自由落体运动和竖直上抛运动 高频考点专项练 -2027届高考物理一轮复习备考

**基本信息** 聚焦自由落体与竖直上抛运动，通过概念辨析、实验数据处理、多体运动综合题，系统强化匀变速直线运动规律应用，渗透模型建构与科学推理。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |概念辨析|3题（1/6/8）|基础规律判断，如牛顿管实验、运动比例关系|从自由落体加速度特性到竖直上抛对称性，构建匀变速直线运动特殊模型| |实验应用|2题（2/3）|结合频闪照片、实际测量场景|通过实验数据处理深化运动学公式应用，体现科学探究要素| |多体运动|4题（7/9/10/11）|两球相遇、追及问题|基于运动独立性原理，分析相对运动与时间关系，强化科学推理| |综合计算|5题（4/5/12-15）|实际情境（喷泉、机器人跳跃）与多过程运动|整合自由落体与竖直上抛规律，提升复杂问题解决能力，落实物理观念|

自由落体运动和竖直上抛运动 高频考点专项练 2027学年高中物理一轮复习备考 一、单选题 1．演示自由落体的实验装置如图所示，当牛顿管被抽成真空后，将其迅速倒置，管内轻重不同的两个物体（金属片和羽毛）从顶部下落到底端的过程中，关于轻重不同的两个物体，下列说法正确的是（　　） A．重的物体先到底端 B．落到底端时，重的物体速度大 C．两物体同时落到底端 D．重的物体比轻的物体下落的加速度大 2．某兴趣小组用频闪投影的方法研究自由落体运动，实验中把一高中物理书竖直放置，将一小钢球从与书上边沿等高处静止释放，整个下落过程的频闪照片如图所示，已知物理书的长度为l，重力加速度为g，忽略空气阻力，该频闪摄影的闪光频率为（　　） A． B． C． D． 3．如图所示，物理研究小组正在测量桥面某处到水面的高度。一同学将两个相同的铁球1、2用长L=2m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相差0.1s，g=10m/s2，则桥面该处到水面的高度大约为（　　） A．25m B．21m C．18m D．16m 4．将甲物体从2h高处以一定的初速度竖直下抛，同时乙物体从h高处自由落下，它们同时落在同一水平地面上，不计空气阻力，重力加速度为g，则甲物体的初速度为（　　） A． B． C． D． 5．如图，喷泉可以美化景观，现有一喷泉从地面圆形喷口竖直向上喷出，若喷泉高度约为1.8m，喷口横截面积为，已知水的密度为，不计空气阻力，重力加速度g大小取，则该喷口每秒喷水质量大约为（    ） A．300kg B．30kg C．3kg D．30g 6．对于自由落体运动（g＝10m/s2），下列说法正确的是（　　） A．在前1s内、前2s内、前3s内的位移大小之比是1∶3∶5 B．在相邻两个1s内的位移之差都是10m C．在第1s内、第2s内、第3s内的平均速度大小之比是1∶2∶3 D．在1s末、2s末、3s末的速度大小之比是1∶3∶5 7．如图所示，在做自由落体运动与竖直上抛运动的杂技表演中，表演者让甲球从离地高度为H的位置由静止释放，同时让乙球在甲的正下方的某点由静止释放，已知乙球与水平地面碰撞后的速度大小是刚落地时速度大小的0.5倍，且碰撞后的速度方向竖直向上，两小球均视为质点，忽略空气阻力，乙球与地面的碰撞时间忽略不计，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（    ） A．若乙释放时的高度为0.5H，则乙与地面碰撞刚结束时的速度大小为 B．若乙释放时的高度为0.5H，则乙从释放到再次到达最高点的运动时间为 C．若乙第一次上升到最高点时刚好与甲相撞，则乙第一次上升的最大高度为 D．若乙在第一次上升的过程中能与甲相撞，则乙释放时的高度h的范围为 8．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． B． C． D． 9．一长为L的金属管从地面以的速率竖直上抛，管口正上方高处有一小球同时自由下落，金属管落地前小球从管中穿过．已知重力加速度为g，不计空气阻力．关于该运动过程说法正确的是（    ）    A．小球穿过管所用时间大于 B．若小球在管上升阶段穿过管，则 C．若小球在管下降阶段穿过管，则 D．小球不可能在管上升阶段穿过管 二、多选题 10．从高度为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，取，不计空气阻力，以下判断正确的是（    ） A．b球下落高度为时，a球的速度大小为 B．a球接触地面瞬间，b球离地高度为 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 11．将小球A从一座高度为H的高塔塔顶静止释放，同时另一个小球B自塔底以初速度竖直上抛，A，B两小球在同一直线上运动。不考虑空气阻力的影响，下面判断正确的是（　　） A．两小球在空中运动过程中（相遇前），间距随时间均匀减小 B．如果两小球在空中相遇，则球A从开始下落到与球B相遇经历的时间一定为 C．若，则A、B两小球可能在空中相遇 D．若，则球B定能在下降过程与球A相遇 三、解答题 12．如图为“眼疾手快”游戏装置示意图，游戏者需接住从支架上随机落下的圆棒。已知圆棒长为0.4m，圆棒下端距水平地面2.1m，某次游戏中一未被接住的圆棒下落经过A、B两点，A、B间距0.4m，B点距离地面1.25m。圆棒下落过程中始终保持竖直，不计空气阻力。求： （1）圆棒下端到达A点时的速度大小； （2）圆棒经过AB段所需的时间。 13．研究人员发明了一种跳高能力极强的小机器人，如图所示。某次它从地面竖直向上跳跃，加速时间仅为8.3ms，最终离地高度达到31.25m（不计空气阻力，g=10m/s2），求： (1)机器人离地速度大小； (2)机器人从起跳到落地的时间； (3)机器人离地前，加速距离和平均加速度大小。 14．某航模兴趣小组设计出一架遥控式飞行器，试飞时飞行器从地面上由静止开始竖直向上匀加速运动，运动后到达离地面高处，此时飞行器上有一螺丝脱落（不计螺丝受到的空气阻力），取。求： （1）飞行器匀加速直线运动的加速度大小； （2）螺丝距离地面的最大高度； （3）螺丝从脱落到落回地面的总时间。 15．利用弹射装置将可以视为质点的A球以大小为的速度竖直向上从地面弹出，经过一段时间后从离A球被弹出的位置高度为的位置释放另一个小球两球在运动过程中始终在同一竖直线上，忽略空气阻力，重力加速度。求： （1）若在A球被弹出的同时释放B球，问经过多长时间两球会在A球上升的过程中相遇； （2）若在A球被弹出后4 s再释放B球，则两球相遇时他们的位置离地面的高度是多少。 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C C B A B B C C B BC 题号 11 答案 ABD 1．C D．牛顿管抽成真空，倒置时轻重不同的物体都做自由落体运动，加速度相等，故D错误； AC．牛顿管的长度即为两物体下落的位移，根据自由落体运动规律可知 说明下落时间相等，故A错误，C正确； B．根据v＝gt，说明速度也相等，故B错误。 故选C。 2．C 由图可知，小钢球下落过程经过5段间隔，则运动时间为 根据 得该频闪摄影的闪光频率为 故选C。 3．B 设桥面高度为h，根据自由落体运动位移公式，对铁球2有 对铁球1有 代入数据解得 故选B。 4．A 对甲物体，根据位移公式有 对乙物体，根据位移公式有 解得 故选A。 5．B 由竖直上抛运动公式，得 因此该喷口每秒喷水质量大约为 故选B。 6．B A．根据 在前1s内、前2s内、前3s内的位移大小之比是1∶4∶9，故A错误； B．根据匀变速直线运动推论，在相邻两个1s内的位移之差都是 故B正确； C．在第1s内的位移为 在第2s内的位移为 在第3s内的位移为 在第1s内、第2s内、第3s内的位移大小之比为1∶3∶5，所以平均速度大小之比为1∶3∶5，故C错误； D．根据 在1s末、2s末、3s末的速度大小之比是1∶2∶3，故D错误。 故选B。 7．C AB．若乙释放时的高度为0.5H，则由 可得乙落地时的速度大小为 落地时间为 乙与地面碰撞刚结束时的速度大小为 与地面碰后上升的时间为 乙从释放到再次到达最高点的运动时间为 故AB错误； C．若乙第一次上升到最高点时刚好与甲相撞，设乙第一次上升的最大高度为h，与地面碰后速度大小为v3，则有 由乙球与水平地面碰撞后的速度大小是刚落地时速度大小的0.5倍可知，乙第一次下落的时间 则甲与乙碰撞时运动的总时间为 则有 联立可得 故C正确； D．若乙第一次上升到最高点时刚好与甲相撞，则乙下落高度为 所以若乙在第一次上升的过程中能与甲相撞，则乙释放时的高度h的范围为 故D错误。 故选C。 8．C 运动员起跳到达最高点的瞬间速度为零，又不计空气阻力，故可逆向处理为自由落体运动，根据初速度为零匀加速运动，连续相等的相邻位移内时间之比等于 可知 即 故选C。 9．B A．两物体竖直方向加速度相同，所以小球相对管来说在做匀速直线运动，所以小球穿过管所用时间为 故A错误； B．刚好在管上升最高点穿过管有 解得 若小球在管上升阶段穿过管，则 故B正确； C．若小球在管刚着地时穿管，有 解得 结合B分析可知小球在管下降阶段穿过管则 故C错误； D．根据以上分析可知，故D错误。 故选B。 10．BC A．b球下落高度为时 则a球下降了，a球的速度大小为 故A错误； B．a球下降的总时间为 此时b球下降了，b球的下降高度为 故b球离地面的高度为 故B正确； CD．由自由落体的规律可得，在a球接触地面之前，两球的速度差 恒定，两球离地的高度差 则随时间增加而变大，故C正确，D错误。 故选BC。 11．ABD A．两小球在空中运动过程中，在相遇之前，二者间距 整理可得 可知间距随时间均匀减小，故A正确； B．如果两小球在空中相遇，根据 解得球A从开始下落到与球B相遇经历的时间 故B正确； CD．若B球正好运动到最高点时相遇，则B速度减为零所用的时间 A自由下落的位移为 B竖直上抛的位移为 又 联立得 将t代入解得 当AB两球恰好在落地时相遇，则有 A自由下落的位移为 代入时间得 由以上分析可知当时，A、B两小球不能在空中相遇，当时，A、B两小球能在空中相遇，，则B球一定能在下落过程中与A球相遇，故D正确，C错误。 故选ABD。 12．（1）；（2） （1）圆棒底部距离A点高度为 圆棒做自由落体运动下落到A点有 解得 则圆棒下端到达A点时的速度大小为 （2）圆棒上端距离B点高度为 圆棒做自由落体运动，当圆棒上端下落到B点有 解得 则圆棒经过AB段所需的时间为 13．(1) (2) (3)， （1）机器人在空中做竖直上抛运动，根据 可得离地速度大小为 （2）根据对称性可知，机器人从起跳到落地的时间为 （3）机器人离地前，加速的距离为 机器人离地前，平均加速度大小为 14．（1）；（2）；（3） （1）飞行器向上做初速度为零的匀加速直线运动，根据 可得加速度大小为 （2）螺丝脱落瞬间的速度大小为 螺丝脱落后做竖直上抛运动，继续上升的高度为 螺丝距离地面的最大高度为 （3）螺丝从脱落到最高点的时间为 螺丝从最高点到落回地面做自由落体运动，则有 可得 则螺丝从脱落到落回地面的总时间为 15．（1）3 s；（2）105 m （1）若在A球被弹出的同时释放B球，在上升的过程中两球相遇，则有 两小球的位移分别为 联立解得 （2）A球被弹出后经过 到达最高点，其上升高度为 在A球被弹出4 s后再释放B球，则B球在A球被弹出后第5 s内下降的高度为 由于 故球应在A球的下降阶段相，取向下为正方向，设释放B球后经过时间后两球相遇，相遇时两球的位移之和为h，有 联立解得 所以两球相遇时离地面的高度为 学科网（北京）股份有限公司 $