2024版新教材高考物理全程一轮总复习课时分层作业3自由落体运动和竖直上抛运动多过程问题

这是一份2024版新教材高考物理全程一轮总复习课时分层作业3自由落体运动和竖直上抛运动多过程问题，共5页。试卷主要包含了解析等内容，欢迎下载使用。

1．四个离地面不同高度的小球同时从静止释放，不计空气阻力．从开始运动时刻起每隔相等的时间间隔，小球依次碰到地面．下列各图中，能反映出刚开始运动时各小球相对地面的位置的是( )
2．如图所示，在离地面一定高度处把4个水果以不同的初速度竖直上抛，不计空气阻力，若1s后4个水果均未着地，则1s后速率最大的是(g取10m/s2)( )
3.
右图为甲同学制作的反应时间测量尺，用来测量其他同学的反应时间．乙同学先把手放在直尺0cm处的位置做捏住直尺的准备，但手不能碰直尺，看到甲同学放开直尺时，乙同学立即捏住下落的直尺，已知乙同学捏住10cm处的位置，反应时间为0.14s．若丙同学进行同样的实验，捏住了20cm处的位置，则丙同学的反应时间为( )
A．0.28sB．0.24s
C．0.20sD．0.16s
4．一物体自空中的A点以一定的初速度竖直向上抛出，3s后物体的速率变为10m/s，则关于物体此时的位置和速度方向的说法可能正确的是(不计空气阻力，取g＝10m/s2)( )
A．在A点上方15m处，速度方向竖直向上
B．在A点下方15m处，速度方向竖直向下
C．在A点上方75m处，速度方向竖直向上
D．在A点上方75m处，速度方向竖直向下
5.
同学为研究自由落体运动，从砖墙前的高处由静止释放一小石子，让其自由落下，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，它在照片上留下一条模糊的径迹AB.已知每层砖的平均厚度为6.0cm，拍摄到石子位置A到石子下落的起始位置的距离为5.0m，则这个照相机的曝光时间约为( )
A．6.0×10－2sB．6.0×10－3s
C．6.0×10－4sD．6.0×10－5s
6.
(多选)如图是将苹果由静止释放后，在某段运动过程中用频闪照相技术连续拍摄的照片，已知频闪照相机的频闪时间间隔为T，位置A、B间和位置B、C间的距离分别为x1和x2，不计空气阻力，则下列说法中正确的是( )
A．BC过程速度的增量等于AB过程速度的增量
B．x1∶x2一定满足x1∶x2＝1∶3
C．苹果运动到位置B时的速度大小一定为eq \f(2x1,T)
D．苹果运动的加速度大小一定为eq \f(x2－x1,T2)
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7．(多选)给滑块一初速度v0使它沿光滑斜面向上做匀减速运动，加速度大小为eq \f(g,2)，当滑块速度大小为eq \f(v0,2)时，所用时间可能是( )
A．eq \f(v0,2g)B．eq \f(v0,g)
C．eq \f(3v0,g)D．eq \f(3v0,2g)
8.
(多选)如图所示，甲、乙两物体同时从离地高度为2H和H的位置自由下落，不计空气阻力，甲的质量是乙质量的2倍，则( )
A．甲落地的时间是乙落地时间的2倍
B．甲落地时的速率是乙落地时速率的eq \r(2)倍
C．乙落地之前，二者之间的竖直距离保持不变
D．乙落地之前，加速度不断增大
9.某市开展礼让行人活动，要求在没有信号灯的路口，一旦行人走上人行道，机动车车头便不能越过停止线．如图所示，一辆家用轿车长度L＝4m，正以v0＝36km/h的速度行驶，车头距停止线的距离为L1＝30m，人行道宽度为L2＝4m．距离人行道为L4＝3m的行人以v1＝1m/s的速度匀速走向长度为L3＝9m的人行道，停止线到人行道的距离可忽略．
(1)若行人与轿车均未发现对方，均做匀速运动，求两者是否相撞；
(2)轿车若立即以恒定的加速度a＝2m/s2加速，求是否违反要求；
(3)轿车若以恒定的加速度a2减速，要保证不违反要求，求加速度a2的大小需要满足的条件．
课时分层作业（三）
1．解析：依题意可设第1个小球经时间t落地，则第2个小球经时间2t落地，第3个小球经时间3t落地，第4个小球经时间4t落地，又因为四个小球做的都是初速度为零的匀加速运动，因此它们下落的高度之比为1∶4∶9∶16.
答案：C
2．解析：根据v＝v0＋at，v0A＝3m/s.代入解得vA＝－7m/s，同理解得vB＝－5m/s，vC＝0m/s，vD＝5m/s.由于|vA|>|vB|＝|vD|>|vC|，故A正确，B、C、D错误．
答案：A
3．解析：根据x1＝eq \f(1,2)gt eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(1)) ，x2＝eq \f(1,2)gt eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(2)) ，得eq \f(t2,t1)＝eq \r(\f(x2,x1))＝eq \r(\f(2,1))＝eq \r(2)，则有t2＝eq \r(2)t1＝eq \r(2)×0.14s≈0.20s，故C正确．
答案：C
4．解析：若此时物体的速度方向竖直向上，由竖直上抛运动公式v＝v0－gt，得物体的初速度为v0＝v＋gt＝40m/s，则物体的位移为x1＝（v0＋v）eq \f(t,2)＝75m，物体在A点的上方，C正确，D错误；若此时速度的方向竖直向下，物体的初速度v′0＝－v＋gt＝20m/s，物体的位移为x2＝（v′0－v）eq \f(t,2)＝15m，物体仍然在A点的上方，A、B错误．
答案：C
5．解析：由公式v2＝2gh可知，自由落体运动5m的末速度为v＝eq \r(2gh)＝eq \r(2×10m/s2×5m)＝10m/s
由于0.06m远小于5m，故可以近似地将AB段当作匀速运动，故时间为t＝eq \f(AB,v)＝eq \f(0.06m,10m/s)＝6×10－3s.
答案：B
6．解析：由题知tAB＝tBC＝T，根据Δv＝aΔt可知BC过程速度的增量等于AB过程速度的增量，故A正确；只有苹果在A点速度为零时，才满足x1∶x2＝1∶3，故B错误；苹果运动到位置B时的速度大小为vB＝eq \f(x1＋x2,2T)，故C错误；根据Δx＝aT2可知，苹果运动的加速度大小为a＝eq \f(x2－x1,T2)，故D正确．
答案：AD
7．解析：规定初速度的方向为正方向，若滑块的末速度方向与初速度方向相同，则所用时间t＝eq \f(\f(v0,2)－v0,－\f(g,2))＝eq \f(v0,g)；若滑块的末速度方向与初速度方向相反，则所用时间t＝eq \f(－\f(v0,2)－v0,－\f(g,2))＝eq \f(3v0,g)，故B、C正确．
答案：BC
8．解析：甲落地的时间t甲＝eq \r(\f(4H,g))，乙落地的时间t乙＝eq \r(\f(2H,g))，所以甲落地的时间是乙落地时间的eq \r(2)倍，故A错误；根据v＝eq \r(2gh)可知，甲落地时的速率是乙落地时速率的eq \r(2)倍，故B正确；根据h＝eq \f(1,2)gt2可知经过相等的时间两个物体下落的高度相等，所以乙落地之前，二者之间的竖直距离保持不变，故C正确；乙落地之前，加速度均为g，故D错误．
答案：BC
9．解析：（1）从题述时刻到轿车车尾离开人行道所需的时间t＝eq \f(L1＋L＋L2,v0)＝3.8s
行人在这段时间内的位移为
x0＝v1t＝3.8m
x0－L4＝0.8m
则两者不会相撞．
（2）从题述时刻到行人走上人行道所用时间
t1＝eq \f(L4,v1)＝3s
在3s内轿车的位移
x＝v0t1＋eq \f(1,2)at eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(1))
代入数据得
x＝39m>L1＋L2＋L
故没有违反要求．
（3）从题述时刻到行人穿过人行道所用时间
t2＝eq \f(L3＋L4,v1)＝12s
假设12s内轿车的位移等于30m，此时加速度为a1，则
L1＝v0t2－eq \f(1,2)a1t eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(2))
解得a1＝eq \f(5,4)m/s2
此时刹车时间t0＝eq \f(v0,a1)＝eq \f(10,\f(5,4))s＝8s<12s
x刹＝eq \f(v eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(0)) ,2a1)＝40m>30m
说明假设错误，即轿车不可能在12s后仍未到达停止线，所以轿车在30m内速度减小为零加速度最小
a′2＝eq \f(v eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(0)) ,2L1)＝eq \f(5,3)m/s2，故轿车的加速度大小应满足
a2≥eq \f(5,3)m/s2
答案：见解析