课时作业(11) 培优课2 自由落体运动和竖直上抛运动（配套练习）-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年新教材高中物理必修第一册（人教版2019）

课时作业（十一）培优课二 自由落体运动和竖直上抛运动 答案精解Pa (建议用时：40分钟) [基础题组练] 题组二竖直上抛运动 题组一自由落体规律的应用 4.将小球竖直向上抛出，忽略空气阻力的影响。小球 1,两个小球从两个不同高度处自由下落，结果同时到 在空中运动过程中，到达最高点前的最后一秒内和 达地面，以下选项四幅图中，能正确表示它们的运 离开最高点后的第一秒内 (） 动的是 A.位移相同 B.加速度相同 C.平均速度相同 D.速度变化量方向相反 5.将一物体（距地面足够高）以20m/s的初速度竖直 向上抛出，经过t时间物体到抛出点的距离为5m: 忽略空气阻力，重力加速度g取10m/s,则1为 () A.2s B.4 s D C.5 s D.(2+7)s 2.(多选)小球从竖直砖墙某位置由静止释放，用频闪 6.如图所示，将一小球以10m/s的初速度在某高台 照相机在同一底片上多次曝光，得到了如图中1,2、 边缘竖直上抛，不计空气阻力，取抛出点为坐标原 3、4、5所示的小球在运动过程中每次曝光的位置. 点，向上为坐标轴正方向，g取10m/s,则3s内小 连续两次曝光的时间间隔均为T,每块砖的厚度均 球运动的 () 为d.根据图中的信息，下列判断正确的是( A.路程为25m A.位置1是小球释放的初始位置 B.位移为15m B.小球做匀加速直线运动 C.速度改变量为30m/s C小球下落的加速度为只 D.平均速度为5m/s 7.离地面高度100m处有两只气球正在以同样大小 D小球在位置3的速度为哥 的速率5m/s分别匀速上升和匀速下降.此时在这 3.一矿井深125m,在井口每隔一定时间自由下落一 两只气球上各同时落下一个物体.问这两个物体落 个小球，当第11个小球刚从井口下落时，第1个小 到地面的时间差为(g取10m/s) () 球恰好到井底(g取10m/s2),则 r A.0 B.Is A.第1个小球落至井底时的速度为30m/s C.2 s D.0.5s B.第1个小球落至井底时的速度为25m/s [能力提升练] C.相邻两个小球下落的时间间隔是0.5s 8.如图所示，水平桌面上方有三个金属小球a、b、,离 D.第9个小球和第7个小球之间的距离为25m 桌面高度分别为h,:h2:=5:3:1.若同时由 。141 静止释放a、b、c,不计空气阻力，则 10.特技跳伞要求队员在2200m的高度离开飞机，在 不开伞自由落体的情况下完成规定表演动作，跳伞 中某队员自由落体速度达到最大速度70m/s后，调 整姿势匀速下落，在距地面1000m时打开降落伞 匀减速下落，落地速度恰好为零.g取10m/s,求： A.三球运动时间之比为5：3：1 (1)匀速下落的距离： B.三球到达桌面时的速度之比是5：√：1 (2)匀减速下落过程的加速度大小： (3)跳伞过程的总时间（结果保留三位有效数字）. C,三个小球下落到距地面相同高度处速度大小相等 D.b与a落地的时间差等于c与b落地的时间差 9.某航模兴趣小组设计制作了一架遥控式飞行器，试 飞时飞行器从地面由静止开始竖直向上做匀加速 直线运动，运动4s后到达离地面高40m处，此时 飞行器上有一螺丝脱落（不计螺丝受到的空气阻 力)，g取10m/s.求： (1)飞行器做匀加速直线运动的加速度大小： (2)螺丝从脱落到落到地面所用的时间. ·142· 11.如图所示，一圆管放在水平地面上，长为L.=2.5m, 12.城市高层建筑越来越多，高空坠物事件时有发生. 圆管的上表面离天花板距离h=5m,在圆管的正 假设某公路边的高楼距地面高H=47m,往外凸 上方紧靠天花板放一小球（可看成质点），让小球 起的阳台上的花盆因受扰动而掉落，掉落过程可 由静止释放，同时给圆管一竖直向上初速度功一 看做自由落体运动.阳台下方有一辆长L:=8m、 10m/s,重力加速度g取10m/s. 高h=2m的货车，以6=9m/s的速度匀速直 (1)求小球释放后经多长时间与圆管相遇： 行，要经过阳台的正下方，花盆刚开始下落时货车 (2)试判断在圆管落地前小球能不能穿过圆管？ 车头距花盆的水平距离为L=24m(示意图如图 如果不能，小球和圆管落地的时间差多大？如果 所示，花盆可视为质点，重力加速度g取10m/s) 能，小球穿过圆管的时间多长？ (1)若司机没有发现花盆掉落，货车保持速度 匀速直行，请计算说明货车是否被花盆砸到： (2)若司机发现花盆掉落，司机的反应时间△1 1s,采取匀加速直线运动的方式来避险，则货车至 少以多大的加速度才能避免被花盆砸到。 777777777777 ·143·至少应为0.05m,选项A,B错误：n次响声对应(i一1)个水 所以最后1s内的位移为△h=h-一h1=45m一20m=25m. 滴下落后用的时间，所以一个水滴下落时间为=，与 由 答系(1)3s(2)10m/s(3)25m A=时得，g-治=20D:选项C错沃：D正商. 课时作业（十一） 9.D解析由平均速度公式知第2s内的平均速度=s= 上.D解析由题意，两个小球从两个不同高度处自由下落，初 g×1,5s=15m/s,选项A错误：由位移比关系可知1： 速度为0，同时到达地面，说明两球不是同时开始下落，且高 度大的小球先开始下落：在下落过程，两者的加速度相同，都 石=1：5=之g=5m,所以第35内的位移为25m,选 做匀加速直线运动，则图线斜率相同，故两直线应平行，选项 项B错误：由△x=得，后一秒位移比前一秒位移多10m, A、B错误：两小球同时落地，则两直线右端横坐标应相同，选 选项C错误：平均速度等于时间中点的瞬时速度，那么前一 项C错误，D正确. 秒的中间时刻与后一秒的中间时刻的时间差为15，即后一 2.BCD解析小球若从静止开始运动，连续相等时间内的位移 秒内的平均速度总比前一秒内的平均速度大10m/s,选项D 之比为13：5：7…，而题图中位移之比为2：3：45…， 正确. 故位置1不是小球释放的初始位置，由a=祭得a=只，选 10.D层匀支选运动的x-1关系式是x=w1叶名a,可以 项A错误，B.C正确：小球在位置3的速度物=3 2T 看出x-1与x-P图线都不是一条直线，故无法用x-1与 x-图线是否是一条直线来判断是否是匀加速直线运动， 头选项D正确 选项A、B错误；为了证明自由落体运动是否是匀加速直线 运动，可根据连续相等时间内的位移差是否是恒量来证明： 3C圆团第1个小缘自由下落的时间1一√原-√、 由图可知，连续相等时间内的位移分别是（一0）、（一 5s,根据题意，第1个小球刚落至井底的瞬间，第11个小球 )、(一）、(x一)，如果它们是等差数列，则后一项 刚好在井口，因此空中有9个小球在下落，并存在10个相等 与前一项的羞是定值，满足连续相等时间内的位移羞是恒 量，故可证明其为匀加速运动：如果不是等差数列，则证明 的时间间隔山，故==0.5s:根据u=√2g,得 不是匀加速运动，选项C错误，D正确. 50m/s,故第1个小球落至井底时的速度为50m/s;第9个 11.B解析自由落体运动第1s内，第2s内，第3s内，第4s 1 内，第5s内位移之比为：：雨x=1:3:5: 小球下落的离度为h-立X10×(0.5X2)m-5m,第7个 7:9,授前58的位移为，剥西=号=18m,解得 小球下落的高度为=号×10X(0.5X4)m=20m,故第 9个小球和第7个小球之间的距离为15m,选项C正确. 50m,由匀变追直线运动的位移公式r=之k,解得重力 4.B解析由上抛运动的对称性可知，它们位移、平均逸度方 加速度为g=4m/s,小球在第2s末的速度为2=g= 向相反，大小相等，选项A、C错误：上抛运动中，加速度不 8m/s,选项B正确，A、D错误：小球在第5s内的平均速度 变，由△=g△，可得速度变化量相同，选项B正确，D错误. 为西-一会=18m/s,选项C错视。 5.C解析取竖直向上为正方向，物体上升的最大高度为h 12.解析(1)需要的电源为交流电源，电压为220V. =20m,则物体不可能到达抛出点上方25m处，则当物 2g (2)先接通打点计时器电源，后释放纸带，选项B正确 体位于抛出点下方25m时，根据x=1一2，代入数据 (3)打点计时器在打C点时物体的瞬时速度大小为 t=12.52-3.14×10 解得4=5s,l=一1s(舍去)，选项C正确。 0.08 -m/s≈l.17m/s, 6.A解扬设向上为正方向，由x=1一号g得位移x 所测得的重力加速度大小为 g=12.52-7.05)×101-(.05-3,14)×10: 0.04 m/s2= -15m,选项B错误：均递度=兰=一5m/s,选项D错 9.75m/s2. 误：小球竖直上抛，由v=一g得速度的改变量△=一g (4)重物下落过程中受到空气阻力作用： 一30m/s,选项C错误：小球所能达到的最高点距抛出，点为 答率(1)交流220(2)B(3)1.179.75(4)重物下 五-装-5m又图为35内小球位移为-15m,所以3 落过程中受到空气阻力 内小球运动的路程为2x1十x一25m,选项A正确. 13.解扬)根据h=2r得 7.B解祈取竖直向上为正方向，两物体落到地面的时间差为 √便√需=3 上升物体上升到最高点的时间的2倍，即1=2=1s,选项 (2)前2s内物体的位移 B正确。 M=7gi=号×10×2m=20m… 8B解扬由自由落体运动的位移与时间关系式方=？g可 平约造度一会-婴m/s=10m ，故三球运动时间之比为5：5：1，可知b与 得=Ng (3)最后1。内下落的位移为总的位移减去前2s内的位 落地的时间差与c与b落地的时间差不相等，选项A,D错 移，前2s内的位移为h=20m, 误：由自由落体速度与位移的关系式可得=2gh,可知三 ·224. 球到达桌面时的速度之比是5：③：1，选项B正确：三个小 (2)司机反应时间内货车的位移为王=h△1=9m, 球下落到距地面相同高度处时，下落的位移不同，由= 此时车头离花盆的水平距离为d=Lg一=15m, √2g可知，此时速度大小不相等，选项C错误. 采取加速方式，要成功避险，则加速运动的位移为 9.解析(1)飞行器向上微初速度为零的匀加速直线运动，设加 x2=d+L1=23m, 速度为a,有n=之ai,解得a=5m/. 加速度时间为t2=1一△/=2s (2)螺丝脱落时的速度为h=at1=20m/s,螺丝脱落后做竖 则有n=6十之， 直上招造动，上升的藏大高度为到=装20m 代入数据解得a=2.5m/s. 即货车至少以2.5m/s的加速度加速才能避免被花盆 上升的时间为2=改=2s, 砸到. g 答案(1)货车会被花盆砸到(2)2.5m/s 从最高点微自由落体运功，有十h=立， 课时作业（十二） 解得t=2√3s, 所以螺丝从脱落到落到地面所用的时间为感=(2十2√③)s 1.B照扬0一2s内物体的位移-1+2)X1m=1.5m,则 2 答案(1)5m/s2(2)(2+2√3)s 平均速度==0.75m/s:0一4s内物体的位移西 10,暖团1)自由落体运动过程，有一，=专所。 1.5m=x,则平均速度==0.375m/s,选项A错误，B 从刚离开飞机到落地过程中 4 由h=h:+h2十h,解得h2=955m. 正确：物体在第1s内和第4s内位移大小均为0.5m,选项 (2)在匀减速直线运动过程中，由0-f=-2h, C错误，物体在第3s内和第4s内加速度均为一1m/s,选 代入数据得a=2.45m/s2. 项D错误， (3)匀减速下落时间1=卫= 70 2.AB解析V-1图像和时间轴所围成图形的面积表示位移， a2.45e28.57s, 匀造下落时间么=售=莞心1品，64 则前25内的位移西=是×4X2m=4m,选项A正确：扬 总时间t=t1十2十a,解得t=49.2s 休在第35内位移大小=号×2X1m=1m物你在前8 俗累(1)955m(2)2.45m/s2(3)49.2s 内通过的路程为s=x1十=5m,选项B正确：物体在前3s 11.解析(1)以经直向下为正方向，小球微自由落体运动， 内的平均建度=安_号m/=1nms,达项C错民 剥有A=名8， 一t图像的斜率表示物体的加速度，图像在前3s内是一条 1 调管微竖直上抛运动，则有=一什2g心， 倾斜直线，钟率不变，物体做匀变速直线运动，选项D错误， 3.D解析0~2s内甲做匀速直线运动，选项A错误：第2.5s 小球与圆管相遇时，应有h=一 和第3.5s时甲物体速度方向相同，选项B错误：第2.5s和 联立解得1=上=0.5 第3.5s时乙物体加速度方向相同，选项C错误：由题图可 0 知，甲从原，点出发，又回到原点，位移为0：乙图图线与1轴所 (2)设小球落到地面用时为4，则十L=号g, 围的面积表示位移，1轴上下面积相等，说明总位移为0，故 0~6s内甲、乙的位移都为0，选项D正确. 3 解得=√2s 4,BC解析在？-1图象中图线与t轴所因的“面积”表示位移 圆管落地的时间为2，则有0=一陆4十立g, 可知，两物体在0~4；内的位移不相等，而在第4$末相遇， 解得t2=0(舍去)，t4=2s, 可知出发点不同，选项A错误=之×4X4m=8m,= 由于1<，所以小球能穿过圆管. 设/时刻小球到达圃管的下端，则有h十L.=x一x, 音×6X4m=12m,已如在第4s末相道，则出发时A在B 共中==-w+, 前方4m处，选项B正确：由于A图线的斜率小于B图线的 斜率，可知A的加速度小于B的加速度，选项C正确：相遇 联立解得t=0.75s. 后A的速度始终小于B的速度，所以两物体不会再次相遇， 因此小球穿过圆管的时间为△=一1=0.25$ 选项D错误 答案(1)0.5s(2)能0.25s 5,B解析一1图像中图线的斜率表示物体的加速度，由题图 12解析(1)花盆落下到达车顶过程，位移为 可知，乙车的加速度先减小后增大，最后再减小，选项A错 h=(47-2)m=45m1, 误：在前4s的时间内，甲车的位移为x=1十2=5× 花盆自由落体运动有h=?g, 解得1=3、 4m+号×1.2X16m=29.6m,选项B正确：在1=4s时， 在这段时间内汽车位移为x=1=27m, 两车的速度相同，但经过的位移不同，故两车没有相遇，选项 满足L2<x<L1十Le, C错误：在0~108内，乙车速度一直为正，并一直沿正方向 货车会被花盆砸到 运动，故乙车没有回到起始位置，选项D错误. ·225.