2024版新教材高考物理复习特训卷考点4自由落体运动和竖直上抛运动

这是一份2024版新教材高考物理复习特训卷考点4自由落体运动和竖直上抛运动，共6页。试卷主要包含了6 m，0 m D．125 m，5 m/s2等内容，欢迎下载使用。


[2023·吉林长春外国语学校期末]颠球训练时，学生以6 m/s的速度将排球竖直向上击出，忽略空气阻力，g取10 m/s2，则( )
A．排球上升的最大高度为3.6 m
B．排球在上升过程中处于失重状态
C．排球在最高点速度为0，处于平衡状态
D．排球上升和下降过程的加速度方向相反
2．某人在室内以窗户为背景摄影时，恰好把窗外从高处落下的小石子拍在照片中，如图所示，已知本次摄影的曝光时间是0.02 s，量得照片中石子运动轨迹的长度为0.8 cm，实际长度为100 cm的窗框在照片中的长度为4.0 cm，根据以上数据估算，该石子掉下来的位置距窗户上沿的高度约为( )
A．0.5 m B．3.6 m
C．5.0 m D．125 m
3．(多选)“水火箭”是一项深受学生喜欢的科技活动，某学习小组利用饮料瓶制作的水火箭如图甲所示，其发射原理是通过打气使瓶内空气压力增大，当瓶口与橡皮塞脱离时，瓶内水向后喷出，水火箭获得推力向上射出．图乙是某次竖直发射时测绘的水火箭速度v与时间t的图像，其中t0时刻为“水火箭”起飞时刻，DE段是斜率绝对值为g的直线，忽略空气阻力．关于“水火箭”的运动，下列说法正确的是( )
A.在t1、t2、t3、t4时刻中，t1时刻加速度最大
B．“水火箭”在t2时刻达到最高点
C．在t3时刻失去推力
D．t3～t4时间内“水火箭”做自由落体运动
4．[2023·浙江模拟]如图是小球自由下落的频闪照片．频闪仪每隔0.04 s闪光一次．照片中的数字是小球距释放点的距离．由题目的已知条件和照片所给的信息，可以判断出( )
A．照片中数字的单位是mm
B．小球受到的空气阻力不可忽略
C．无法求出小球运动到A位置的速度
D．释放小球的瞬间频闪仪刚好闪光
5．[2023·海南海口模拟预测]2021年7月28日，在东京奥运会男子双人跳板决赛中，中国选手谢思埸、王宗源获得冠军．如图1所示是他们踏板起跳的精彩瞬间，从离开跳板开始计时，跳水过程中运动员重心的v ­ t图像如图2所示，不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2，则下列说法正确的是( )
A．运动员在入水前做的是自由落体运动
B．运动员在t＝2 s时已浮出水面
C．运动员在水中的加速度逐渐增大
D．运动员双脚离开跳板后重心上升的高度为 eq \f(5,16)m
6.
[2023·江苏南京市开学考试]如图所示，将可视为质点的小球置于空心管的正上方h处，空心管长度为L，小球与管的轴线重合，小球直径小于空心管内径．假设空间足够大，不计空气阻力，重力加速度为g，则下列判断正确的是( )
A．两者同时静止释放，小球在空中不能穿过空心管
B．小球自由下落，空心管固定不动，小球穿过管的时间为t＝ eq \r(\f(2（h＋L）,g))
C．小球以初速度v0≠0开始向下运动，同时从静止释放空心管，则小球一定能穿过管，穿过管的时间与当地重力加速度有关
D．静止释放小球，经过很短的时间t后静止释放空心管，则小球一定能穿过管，穿过管的时间与当地重力加速度无关
7．[2023·江西七校联考]升降机从井底以5 m/s的速度向上匀速运行，某时刻一螺钉从升降机底板松脱，再经过4 s升降机底板上升至井口，此时螺钉刚好落到井底，不计空气阻力，取重力加速度g＝10 m/s2，下列说法正确的是( )
A．螺钉松脱后做自由落体运动
B．矿井的深度为45 m
C．螺钉落到井底时的速度大小为40 m/s
D．螺钉随升降机从井底出发到落回井底共用时16 s
8.
如图所示，将小球a从地面以初速度v0竖直上抛的同时，将另一相同质量的小球b从距地面h处由静止释放，两球恰在 eq \f(h,2)处相遇(不计空气阻力).则( )
A．两球同时落地
B．相遇时两球速度大小相等
C．从开始运动到相遇，球a动能的减少量等于球b动能的增加量
D．相遇后的任意时刻，重力对球a做功功率和对球b做功功率相等
9.
[2023·吉林模拟]“警匪片”电影中常有惊险刺激的特技场景，比如警察或歹徒从高处跳下落在行驶的汽车上．如图所示，一位特技演员在进行特技场景试镜排练，他从离地面高h1＝6 m的楼房窗口自由下落，要落在从水平地面上经过的平板汽车的平板上．演员开始下落时，平板汽车恰好运动到车前端距离下落点正下方3 m处．已知该汽车车头长2 m，汽车平板长5 m，平板面离地面高h2＝1 m．将演员视为质点，重力加速度g取10 m/s2，不计空气阻力．求：
(1)本次试镜排练中，演员落在了汽车的平板上，求汽车做匀速运动的速度大小范围；
(2)演员落在平板上之后，受到平板滑动摩擦力的作用，在水平方向相对地面做初速度为零的匀加速直线运动．若汽车做匀速运动的速度为6 m/s，演员的速度增至车速时恰好处在车尾，求演员落在平板上之后运动的加速度大小．
考点4 自由落体运动和竖直上抛运动——练基础
1．答案：B
解析：排球上升的最大高度为h＝ eq \f(v eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(0)) ,2g)＝1.8 m，A错误；排球在上升过程中处于完全失重状态，B正确；排球在最高点速度为0，加速度为g，处于非平衡状态，C错误；排球上升和下降过程的加速度相同，竖直向下，D错误．
2．答案：C
解析：根据题意得x＝0.8× eq \f(100,4)×10－2m＝0.2 m；v＝ eq \f(x,t)＝ eq \f(0.2,0.02) m/s＝10 m/s，根据v2＝2gh解得h＝5.0 m，A、B、D错误，C正确．
3．答案：AC
解析：v ­ t图像的斜率表示加速度，由图可知，在t1时刻斜率最大，则加速度最大，故A正确；“水火箭”运动过程速度一直是正的，运动方向始终没有改变，t2时刻后仍在上升，故B错误；DE段是斜率绝对值为g的直线，说明t3时刻以后“水火箭”的加速度大小为g，由牛顿第二定律可知，“水火箭”所受合力等于重力，“水火箭”在t3时刻失去推力，故C正确；t3～t4时间内“水火箭”的速度方向是正的，加速度方向是负的，且加速度大小等于g，则“水火箭”做竖直上抛运动，故D错误．
4．答案：B
解析：若释放小球的瞬间频闪仪刚好闪光且小球做自由落体运动，则第一段时间内的位移：x10＝ eq \f(1,2)gt2＝ eq \f(1,2)×9.8×0.042 m＝0.007 84 m＝0.784 cm≈0.78 cm，可知照片中数字的单位是 cm最合适，A错误；设小球运动的加速度为a，根据逐差法可得：a＝ eq \f(x4＋x5－x3－x2,4T2)＝ eq \f(（19.35－7.05）－（7.05－0.78）,4×0.042)×10－2m/s2＝9.42 m/s2＜9.8 m/s2，可知小球受到的空气阻力不可忽略，B正确；根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，则小球经过A点时的速度为：vA＝ eq \f(x4＋x5,2T)，代入数据即可求出小球运动到A位置的速度为vA＝1.53 m/s，C错误；若释放小球的瞬间频闪仪刚好闪光且小球做加速度为a的匀加速直线运动，则第一段时间内的位移：x1＝ eq \f(1,2)at2＝ eq \f(1,2)×9.42×0.042 m＝0.007 53 m＝0.753 cm＜0.78 cm，可知频闪仪第一次闪光拍摄的照片后经过一段时间才释放的小球，D错误．
5．答案：D
解析：运动员离开跳板时有向上的初速度，在入水前做的不是自由落体运动，故A错误；运动员在t＝2 s时速度减为零，此时人处于水下的最深处，没有浮出水面，故B错误；1～2 s运动员向下减速，图线的斜率逐渐减小，运动员在水中的加速度逐渐减小，故C错误；在0～ eq \f(1,4)s运动员向上运动，由h＝ eq \f(1,2)gt2，可知运动员双脚离开跳板后上升的高度为 eq \f(5,16)m，故D正确．
6．答案：A
解析：若两者无初速度同时释放，则在相同时间内下降的高度相同，可知小球在空中不能穿过管，故A正确；若小球自由下落、管固定不动，小球穿过管的时间是小球到达管的下端与到达管的上端的时间差，根据自由落体运动公式h＝ eq \f(1,2)gt eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(1)) ，h＋L＝ eq \f(1,2)gt eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(2)) ，解得Δt＝t2－t1＝ eq \r(\f(2（h＋L）,g))－ eq \r(\f(2h,g))，故B错误；以管为参考系，小球相对管匀速运动，可知小球穿过管的时间t＝ eq \f(L,v0)，可知与当地重力加速度无关，故C错误；释放空心管时，小球的速度为v＝gt，以管为参考系，小球相对管以速度v做匀速运动，则小球穿过管的时间t′＝ eq \f(L,v)＝ eq \f(L,gt)，小球能通过空心管，但是穿过管的时间与重力加速度有关，故D错误．
7．答案：D
解析：螺钉松脱后先向上做匀减速直线运动，到达最高点后再做自由落体运动，A错误；规定向下为正方向，根据v＝－v0＋gt，螺钉落到井底时的速度大小v＝－5 m/s＋10×4 m/s＝35 m/s，C错误；螺钉下降的距离h1＝－v0t＋ eq \f(1,2)gt2＝－5×4 m＋ eq \f(1,2)×10×42 m＝60 m，因此井深h＝v0t＋h1＝80 m，B错误；螺钉随升降机从井底出发到落回井底的时间与升降机从降低升到井口的时间相同为t＝ eq \f(h,v0)＝16 s，D正确．
8．答案：C
解析：a球做的是竖直上抛运动，b球是自由落体运动，两球恰在 eq \f(h,2)处相遇，它们的运动状态不同，不可能同时落地，故A错误；从题目内容可看出，在 eq \f(h,2)处相遇，此时a球和b球的位移相同，时间相同，它们的加速度也相同，所以ab两个球的运动的过程恰好是相反的，把a球的运动反过来看的话，应该和b球的运动过程一样，所以在相遇时，a球的速度刚好为0，而b球的速度刚好为v0，所以B错误；由于两球运动时机械能守恒，两球恰在 eq \f(h,2)处相遇，从开始运动到相遇，由动能定理可知，球a动能的减少量等于球b动能的增加量，选项C正确；相遇后，ab两个球的速度的大小不同，而重力的大小是相同的，所以重力的功率不同，D错误．
9．答案：（1）5 m/s解析：（1）演员从窗口下落至汽车平板所用时间为t＝ eq \r(\f(2（h1－h2）,g))＝1 s
汽车做匀速运动的速度大小为v＝ eq \f(x,t)
由题意可知5 m（2）当车速为v＝6 m/s时，则演员落点到车尾的距离为Δx＝5 m＋2 m＋3 m－vt＝4 m
设演员落在平板上之后运动的加速度大小为a，则演员从落至平板到速度增至与车共速所经历的时间为t′＝ eq \f(v,a)
t′时间内演员和车的位移大小分别为x1＝ eq \f(1,2)at′2＝ eq \f(v2,2a)，x2＝vt′＝ eq \f(v2,a)
由题意可知Δx＝x2－x1＝ eq \f(v2,2a)，解得a＝4.5 m/s2.