第1章 第3讲 自由落体运动和竖直上抛运动 多过程问题(练习Word版)-【创新教程】2027年高考物理总复习大一轮课时作业

**基本信息** 聚焦自由落体与竖直上抛运动，通过基础辨析、多过程分析及实际情境应用，构建从概念到综合问题的递进训练体系，强化运动观念与科学推理。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础落实练|8题|真空下落比较、频闪实验分析、公式直接应用|从自由落体加速度、位移-时间关系等基本规律出发，夯实运动观念| |能力综合练|2题|多过程时间差计算、不同高度释放间隔分析|结合竖直上抛对称性，拓展匀变速直线运动公式在多过程中的迁移应用| |素养培优练|2题|机器人跳跃、游戏装置下落等实际情境问题|以实际问题为载体，深化模型建构与科学推理，体现物理知识的实践价值|

课时冲关3　自由落体运动和竖直上抛运动　多过程问题 学生用书　P343　 [基础落实练] 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 解析：C　[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；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h＝gt2可知t＝，说明下落时间相等，故A错误，C正确；根据v＝gt，说明速度也相等，故B错误．] 2．如图所示，宇航员在月球上让铁锤和羽毛从同一高度处由静止释放，下降相同的距离，月球表面为真空环境，则(　　) A．羽毛用时较长 B．铁锤用时较长 C．落地时羽毛的速度较小 D．落地时铁锤和羽毛速度相同 解析：D　[根据题意可知，月球表面为真空环境，铁锤和羽毛从同一高度处由静止释放，均做自由落体运动，由公式h＝g月t2可知，落地时间相同，由公式v＝g月t可知落地速度相同．故选D.] 3.沙漏是一种可以用来粗略计时的工具，人们可以从沙子的流动中感受时间．如图所示，沙漏中的沙子从沙漏口落下，沙漏口到瓶底的距离为20 cm，重力加速度g取10 m/s2，则沙子落到瓶底的速度大小约为(　　) A．1 m/s　 B．2 m/s　　 C．3 m/s　　 D．4 m/s 解析：B　[根据题意可知，沙子近似做自由落体运动，由公式v2＝2gh可得，沙子落到瓶底的速度大小为v＝＝2 m/s，故选B.] 4．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. 解析：C　[由图可知，小钢球下落过程经过5段间隔，则运动时间为t＝， 根据l＝gt2，得该频闪摄影的闪光频率为f＝，故选C.] 5．(2025 ·安徽合肥高三期末)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＝2 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相差0.1 s，g＝10 m/s2，则桥面该处到水面的高度大约为(　　) A．25 m　 B．21 m　　 C．18 m　　 D．16 m 解析：C　[设桥面高度为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，t2－t1＝Δt，代入数据解得h≈18 m，故选C.] 6．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. 解析：A　[对甲物体，根据位移公式有2h＝v0t＋gt2，对乙物体，根据位移公式有h＝gt2，解得v0＝，故选A.] 7.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1.8 m，喷口横截面积为5.0×10－3m2，已知水的密度为1.0×103 kg/m3，不计空气阻力，重力加速度g大小取10 m/s2，则该喷口每秒喷水质量大约为(　　) A．300 kg B．30 kg C.3 kg D．30 g 解析：B　[由竖直上抛运动公式v＝2gh，得v0＝6 m/s，因此该喷口每秒喷水质量大约为m＝ρSv0t＝30 kg，故选B.] 8．对于自由落体运动(g取10 m/s2)，下列说法正确的是(　　) A．在前1 s内、前2 s内、前3 s内的位移大小之比是1∶3∶5 B．在相邻两个1 s内的位移之差都是10 m C．在第1 s内、第2 s内、第3 s内的平均速度大小之比是1∶2∶3 D．在1 s末、2 s末、3 s末的速度大小之比是1∶3∶5 解析：B　[在前1 s内、前2 s内、前3 s内的位移大小之比是1∶4∶9，故A错误；在相邻两个1 s内的位移之差都是Δx＝gT2＝10 m，故B正确；在第1 s内、第2 s内、第3 s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；在1 s末、2 s末、3 s末的速度大小之比是1∶2∶3，故D错误．] [能力综合练] 9．工人为某小区安装空调外机时，由于操作不慎，一膨胀螺丝从16楼地面等高处由静止下落到1楼的草坪上．已知每层楼层高为3 m，忽略空气阻力和膨胀螺丝的大小，重力加速度大小取g＝10 m/s2，下列说法正确的是(　　) A．膨胀螺丝落地前瞬间的速度大小为8 m/s B．膨胀螺丝到达11楼地面和6楼地面时的速度之比为1∶2 C．膨胀螺丝经过15楼和12楼所用时间之比为1∶(2－) D．膨胀螺丝经过15楼和12楼所用时间之比为1∶2 解析：C　[全过程的总高度H＝(16－1)×3 m＝45 m，根据自由落体运动的速度与高度的关系v2＝2gH，解得v＝30 m/s，故A错误；膨胀螺丝到达11楼地面的高度h1＝(16－11)×3 m＝15 m， 膨胀螺丝到达6楼地面的高度h2＝(16－6)×3 m＝30 m，根据自由落体运动的速度与高度的关系，v＝2gh1，v＝2gh2，解得v1∶v2＝1∶，故B错误；根据初速度为0的匀加速直线运动规律，经过连续位移的时间之比为1∶(－1)∶(－)∶(2－)∶…，所以膨胀螺丝经过15楼和12楼所用时间之比为1∶(2－)，故C正确，D错误．] 10．无人机被广泛用于电力、摄影等多个领域，有三架无人机a、b、c悬停在空中，如图所示，离地面的高度分别为h1∶h2∶h3＝3∶2∶1.若先后顺次由静止释放三个可以看成质点的小球，三个小球刚好同时落到地面，不计空气阻力，则(　　) A．三者运动时间之比为3∶2∶1 B．三者到达地面时的速度大小之比是3∶2∶1 C．三者都在空中运动时，相同时间内，速度变化量之比是3∶2∶1 D．a、b释放的时间间隔与b、c释放的时间间隔之比为(－)∶(－1) 解析：D　[根据t＝，可得三者运动时间之比为t1∶t2∶t3＝∶∶1，选项A错误； 根据v＝，三者到达地面时的速度大小之比是v1∶v2∶v3＝∶∶1，选项B错误； 根据Δv＝gΔt，可知三者都在空中运动时，相同时间内，速度变化量之比是1∶1∶1，选项C错误；因为三个小球刚好同时落到地面，而t1∶t2∶t3＝∶∶1，可知a、b释放的时间间隔与b、c释放的时间间隔之比为(－)∶(－1)，选项D正确．] 11.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8.3 ms，最终离地高度达到31.25 m(不计空气阻力，取g＝10 m/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． 解析：(1)机器人在空中做竖直上抛运动，根据2gh＝v2，可得离地速度大小为 v＝＝ m/s＝25 m/s (2)根据对称性可知，机器人从起跳到落地的时间为t＝＝5 s (3)机器人离地前，加速的距离为x＝t′ ＝×8.3×10－3m＝0.103 75 m 机器人离地前，平均加速度大小为＝ ＝m/s2≈3 012 m/s2 答案：(1)25 m/s　(2)5 s　(3)0.103 75 m，3 012 m/s2 [素养培优练] 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0.4 m，圆棒下端距水平地面2.1 m，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0.4 m，B点距离地面1.25 m．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． 解析：(1)圆棒底部距离A点高度为h1＝2.1 m－0.4 m－1.25 m＝0.45 m， 圆棒做自由落体运动下落到A点有h1＝gt， 解得t1＝＝0.3 s， 则圆棒下端到达A点时的速度大小为vA＝gt1＝3 m/s. (2)圆棒上端距离B点高度为h2＝2.1 m＋0.4 m－1.25 m＝1.25 m， 圆棒做自由落体运动，当圆棒上端下落到B点有h2＝gt 解得t2＝＝0.5 s， 则圆棒经过AB段所需的时间为Δt＝t2－t1＝0.2 s. 答案：(1)3 m/s；(2)0.2 s 学科网（北京）股份有限公司 $