第一单元 第3讲 自由落体运动与竖直上抛运动 (Word练习)-【高考快车道】2027年高考物理大一轮总复习（通用版）

**基本信息** 聚焦自由落体与竖直上抛运动，通过实验溯源、公式应用、图像分析及实际情境题，构建从概念到应用的知识逻辑链，强化科学推理与模型建构能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |概念辨析|1（伽利略实验）|以实验为载体考查科学推理|从斜面实验抽象出自由落体运动本质，体现运动观念| |公式应用|3（喷泉/建筑高度等）|直接应用运动学公式求解|自由落体与竖直上抛公式的正向/逆向应用| |图像分析|1（v-t/a-t图像）|结合运动过程判断图像|通过图像表征运动状态，培养模型建构能力| |多体运动|4（水滴/两球释放等）|分析相对运动及时间差|基于运动独立性原理，深化运动与相互作用观念| |实际情境|3（高空坠物/无人机投弹等）|联系生活场景的综合计算|将实际问题转化为物理模型，落实社会责任|

第3讲　自由落体运动与竖直上抛运动 (限时40分钟) 　　　　　 　　　　　 　　　　　 1.(多选)伽利略为了研究自由落体运动的规律,将落体实验转化为著名的“斜面实验”,如图所示.下列说法正确的是 (　) A.让小球沿长直斜面滚下,使运动时间变长,方便更准确地观察与测量 B.实验中需要测量的物理量是速度和时间,来验证速度是否与时间成正比 C.实验中需要验证从静止开始滚下的小球,运动的位移与时间是否成正比 D.实验发现,沿不同倾角的斜面运动,小球都做匀变速直线运动,由此类推至斜面倾角为90°(即自由下落)时,小球仍做匀变速直线运动 2.[2025·辽宁本溪二模] 位于湖南省长沙市梅溪湖国际文化艺术中心附近的梅溪湖音乐喷泉,其喷泉喷水高度可达200 m左右,是目前中国大型音乐喷泉之一.梅溪湖音乐喷泉结合了音乐、灯光和水柱的表演,成了当地的一个著名景点,吸引了大量游客前来观赏.如果某时刻喷泉喷出的高度为180 m,重力加速度g取10 m/s2,则水离开喷头的初速度大小约为 (　) A.18 m/s B.36 m/s C.60 m/s D.180 m/s 3.[2025·河北秦皇岛模拟] 随着社会的进步,世界各地建筑物的高度越来越高.一同学为了估测某建筑物的高度,由楼顶静止释放一物体,测得物体落地前1 s内下落的高度为95 m,重力加速度g取10 m/s2,则该建筑物的高度约为 (　) A.450 m B.500 m C.550 m D.600 m 4.[2023·广东卷] 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 (　) 5.如图所示,调节家中水龙头,让水一滴一滴由静止开始不断下落,每两个相邻水滴之间时间间隔相等,忽略空气阻力和水滴间的相互影响,则在水滴落地前,下列说法正确的是 (　) A.1、2两水滴之间的距离保持不变 B.1、2两水滴在下落过程中距离越来越大 C.1、2两水滴之间的速度差越来越大 D.以水滴3为参考系,水滴1做匀加速直线运动 6.(多选)[2025·云南曲靖模拟] 某同学在墙前连续拍照时,恰好有一白色小石子从墙前的某高处由静止落下,拍摄到石子下落过程中的一张照片如图所示.由于石子的运动,它在照片上留下了一条模糊的径迹.已知每层砖的平均厚度为6.0 cm,这个照相机的曝光时间为2.0×10-2 s,则(g取10 m/s2) (　) A.石子下落到A位置时的速度约为12 m/s B.石子下落到A 位置时的速度约为 6.0 m/s C.石子下落到A位置所需的时间约为0.6 s D.石子下落到A 位置所需的时间约为1.2 s 7.如图所示,有三架无人机静止在空中,离地面的高度之比h1∶h2∶h3=3∶2∶1.若同时由静止释放炸弹a、b、c,不计空气阻力,则以下说法正确的是 (　) A.a、b、c下落时间之比为3∶2∶1 B.a、b、c落地前瞬间速度大小之比为3∶2∶1 C.a与b落地的时间差等于b与c落地的时间差 D.a与b落地的时间差小于b与c落地的时间差 8.(多选)[2025·陕西商洛二模] 小王将甲、乙两球从不同高度处由静止释放(先释放下方的甲球),以乙球释放的时刻为计时起点,测得两球间的高度差d随时间t变化的关系如图所示,图线的斜率为k,图线在纵轴上的截距为d0.重力加速度大小为g,两球均视为质点,不计空气阻力.下列说法正确的是 (　) A.两球释放的时间差为 B.两球释放的时间差为 C.甲球释放时,两球间的高度差为d0 D.甲球释放时,两球间的高度差为d0- 9.(多选)如图所示,两个小球a、b通过长为l的轻绳连接,现用手拿着上端的小球a由静止释放两球,释放时小球a距离地面的高度为h,两个小球相继落地的时间间隔为Δt,两个小球落地后不再反弹,不考虑空气阻力,则下列说法中正确的是 (　) A.小球a落地速度比小球b落地速度小 B.两个小球从释放至最后都落地的过程中,轻绳的拉力一直为零 C.若增大h,则两个小球相继落地的时间间隔Δt变小 D.若增大h,则两个小球相继落地的时间间隔Δt变大 10.(多选)[2025·陕西咸阳模拟] 某同学用一氦气球悬挂一重物(可视为质点),从地面释放后沿竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动,过了一段时间后,悬挂重物的细线断裂,又经过相同的时间,重物恰好落到地面.已知细线断裂时重物的高度为h,细线断裂后重物仅受到重力作用,重力加速度大小为g.下列说法正确的是 (　) A.细线断裂前重物的加速度大小为 B.细线断裂时重物的速度大小为 C.重物上升的最大高度为h D.重物落地时的速度大小为2 11.[2025·吉林长春二模] 某小区发生一起高空坠物案件,警方在调取事发地监控后截取了两个画面,合成图片如图所示,图中黑点为坠落的重物.重物经过A、B两点的时间间隔为0.6 s,各楼层平均高度约为3 m,阴影部分为第14层的消防通道.重物可视为由静止坠落,忽略空气阻力,重力加速度g取10 m/s2.请估算: (1)重物开始坠落的楼层; (2)重物刚接触地面时的速度大小(计算结果取整数). 12.[2025·四川南充三模] 如图甲所示,将A、B两小球从空中同一位置以相等速率v0在0时刻分别竖直向上和竖直向下抛出,它们的v⁃t图像如图乙所示,已知B球在2t0时触地,重力加速度为g,忽略空气阻力.下列说法正确的是 (　) A.抛出点到地面的高度为2g B.A球在2t0时回到抛出点 C.落地前B球相对A球做匀加速直线运动 D.B球在第一个t0内和第二个t0内的位移之比为1∶3 学科网（北京）股份有限公司 $ 第3讲　自由落体运动与竖直上抛运动 1.AD　[解析] 让小球沿长直斜面滚下,可减小其加速度,使运动时间变长,方便更准确地观察与测量,A正确;实验中需要测量的物理量是位移和时间,验证从静止开始滚下的小球,运动的位移与时间的平方是否成正比,得出小球做匀变速直线运动的结论,B、C错误;实验发现,沿不同倾角的斜面运动,小球都做匀变速直线运动,由此类推至斜面倾角为90°(即自由下落)时,小球仍做匀变速直线运动,D正确. 2.C　[解析] 根据竖直上抛运动的规律有=2gh,可得v0== m/s=60 m/s,故选C. 3.B　[解析] 设物体下落的时间为t,测得物体落地前1 s内下落的高度为Δh=gt2-g(t-1)2=95 m,解得t=10 s,则该建筑物的高度约为h=gt2=×10×102 m=500 m,故选B. 4.D　[解析] 铯原子团先做竖直上抛运动,后做自由落体运动,加速度不变,v⁃t图像是一条倾斜的直线,A、B错误;取竖直向上为正方向,加速度方向一直竖直向下,加速度的数值一直为负值且恒定,C错误,D正确. 5.B　[解析] 设两水滴之间的时间间隔为Δt,则第2滴水滴下落时间t时,1、2两水滴的距离Δh=g(t+Δt)2-gt2=gΔt·t+g(Δt)2,则随时间t的增加1、2两水滴在下落过程中距离越来越大,选项A错误,B正确;1、2两水滴之间的速度差Δv=g(t+Δt)-gt=gΔt,保持不变,选项C错误;以水滴3为参考系,因水滴的加速度均相同,可知水滴1做匀速直线运动,选项D错误. 6.BC　[解析] 由图可以看出,在曝光的时间内,石子下降了大约有两层砖的厚度,所以AB段的平均速度为== m/s=6.0 m/s,由于时间极短,石子下落到A位置的速度近似等于曝光时间内的平均速度,则有vA==6.0 m/s,根据vA=gt,可得石子下落到A位置所需的时间约为t== s=0.6 s,故选B、C. 7.D　[解析] 根据h=gt2,可得t=∝,可知a、b、c下落时间之比为ta∶tb∶tc=∶∶1,则a与b落地的时间差与b与c落地的时间差之比为=<1,可知a与b落地的时间差小于b与c落地的时间差,故A、C错误,D正确;根据v=gt,可知a、b、c落地前瞬间速度大小之比为va∶vb∶vc=ta∶tb∶tc=∶∶1,故B错误. 8.AD　[解析] 设两球释放的时间差为t0,以乙球释放的时刻为计时起点,则在t时刻,根据自由落体运动公式可得甲球下落的高度为h甲=g,乙球下落的高度为h乙=gt2,位移间的关系为d=h甲-h乙+h0,联立整理可得d=gt0t+g+h0,结合题图可知斜率为k=gt0,解得两球释放的时间差为t0=,结合题图可知截距为d0=g+h0,解得甲球释放时,两球间的高度差为h0=d0-,故选A、D. 9.BC　[解析] b落地前,以a、b为整体,可知整体做自由落体运动,轻绳的拉力为0,b落地后,绳子松弛,轻绳的拉力仍为0,a继续做自由落体运动,则有vb=,va=,可知小球a落地速度比小球b落地速度大,故A错误,B正确;若增大h,则小球b落地时,小球a的速度v增大,则根据匀变速直线运动规律有l=v·Δt+g·(Δt)2,可知两个小球相继落地的时间间隔Δt一定变小,故C正确,D错误. 10.AC　[解析] 设重物匀加速上升的加速度大小为a,时间为t,根据题意有at2=-at·t+gt2,解得a=g,故A正确;设细线断裂时重物的速度大小为v1,有=2ah,解得v1=,故B错误;细线断裂后,重物向上做匀减速运动,有=2gh',解得h'=,则重物上升的最大高度H=h+h'=h,故C正确;根据2gH=v2,可得重物落地时的速度大小为v==2,故D错误. 11.(1)16楼　(2)30 m/s或31 m/s [解析] (1)由图片可知,在Δt=0.6 s时间内下落了约Δh=6 m的高度,设重物由O点开始下落,OA的距离为h,重物经过OA的时间为t,则有 h=gt2,h+Δh=g 解得h=2.45 m 结合图片中A点位置,可确定重物从16楼开始坠落. (2)设O到地面的距离为H,重物刚接触地面的速度为v,由(1)问结果可知45 m≤H≤48 m v2=2gH 解得v=30 m/s或31 m/s 12.B　[解析] 根据题意,由运动学公式可得,抛出点到地面的高度为h=v0·2t0+g=2v0t0+2g,故A错误;根据题意,结合图乙,由对称性可知,A球在2t0时回到抛出点,故B正确;取向下为正方向,A球的速度为vA=-v0+gt,B球的速度为vB=v0+gt,则落地前B球相对A球的速度为v=vB-vA=2v0,即落地前B球相对A球做匀速直线运动,故C错误;根据题意,由运动学公式可得,B球在第一个t0内位移为x1=v0t0+g,B球在第二个t0内的位移x2=h-x1=v0t+g,可知,B球在第一个t0内和第二个t0内的位移之比不是1∶3,故D错误. 学科网（北京）股份有限公司 $