课下巩固精练卷(3) 自由落体运动和竖直上抛运动（Word练习）-【正禾一本通】2026年新高考物理高三一轮总复习高效讲义

[课下巩固精练卷(三)]　自由落体运动和竖直上抛运动 (选择题每题5分，非选择题每题10分，建议用时：40分钟) 　　　　　　【基础落实练】 1．(2024·广西高考)让质量为1 kg的石块P1从足够高处自由下落，P1在下落的第1 s末速度大小为v1，再将P1和质量为2 kg的石块绑为一个整体P2，使P2从原高度自由下落，P2在下落的第1 s末速度大小为v2，g取10 m/s2，则(　　 ) A．v1＝5 m/s B．v1＝10 m/s C．v2＝15 m/s D．v2＝30 m/s 解析：选B。重物做自由落体运动，下落快慢与质量无关，则下落1 s后的速度为v1＝v2＝gt＝10 m/s2×1 s＝10 m/s，故B正确。 2．(2023·广东高考)铯原子喷泉钟是定标“秒”的装置。在喷泉钟的真空系统中，可视为质点的铯原子团在激光的推动下，获得一定的初速度。随后激光关闭，铯原子团仅在重力的作用下做竖直上抛运动，到达最高点后再做一段自由落体运动。取竖直向上为正方向。下列可能表示激光关闭后铯原子团速度v或加速度a随时间t变化的图像是(　　 ) 解析：选D。铯原子团仅受重力的作用，加速度g竖直向下，大小恒定，在v­t图像中，斜率绝对值等于重力加速度，故斜率不变，所以v­t图像应该是一条倾斜的直线，故A、B错误；因为加速度恒定，且方向竖直向下，故为负值，C错误，D正确。 3．如图，篮球架下的运动员原地垂直起跳扣篮，离地后重心上升的最大高度为H。上升第一个所用的时间为t1，第四个所用的时间为t2。不计空气阻力，则满足(　　 ) A.1<<2 B．2<<3 C．3<<4 D．4<<5 解析：选C。由逆向思维和初速度为零的匀加速直线运动比例式可知＝＝2＋，即3<<4，C正确。 4．在女子单人10米跳台冠军比赛中，某运动员在跳台上倒立静止，然后下落，前5 m完成技术动作，随后5 m完成姿态调整。假设整个下落过程近似为自由落体运动，重力加速度大小取10 m/s2，则她用于姿态调整的时间约为(　　 ) A．0.2 s B．0.4 s C．1.0 s D．1.4 s 解析：选B。运动员下落的整个过程所用的时间为t＝＝ s≈1.4 s，下落前5 m的过程所用的时间为t1＝＝ s＝1 s，则运动员用于姿态调整的时间约为t2＝t－t1＝0.4 s，B正确。 5．某物体以30 m/s的初速度竖直上抛，不计空气阻力，g取10 m/s2。则5 s内物体的(　　 ) A．路程为65 m B．位移大小为25 m，方向向下 C．速度改变量的大小为10 m/s D．平均速度大小为13 m/s，方向向上 解析：选A。物体上升到最高点所需时间为t上升＝＝3 s，可知5 s内物体的路程为s＝t上升＋g(t－t上升)2＝65 m，故A正确；依题意，有x＝v0t－gt2＝25 m，方向向上，B错误；速度改变量Δv＝g·Δt＝50 m/s，方向向下，故C错误；平均速度＝＝5 m/s，方向向上，故D错误。 6．(2024·江苏徐州检测)如图所示，杂技演员用一只手抛球、接球，他每隔0.4 s抛出一球，接到球后便立即把球抛出。已知除抛、接球的时刻外，空中总有4个球，将球的运动近似看作是竖直方向的运动，不计空气阻力，取重力加速度g＝10 m/s2。则球上升的最大距离约为(　　 ) A．6.4 m B．3.2 m C．1.6 m D．0.8 m 解析：选B。根据竖直上抛运动的对称性可知，题图中的四个球，有两个在上升，一个在最高点，一个在下降，由于每隔0.4 s抛一个，因此从抛出到最高点的时间为t＝0.8 s，所以上升的最大高度为h＝gt2＝×10×0.82 m＝3.2 m，故B正确。 【综合提升练】 7．(2024·山东德州检测)物理研究小组正在测量桥面某处到水面的高度。如图所示，一同学将两个相同的铁球1、2用长L＝3.8 m的细线连接。用手抓住球2使其与桥面等高，让球1悬挂在正下方，然后由静止释放，桥面处的接收器测得两球落到水面的时间差Δt＝0.2 s，g＝10 m/s2，则桥面该处到水面的高度为(　　 ) A．22 m B．20 m C．18 m D．16 m 解析：选B。设桥面该处到水面的高度为h，根据自由落体运动位移公式，对铁球2有h＝gt，对铁球1有h－L＝gt，又t2－t1＝Δt，解得h＝20 m，故B正确。 8．(多选)从高度为125 m的塔顶先后自由释放a、b两球，自由释放这两个球的时间差为1 s，取重力加速度g＝10 m/s2，不计空气阻力，则以下说法正确的是(　　 ) A．b球下落高度为20 m时，a球的速度大小为20 m/s B．a球接触地面瞬间，b球离地高度为45 m C．在a球接触地面之前，两球速度差恒定 D．在a球接触地面之前，两球离地的高度差恒定 解析：选BC。b球下落高度为20 m时，t1＝＝ s＝2 s，则a球下落了3 s，a球的速度大小为v＝30 m/s，故A错误；a球下落的总时间为t2＝ s＝5 s，a球落地瞬间b球下落了4 s，b球的下落高度为h′＝×10×42 m＝80 m，故b球离地面的高度为h″＝(125－80) m＝45 m，故B正确；在a球接触地面之前，两球的速度差Δv＝gt－g(t－1 s)＝10 m/s，即速度差恒定，两球离地的高度差变大，故C正确，D错误。 9．甲、乙两个小球先后从同一水平面的两个位置，以相同的初速度竖直向上抛出，小球距抛出点的高度h与时间t的关系图像如图所示。不计空气阻力，重力加速度为g，则两小球同时在同一水平线上时，距离抛出点的高度为(　　 ) A．gt B．g(t－t) C．g(t－t) D．g(t－t) 解析：选D。根据竖直上抛运动规律，竖直向上运动到同一水平线上时，乙小球的运动时间为t＝，甲小球到达的最高点高度为h＝＝gt，甲小球下落的高度为h′＝＝gt，故该位置距离抛出点的高度为h″＝h－h′＝g(t－t)，故D正确。 10．(多选)(2024·四川成都检测)小红用频闪照相法研究竖直上抛运动，拍照频率为5 Hz，某次实验时小球以某一初速度竖直上抛，照相机在此过程中曝光了8次，由于上升过程和下降过程小球经过相同位置时都被曝光，所以在底片上记录到如图所示的4个位置，a、b两点间距离为l1，b、c两点间距离为l2，c、d两点间距离为l3，重力加速度g＝10 m/s2。下列说法中正确的是(　　 ) A．小球经过b点时的速度大小为0.4 m/s B．a点距竖直上抛的最高点的距离为2.45 m C．l1∶l2∶l3＝3∶2∶1 D．l1∶l2∶l3＝5∶3∶1 解析：选BC。频闪照相的时间间隔T＝＝0.2 s，题图中所有位置曝光两次，所以d点到竖直上抛的最高点的时间间隔为t＝，所以从最高点开始至下落到b点经历的时间为tb＝t＋2T＝T＝0.5 s，小球经过b点时的速度大小为vb＝gtb＝5 m/s，A错误；从最高点下落到a点经历的时间为ta＝t＋3T＝T＝0.7 s，所以a点距竖直上抛的最高点的距离为ha＝gt＝2.45 m，B正确；初速度为0的匀加速直线运动在连续相同时间内的位移之比为1∶3∶5∶7∶9∶11∶13，若从最高点至a点分为7个相同的时间间隔，每个时间间隔为0.1 s，满足l1∶l2∶l3＝(13＋11)∶(9＋7)∶(5＋3)＝3∶2∶1，C正确，D错误。 11．如图所示，A、B为空心圆管的两端、C为可视为质点的小球，AB长度为L＝1 m，AB与C在同一竖直线上，AC之间的距离为h＝20 m。t＝0时刻，空心圆管做自由落体运动，C从地面以初速度v0开始做竖直上抛运动，g＝10 m/s2。 (1)要使C在空心圆管落地前穿过空心圆管，v0应大于多少？ (2)若v0＝20 m/s，求C从A端穿过空心圆管所用的时间。(不考虑圆管落地后的情形) 解析：(1)C在圆管落地前穿过圆管的条件是，圆管落地的瞬间小球经过B端，此过程小球的速度为最小值。设圆管的落地时间为t，则h＝gt2 解得t＝2 s，此时C恰好经过B端 则有vmint－gt2＝L 解得vmin＝10.5 m/s，即v0应大于10.5 m/s。 (2)由上述分析可知，小球一定在空中穿过圆管，设C到达A端的时间为t1 则有(v0t1－gt)＋gt＝h 设C到B端的时间为t2 则有(v0t2－gt)＋gt＝h＋L C从A端穿过圆管所用的时间为 Δt＝t2－t1 解得Δt＝0.05 s。 答案：(1)10.5 m/s　(2)0.05 s [应考反思]从相对运动的角度看，小球C相对管AB做匀速直线运动，相对速度为v0＝20 m/s，所以C从A端穿过圆管所用的时间为Δt＝。 学科网（北京）股份有限公司 $