（新課標(biāo)）2020高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)作業(yè)3 自由落體和豎直上拋運(yùn)動(dòng)（含解析）新人教版

自由落體和豎直上拋運(yùn)動(dòng)一、選擇題1(2018·深圳一模)在2002年9月，伽利略的自由落體實(shí)驗(yàn)被物理學(xué)家評(píng)選為最美麗的實(shí)驗(yàn)以下關(guān)于“伽利略對(duì)自由落體的探究過(guò)程”的歸納不正確的是()A伽利略發(fā)現(xiàn)亞里士多德“重物比輕物下落得快”的觀點(diǎn)有自相矛盾的地方B伽利略猜想落體運(yùn)動(dòng)應(yīng)該是一種最簡(jiǎn)單的變速運(yùn)動(dòng)，速度的變化對(duì)位移來(lái)說(shuō)一定是均勻的C由于當(dāng)時(shí)的儀器不能精確測(cè)量快速下落物體的時(shí)間，所以他設(shè)想通過(guò)斜面落體來(lái)“沖淡重力”D伽利略將他在斜面實(shí)驗(yàn)中的結(jié)論做了合理外推，確定了自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)答案B2將一物體從地面豎直向上拋出，又落回拋出點(diǎn)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中空氣阻力忽略不計(jì)，下列說(shuō)法正確的是()A上升過(guò)程和下落過(guò)程，時(shí)間相等、位移相同B物體到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)，速度和加速度均為零C整個(gè)過(guò)程中，任意相等時(shí)間內(nèi)物體的速度變化量均相同D豎直上拋的初速度越大(v010 m/s)，物體上升過(guò)程的最后1 s時(shí)間內(nèi)的位移越大答案C解析A項(xiàng)，根據(jù)對(duì)稱(chēng)性可知，上升過(guò)程和下落過(guò)程的時(shí)間相等、位移大小相等、方向相反，則位移不同，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；B項(xiàng)，物體到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)，速度為零，加速度為g，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；C項(xiàng)，根據(jù)vgt，知t相同，則整個(gè)過(guò)程中，任意相等時(shí)間內(nèi)物體的速度變化量相同，故C項(xiàng)正確；D項(xiàng)，物體上升過(guò)程中最后1 s內(nèi)的位移：hgt2×10×12 m5 m，與初速度無(wú)關(guān)，故D項(xiàng)錯(cuò)誤3(2018·新鄉(xiāng)一模)某同學(xué)在墻前連續(xù)拍照時(shí)，恰好有一小白色重物從墻前的某高處由靜止落下，拍攝到重物下落過(guò)程中的一張照片如圖所示由于重物的運(yùn)動(dòng)，它在照片上留下了一條模糊的徑跡已知?dú)皩哟u的平均厚度為6.0 cm，這個(gè)照相機(jī)的曝光時(shí)間為2.0×102 s，則()A石子下落到A位置時(shí)的速度約為60 m/sB石子下落到A位置時(shí)的速度約為12 m/sC石子下落到A位置所需的時(shí)間約為0.6 sD石子下落到A位置所需的時(shí)間約為1.2 s答案C解析由圖可以看出，在曝光的時(shí)間內(nèi)，物體下降了大約有兩層磚的厚度，即12 cm(0.12 m)，曝光時(shí)間為2.0×102 s，所以AB段的平均速度為： m/s6 m/s；由于時(shí)間極短，故A點(diǎn)的速度近似為6 m/s，由vgt可得下降的時(shí)間為：t s0.6 s，故C項(xiàng)正確，A、B、D三項(xiàng)錯(cuò)誤4(2018·惠州模擬)甲、乙兩物體質(zhì)量之比為m甲m乙51，甲從高H處自由落下的同時(shí)乙從2H處自由落下，不計(jì)空氣阻力，以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A在下落過(guò)程中，同一時(shí)刻二者速度相等B甲落地時(shí)，乙距地面的高度為HC甲落地時(shí)，乙的速度的大小為D甲、乙在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比為12答案D解析A項(xiàng)，因?yàn)榧滓椅矬w同時(shí)做自由落體運(yùn)動(dòng)，它們的初速度為零，加速度為g，任意時(shí)刻的速度為：vgt，所以兩物體下落過(guò)程中，在同一時(shí)刻甲的速度與乙的速度相等，故A項(xiàng)正確；B項(xiàng)，甲落地時(shí)，甲乙運(yùn)動(dòng)的位移都為H，所以乙離地面的高度為：2HHH，故B項(xiàng)正確；C項(xiàng)，甲落地時(shí)，由位移速度關(guān)系式：v22gH，可得v，它們的速度相同，故C項(xiàng)正確；D項(xiàng)，因?yàn)榧滓椅矬w均做自由落體運(yùn)動(dòng)，加速度為g，甲下落的時(shí)間為，乙下落的時(shí)間為，所以甲、乙在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比為1，故D項(xiàng)錯(cuò)誤5(2018·滁州一模)一名宇航員在某星球上完成自由落體運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)，讓一個(gè)質(zhì)量為2 kg的小球從一定的高度自由下落，測(cè)得在第5 s內(nèi)的位移是18 m，則()A物體在2 s末的速度是20 m/sB物體在第5 s內(nèi)的平均速度是3.6 m/sC物體在第2 s內(nèi)的位移是20 mD物體在前5 s內(nèi)的位移是50 m答案D解析A項(xiàng)，第5 s內(nèi)的位移是18 m，有：gt12gt2218 m，t15 s，t24 s，解得：g4 m/s2.所以2 s末的速度：vgt8 m/s.故A項(xiàng)錯(cuò)誤；B項(xiàng)，第5 s內(nèi)的平均速度： m/s18 m/s.故B項(xiàng)錯(cuò)誤；C項(xiàng)，t2 s，t1 s，物體在第2 s內(nèi)的位移：xgt2gt28 m2 m6 m故C項(xiàng)錯(cuò)誤；D項(xiàng)，物體在5 s內(nèi)的位移：xgt2×4×25 m50 m故D項(xiàng)正確6四個(gè)小球在離地面不同高度同時(shí)從靜止釋放，不計(jì)空氣阻力，從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)刻起每隔相等的時(shí)間間隔，小球依次碰到地面下列各圖中，能反映出剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)各小球相對(duì)地面的位置的是()答案C解析假設(shè)小球落地時(shí)間分別是t1、t2、t3，t4，要滿足題目要求，需要使t22t1、t33t1、t44t1，再根據(jù)hgt2，四個(gè)小球釋放點(diǎn)距離地面的高度應(yīng)滿足h1h2h3h414916，觀察可知，C項(xiàng)正確7(2018·邢臺(tái)一模)兩個(gè)同學(xué)通過(guò)自由落體運(yùn)動(dòng)測(cè)量一高層建筑的高度在樓頂?shù)耐瑢W(xué)將小球甲自樓頂自由下落5 m時(shí)，距離樓頂15 m處的同學(xué)將小球乙自由下落，結(jié)果兩小球同時(shí)落地，不計(jì)空氣阻力，重力加速度取10 m/s2，則樓高為()A16 mB20 mC25 m D36 m答案B解析設(shè)樓的高度為H，根據(jù)hgt2可知，甲球下落到地面的時(shí)間為：t下落h所需時(shí)間為：t則乙下落的時(shí)間ttt，則：Hhgt2聯(lián)立解得：H20 m故B項(xiàng)正確，A、C、D三項(xiàng)錯(cuò)誤8.如圖，物體隨氣球以大小為1 m/s的速度從地面勻速上升若5 s末細(xì)繩斷裂，g取10 m/s2，則物體能在空中繼續(xù)運(yùn)動(dòng)()A6.1 s B1.2 sC1.1 s D1.0 s答案C解析細(xì)繩斷裂前物體5 s內(nèi)上升的高度hvt1×5 m5 m細(xì)繩斷裂后物體做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，取豎直向上為正方向，則有hvtgt2，可得：t1.1 s，(另一解不合理舍去)，即物體能在空中繼續(xù)運(yùn)動(dòng)是1.1 s.9(2018·綿陽(yáng)模擬)如圖所示，水平線OO在某豎直平面內(nèi)，距地面高度為h，一條長(zhǎng)為l(lh)的輕繩兩端分別系小球A和B，小球A在水平線OO上，豎直向上的外力作用在A上，A和B都處?kù)o止?fàn)顟B(tài)現(xiàn)從OO上另一點(diǎn)靜止釋放小球1，當(dāng)小球1下落至與小球B等高位置時(shí)，從OO上靜止釋放小球A和小球2，小球2在小球1的正上方()A小球1將與小球B同時(shí)落地Bh越大，小球A與小球B的落地時(shí)間差越小C在小球B下落過(guò)程中，輕繩對(duì)B的拉力豎直向上D在小球1落地前，小球1與2之間的距離始終保持不變答案B解析A項(xiàng)，設(shè)小球1下落到與B等高的位置時(shí)的速度為v，設(shè)小球1還需要經(jīng)過(guò)時(shí)間t1落地，則：hlvt1gt12設(shè)B運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t2，則：hlgt22比較可知，t1t2.故A項(xiàng)錯(cuò)誤；B項(xiàng)，設(shè)A運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t3，則：hgt32可得：t3t2.可知l是一個(gè)定值時(shí)，h越大，則小球A與小球B的落地時(shí)間差越小故B項(xiàng)正確C項(xiàng)，小球A與B都做自由落體運(yùn)動(dòng)，所以二者之間的輕繩沒(méi)有作用力故C項(xiàng)錯(cuò)誤D項(xiàng)，1與2兩球的距離：Lvtgt2gt2vt，可見(jiàn)，兩球間的距離隨時(shí)間的推移，越來(lái)越大；故D項(xiàng)錯(cuò)誤10(2018·茂名模擬)一名同學(xué)用兩個(gè)小球進(jìn)行循環(huán)拋、接球游戲，兩個(gè)小球分別記為A、B，某次拋、接球過(guò)程中，在該同學(xué)把A球以4 m/s的初速度豎直上拋的同時(shí)，B球剛好從A球正上方2 m處由靜止下落，A、B兩球均可視為質(zhì)點(diǎn)，重力加速度g10 m/s2，則A、B兩球相遇處距A球出發(fā)點(diǎn)的距離為()A0.75 m B3 mC. m D恰好在出發(fā)點(diǎn)相遇答案A解析由位移關(guān)系知相遇時(shí)gt2v0tgt2H2 m解得時(shí)間為t0.5 s豎直上拋運(yùn)動(dòng)xv0tgt24×0.5 m×10×0.52 m0.75 m.11(多選)在離地面h15 m高處，以v010 m/s的速度同時(shí)豎直向上與向下拋出甲、乙兩小球，不計(jì)空氣阻力，小球落地后就不再?gòu)椘?，重力加速度g10 m/s2，下列說(shuō)法正確的是()A兩小球落地時(shí)的速度相等B兩小球落地的時(shí)間差為3 sC乙球落地時(shí)甲球恰好運(yùn)動(dòng)到最高位置Dt2 s時(shí)，兩小球相距15 m答案ACD解析A項(xiàng)，甲、乙兩小球拋出時(shí)速率相等，機(jī)械能相等由于不計(jì)空氣阻力，所以兩球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能都守恒，則落地時(shí)機(jī)械能也相等，落地時(shí)的速度必定相等，故A項(xiàng)正確B項(xiàng)，落地時(shí)，對(duì)于甲球，取豎直向上為正方向，有：hv0t甲gt甲2解得：t甲3 s對(duì)于乙球，有：hv0t乙gt乙2解得：t乙1 s，所以兩小球落地的時(shí)間差為2 s，故B項(xiàng)錯(cuò)誤C項(xiàng)，甲球上升的時(shí)間為：t s1 st乙，所以乙球落地時(shí)甲球恰好運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)，故C項(xiàng)正確D項(xiàng)，t2 s時(shí)，甲球的位移為：x甲v0tgt210×2 m5×22 m0，乙球已落地并不再?gòu)椘?，所以t2 s時(shí)，兩小球相距15 m，故D項(xiàng)正確12.(2018·湖南模擬)(多選)如圖所示，兩端點(diǎn)分別為A、B，長(zhǎng)L1 m的金屬細(xì)桿在距地面H40 m處以v010 m/s豎直上拋，同時(shí)在AB上方略微錯(cuò)開(kāi)的豎直線上h處有一可視為質(zhì)點(diǎn)的小球C由靜止釋放，不計(jì)空氣阻力及落地后的運(yùn)動(dòng)，取g10 m/s2，則可知()A桿能上升的最大位移為10 mB桿從拋出到落地共用時(shí)4 sC若h15 m，則C與A相遇時(shí)桿的速度方向向下，與桿相遇共用時(shí)0.1 sD若h25 m，則C與A相遇時(shí)桿的速度方向向下，與桿相遇共用時(shí)0.1 s答案BCD解析A項(xiàng)，桿能上升的最大位移x5 m，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；B項(xiàng)，桿上升到最高點(diǎn)的時(shí)間t1，向下的位移h40 m5 m45 m，則下降的時(shí)間t2，則桿從拋出到落地的時(shí)間t1 s3 s4 s，故B項(xiàng)正確；C項(xiàng)，設(shè)經(jīng)過(guò)t時(shí)間相遇，則有：gt2v0tgt2h，解得t1.5 s，此時(shí)桿的速度vv0gt10 m/s15 m/s5 m/s，此時(shí)桿的速度方向向下，球的速度vgt15 m/s.設(shè)與桿相遇的時(shí)間為t，則有vtgt2(vtgt2)1，代入數(shù)據(jù)有：(155)t1，解得t0.1 s，故C項(xiàng)正確；D項(xiàng)，設(shè)經(jīng)過(guò)t時(shí)間相遇，則有：gt2v0tgt2h，解得t2.5 s，此時(shí)桿的速度vv0gt10 m/s25 m/s15 m/s，此時(shí)桿的速度方向向下，球的速度vgt25 m/s，設(shè)與桿相遇的時(shí)間為t，則有vtgt2(vtgt2)1，代入數(shù)據(jù)有：(2515)t1，解得t0.1 s，故D項(xiàng)正確二、非選擇題13(2018·海南)學(xué)生課外實(shí)驗(yàn)小組使用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量重力加速度大小實(shí)驗(yàn)時(shí)，他們先測(cè)量分液漏斗下端到水桶底部的距離s；然后使漏斗中的水一滴一滴地下落，調(diào)整閥門(mén)使水滴落到桶底發(fā)出聲音的同時(shí)，下一滴水剛好從漏斗的下端滴落；用秒表測(cè)量第1個(gè)水滴從漏斗的下端滴落至第n個(gè)水滴落到桶底所用的時(shí)間t.(1)重力加速度大小可表示為_(kāi)(用s、n、t表示)；(2)如果某次實(shí)驗(yàn)中，s0.90 m，n30，t13.0 s，則測(cè)得的重力加速度大小g_ m/s2；(保留2位有效數(shù)字)(3)寫(xiě)出一條能提高測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確程度的建議：_答案(1)(2)9.6(3)“適當(dāng)增大n”或“多次測(cè)量取平均值”解析(1)根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間關(guān)系有sgT2，則有：g，而T，解得：g；(2)將s0.90 m，n30，t13.0 s，代入數(shù)據(jù)，解得：g9.6 m/s2；(3)根據(jù)公式g，要能提高測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確程度，可適當(dāng)增大n，或多次測(cè)量s取平均值14(2018·孝感二模)甲、乙兩物體，甲的質(zhì)量為1 kg，乙的質(zhì)量為0.5 kg，甲從距地45 m高處自由落下，1 s后乙從距地30 m高處自由落下，不計(jì)空氣阻力(重力加速度g取10 m/s2)(1)兩物體等高時(shí)離地多高？(2)定量畫(huà)出兩物體間的豎直距離隨時(shí)間變化的圖像(規(guī)定甲開(kāi)始下落時(shí)刻為計(jì)時(shí)起點(diǎn))解析(1)兩物體的加速度均為g，方向豎直向下，設(shè)甲下落時(shí)間為t時(shí)二者相遇則gt215g(t1)2，解得t2 s.此時(shí)兩物體離地高度H45gt225 m.(2)以甲下落的初位置為坐標(biāo)原點(diǎn)，下落時(shí)刻為計(jì)時(shí)起點(diǎn)豎直向下為正方向，設(shè)時(shí)刻t甲、乙的位置坐標(biāo)分別為y1、y2.則：01 s內(nèi)兩物體的豎直距離隨時(shí)間的關(guān)系為：y115y115gt2155t212 s內(nèi)兩物體的豎直距離隨時(shí)間的關(guān)系為：y2y2y115g(t1)2gt22010t設(shè)經(jīng)過(guò)T時(shí)間甲落地，則45gT2，解得T3 s.設(shè)乙在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為T(mén)，則30gT2，解得T s.23 s內(nèi)兩物體的豎直距離隨時(shí)間的關(guān)系為：y3y1y2gt215g(t1)210t20，3(1) s內(nèi)兩物體的豎直距離隨時(shí)間的關(guān)系為：y445y24515g(t1)22510t5t2；則圖像如圖所示 8