高考物理一轮复习 第1章 质点的直线运动 微专题2 自由落体与竖直上抛运动试题 粤教版-粤教版高三物理试题

2 自由落体与竖直上抛运动方法点拨(1)自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动(2)竖直上抛运动是初速度竖直向上，加速度大小为g的匀变速直线运动，可全过程应用匀变速直线运动vt关系公式、st关系公式等，但要注意v0、a、s等物理量的正负号(3)竖直上抛运动也可分成上升、下降阶段分段处理，注意应用两段的对称性1(自由落体运动规律应用)(多选)一根轻质细线将2个薄铁垫圈A、B连接起来，一同学用手固定B，此时A、B间距为3L，A距地面为L，如图1所示由静止释放A、B，不计空气阻力，从开始释放到A落地历时t1，A落地前瞬间速率为v1，从A落地到B落在A上历时t2，B落在A上前瞬间速率为v2，则()图1At1t2Bt1t2Cv1v212Dv1v2132(竖直上抛运动的对称性)在地质、地震、勘探、气象和地球物理等领域的研究中，需要精确的重力加速度g值，g值可由实验精确测定近年来测g值的一种方法叫“对称自由下落法”，它是将测g值归于测长度和时间，以稳定的氦氖激光的波长为长度标准，用光学干涉的方法测距离，以铷原子钟或其他手段测时间，此方法能将g值测得很准具体做法是：将真空长直管沿竖直方向放置，自其中的O点向上抛小球，从抛出小球至小球又落回抛出点的时间为T2；小球在运动过程中经过比O点高H的P点，小球离开P点至又回到P点所用的时间为T1.由T1、T2和H的值可求得g等于()A.B.C.D.3(竖直上抛运动规律应用)在足够高的空中某点竖直上抛一物体，抛出后第5 s内物体的位移大小是4 m，设物体抛出时的速度方向为正方向，忽略空气阻力的影响，g取10 m/s2.则关于物体的运动，下列说法正确的是()A物体上升的时间可能为4.9 sB第5 s内的平均速度一定为4 m/sC4 s末的瞬时速度可能为10 m/sD10 s内位移可能为100 m4小球做自由落体运动，与地面发生碰撞，反弹后速度大小与落地速度大小相等若从释放小球时开始计时，且不计小球与地面发生碰撞的时间，则小球运动的速度图线可能是图中的()5(多选)某物体以30 m/s的初速度竖直上抛，不计空气阻力，g取10 m/s2.5 s内物体的()A路程为65 mB位移大小为25 m，方向向上C速度改变量的大小为10 m/sD平均速度大小为13 m/s，方向向上6(多选)科技馆中的一个展品如图2所示，在较暗处有一个不断均匀滴水的水龙头，在一种特殊的间歇闪光灯的照射下，若调节间歇闪光时间间隔正好与水滴从A下落到B的时间相同，可以看到一种奇特的现象，水滴似乎不再下落，而是像固定在图中的A、B、C、D四个位置不动，对出现的这种现象，下列描述正确的是(g10 m/s2)()图2A水滴在下落过程中通过相邻两点之间的时间满足tABtBCtCDB间歇闪光的间隔时间是 sC水滴在相邻两点之间的位移满足sABsBCsCD135D水滴在各点速度之比满足vBvCvD1497如图3所示，在地面上一盘子C的正上方A处有一金属小球a距C为20 m，在B处有另一个金属小球b距C为15 m，小球a比小球b提前1 s由静止释放(g取10 m/s2)则()图3Ab先落入C盘中，不可能在下落过程中相遇Ba先落入C盘中，a、b下落过程相遇点发生在BC之间某位置Ca、b两小球同时落入C盘D在a球下落过程中，a、b两小球相遇点恰好在B处8在地面上以初速度2v0竖直上抛一物体A后，又以初速度v0在同一地点竖直上抛另一物体B，若要使两物体能在空中相遇，则两物体抛出的时间间隔t必须满足什么条件(不计空气阻力)()AtBtC.tD.t9一条悬链长7.2 m，从悬挂点处断开，使其自由下落，不计空气阻力，则整条悬链通过悬挂点正下方20 m处的一点所需的时间是(g取10 m/s2)()A0.3 s B0.4 sC0.7 s D1.2 s10人民广场上喷泉的喷嘴与地面相平且竖直向上，某一喷嘴喷水流量Q5 L/s，水的出口速度v020 m/s，不计空气阻力，g10 m/s2.则处于空中的水的体积是()A5 L B20 LC10 LD40 L答案精析1BC对A有Lgt，且v1gt1，对B有3LLg(t1t2)2，且v2g(t1t2)，联立解得t1t2，v1v212，B、C正确2C将上抛运动转化成自由落体来处理，则根据运动的对称性可知，小球从最高点到落回到O点的时间是，则有从最高点到O点的距离为hg()2，同理从最高点到P点的距离满足hHg()2，联立解得g，故选C.3A若第5 s内位移向上，根据sv0tgt2，解得第5 s初的速度v09 m/s，上升到最高点还需时间t0.9 s，所以物体上升的时间可能为4.9 s，故A正确第5 s内的位移可能向上，也可能向下，则平均速度可能为4 m/s，也可能为4 m/s，故B错误若第5 s内的位移向下，则s4 m，解得第5 s初的速度为1 m/s，即4 s末的速度可能为9 m/s，也可能为1 m/s，故C错误当物体第5 s初的速度为9 m/s时，则物体竖直上抛的初速度vv0gt49 m/s，当物体第5 s初的速度为1 m/s时，则物体的初速度vv0gt41 m/s.可知10 s末的速度可能为51 m/s，也可能为59 m/s,根据st得，10 s内的位移可能为10 m，可能为90 m，故D错误4D小球与地面碰撞时，速度大小不变，但方向发生突变，A、B图中速度没有突变，故选项A、B错误；由C图象可以看出，速度先减小到零，再反向增加到原来的值(竖直上抛运动)，然后反弹(速度大小不变、方向突变)，再重复这种运动，是竖直上抛运动，故选项C错误；由D图象可以看出，速度先增加(自由落体运动)，然后反弹(速度大小不变、方向突变)，再减小到零(竖直上抛运动中的上升过程)，再重复这种运动，故选项D正确5AB解法1：分阶段法物体上升的时间t上 s3 s，物体上升的最大高度h1 m45 m物体从最高点自由下落2 s的高度h2gt1022 m20 m运动过程如图所示，则总路程为65 m，A正确.5 s末物体离抛出点的高度为25 m，即位移大小为25 m，方向竖直向上，B正确.5 s末物体的速度vgt下102 m/s20 m/s，方向竖直向下，取竖直向上为正方向，则速度改变量vvv020 m/s30 m/s50 m/s，即速度改变量的大小为50 m/s，方向向下，C错误平均速度 m/s5 m/s，方向向上，D错误解法2：全过程法由竖直上抛运动的规律可知：物体经3 s到达最大高度h145 m处将物体运动的全过程视为匀减速直线运动，则有v030 m/s，ag10 m/s2，故5 s内物体的位移hv0tat225 m0，说明物体5 s末在抛出点上方25 m处，故路程为65 m，位移大小为25 m，方向向上，A、B正确速度的变化量vat50 m/s，C错误.5 s末物体的速度vv0at20 m/s，所以平均速度5 m/s0，方向向上，D错误6BC看到水滴似乎不再下落，实际上是在间歇闪光的时间间隔内，各水滴恰好落到下一个相邻的水滴位置，即各相邻两点的时间间隔相等，所以tABtBCtCD，A错误；由hgt2可得t s，所以间歇闪光的时间间隔为 s，B正确；由匀变速直线运动规律可得：sABsBCsCD135，vBvCvD123，C正确，D错误7D小球a、b释放后均做自由落体运动，则有hgt2，代入计算得ta2 s，tb s，小球a提前1 s释放，所以b释放后a运动ta1 s1 s落入C盘，比b球早落入选项A、C错b球释放时a下落1 s，此时下落的高度hgt25 m，刚好到达与小球b同高处，此时b球开始释放，所以二者在B处相遇，然后a球超过b球先落入盘中选项D对，B错8D依据svtgt2作出st图象，如图所示，显然两条图线的相交点的横坐标表示A、B相遇时刻，纵坐标对应位移sAsB.由图象可直接看出t应满足关系式t时，所以本题正确答案为D.9B悬链的上、下端到达该点所用的时间分别为t上 s2 s，t下 s1.6 s，则tt上t下0.4 s，故B正确10B设水在空中的运动时间为t，则t4 s，VQt20 L，故B正确