2025届高三物理一轮复习课时作业：1.3自由落体运动与竖直上抛运动

2025届高三物理一轮复习课时作业 §2.3自由落体运动与竖直上抛运动 时间：45分钟 满分：100分 一、选择题：本题共12小题，每小题6分，共72分。在每小题给出的四个选项中，第1～8小题，只有一个选项正确；第9～12小题，有多个选项正确，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1．从水平地面竖直向上抛出一物体，物体在空中运动，到最后又落回地面，在不计空气阻力的条件下，以下判断正确的是(　　) A．物体上升阶段的加速度与物体下落阶段的加速度相同 B．物体上升阶段的加速度与物体下落阶段的加速度方向相反 C．物体上升过程经历的时间大于物体下落过程经历的时间 D．物体上升过程经历的时间小于物体下落过程经历的时间 2．一石块从楼房阳台边缘向下做自由落体运动到达地面，把它在空中运动的时间分为相等的三段，如果它在第一段时间内的位移是1.2 m，那么它在第三段时间内的位移是(　　) A．1.2 m B．3.6 m C．6.0 m D．10.8 m 3．在自由落体运动中，第1个2 s、第2个2 s和第5 s内的位移之比为(　　) A．1∶3∶5　　　　　　　　　 B．2∶6∶5 C．2∶8∶7 D．4∶12∶9 4．如图所示，将一小球以10 m/s的初速度在某高台边沿竖直上抛，不计空气阻力，取抛出点为坐标原点，向上为坐标轴正方向，g取10 m/s2。则3 s内小球运动的(　　) A．路程为25 m B．位移为15 m C．速度改变量为30 m/s D．平均速度为5 m/s 5．一位同学在某星球上完成自由落体运动实验：让一个质量为2 kg的小球从一定的高度自由下落，测得在第5 s内的位移是18 m，则(　　) A．物体在2 s末的速度大小是20 m/s B．物体在第5 s内的平均速度大小是3.6 m/s C．物体在前2 s内的位移大小是20 m D．物体在5 s内的位移大小是50 m 6．取一根长2 m左右的细线，5个铁垫圈和一个金属盘，在线端系上第一个垫圈，隔12 cm再系一个，以后垫圈之间的距离分别是36 cm、60 cm、84 cm，如图所示。站在椅子上，向上提起线的上端，让线自由垂下，且第一个垫圈紧靠放在地上的金属盘，松手后开始计时，若不计空气阻力，则第2、3、4、5各垫圈(　　) A．落到盘上的声音时间间隔越来越大 B．落到盘上的声音时间间隔相等 C．依次落到盘上的速率关系为1∶∶∶2 D．依次落到盘上的时间关系为1∶(－1)∶(－)∶(2－) 7．如图所示，一杂技演员用一只手抛球、接球，他每隔0.4 s抛出一球，接到球便立即把球抛出。已知除抛、接球的时刻外，空中总有4个球，将球的运动近似看成是竖直方向的运动，球到达的最大高度是(高度从抛球点算起，取g＝10 m/s2)(　　) A．1.6 m B．2.4 m C．3.2 m D．4.0 m 8．质量为m的小球由空中A点无初速度自由下落，加速度大小为g；在t秒末使其加速度大小变为a方向竖直向上，再经过t秒小球又回到A点。不计空气阻力且小球从未落地，则以下说法中正确的是(　　) A．a＝4g B．返回到A点的速率2at C．自由下落t秒时小球的速率为at D．小球下落的最大高度at2 9．一物体自距地面高H处自由下落，经时间t落地，此时速度为v，则(　　) A．时物体距地面高度为 B．时物体距地面高度为 C．物体下落时速度为 D．物体下落时速度为 10．甲、乙两小球从离地相同的高度以相同的速率同时竖直向上和竖直向下抛出，两小球在空中运动时均不计空气阻力的作用，则下列说法中正确的是(　　) A．两小球在空中运动时速度差恒定 B．两小球在空中运动时高度差恒定 C．两小球从抛出到落地所用时间的差值恒定 D．两小球从抛出到落地所用时间的差值与最初离地高度有关 11．如图所示，小球从竖直砖墙某位置由静止释放，用频闪照相机在同一底片上多次曝光，得到了图中1、2、3、4、5…所示小球运动过程中每次曝光的位置。连续两次曝光的时间间隔均为T，每块砖的厚度为d，根据图中的信息，下列判断正确的是(　　) A．位置“1”是小球释放的初始位置 B．小球做匀加速直线运动 C．小球下落的加速度为 D．小球在位置“3”的速度为 12．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大小之比是∶∶1 B．三者运动时间之比为3∶2∶1 C．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 二．非选择题：本题共2小题，每小题14分，共28分。考生根据要求做答 13．(14分) 某校一课外活动小组自制一枚火箭，设火箭从水平地面发射后，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，取g＝10 m/s2，求： (1)燃料恰好用完时火箭的速度大小； (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。 14．(14分) 如图所示，长度为0.55 m的圆筒竖直放在水平地面上，在圆筒正上方距其上端1.25 m处有一小球(可视为质点)。在由静止释放小球的同时，将圆筒竖直向上抛出，结果在圆筒落地前的瞬间，小球在圆筒内运动而没有落地，则圆筒上抛的速度大小的取值范围？(空气阻力不计，取g＝10 m/s2) 第4页，共8页 ( 第 1 页 共 9 页 )高中物理 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2025届高三物理一轮复习课时作业参考答案 §2.3自由落体运动与竖直上抛运动 1．A 解析：物体竖直上抛，不计空气阻力，只受重力，则物体上升和下落阶段加速度相同，大小为g，方向向下，A项正确，B项错误；上升和下落阶段位移大小相等，加速度大小相等，所以上升和下落过程所经历的时间相等，C、D项错误。 2．C 3．D 解析：根据初速度为零的匀加速直线运动的比例，三段时间内的位移之比为(1＋3)∶(5＋7)∶9＝4∶12∶9，D正确。 4．A 解析：应用全程法求解位移，由x＝v0t－gt2得位移x＝－15 m，B错误；平均速度＝＝－5 m/s，D错误；小球竖直上抛，由v＝v0－gt得速度的改变量 Δv＝v－v0＝－gt＝－30 m/s，C错误；上升阶段通过路程x1＝＝5 m，下降阶段通过的路程x2＝gt22，t2＝t－＝2 s，解得x2＝20 m，所以3 s内小球运动的路程为x1＋x2＝25 m，A正确。 5．D 解析：设该星球表面的重力加速度为g，由自由下落在第5 s内的位移是18 m，可得g×(5 s)2－g×(4 s)2＝18 m，得g＝4 m/s2，所以2 s末的速度大小为8 m/s，选项A错误；第5 s内的平均速度大小为18 m/s，选项B错误；物体在前2 s内的位移大小是g×(2 s)2＝8 m，选项C错误；物体在5 s内的位移大小是g×(5 s)2＝50 m，选项D正确。 6．B 解析：把多个铁垫圈的运动转化为一个铁垫圈的自由落体运动。根据题意可知每两个相邻垫圈之间的距离差都为24 cm，由Δx＝aT2可知垫圈落到盘上的声音时间间隔相等，选项A、D错误，B正确；由v＝gt可知垫圈依次落到盘上的速率关系为1∶2∶3∶4，选项C错误。 7．C 解析：由题图所示的情形可以看出，四个小球在空中的位置与一个小球抛出后每隔0.4 s对应的位置是相同的，因此可知小球抛出后到达最高点和从最高点落回抛出点的时间均为t＝0.8 s，故有Hm＝gt2＝3.2 m，C正确。 8．D 解析：根据匀变速运动的规律可知：gt2＝－，解得a＝3g，选项A错误；返回到A点的速率v＝gt－at＝－at，选项B错误；自由下落t秒时小球的速率为gt＝at，选项C错误；小球下落t的高度h1＝gt2＝at2，匀减速减到零时的位移h2＝＝at2，故小球下落的最大高度h＝at2＋at2＝at2，选项D正确。 9．BD 解析：所以v0＝0，H＝gt2，所以h′＝g()2＝，距地面高度为H，选项B正确。根据v2＝2gH及v′2＝2g·知v′＝v，选项D正确。 10．AC 解析：规定竖直向上为正方向，则v甲＝v0－gt，v乙＝－v0－gt，所以甲、乙两球在空中运动时速度差为Δv＝v甲－v乙＝2v0；两小球在空中运动时高度差Δh＝Δvt＝2v0t；两小球从抛出到落地所用时间的差值Δt＝。 11．BCD 解析：由题图可知相邻的相等时间间隔的位移差相等都为d，B对；由Δx＝aT2＝d可知C对；位置“3”是小球从位置“2”到位置“4”的中间时刻，据推论有v3＝＝，D对；位置“1”到位置“2”的距离与位置“2”到位置“3”的距离之比为2∶3，位置“1”不是小球释放的初始位置，A错。 12．AC 解析：由v2＝2gh，得v＝，故v1∶v2∶v3＝∶∶1，A正确；由t＝得三者运动的时间之比t1∶t2∶t3＝∶∶1，B错误；b与a开始下落的时间差Δt1＝(－)，c与b开始下落的时间差Δt2＝(－1)，故C正确；三个小球的加速度与重力及质量无关，都等于重力加速度，D错误。 13．(14分) (1)20 m/s　(2)60 m　(3)(6＋2)s 解析：设燃料用完时火箭的速度为v1。火箭的运动分为两个过程，第一个过程为做匀加速上升运动，第二个过程为做竖直上抛运动至到达最高点。 (1)对第一个过程有h1＝t1，代入数据解得v1＝20 m/s。 (2)对第二个过程有h2＝，代入数据解得h2＝20 m 所以火箭上升离地面的最大高度h＝h1＋h2＝40 m＋20 m＝60 m。 (3)解法一　分段处理 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由h＝gt，而h＝60 m，代入得t3＝2 s 故总时间t总＝t1＋t2＋t3＝(6＋2)s。 解法二　全程处理 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的匀减速直线运动， 即有h′＝v1t－gt2， 代入数据解得t＝(2＋2)s或t＝(2－2)s(舍去)， 故t总＝t1＋t＝(6＋2)s。 14．(14分) 2.5 m/s＜v0＜3 m/s 解析：整个过程中球做自由落体运动，圆筒做竖直上抛运动 球下落时间为t1＝ ，h为实际下落高度 圆筒在空中运动时间为t2＝，v0为其上抛初速度 根据题中要求，在圆筒落地前的瞬间，小球在圆筒内运动而没有落地，则对临界情况分析： ①筒上抛速度较小时，当筒落地瞬间，小球刚到筒上沿 则h＝1.25 m 又t1＝t2即 ＝ 解得v0＝2.5 m/s ②筒上抛速度较大时，当筒落地瞬间，小球刚要落地 则h＝(1.25＋0.55) m＝1.8 m 又t1＝t2即 ＝ 解得v0＝3 m/s 故筒上抛速度范围为2.5 m/s＜v0＜3 m/s 第4页，共8页 ( 第 1 页 共 9 页 )高中物理 学科网（北京）股份有限公司 $$