（新课标）2020高考物理一轮复习课时作业3自由落体和竖直上抛运动（含解析）新人教版.docx

自由落体和竖直上抛运动一、选择题1(2018深圳一模)在2002年9月，伽利略的自由落体实验被物理学家评选为最美丽的实验以下关于“伽利略对自由落体的探究过程”的归纳不正确的是()A伽利略发现亚里士多德“重物比轻物下落得快”的观点有自相矛盾的地方B伽利略猜想落体运动应该是一种最简单的变速运动，速度的变化对位移来说一定是均匀的C由于当时的仪器不能精确测量快速下落物体的时间，所以他设想通过斜面落体来“冲淡重力”D伽利略将他在斜面实验中的结论做了合理外推，确定了自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动答案B2将一物体从地面竖直向上抛出，又落回抛出点，运动过程中空气阻力忽略不计，下列说法正确的是()A上升过程和下落过程，时间相等、位移相同B物体到达最高点时，速度和加速度均为零C整个过程中，任意相等时间内物体的速度变化量均相同D竖直上抛的初速度越大(v010 m/s)，物体上升过程的最后1 s时间内的位移越大答案C解析A项，根据对称性可知，上升过程和下落过程的时间相等、位移大小相等、方向相反，则位移不同，故A项错误；B项，物体到达最高点时，速度为零，加速度为g，故B项错误；C项，根据vgt，知t相同，则整个过程中，任意相等时间内物体的速度变化量相同，故C项正确；D项，物体上升过程中最后1 s内的位移：hgt21012 m5 m，与初速度无关，故D项错误3(2018新乡一模)某同学在墙前连续拍照时，恰好有一小白色重物从墙前的某高处由静止落下，拍摄到重物下落过程中的一张照片如图所示由于重物的运动，它在照片上留下了一条模糊的径迹已知毎层砖的平均厚度为6.0 cm，这个照相机的曝光时间为2.0102 s，则()A石子下落到A位置时的速度约为60 m/sB石子下落到A位置时的速度约为12 m/sC石子下落到A位置所需的时间约为0.6 sD石子下落到A位置所需的时间约为1.2 s答案C解析由图可以看出，在曝光的时间内，物体下降了大约有两层砖的厚度，即12 cm(0.12 m)，曝光时间为2.0102 s，所以AB段的平均速度为： m/s6 m/s；由于时间极短，故A点的速度近似为6 m/s，由vgt可得下降的时间为：t s0.6 s，故C项正确，A、B、D三项错误4(2018惠州模拟)甲、乙两物体质量之比为m甲m乙51，甲从高H处自由落下的同时乙从2H处自由落下，不计空气阻力，以下说法错误的是()A在下落过程中，同一时刻二者速度相等B甲落地时，乙距地面的高度为HC甲落地时，乙的速度的大小为D甲、乙在空中运动的时间之比为12答案D解析A项，因为甲乙物体同时做自由落体运动，它们的初速度为零，加速度为g，任意时刻的速度为：vgt，所以两物体下落过程中，在同一时刻甲的速度与乙的速度相等，故A项正确；B项，甲落地时，甲乙运动的位移都为H，所以乙离地面的高度为：2HHH，故B项正确；C项，甲落地时，由位移速度关系式：v22gH，可得v，它们的速度相同，故C项正确；D项，因为甲乙物体均做自由落体运动，加速度为g，甲下落的时间为，乙下落的时间为，所以甲、乙在空中运动的时间之比为1，故D项错误5(2018滁州一模)一名宇航员在某星球上完成自由落体运动实验，让一个质量为2 kg的小球从一定的高度自由下落，测得在第5 s内的位移是18 m，则()A物体在2 s末的速度是20 m/sB物体在第5 s内的平均速度是3.6 m/sC物体在第2 s内的位移是20 mD物体在前5 s内的位移是50 m答案D解析A项，第5 s内的位移是18 m，有：gt12gt2218 m，t15 s，t24 s，解得：g4 m/s2.所以2 s末的速度：vgt8 m/s.故A项错误；B项，第5 s内的平均速度： m/s18 m/s.故B项错误；C项，t2 s，t1 s，物体在第2 s内的位移：xgt2gt28 m2 m6 m故C项错误；D项，物体在5 s内的位移：xgt2425 m50 m故D项正确6四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7(2018邢台一模)两个同学通过自由落体运动测量一高层建筑的高度在楼顶的同学将小球甲自楼顶自由下落5 m时，距离楼顶15 m处的同学将小球乙自由下落，结果两小球同时落地，不计空气阻力，重力加速度取10 m/s2，则楼高为()A16 mB20 mC25 m D36 m答案B解析设楼的高度为H，根据hgt2可知，甲球下落到地面的时间为：t下落h所需时间为：t则乙下落的时间ttt，则：Hhgt2联立解得：H20 m故B项正确，A、C、D三项错误8.如图，物体随气球以大小为1 m/s的速度从地面匀速上升若5 s末细绳断裂，g取10 m/s2，则物体能在空中继续运动()A6.1 s B1.2 sC1.1 s D1.0 s答案C解析细绳断裂前物体5 s内上升的高度hvt15 m5 m细绳断裂后物体做竖直上抛运动，取竖直向上为正方向，则有hvtgt2，可得：t1.1 s，(另一解不合理舍去)，即物体能在空中继续运动是1.1 s.9(2018绵阳模拟)如图所示，水平线OO在某竖直平面内，距地面高度为h，一条长为l(lh)的轻绳两端分别系小球A和B，小球A在水平线OO上，竖直向上的外力作用在A上，A和B都处静止状态现从OO上另一点静止释放小球1，当小球1下落至与小球B等高位置时，从OO上静止释放小球A和小球2，小球2在小球1的正上方()A小球1将与小球B同时落地Bh越大，小球A与小球B的落地时间差越小C在小球B下落过程中，轻绳对B的拉力竖直向上D在小球1落地前，小球1与2之间的距离始终保持不变答案B解析A项，设小球1下落到与B等高的位置时的速度为v，设小球1还需要经过时间t1落地，则：hlvt1gt12设B运动的时间为t2，则：hlgt22比较可知，t1t2.故A项错误；B项，设A运动时间为t3，则：hgt32可得：t3t2.可知l是一个定值时，h越大，则小球A与小球B的落地时间差越小故B项正确C项，小球A与B都做自由落体运动，所以二者之间的轻绳没有作用力故C项错误D项，1与2两球的距离：Lvtgt2gt2vt，可见，两球间的距离随时间的推移，越来越大；故D项错误10(2018茂名模拟)一名同学用两个小球进行循环抛、接球游戏，两个小球分别记为A、B，某次抛、接球过程中，在该同学把A球以4 m/s的初速度竖直上抛的同时，B球刚好从A球正上方2 m处由静止下落，A、B两球均可视为质点，重力加速度g10 m/s2，则A、B两球相遇处距A球出发点的距离为()A0.75 m B3 mC. m D恰好在出发点相遇答案A解析由位移关系知相遇时gt2v0tgt2H2 m解得时间为t0.5 s竖直上抛运动xv0tgt240.5 m100.52 m0.75 m.11(多选)在离地面h15 m高处，以v010 m/s的速度同时竖直向上与向下抛出甲、乙两小球，不计空气阻力，小球落地后就不再弹起，重力加速度g10 m/s2，下列说法正确的是()A两小球落地时的速度相等B两小球落地的时间差为3 sC乙球落地时甲球恰好运动到最高位置Dt2 s时，两小球相距15 m答案ACD解析A项，甲、乙两小球抛出时速率相等，机械能相等由于不计空气阻力，所以两球运动过程中机械能都守恒，则落地时机械能也相等，落地时的速度必定相等，故A项正确B项，落地时，对于甲球，取竖直向上为正方向，有：hv0t甲gt甲2解得：t甲3 s对于乙球，有：hv0t乙gt乙2解得：t乙1 s，所以两小球落地的时间差为2 s，故B项错误C项，甲球上升的时间为：t s1 st乙，所以乙球落地时甲球恰好运动到最高点，故C项正确D项，t2 s时，甲球的位移为：x甲v0tgt2102 m522 m0，乙球已落地并不再弹起，所以t2 s时，两小球相距15 m，故D项正确12.(2018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(2018海南)学生课外实验小组使用如图所示的实验装置测量重力加速度大小实验时，他们先测量分液漏斗下端到水桶底部的距离s；然后使漏斗中的水一滴一滴地下落，调整阀门使水滴落到桶底发出声音的同时，下一滴水刚好从漏斗的下端滴落；用秒表测量第1个水滴从漏斗的下端滴落至第n个水滴落到桶底所用的时间t.(1)重力加速度大小可表示为_(用s、n、t表示)；(2)如果某次实验中，s0.90 m，n30，t13.0 s，则测得的重力加速度大小g_ m/s2；(保留2位有效数字)(3)写出一条能提高测量结果准确程度的建议：_答案(1)(2)9.6(3)“适当增大n”或“多次测量取平均值”解析(1)根据自由落体运动的位移与时间关系有sgT2，则有：g，而T，解得：g；(2)将s0.90 m，n30，t13.0 s，代入数据，解得：g9.6 m/s2；(3)根据公式g，要能提高测量结果准确程度，可适当增大n，或多次测量s取平均值14(2018孝感二模)甲、乙两物体，甲的质量为1 kg，乙的质量为0.5 kg，甲从距地45 m高处自由落下，1 s后乙从距地30 m高处自由落下，不计空气阻力(重力加速度g取10 m/s2)(1)两物体等高时离地多高？(2)定量画出两物体间的竖直距离随时间变化的图像(规定甲开始下落时刻为计时起点)解析(1)两物体的加速度均为g，方向竖直向下，设甲下落时间为t时二者相遇则gt215g(t1)2，解得t2 s.此时两物体离地高度H45gt225 m.(2)以甲下落的初位置为坐标原点，下落时刻为计时起点竖直向下为正方向，设时刻t甲