能相等。由于不计空气阻力，所以两球运动过程中机械能都守恒，则落地时机械能也相等，落地时的速度必定相等，故A项正确。落地时，对于甲球，取竖直向上为正方向，有：－h＝v0t甲－gt，解得：t甲＝3 s，对于乙球，有：h＝v0t乙＋gt，解得：t乙＝1 s，所以两小球落地的时间差为2 s，故B项错误。甲球上升的时间为：t＝＝ s＝1 s＝t乙，所以乙球落地时甲球恰好运动到最高点，故C项正确。t＝2 s时，甲球的位移为：x甲＝v0t－gt2＝10×2 m－5×22 m＝0，乙球已落地并不再弹起，所以t＝2 s时，两小球相距15 m，故D项正确。13.(多选)如图所示，在足够长的光滑斜面上，有一物体以10 m/s的初速度沿斜面向上运动，物体的加速度大小始终为5 m/s2，方向沿斜面向下。当物体的位移大小为7.5 m时，下列说法正确的是(　　)A．物体运动时间可能为1 sB．物体运动时间可能为3 sC．物体运动时间可能为(2＋)sD．此时的速度大小一定为5 m/s解析：选ABC　当物体的末位置在出发点的上方时，根据x＝v0t＋at2得7.5＝10t－×5t2，即t2－4t＋3＝0，解得t1＝3 s或t2＝1 s，由v＝v0＋at得v＝±5 m/s；当物体的末位置在出发点的下方时，根据x＝v0t＋at2得－7.5＝10t－×5t2，即t2－4t－3＝0，解得t＝(2±)s，舍去负值，即t3＝(2＋)s，由v＝v0＋at得v＝－5 m/s，所以选项A、B、C正确，D错误。14．某校一课外活动小组自制一枚火箭，设火箭从地面发射后，始终在垂直于地面的方向上运动。火箭点火后可认为做匀加速直线运动，经过4 s到达离地面40 m高处时燃料恰好用完，若不计空气阻力，g取10 m/s2，求：(1)燃料恰好用完时火箭的速度；(2)火箭上升离地面的最大高度；(3)火箭从发射到残骸落回地面过程的总时间。解析：火箭的运动分为两个过程，第一个过程做匀加速上升运动，第二个过程(燃料用完后)做竖直上抛运动。设燃料用完时火箭的速度为v1，所用时间为t1，(1)第一个过程有h1＝t1，解得v1＝20 m/s。(2)第二个过程做竖直上抛运动至到达最高点有h2＝，解得h2＝20 m所以火箭上升离地面的最大高度h＝h1＋h2＝(40＋20)m＝60 m。(3)法一：分段分析法从燃料用完到运动至最高点的过程中，由v1＝gt2得t2＝＝ s＝2 s从最高点落回地面的过程中有h＝gt，h＝60 m，解得t3＝2 s故总时间t总＝t1＋t2＋t3＝(6＋2)s。法二：整体分析法考虑从燃料用完到残骸落回地面的全过程，以竖直向上为正方向，全过程为初速度v1＝20 m/s、加速度a＝－g＝－10 m/s2、位移h′＝－40 m的匀变速直线运动，即有h′＝v1t－gt2，解得t＝(2＋2)s或t＝(2－2)s(舍去)，故t总＝t1＋t＝(6＋2)s。答案：(1)20 m/s　(2)60 m　(3)(6＋2)s