2027届高考物理一轮复习专项练习 第3讲 自由落体运动和竖直上抛运动

**基本信息** 聚焦自由落体与竖直上抛运动，通过三级递进训练构建从概念辨析到实验探究的知识逻辑，强化运动观念与科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |A组同步训练|8题|基础概念与实验思想辨析（伽利略研究方法、自由落体条件）|从历史探究方法切入，建立运动概念认知| |B组难点突破|4题|运动学公式与图像综合应用（竖直上抛v-t/x-t图像、多过程运动）|深化规律应用，衔接图像分析与模型建构| |C组综合拓展|2题|实验探究与复杂运动综合计算（重力加速度测量、多球相遇问题）|实现从理论到实验验证、从单一到综合问题的能力提升|

2027届高考物理一轮复习 第3讲 自由落体运动和竖直上抛运动 专项练习——解析版 【A组同步训练】 1．（2025高一上·攀枝花期末）从高度为4h处的同一位置先后自由释放a、b两球，a球与地面碰撞后原速竖直弹起，并在高为3h处与b球相遇。已知重力加速度为g，不计空气阻力和a球与地面碰撞的时间，两球均可视为质点，则a、b两球释放的时间差为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【解析】根据匀变速直线运动的规律，将高度4h分为h+3h两段，即1：3的两端，则每段时间相等，即对应的时间都是，易得相遇时ta=，tb= 故两球释放的时间差 故答案为：B。 2．（2025高一上·广元月考）在学习物理知识的同时，还应当十分注意学习物理学研究问题的思想和方法，从一定意义上说，后一点甚至更重要。伟大的物理学家伽利略的研究方法对于后来的科学研究具有重大的启蒙作用，至今仍然具有重要意义。请你回顾伽利略探究物体下落规律的过程，判定下列哪个过程是伽利略的探究过程（　　） A．合理猜想一发现问题一数学推理一实验验证一合理外推一得出结论 B．发现问题一合理猜想一实验验证一数学推理一合理外推一得出结论 C．发现问题一合理猜想一数学推理一实验验证一合理外推一得出结论 D．合理猜想一发现问题一实验验证一数学推理一合理外推一得出结论 【答案】C 【解析】A、探究过程起始环节应为发现问题，并非合理猜想，故A错误；B、完成数学推导之后再开展实验验证，顺序存在错误，故B错误； C、伽利略先发现亚里士多德理论存在矛盾，提出合理猜想，通过数学推导得到位移与时间平方的关系，利用斜面实验完成验证，再将斜面结论外推至自由下落，最终得到落体运动规律，故C正确； D、第一步需要先发现问题，后续先进行数学推理再做实验验证，故D错误。 故选：C。 3．（2025·广东会考）把金属片和小羽毛放到长玻璃管里，把玻璃管倒立过来，观察它们下落的情况。然后把玻璃管里的空气抽出，把玻璃管倒立过来，再次观察。下列说法正确的是（　　） A．玻璃管充满空气时，金属片和小羽毛下落一样快 B．玻璃管充满空气时，金属片和小羽毛均做自由落体运动 C．玻璃管抽出空气后，金属片和小羽毛下落一样快 【答案】C 【解析】AB．玻璃管抽出空气前，金属片和小羽毛受到空气阻力的作用，不是自由落体运动，羽毛受到的空气阻力大，所以加速度小，则下落的慢，故AB错误； C．玻璃管抽出空气后，金属片和小羽毛都不受空气阻力作用，只受重力作用运动，都做加速度为重力加速度的自由落体运动，下落一样快，故C正确。 故答案为：C。 （多选）4．（2025高一上·惠来期中）伽利略对自由落体运动的研究，采用了实验和逻辑思维相结合的科学方法，图示大致反映了这一研究过程，下列说法符合史实的是（　　） A．古希腊学者亚里士多德认为物体越重，下落越快 B．伽利略认为小球沿斜面的运动是自由落体运动 C．伽利略让小球从斜面上滚下来，是用来“冲淡”重力 D．丁图是实验现象，甲图是经过合理的逻辑推理得到的结论 【答案】A,C 【解析】A．根据物理学史可知，古希腊学者亚里士多德认为物体越重，下落越快，故A正确； B．伽利略认为小球沿斜面的运动是匀变速直线运动，竖直方向小球做的运动才是自由落体运动，故B错误； C．因为伽利略时代靠滴水计时，无法测量物体自由下落的时间，为了使物体运动速度变慢，让其在斜面上运动，此时运动的时间长的多，容易测量，以用来“冲淡”重力，故C正确； D．甲图是实验现象，丁图是经过合理的逻辑推理得到的结论，故D错误。 故答案为：AC。 （多选）5．（2025高一上·浙江期中）下列说法正确的是（　　） A．亚里士多德提出物体下落的快慢与物体轻重无关。 B．质点是一种理想化模型，现实世界中不存在。 C．加速度越大的物体，速度越大。 D．当加速度方向与速度方向相反时一定是减速运动，当加速度方向与速度方向相同时一定是加速运动。 【答案】B,D 【解析】A．伽利略提出物体下落的快慢与物体轻重无关，A错误； B．质点是一种理想化模型，现实世界中不存在，B正确； C．加速度越大的物体，速度变化越快，但是速度不一定越大，C错误； D．当加速度方向与速度方向相反时一定是减速运动，当加速度方向与速度方向相同时一定是加速运动，D正确。 故答案为：BD 6．（2025高一上·灌南期末）在物理学中，科学家们创造出了许多物理学方法，如比值法、理想实验法、控制变量法、极限思想法、类比法、科学假说法和建立物理模型法等，以下关于所用物理学研究方法的叙述正确的是（　　） A．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫假设法 B．根据速度定义式，当非常小时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义采用了极限思维法 C．伽利略在研究自由落体运动的实验时把斜面的倾角外推到90°，得到自由落体运动的规律，采用的是建立模型法 D．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看成匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了控制变量法 【答案】B 【解析】A． 质点是一种理想模型法，不是假设法。理想模型法是抓住主要因素、忽略次要因素，而“假设法”一般是指提出某种假设进行推理验证，故A错误； B．根据速度定义式，当趋近于0时，就可以表示物体在时刻的瞬时速度，这里用到了极限思维法，故B正确； C． 伽利略这里用的是合理外推法（或称为理想实验法），不是建立模型法。他通过斜面实验减小倾角，延长运动时间，测量规律，再外推到 90° 得出自由落体规律 ，故C错误； D．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看成匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，采用的物理方法是微元法，故D错误。 故选B。 7．（2025高三上·惠州月考）2024年8月3日，中国选手郑钦文在巴黎奥运会网球女子单打中夺得金牌。比赛中运动员常会高抛发球，假设网球抛出的初速度竖直向上，忽略空气阻力，某同学想用图像描述该竖直上抛运动，下列判断正确的是（　　） A．甲图可能是速度-时间图像 B．甲图可能是位移-时间图像 C．乙图可能是位移-时间图像 D．乙图可能是路程-时间图像 【答案】C 【解析】A．网球竖直向上抛出，做匀减速直线运动，加速度为重力加速度，到达最高点时，速度为零，然后反向做自由落体运动，加速度不变，但速度方向相反，所以甲图不符合速度-时间图像，故A错误； B．网球做竖直上抛运动，位移应先增大后减小，甲图不符合位移-时间图像，故B错误； C．网球上升阶段，速度减小，图线的斜率减小，位移增大，到达最高点时，速度为零，斜率为零，位移达到最大，之后反向自由落体运动，速度增大，斜率增大，位移减小，故乙图可能是位移-时间图线，故C正确； D．网球做竖直上抛运动，路程应不断增大，所以乙图不符合路程-时间图像，故D错误； 故选C。 8．（2025高一上·柳州期中）如图所示，甲同学用手指捏住直尺的顶端，乙同学用一只手在直尺0刻度位置做捏住直尺的准备动作，但手不碰到直尺，甲同学放手让直尺做自由落体运动，乙同学看到甲同学松手立即捏住直尺。若乙同学的反应时间为，在乙同学的反应时间内尺子下落的距离接近（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【解析】由于尺子下落近似做自由落体运动，已知乙同学的反应时间，根据自由落体运动的位移公式可以得出乙同学的反应时间内直尺下落的距离接近 故选D。 【B组难点突破】 9．（2026高一下·茂南期中）为了研究抛体运动特点，小明在某高处竖直向上抛出一个物块，忽略空气阻力。则关于物块的位移y、速度v、加速度a随时间t变化的图像，正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【解析】A．由于物体做竖直上抛运动，则根据竖直方向的位移公式有 根据表达式可知y-t图像为抛物线，故A错误； BCD．由于物体只受到重力的作用，竖直上抛运动物块加速度恒为g，则a-t图像为平行t轴的直线；根据竖直上抛的速度公式v=v0-gt可知，v-t图像是斜率不变的倾斜的直线，故BC错误，D正确。 故选D。 （多选）10．（2025高二上·霞山月考）在掷石子游戏中，小明竖直向上抛出一枚石子并在抛出点接住落下的石子。石子到达的最高点在抛出点之上0.45m处，不计空气阻力，重力加速度取，则石子从抛出到接住的过程中，下列说法正确的有（　　） A．石子抛出速度大小为 B．石子抛出速度大小为 C．石子在空中运动时间为0.3s D．石子在空中运动时间为0.6s 【答案】B,D 【解析】AB．根据可得，故A错误，B正确； CD．石子在空中运动时间为，故C错误，D正确。 故选BD。 11．（2025高一上·常德期末）将一质量为、可以视为质点的物块从离地的高处静止释放，不计空气阻力，已知重力加速度。下列有关物块的说法正确的是（　　） A．静止释放后经时间落地 B．落地前瞬间的速度 C．在空中飞行的平均速度 D．落地前0.1s内通过的位移 【答案】A 【解析】A．物块静止释放后在空中做自由落体运动，根据，解得，故A正确； B．物块落地前瞬间的速度，故B错误； C．物块在空中飞行的平均速度，故C错误； D．物块在落地前0.1s内通过的位移，故D错误。 故选A。 （多选）12．（2025高一上·金牛期中）如图所示为某运动员（可视为质点）参加跳板跳水比赛时，其竖直方向的速度随时间变化的图像，以他离开跳板时为计时起点，不计空气阻力，则（　　） A．时刻开始进入水中 B．时刻开始进入水中 C．时刻达到最高点 D．时间内速度方向竖直向下 【答案】B,D 【解析】ABC．运动员起跳时的速度方向向上，t1时刻速度变为零，t1时刻后速度方向向下，则t1时刻达到最高点，0～t2时间内v－t图象为直线，加速度不变，所以在0～t2时间内运动员在空中，t2时刻后进入水中，故AC错误，B正确； D．时间内速度方向竖直向下，故D正确。 故答案为：BD。 【C组综合拓展】 13．（2025高一上·青县期末）某学习小组利用如图甲所示的装置测量当地重力加速度。将小球从某位置静止释放，当小球从光电门中经过时，光电门1、光电门2记录它的遮光时间分别为、。两光电门的高度差为h，测得实验时所用小球的直径为d（d很小）。当地重力加速度记为g，完成下面的问题：（计算结果均用题中字母表示） （1）小球通过光电门1时的速度大小　 　。 （2）若小球做自由落体运动，则应满足关系式　 　。 （3）多次调节两光电门之间的高度差h，并同时记录对应的、，获得多组实验数据后，某同学作出h与的关系图像如图乙所示，并测得图像的斜率为k，则当地重力加速度　 　；若测量时小球的直径d偏小，则当地重力加速度的测量值　 　（填“大于”“小于”或“等于”）真实值。 【答案】；；；小于 【解析】（1）小球通过光电门1时的速度大小 故答案为： （2）小球做自由落体运动，由匀变速直线运动规律有 故答案为： （3）对（2）中表达式变形有 则在h与图像中 解得 若测得的d值偏小，则g的测量值偏小。 故答案为：；小于 14．（2025·衡水模拟）如图所示，小球1和2从地面上方不同高度处同时由静止释放，已知小球1的释放点距地面的高度，落地后反弹上升的最大高度，小球1与地面的接触时间忽略不计，小球2与地面碰撞后不反弹，不计空气阻力，重力加速度取。 （1）求小球1落地后离开地面瞬间与落地前瞬间速度大小的比值； （2）若从小球1第一次落地后到第二次落地前，两小球能同时到达距地面上方高度处，求小球2释放的高度。 【答案】（1）解：根据速度位移关系 可得小球1落地瞬间的速度大小为 反弹速度大小为 解得 则小球1落地后离开地面瞬间与落地前瞬间速度大小的比值为 （2）解：小球1下落的时间 反弹到最高点的时间 解得 设小球1反弹到距地面上方高度处时间为，则有 代入数据得 若在小球1上升过程相遇，相遇时小球2下落的高度 解得 若在小球1下降过程相遇，相遇时小球2下落的高度 解得 故小球2离地的初始高度或 学科网（北京）股份有限公司 $ 2027届高考物理一轮复习 第3讲 自由落体运动和竖直上抛运动 专项练习——原卷版 【A组同步训练】 1．（2025高一上·攀枝花期末）从高度为4h处的同一位置先后自由释放a、b两球，a球与地面碰撞后原速竖直弹起，并在高为3h处与b球相遇。已知重力加速度为g，不计空气阻力和a球与地面碰撞的时间，两球均可视为质点，则a、b两球释放的时间差为（　　） A． B． C． D． 2．（2025高一上·广元月考）在学习物理知识的同时，还应当十分注意学习物理学研究问题的思想和方法，从一定意义上说，后一点甚至更重要。伟大的物理学家伽利略的研究方法对于后来的科学研究具有重大的启蒙作用，至今仍然具有重要意义。请你回顾伽利略探究物体下落规律的过程，判定下列哪个过程是伽利略的探究过程（　　） A．合理猜想一发现问题一数学推理一实验验证一合理外推一得出结论 B．发现问题一合理猜想一实验验证一数学推理一合理外推一得出结论 C．发现问题一合理猜想一数学推理一实验验证一合理外推一得出结论 D．合理猜想一发现问题一实验验证一数学推理一合理外推一得出结论 3．（2025·广东会考）把金属片和小羽毛放到长玻璃管里，把玻璃管倒立过来，观察它们下落的情况。然后把玻璃管里的空气抽出，把玻璃管倒立过来，再次观察。下列说法正确的是（　　） A．玻璃管充满空气时，金属片和小羽毛下落一样快 B．玻璃管充满空气时，金属片和小羽毛均做自由落体运动 C．玻璃管抽出空气后，金属片和小羽毛下落一样快 （多选）4．（2025高一上·惠来期中）伽利略对自由落体运动的研究，采用了实验和逻辑思维相结合的科学方法，图示大致反映了这一研究过程，下列说法符合史实的是（　　） A．古希腊学者亚里士多德认为物体越重，下落越快 B．伽利略认为小球沿斜面的运动是自由落体运动 C．伽利略让小球从斜面上滚下来，是用来“冲淡”重力 D．丁图是实验现象，甲图是经过合理的逻辑推理得到的结论 （多选）5．（2025高一上·浙江期中）下列说法正确的是（　　） A．亚里士多德提出物体下落的快慢与物体轻重无关。 B．质点是一种理想化模型，现实世界中不存在。 C．加速度越大的物体，速度越大。 D．当加速度方向与速度方向相反时一定是减速运动，当加速度方向与速度方向相同时一定是加速运动。 6．（2025高一上·灌南期末）在物理学中，科学家们创造出了许多物理学方法，如比值法、理想实验法、控制变量法、极限思想法、类比法、科学假说法和建立物理模型法等，以下关于所用物理学研究方法的叙述正确的是（　　） A．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫假设法 B．根据速度定义式，当非常小时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义采用了极限思维法 C．伽利略在研究自由落体运动的实验时把斜面的倾角外推到90°，得到自由落体运动的规律，采用的是建立模型法 D．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看成匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了控制变量法 7．（2025高三上·惠州月考）2024年8月3日，中国选手郑钦文在巴黎奥运会网球女子单打中夺得金牌。比赛中运动员常会高抛发球，假设网球抛出的初速度竖直向上，忽略空气阻力，某同学想用图像描述该竖直上抛运动，下列判断正确的是（　　） A．甲图可能是速度-时间图像 B．甲图可能是位移-时间图像 C．乙图可能是位移-时间图像 D．乙图可能是路程-时间图像 8．（2025高一上·柳州期中）如图所示，甲同学用手指捏住直尺的顶端，乙同学用一只手在直尺0刻度位置做捏住直尺的准备动作，但手不碰到直尺，甲同学放手让直尺做自由落体运动，乙同学看到甲同学松手立即捏住直尺。若乙同学的反应时间为，在乙同学的反应时间内尺子下落的距离接近（　　） A． B． C． D． 【B组难点突破】 9．（2026高一下·茂南期中）为了研究抛体运动特点，小明在某高处竖直向上抛出一个物块，忽略空气阻力。则关于物块的位移y、速度v、加速度a随时间t变化的图像，正确的是（　　） A． B． C． D． （多选）10．（2025高二上·霞山月考）在掷石子游戏中，小明竖直向上抛出一枚石子并在抛出点接住落下的石子。石子到达的最高点在抛出点之上0.45m处，不计空气阻力，重力加速度取，则石子从抛出到接住的过程中，下列说法正确的有（　　） A．石子抛出速度大小为 B．石子抛出速度大小为 C．石子在空中运动时间为0.3s D．石子在空中运动时间为0.6s 11．（2025高一上·常德期末）将一质量为、可以视为质点的物块从离地的高处静止释放，不计空气阻力，已知重力加速度。下列有关物块的说法正确的是（　　） A．静止释放后经时间落地 B．落地前瞬间的速度 C．在空中飞行的平均速度 D．落地前0.1s内通过的位移 （多选）12．（2025高一上·金牛期中）如图所示为某运动员（可视为质点）参加跳板跳水比赛时，其竖直方向的速度随时间变化的图像，以他离开跳板时为计时起点，不计空气阻力，则（　　） A．时刻开始进入水中 B．时刻开始进入水中 C．时刻达到最高点 D．时间内速度方向竖直向下 【C组综合拓展】 13．（2025高一上·青县期末）某学习小组利用如图甲所示的装置测量当地重力加速度。将小球从某位置静止释放，当小球从光电门中经过时，光电门1、光电门2记录它的遮光时间分别为、。两光电门的高度差为h，测得实验时所用小球的直径为d（d很小）。当地重力加速度记为g，完成下面的问题：（计算结果均用题中字母表示） （1）小球通过光电门1时的速度大小　 　。 （2）若小球做自由落体运动，则应满足关系式　 　。 （3）多次调节两光电门之间的高度差h，并同时记录对应的、，获得多组实验数据后，某同学作出h与的关系图像如图乙所示，并测得图像的斜率为k，则当地重力加速度　 　；若测量时小球的直径d偏小，则当地重力加速度的测量值　 　（填“大于”“小于”或“等于”）真实值。 14．（2025·衡水模拟）如图所示，小球1和2从地面上方不同高度处同时由静止释放，已知小球1的释放点距地面的高度，落地后反弹上升的最大高度，小球1与地面的接触时间忽略不计，小球2与地面碰撞后不反弹，不计空气阻力，重力加速度取。 （1）求小球1落地后离开地面瞬间与落地前瞬间速度大小的比值； （2）若从小球1第一次落地后到第二次落地前，两小球能同时到达距地面上方高度处，求小球2释放的高度。 学科网（北京）股份有限公司 $