3.自由落体运动和竖直上抛运动—基础巩固 高考真题与针对训练-2027届高考物理一轮复习

**基本信息** 以概念规律为基础，通过高考真题与分层训练，系统覆盖自由落体和竖直上抛运动的规律应用、图像分析及实验探究，注重科学思维与探究能力培养。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础复习|2个知识点填空|概念公式填空|从自由落体（初速度0、加速度g）到竖直上抛（初速度竖直向上、加速度-g），构建匀变速直线运动模型| |高考动向|7道真题（2013-2026年）|选择/实验，涉及运动性质、图像、规律应用、物理学史|基于规律推导，应用于不同参考系描述、图像分析及实验验证，体现科学推理| |针对训练|8题（基础5/能力2/拓展1）|概念辨析、基本规律应用、综合问题、实验探究|形成“概念-规律-应用-实验”逻辑链，覆盖核心考法与易错点，培养模型建构与科学探究能力|

自由落体运动和竖直上抛运动 高考一轮复习 学校:___________姓名：___________班级：___________ 【基础复习】 1．自由落体运动规律 (1)自由落体运动实质上是初速度___________，加速度___________的______________________运动。 (2)基本公式： ___________、___________、___________ 2．竖直上抛运动 （1）将物体以某一初速度v0______抛出，物体只在______作用下所做的运动就是竖直上抛运动。 （2）初速度v0______、加速度a=______的匀变速直线运动（通常规定初速度v0的方向为正方向，g为重力加速度的大小）。 （3）规律 基本公式 推论 【高考动向】 【知识点】自由落体运动的特征、同一运动在不同参考系中的描述 3．（2026四川高考真题）小车在水平地面上做匀速直线运动。零时刻、站在小车上的甲沿与小车运动方向平行的方向抛出一个小球，乙站在小车侧方水平地面上观测到小球做直线运动直至落地。忽略空气阻力。则（     ） A．乙观测到小球的运动轨迹与地面垂直 B．乙观测到小球的加速度为零 C．甲抛球方向与小车前进方向相同 D．小球相对地面的初速度不为零 【知识点】自由落体运动的规律及应用 4．（2024广西高考真题）让质量为的石块从足够高处自由下落，在下落的第末速度大小为，再将和质量为的石块绑为一个整体，使从原高度自由下落，在下落的第末速度大小为，g取，则（　　） A． B． C． D． 【知识点】竖直上抛运动的图像、竖直上抛运动的规律及应用 5．（2023广东高考真题）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或加速度随时间变化的图像是（　　） A．   B．   C．   D．   【知识点】竖直上抛运动的规律及应用 6．（2019全国Ⅰ卷高考真题）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． 【知识点】物理学史、伽利略对落体运动的研究 7．（2013山东高考真题）（多选）伽利略开创了实验研究和逻辑推理相结合探索物理规律的科学方法，利用这种方法伽利略发现的规律有 （ ） A．力不是维持物体运动的原因 B．物体之间普遍存在相互吸引力 C．忽略空气阻力，重物与轻物下落得同样快 D．物体间的相互作用力总是大小相等，方向相反 【知识点】自由落体和竖直上抛相遇类问题 8．（2012上海高考真题）小球每隔0.2s从同一高度抛出，做初速为6m/s的竖直上抛运动，设它们在空中不相碰。第1个小球在抛出点以上能遇到的小球个数为，g取10m/s2（　　） A．三个 B．四个 C．五个 D．六个 【知识点】竖直上抛运动的图像 9．（2013高考真题）（多选）将甲乙两小球先后以同样的速度在距地面不同高度处竖直向上抛出，抛出时间相隔2 s，它们运动的图像分别如直线甲乙所示．则（ ） A．t＝2 s时，两球的高度相差一定为40 m B．t＝4 s时，两球相对于各自的抛出点的位移相等 C．两球从抛出至落到地面所用的时间间隔相等 D．甲球从抛出至到达最高点的时间间隔与乙球相等 【知识点】重力加速度 10．（2022北京高考真题）某同学利用自由落体运动测量重力加速度，实验装置如图1所示，打点计时器接在频率为的交流电源上。使重锤自由下落，打点计时器在随重锤下落的纸带上打下一系列点迹。挑出点迹清晰的一条纸带，依次标出计数点1，2，…，8，相邻计数点之间还有1个计时点。分别测出相邻计数点之间的距离，并求出打点2，3，…，7时对应的重锤的速度。在坐标纸上建立坐标系，根据重锤下落的速度作出图线并求重力加速度。 （1）图2为纸带的一部分，打点3时，重锤下落的速度______________（结果保留3位有效数字）。 （2）除点3外，其余各点速度对应的坐标点已在图3坐标系中标出，请在图中标出速度对应的坐标点，并作出图线______________。 （3）根据图3，实验测得的重力加速度______________（结果保留3位有效数字）。 （4）某同学居家学习期间，注意到一水龙头距地面较高，而且发现通过调节水龙头阀门可实现水滴逐滴下落，并能控制相邻水滴开始下落的时间间隔，还能听到水滴落地时发出的清脆声音。于是他计划利用手机的秒表计时功能和刻度尺测量重力加速度。为准确测量，请写出需要测量的物理量及对应的测量方法。_________________________ 【针对训练】 【基础训练】 11．下列关于自由落体运动的说法正确的是（     ） A．从静止开始下落的物体一定是做自由落体运动 B．从同一高度做自由落体运动的不同物体，下落的快慢也不同 C．自由落体的速度方向不一定竖直向下 D．自由落体运动属于初速为零的匀加速直线运动 12．如图所示，悬停在空中的无人机释放一重物，当重物下落的距离分别为、、时，下列判断正确的是（不计空气阻力）（     ） A．所用时间之比为 B．速度变化量大小之比为 C．末速度大小之比为 D．平均速度大小之比为 13．在“验证自由落体运动规律”的物理实验课上，小明将一个红苹果从桌面静止释放，苹果在重力作用下竖直下落（不计空气阻力）。请分析苹果下落过程中，下落位移h、下落速度v、下落时间t的图像关系，下列图像符合规律的是（　　） A． B． C． D． 14．某同学在操场进行抛球实验。第一次，他将小球以某一初速度竖直向上抛出，测得从抛出到返回出发点的总时间为；第二次、他在小球第一次上升所能达到最大高度的中点处水平放置一块弹性极好的挡板，在同一位置以相同的初速度将小球竖直向上抛出，小球撞击挡板后速度大小不变、方向相反，碰撞时间极短。不计空气阻力，则小球第二次从抛出到最终落回出发点的总时间为（     ） A． B． C． D． 15．一物体仅在重力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。下列可能表示物体速度v或加速度a随时间t变化的图像是（　　） A． B． C． D． 【能力提升】 16．（多选）原地纵跳摸高是竖直的弹跳，先蹲下预备动作纵向向上加速，离地后身体形状近似不变，直至触碰摸高杆。图甲展示的即为离地后到触碰摸高杆的过程。图乙为包九外2024年秋季运动会中高一年级某同学进行原地纵跳摸高比赛的照片，该次手指摸到的最大高度为。已知该同学刚离地时其指尖距地面的高度为。重力加速度取。据此估算（　　） A．该同学离地时的速度大小最接近 B．该同学离地时的速度大小最接近 C．该同学原地纵跳开始到落地的时间是 D．该同学原地纵跳开始到落地的时间是 17．如图所示，在一种“子母球”表演中，让同一竖直线上的小球和小球，从距水平地面和高度的地方同时由静止释放。忽略空气阻力及碰撞时间，若B球与地面碰撞后原速率弹回，要使球B在第一次上升过程中与球A相碰，则的取值可能为（     ） A．4 B．6 C．8 D．9 【拓展拔高】 18．某同学在家自主开展实验探究。用手机拍摄物体自由下落的视频，得到分帧图片，利用图片中小球的位置来测量当地的重力加速度，实验装置如图甲所示。 (1)下列主要操作步骤的正确顺序是______。（填写各步骤前的序号） ①把刻度尺竖直固定在墙上 ②捏住小球，从刻度尺旁静止释放 ③打开手机摄像功能，开始摄像 ④手机固定在三脚架上，调整好手机镜头的位置 (2)停止摄像，从视频中截取三帧图片，图片中的小球和刻度如图乙所示。已知所截取的图片相邻两帧之间的时间间隔为s，刻度尺的分度值是1mm，由此测得重力加速度为______m/s2（保留两位有效数字）。 (3)在某次实验中，小明释放小球时手稍有晃动，视频显示小球下落时偏离了竖直方向。从该视频中截取图片，______（填“仍能”或“不能”）用（2）问中的方法测出重力加速度。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 1．(1) 0 匀加速直线 (2) 2． 竖直向上 重力 ≠0 −g 3．A 【详解】B．根据题意可知，小球抛出后受重力作用，加速度为重力加速度，方向竖直向下，故B错误； ACD．由于乙站在小车侧方水平地面上观测到小球做直线运动直至落地，可知，小球相对地面做自由落体运动，乙观测到小球的运动轨迹与地面垂直，则小球相对地面的初速度为零，即甲抛球方向与小车前进方向相反，相对小车的速度大小与小车运动的速度大小相等，故A正确，CD错误。 故选A。 4．B 【详解】重物自由下落做自由落体运动，与质量无关，则下落1s后速度为 故选B。 5．D 【详解】AB．铯原子团仅在重力的作用，加速度g竖直向下，大小恒定，在图像中，斜率为加速度，故斜率不变，所以图像应该是一条倾斜的直线，故选项AB错误； CD．因为加速度恒定，且方向竖直向下，故为负值，故选项C错误，选项D正确。 故选D。 6．C 【详解】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。 7．AC 【详解】A、伽利略根据理想斜面实验，发现了力不是维持物体运动的原因，故A正确； B、伽利略没有发现物体之间普遍存在相互吸引力的规律．故B错误； C、伽利略开创了实验研究和逻辑推理相结合探索自然规律的科学方法，利用此种方法得到重物与轻物下落得同样快结论，故C正确； D、伽利略没有发现物体间的相互作用力总是大小相等，方向相反的规律．物体间的相互作用力总是大小相等，方向相反是牛顿第三定律的内容，故D错误； 故选AC． 8．C 【详解】小球做竖直上抛运动，从抛出到落地的整个过程是匀变速运动，在空中运动的总时间为 每隔抛出一个小球，在这1.2s内，共抛出6个球，第7个球即将抛出，不在抛出点以上。在第一个小球下落的阶段，第一个小球会依次与5个球在空中相遇。故第一个小球在抛出点以上能遇到的小球数为 故ABD错误，C正确。 故选C。 9．BD 【详解】A．根据速度时间图像与时间轴所围的“面积”表示质点的位移，知t=2s时，甲球通过的位移为 乙的位移为零，两球位移之差等于40m，但两球初始的高度未知，故t=2s时两球的高度相差不一定为40m，A错误； B．t=4s时，甲球相对于抛出点的位移为 乙球相对于抛出点的位移为 故两球相对于各自的抛出点的位移相等，B正确； C．两球从不同的高度以同样的速度竖直向上抛出，根据竖直上抛运动的规律 h是抛出点距地面的高度，可知两球从抛出至落到地面所用的时间间隔t不相等，C错误； D．由图知，甲球从抛出至到达最高点的时间间隔与乙球相等，都是3s，D正确。 故选BD。 10． 1.15 9.79 见解析 【详解】（1）[1]打点计时器接在频率为的交流电源上，相邻计数点之间还有1个计时点，则相邻两计数点之间的时间为 纸带做自由落体运动，打点3时的瞬时速度等于点2到点4之间的平均速度，由纸带数据可知 （2）[2]做出图像如图所示 （3）[3]根据，可知 根据图像可知其斜率为重力加速度，则有 （4）[4]需要测量的物理量：水滴下落的高度h和下落的时间t。 测量h的方法：用刻度尺测量水龙头出水口到地面的高度，多次测量取平均值； 测量t的方法：调节水龙头阀门，使一滴水开始下落的同时，恰好听到前一滴水落地时发出的清脆声音。用手机测量n滴水下落的总时间，则 11．D 【详解】AD．物体做自由落体运动的条件：①只在重力作用下，②从静止开始。只在重力作用下保证了物体的加速度为g；从静止开始保证了物体初速度等于零。所以从静止开始下落的物体不一定是做自由落体，关键是它不一定仅受重力，故A错误，D正确； B．从同一高度做自由落体运动的不同物体，保证了物体的加速度为g，下落的快慢相同，故B错误； C．自由落体的速度方向一定竖直向下，故C错误。 故选D。 12．C 【详解】A．根据自由落体运动规律 解得 即 因此，故A错误； B．根据 得速度变化量大小之比为，故B错误； C．根据 末速度大小之比为，故C正确； D．根据 得平均速度大小之比为，故D错误。 故选C。 13．C 【详解】A．根据自由落体规律有 即h-t图像为抛物线，故A错误； B．根据自由落体运动规律有 即h-v图像为抛物线，故B错误； CD．根据自由落体运动规律有 即v-t图像为过原点倾斜的直线，故C正确，D错误。 故选C。 14．A 【详解】第一次竖直上抛过程，上升、下落过程对称，上升到最高点的时间为 设初速度为，则 最大高度为 第二次挡板高度为 设与挡板碰撞前的速度大小为，根据运动学公式可得 联立解得 则第二次上升时间为 根据对称性可知，第二次下落时间为 则小球第二次从抛出到最终落回出发点的总时间为 故选A。 15．D 【详解】AB．取竖直向上为正方向，竖直上抛运动初始有向上的正初速度；上升过程速度均匀减小，到最高点速度减为0；下落过程速度方向向下，速度为负，且速度大小均匀增大，故AB错误； CD．物体全程仅受重力，加速度始终为重力加速度，方向竖直向下，因此加速度恒定为负值，大小方向都不变，故C错误，D正确。 故选D。 16．BD 【详解】设该同学离地时的速度大小为，上升高度 将上升过程看成反向的自由落体运动，则有 代入数据可得 该同学原地纵跳开始到落地的时间为上升时间的2倍，由 解得 故该同学原地纵跳开始到落地的时间是 故选BD。 17．A 【详解】设B球自由下落的时间为，根据自由落体运动公式有 B球与地面碰撞后原速率弹回，做竖直上抛运动，根据对称性，B球回到原高度h处的时间为。要使B球在第一次上升过程中与A球相碰，临界情况是B球刚好回到原高度h时与A球相碰。此时A球下落的时间为，下落的位移为 相遇时A球的高度应小于等于B球的高度h，即 解得，又，可得 故选A。 18．(1)①④③② (2)9.6 (3)仍能 【详解】（1）实验时，为了保证刻度尺作为竖直方向的参考并固定拍摄视场，应先将刻度尺竖直固定好，然后固定手机并调整好拍摄位置；为了完整记录小球的下落过程，应当先开启摄像功能，最后再释放小球。因此正确的操作顺序为①④③②。 （2）由图乙可知，刻度尺的分度值为，读数时需估读到分度值的下一位。三帧图片中小球中心的刻度位置分别为、、 相邻两帧图片之间小球的下落位移分别为， 小球在竖直方向做自由落体运动，属于匀变速直线运动，根据匀变速直线运动的推论可得重力加速度 代入数据解得 保留两位有效数字，故结果为 （3）小球下落时若偏离了竖直方向，则小球实际上是在做平抛运动或斜抛运动。根据运动的独立性原理，平抛或斜抛运动在竖直方向上的分运动依然是加速度为的匀变速直线运动。因此，只要刻度尺是竖直放置的，利用竖直方向的位移差依然能准确测出重力加速度。故填“仍能”。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $