新教材适用2023_2024学年高中物理第2章匀变速直线运动的研究专题强化3竖直上抛运动提能作业新人教版必修第一册

这是一份新教材适用2023_2024学年高中物理第2章匀变速直线运动的研究专题强化3竖直上抛运动提能作业新人教版必修第一册，共7页。
第二章　专题强化3合格考训练一、选择题1．一个物体做竖直上抛运动，不计空气的阻力，规定竖直向上为正，则整个过程中物体运动的速度—时间图像正确的是( C )解析：物体先向上做匀减速运动，速度为正向减小，到达最高点后向下做匀加速运动，即负向增加，因加速度恒定为g不变，则图像为直线，故选C项。2．(2023·山东菏泽高一校考期末)如图所示，鱼儿从水下一定深度由静止以大小为的加速度加速上升至水面，跃出后离水面的最大高度为h。假设鱼儿的整个运动过程为直线运动，不计空气阻力，重力加速度为g，则鱼儿开始时所在的深度为( A )A．2h  B．hC．h  D．4h解析：设鱼儿出水瞬间的速度为v，鱼儿在水下时，有v2＝2·h1，鱼儿在水面上时，有v2＝2gh，解得h1＝2h，故选A。3．(多选)(2023·湖北襄阳高一阶段练习)若一物体从火星表面竖直向上抛出(不计气体阻力)时的x－t图像如图所示，则( AC )A．该火星表面的重力加速度大小为1.6 m/s2B．该物体上升的时间为10 sC．该物体被抛出时的初速度大小为8 m/sD．该物体落到火星表面时的速度大小为16 m/s解析：由图像可知，物体上升到最高点的时间为5 s，最大高度为20 m，由公式h＝gt2可得g＝＝ m/s2＝1.6 m/s2，故A正确；由图可知，当物体上升到最高点所用时间为5 s，即该物体上升的时间为5 s，故B错误；该物体被抛出时的初速度大小为v0＝gt＝1.6×5 m/s＝8.0 m/s，故C正确；由于不计气体阻力，由对称性可知，该物体落到火星表面时的速度大小为8 m/s，故D错误。4．(多选)(2023·山东滨州高一校考期中)物体以初速度v0竖直上抛，经3 s到达最高点，空气阻力不计，g取10 m/s2，则下列说法正确的是( BC )A．物体的初速度v0为60 m/sB．物体上升的最大高度为45 mC．物体在第1 s内、第2 s内、第3 s内的平均速度之比为5∶3∶1D．物体在1 s内、2 s内、3 s内的平均速度之比为9∶4∶1解析：竖直上抛运动运用逆向思维可看成自由落体运动，由速度—时间关系可得v0＝gt＝30 m/s，A错误；物体上升的最大高度为h＝＝45 m，B正确；初速度为零的匀加速直线运动相同时间内的位移比为1∶3∶5，可知竖直上抛运动中，物体在第1 s内、第2 s内、第3 s内的位移之比为5∶3∶1，由＝可知，平均速度之比为5∶3∶1，C正确；物体在1 s内、2 s内、3 s内的位移之比为5∶8∶9，则平均速度之比为5∶4∶3，D错误。5．(多选)(2023·山西朔州高一阶段练习)一物体从空中足够高的某位置以竖直向上的速度v抛出，经过时间t(大小未知)物体的速度大小为初速度的2倍，忽略空气阻力，重力加速度为g。则下列说法正确的是( BD )A．t＝B．物体的平均速率为C．物体的位移大小为D．再经时间t，物体的速度大小为5 v解析：设向下为正方向，物体抛出后做匀变速直线运动，由a＝，可得t＝＝＝，故A错误；物体上升的位移大小x1＝，物体下降的位移大小x2＝＝，物体的平均速率为＝＝＝，故B正确；物体的位移大小为x＝x2－x1＝，故C错误；再经时间t，物体的速度大小为v′＝2v＋gt＝5v，故D正确。6．(2023·湖北武汉高一校联考期中)今年年初，国外研究人员发明了一种跳高能力极强的小机器人，如图所示。某次它从地面竖直向上跳跃，加速时间仅为8.3 ms，最终离地高度达到31 m。不计空气阻力，下列说法不正确的是( C )A．机器人起跳时，离地的速度大小约为25 m/sB．机器人从起跳到落地的时间约为5 sC．机器人离地前，加速的距离约为20 cmD．机器人离地前，加速的平均加速度大小约为3 000 m/s2解析：机器人起跳时，离地的速度大小约为v＝＝ m/s≈25 m/s，选项A正确；机器人从起跳到落地的时间约为t＝＝ s＝5 s，选项B正确；机器人离地前，加速的距离约为x＝t′＝×8.3×10－3 m≈10.3 cm，选项C错误；机器人离地前，加速的平均加速度大小约为a＝＝ m/s2≈3 012 m/s2，选项D正确。二、非选择题7．(2023·山东滨州高一校考期中)一个竖直上抛的物体经4 s落回原处，则(1)经过2 s物体的速度是多少？位移是多少？路程是多少？(2)经过3 s速度是多少？位移是多少？路程是多少？(g＝10 m/s2)答案：(1)0　20 m　方向向上　20 m　(2)－10 m/s，向下　15 m　向上　25 m解析：(1)由竖直上抛运动的对称性可知，经2 s物体到达最高点，再经过2 s落回原处，则经过2 s时位移是x＝g2＝×10×22 m＝20 m。方向向上，路程也为s＝20 m。(2)经过3 s即从最高点下落1 s时的速度是v＝gt1＝10 m/s，方向向下；下落1 s的距离h＝gt＝×10×12 m＝5 m则3 s时的位移为x′＝20 m－5 m＝15 m方向向上；路程为s′＝20 m＋5 m＝25 m。 等级考训练一、选择题1．(多选)某人在10楼的阳台上，用发射装置(在阳台外)将小钢球以v0＝20 m/s的初速度竖直向上射出，小球距射出点15 m时，运动的时间可能是(假设小球运动过程中不被阻挡，且不受空气阻力，重力加速度g＝10 m/s2)( ABD )A．1 s  B．3 sC．(－2)s  D．(＋2)s解析：小球距射出点15 m时，即小球的位移的大小为15 m，由|x|＝v0t－gt2＝15，代入数据解得t1＝1 s，t2＝3 s，t3＝(＋2)s，故A、B、D三项正确，C项错误。故选ABD。2．(多选)(2022·山东青岛高一期末)女排运动员在某次训练中将排球以8 m/s速度竖直向上垫出，重力加速度g＝10 m/s2，忽略空气阻力。下列说法正确的是( AC )A．排球上升的最大高度为3.2 mB．排球上升的最大高度为6.4 mC．排球从垫出到落回垫出位置所用时间为1.6 sD．排球从垫出到落回垫出位置所用时间为0.8 s解析：排球上升的最大高度为h＝＝3.2 m，故A正确，B错误；排球从垫出到落回垫出位置所用时间为t＝＝1.6 s，故C正确，D错误。3．(2023·湖南高一期中)在桥面上竖直上抛一个石子，2 s末速度为5 m/s，方向向下。4 s末落至水面。下列说法正确的是(g取10 m/s2)( C )A．石子的初速度为25 m/sB．石子在1～2 s内的速度变化量为0C．桥面距离水面的距离为20 mD．桥面距离水面的距离为80 m解析：设向上为正方向，初速度为v0，则根据速度—时间关系有v＝v0－gt2，代入数据解得v0＝15 m/s，故A错误；石子在1 s末的速度为v1＝v0－gt1＝5 m/s，石子在2 s末的速度为v2＝－5 m/s，石子在1 s～2 s内的速度变化量为Δv＝v2－v1＝－10 m/s，故B错误；从抛出石子到落至水面根据位移时间关系有h＝v0t－gt2＝－20 m，则桥面到水面的距离为20 m，故C正确，D错误。4．(2023·吉林长春高一期末)将甲、乙两个小球(可视为质点)在同一水平面相邻的两个位置先后以相同的初速度竖直向上抛出。若抛出点所在平面高度设为0，两小球的高度h与时间t的图像如图所示。根据图像所给的信息，下列说法正确的是( B )A．甲回到抛出点的时刻为2t1B．乙回到抛出点的时刻为2t2C．乙距抛出点的最大高度为D．乙距抛出点的最大高度为解析：根据题意可知，甲乙两球的h－t图形一样，只是乙向右平移了一些，由图可知，t2时刻的虚线为对称轴，则乙回到抛出点的时刻为2t2，则乙运动的时间为Δt＝2t2－t1，则甲回到抛出点的时刻为2t2－t1，故A错误，B正确；根据题意，由公式h＝gt2可知，乙距抛出点的最大高度为h＝g2＝，故C、D错误。5．(多选)(2023·河南平顶山高一期末)我国宋代已经出现冲天炮这种玩具(如图)，也叫“起火”，逢年过节人们都要放“起火”庆祝。若冲天炮由静止发射竖直升空时加速度大小为5 m/s2，第4 s末从冲天炮掉出一可视为质点的碎片，忽略空气阻力，取g＝10 m/s2，则( BD )A．4 s末碎片的速度大小为10 m/sB．碎片最高可上升到距地面的高度为60 mC．碎片从冲天炮上脱落后上升所用时间为3 sD．碎片从冲天炮上掉出之后到落回地面时间为(2＋2)s解析：前4 s碎片做初速度为零的匀加速直线运动，加速度a＝5 m/s2，方向竖直向上，4 s末碎片的速度为v＝at1＝20 m/s，A错误；4 s末碎片的位移为x1＝at＝40 m，碎片掉出后以20 m/s的初速度做竖直上抛运动，上升的高度为h＝＝20 m，则碎片最高可上升到距地面H＝x1＋h＝60 m，B正确；碎片从冲天炮上脱落后上升所用时间t2＝＝2 s，C错误；设从最高点下落到地面的时间为t3，则有H＝gt，解得t3＝＝2 s，碎片从冲天炮上掉出之后到落回地面时间t＝t2＋t3＝(2＋2)s，D正确。二、非选择题6．(2023·山东济宁高一期末)一个篮球从高h1＝3.2 m处由静止开始下落，落到水平地面上后以6 m/s的速率反弹，不考虑空气阻力，篮球与地面的碰撞时间Δt＝0.2 s，求：(g＝10 m/s2)(1)篮球与地面碰撞过程中的平均加速度；(2)篮球从开始下落到反弹至最高点过程的平均速度的大小。答案：(1)70 m/s2，方向竖直向上　(2)0.875 m/s解析：(1)从高h1＝3.2 m处由静止开始下落，则根据自由落体的规律可知v＝2gh1解得v1＝8 m/s设向下为正方向，则篮球与地面碰撞过程中的平均加速度＝＝＝－70 m/s2方向竖直向上。(2)根据自由落体的过程可知，下降过程h1＝gt解得t1＝0.8 s反弹上升至最高点的过程解得t2＝0.6 s，h2＝1.8 m篮球从开始下落到反弹至最高点过程的平均速度的大小为＝＝ m/s＝0.875 m/s。7．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。答案：(1)20 m/s　(2)60 m　(3)(6＋2)s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)方法一：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。方法二：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。