2019届高考物理第一单元匀变速直线运动题组层级快练3自由落体和竖直上抛运动新人教版.docx

题组层级快练(三)一、选择题1(多选)伽利略为了研究自由落体的规律，将落体实验转化为著名的“斜面实验”，对于这个研究过程，下列说法正确的是()A斜面实验放大了重力的作用，便于测量小球运动的路程B斜面实验“冲淡”了重力的作用，便于小球运动时间的测量C通过对斜面实验的观察与计算，直接得到自由落体的运动规律D根据斜面实验结论进行合理的外推，得到自由落体的运动规律答案BD解析“斜面实验”中小球运动的加速度较小，便于运动时间的测量，A项错误、B项正确；斜面倾角增大到90时，斜面运动外推为自由落体运动，C项错误、D项正确2竖直向上抛出一只小球，3 s落回抛出点，则小球在第2 s内的位移(不计空气阻力)是()A10 mB0 mC5 m D0.25 m答案B解析根据竖直上抛运动的对称性可知，当t1.5 s时物体上升到最高点小球在第2 s内的位移包括上升过程中的最后0.5 s和下降过程中开始的0.5 s，所以小球在第2 s内的位移为0 m.3一物体自距地面高H处自由下落，经时间t落地，此时速度为v，则()A.时物体距地面高度为B.时物体距地面高度为HC物体下落时速度为D物体下落时速度为v答案B解析根据位移时间公式hgt2知，在前一半时间和后一半时间内的位移之比为13，则前一半时间内的位移为，此时距离地面的高度为.故A项错误，B项正确C、D两项，根据v22gH，v22g知，物体下落时的速度为v.故C、D两项错误4四个小球在离地面不同高度同时从静止释放，不计空气阻力，从开始运动时刻起每隔相等的时间间隔，小球依次碰到地面下列各图中，能反映出刚开始运动时各小球相对地面的位置的是()答案C解析假设小球落地时间分别是t1、t2、t3，t4，要满足题目要求，需要使t22t1、t33t1、t44t1，再根据hgt2，四个小球释放点距离地面的高度应满足h1h2h3h414916，观察可知，C项正确5(2017衡阳一模)某同学为估测一教学楼的总高度，在楼顶将一直径为2 cm的钢球由静止释放，测得通过安装在地面的光电门数字计时器的时间为0.001 s，由此可知教学楼的总高度约为(不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2)()A10 m B20 mC30 m D40 m答案B解析设运动时间为t，根据hgt2可得，根据xxtxt即gt2g(t0.001)2x，即10t210(t0.001)20.02解得：t2 sh1022 m20 m6以v020 m/s的速度竖直上抛一小球，2 s后以相同的初速度在同一点竖直上抛另一小球g取10 m/s2，则两球相碰处离出发点的高度是()A10 m B15 mC20 m D不会相碰答案B解析设第二个小球抛出后经t时间与第一个小球相遇，根据位移相等有v0(t2)g(t2)2v0tgt2 解得t1 s代入位移公式hv0tgt2，解得h15 m.7.(2017邢台模拟)如图所示，分别位于P、Q两点的两小球，初始位置离水平地面的高度差为1.6 m，现同时由静止开始释放两球，测得两球先后落地的时间差为0.2 s，取g10 m/s2，空气阻力不计，P点离水平地面的高度h为()A0.8 m B1.25 mC2.45 m D3.2 m答案C解析P点的小球：hgt12，解得t1.Q点的小球：h1.6gt22，解得t2.根据题意，有t2t10.2.联立解得：h2.45 m，故C项正确，A、B、D三项错误8(2017浙江模拟)建筑工人安装搭手架进行高空作业，有一名建筑工人由于不慎将抓在手中的一根长5 m的铁杆在竖直状态下脱落了，使其做自由落体运动，铁杆在下落过程中经过某一楼层面的时间为0.2 s已知重力加速度g10 m/s2，不计楼层面的厚度则铁杆刚下落时其下端到该楼层的高度为()A25.5 m B28.8 mC30 m D29.5 m答案B解析设铁杆下端到达楼层面时的速度为v.根据Lvtgt2，得：v m/s24 m/s.则铁杆下落时其下端到该楼层的高度为：h m28.8 m.故B项正确，A、C、D三项错误9(2017新课标一模)一物块以一定的初速度沿足够长的光滑斜面底端向上滑出，从滑出至回到斜面底端的时间为6 s，若在物块上滑的最大位移的一半处设置一垂直斜面的挡板，仍将该物块以相同的初速度在斜面底端向上滑出，物块撞击挡板前后的速度大小相等、方向相反撞击所需时间不计，则这种情况下物块从上滑至回到斜面底端的总时间约为(不计空气阻力)()A1.0 s B1.8 sC2.0 s D2.6 s答案B解析由于是光滑的斜面，所以整个过程中的加速度大小方向都不变根据对称可知，上升和下降的时间相等，故都为0.5t假设斜面的长度为x，根据题意可得：xa(0.5t)2，与中间的挡板相碰撞，上升段的时间为：tx0.5t，由上两式可知txtt，此为上升的时间，加上往返的时间，所以小球运动的总时间为：2tx，即t总2tx(1)t0.3t0.36 s1.8 s，故B项正确，A、C、D三项错误10(2017邯郸模拟)如图所示，竖直悬挂一根长5 m的铁棒AB，在铁棒的正下方距铁棒下端5 m处有一圆管CD，圆管长10 m，剪断细线，让铁棒自由下落，则铁棒通过圆管所需的时间为(g取10 m/s2)()A0.5 s B1 sC. s D2 s答案B解析铁棒上B点到C点过程，根据位移时间关系公式，有：hgt12，解得：t11 s，铁棒上A点到D点过程，根据位移时间关系公式，有：Hgt22，解得：t22 s则铁棒通过圆管所需的时间为：tt2t12 s1 s1 s.11(2017宜兴模拟)(多选)甲物体从离地面H高空自由落下，而乙物体在地面以初速度v0同时向上抛出，两物体在离地面处相遇(不相碰)，如果v0为已知量，则()A从自由下落到相遇，经过的时间为tB乙物体上升到最高点时，甲物体正好落到地面C相遇时，甲乙两物体的速度相等，均为D乙上升的最大高度就是H，且H，而甲物体落地时的速度大小为v0答案ABD解析两者相遇时，甲的位移大小为，乙的位移大小为H，A项，根据gt2v0tgt2H得，t，甲的位移：Hgt2，乙的位移：Hv0tgt2，解得t，H，故A项正确B项，乙物体上升到最高点时间：t1，物体甲的位移：hgt2H，即甲物体正好落到地面，故B项正确C项，由A可知，两者相遇时的运动时间：t，甲的速度：v甲gt，乙的速度：v乙v0gt，但是方向不同，故C项错误D项，乙上升的最大高度hH，甲做自由落体运动，由速度位移公式可知，落地速度：vv0，故D项正确12.(2017湖南模拟)(多选)如图所示，两端点分别为A、B，长L1 m的金属细杆在距地面H40 m处以v010 m/s竖直上抛，同时在AB上方略微错开的竖直线上h处有一可视为质点的小球C由静止释放，不计空气阻力及落地后的运动，取g10 m/s2，则可知()A杆能上升的最大位移为10 mB杆从抛出到落地共用时4 sC若h15 m，则C与A相遇时杆的速度方向向下，与杆相遇共用时0.1 sD若h25 m，则C与A相遇时杆的速度方向向下，与杆相遇共用时0.1 s答案BCD解析A项，杆能上升的最大位移x5 m，故A项错误；B项，杆上升到最高点的时间t1，向下的位移h40 m5 m45 m，则下降的时间t2，则杆从抛出到落地的时间t1 s3 s4 s，故B项正确；C项，设经过t时间相遇，则有：gt2v0tgt2h，解得t1.5 s，此时杆的速度vv0gt10 m/s15 m/s5 m/s，此时杆的速度方向向下，球的速度vgt15 m/s.设与杆相遇的时间为t，则有vtgt2(vtgt2)1，代入数据有：(155)t1，解得t0.1 s，故C项正确；D项，设经过t时间相遇，则有：gt2v0tgt2h，解得t2.5 s，此时杆的速度vv0gt10 m/s25 m/s15 m/s，此时杆的速度方向向下，球的速度vgt25 m/s，设与杆相遇的时间为t，则有vtgt2(vtgt2)1，代入数据有：(2515)t1，解得t0.1 s，故D项正确二、非选择题13用手托一小球，竖直向上抛出，再接住小球，将这一过程简化为下面的理想运动模型：手托小球由静止开始，先竖直向上做匀加速运动，然后再做匀减速运动，手停下后在原处接住落回的小球已知匀加速运动的加速度为4 m/s2，加速运动距离为0.5 m，匀减速运动加速度大小为20 m/s2，重力加速度取10 m/s2，求小球运动的总时间答案0.84 s解析手和小球一起匀加速过程：h1a1t12，t10.5 s，va1t12 m/s手做匀减速运动的过程v22a2h2h20.1 m手做匀减速运动时，由于加速度20 m/s2大于重力加速度，小球离开手做上抛运动，设小球从离开手到落回手的时间为t2，则h2vt2gt22解得t20.34 s或0.06 s(舍去)小球运动的总时间t1t20.84 s14.如图所示，离地面足够高处有一竖直的空管，质量为2 kg，管长为24 m，M、N为空管的上、下两端，空管由静止开始竖直向下做匀加速直线运动，加速度大小为2 m/s2，同时在M处一个大小不计的小球沿管的轴线竖直上抛，小球只受重力，取g10 m/s2.求：(1)若小球上抛的初速度为10 m/s，则其经过多长时间从管的N端穿出；(2)若此空管的N端距离地面64 m高，欲使在空管到达地面时小球必须落到管内，在其他条件不变的前提下，求小球的初速度大小的范围答案(1)4 s(2)29 m/sv032 m/s解析(1)根据题意，设球经过t时间从N端穿出，对管由匀加速直线运动规律，有hat2取竖直向上为正方向，对球自抛出至从管的N端穿出时间内由竖直上抛运动规律