备战2020年高考物理 3年高考2年模拟1年原创 专题1.4 自由落体运动和竖直上抛运动（含解析）

专题1.4. 自由落体运动和竖直上抛运动【考纲解读与考频分析】自由落体运动和竖直上抛运动是常见的匀变速直线运动，高考考查频率较高、【高频考点定位】自由落体运动 竖直上抛运动考点一：自由落体运动【3年真题链接】1.（2018海南物理）一攀岩者以1m/s的速度匀速向上攀登，途中碰落了岩壁上的石块，石块自由下落。3s后攀岩者听到石块落地的声音，此时他离地面的高度约为（ ）A. 10m B. 30m C. 50m D. 70m【参考答案】C【解题思路】石块自由下落，由自由落体运动公式，h=gt2=45m，所以此时他离地面的高度约为50m，选项C正确。2.（2017.4.浙江选考题）拿一个长约1.5m的玻璃筒，一端封闭，另一端有开关，把金属片和小羽毛放到玻 璃筒里。把玻璃筒倒立过来，观察它们下落的情况。然后把玻璃筒里的空气抽出，再把玻璃筒倒立过来，再次观察它们下落的情况。下列说法正确的是A玻璃筒充满空气时，金属片和小羽毛下落一样快B玻璃筒充满空气时，金属片和小羽毛均做自由落体运动C玻璃筒抽出空气后，金属片和小羽毛下落样快D玻璃筒抽出空气后，金属片比小羽毛下落快【参考答案】.C【名师解析】玻璃筒充满空气时，金属片下落比小羽毛快，选项AB错误；玻璃筒抽出空气后，金属片和小羽毛下落样快，选项C正确D错误。【2年模拟再现】1.(2019洛阳名校联考)如图所示为运动传感器探测到小球由静止释放后撞击地面弹跳的图象，小球质量为，重力加速度，根据图象可知A. 横坐标每一小格表示的时间是B. 小球第一次反弹的最大高度为C. 小球下落的初始位置离地面的高度为D. 小球第一次撞击地面时地面给小球的平均作用力为55N【参考答案】.AB【名师解析】小球下落时做自由落体运动，加速度为g，则对下落过程可知，落地时速度为，故用时，图中对应6个小格，故每一小格表示，故A正确；第一次反弹后加速度也为g，为竖直上抛运动，由图可知，最大高度为：，故B正确；小球下落的初始位置离地面的高度为：，故C错误；设向下为正方向，由图可知，碰撞时间约为；根据动量定理可知：；代入数据解得：；故D错误明确图象的性质，知道小球在下落时做自由落体运动，由图象确定落地时的速度，从而确定落地所需要的时间；再由位称公式确定下落和反弹的速度；由动量定理求解平均作用力本题考查图象以及动能定理的应用，正确掌握图象的性质是解题的关键，同时注意在应用动量定理时要注意先明确正方向，注意各物理量的矢量性考点二：竖直上抛运动【3年真题链接】1（2019全国理综I卷18）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A12 B23 C34 D4t2 B.t1t2 Cv1v212 Dv1v213【参考答案】. BC【名师解析】由题意可知Lat12，L3La(t1t2)2，故t1t2，选项A错误，B正确；而v1at1，v2a(t1t2)，故v1v212，选项C正确，D错误。6.（2018浙江名校协作体联考）近年来高楼坠物事故频发，若将高楼坠物视为自由落体运动，下列图像能基本反映高楼坠物下落时各物理量变化规律的是 ( )【参考答案】.C【名师解析】将高楼坠物视为自由落体运动，则其加速度为重力加速度（恒定值），其加速度图象应该为平行横轴的直线，速度图象为过原点的倾斜直线，位移图象应该是抛物线，所以图像C能基本反映高楼坠物下落时各物理量变化规律。7.(2018江西九江联考)伽利略在研究自由落体运动时，做了如下的实验：他让一个铜球从阻力很小(可忽略不计)的斜面上由静止开始滚下，并且做了上百次。假设某次实验伽利略是这样做的：在斜面上任取三个位置A、B、C，让小球分别由A、B、C滚下，如图所示。A、B、C与斜面底端的距离分别为s1、s2、s3，小球由A、B、C运动到斜面底端的时间分别为t1、t2、t3，小球由A、B、C运动到斜面底端时的速度分别为v1、v2、v3。则下列关系式中正确，并且是伽利略用来证明小球沿光滑斜面向下运动是匀变速直线运动的是()Av1v2v3 B. Cs1s2s2s3 D.【名师解析】.D【名师解析】球在斜面上三次运动的位移不同，末速度一定不同，选项A错误。由vat可得，a，三次下落中的加速度相同，故关系式正确，但不是当时伽利略用来证明时所用的结论，选项B错误。由题图及运动学规律可知，s1s2s2s3，选项C错误。由运动学公式可知sat2，故a，三次运动中位移与时间平方的比值一定为定值，伽利略正是用这一规律说明小球沿光滑斜面向下运动为匀变速直线运动，选项D正确。8（2018石家庄名校联考）蹦床运动要求运动员在一张绷紧的弹性网上蹦起、腾空并做空中运动。为了测量运动员跃起的高度，训练时可在弹性网上安装压力传感器，利用传感器记录弹性网所受的压力，并在计算机上作出压力时间图像，假如作出的图像如图所示。设运动员在空中运动时可视为质点，则运动员跃起的最大高度是(g取10 m/s2)()A1.8 m B.3.6 m C5.0 m D7.2 m【参考答案】.C【名师解析】由题图可知运动员每次在空中运动的时间t2.0 s，故运动员跃起的最大高度Hmg25.0 m，C正确。9（2019高考全国大联考二模）杂技团抛球表演中，被抛出的小球近似做竖直上抛运动，演员每隔相同时间以相同的速度上抛一个小球，从抛出第一个球开始计时，g取10m/s2所有小球运动的位移s随时间t的变化关系如图所示，由此可知（）A抛出的速度大小为5m/s B在抛出点上方最多有9个球C第3个球与第6个球相遇在t0.7s时 D在抛出点上方最多有4对球同时相遇【参考答案】D【名师解析】通过题图判断小球的运动时间，进而确定上抛速度大小；由题图可知小球在空中运动时间为0.8s，则上抛速度，故A错误；由题图可知，总共有9个小球，当第一个小球回到抛出点时，第9个小球被抛出，在抛出点上方最多由8个球，故B错误；由题图可知第3个球与第6个球相遇在t0.75s时，故C错误；由题图可知，在抛出点上方最多由4对球同时相遇，故D正确。【点评】本题考查学生从图象中获取信息，处理问题的能力。【1年仿真原创】1.某人在离地高的屋顶将手伸出屋檐，以初速度竖直向上抛出一小球，它抛出以后运动的过程中，忽略阻力，求：小球抛出后离地的最大高度是多少？小球经多长时间落到地上？小球落地的速度大小是多少？【名师解析】小球作竖直上抛运动，令抛出后上升最大高度为h，据得： 所以小球抛出后离地的最大高度为： 将小球的竖直上抛运动看成一种匀减速直线运动，从抛出到落地的过程中，取竖直向下为正方向，则位移为，加速度为，初速度为，代入公式得： 解得小球抛出后到落地经过时间： 据 得： 答：小球抛出后离地的最大高度是20m小球经3s时间落到地上小球落地的速度大小是2竖直上抛一个小球，小球两次经过高度为处经历的时间为，球小球抛出的初速度大小和在空中运动的总时间？（忽略空气阻力）【参考答案】（1）（2）【名师解析】 根据竖直上抛运动的对称性特点，设上升最大高度为H，则：故小球在空中运动的时间为： 小球上抛的初速度大小，就等于下落的末速度大小： 13