人教版（2019）高中物理必修第一册 专题02《竖直上抛运动》分层作业（原卷+解析卷）

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专题02 竖直上抛运动竖直上抛运动的规律与特点1．关于竖直上抛运动，以初速度方向为正方向，下列说法不正确的是（　　）A．从上升到下降的整个过程中，加速度保持不变B．到达最高点时速度为零，物体处于静止状态C．落回抛出点时的速度与初速度大小相同D．在落回抛出点以前，物体的位移方向始终相同【答案】B【详解】A．物体做竖直上抛运动，只受重力作用，从上升到下降的整个过程中，加速度保持不变。故A正确，与题意不符；B．到达最高点时速度为零，加速度不为零，合力不为零，物体处于非静止状态。故B错误，与题意相符；C．根据竖直上抛运动得对称性可知落回抛出点时的速度与初速度大小相同。故C正确，与题意不符；D．根据位移的定义，可知在落回抛出点以前，物体的位置始终位于抛出点得上方，位移方向始终竖直向上。故D正确，与题意不符。故选B。2．以初速度v0从地面竖直上抛一物体，不计空气阻力，当物体速度大小减为时，所用时间可能是（　　）A． B． C． D．【答案】D【详解】物体速度反向向上或向下，则得或故选D。竖直上抛运动的图像3．小球做自由落体运动，与水平地面发生弹性碰撞。从释放小球开始计时，不计小球与地面发生碰撞的时间，取竖直向上为正方向，则小球运动的图像正确的是（　　）A． B． C． D．【答案】D【详解】小球做自由落体运动，速度向下逐渐增大；与地面碰撞时，速度大小不变，但方向发生突变；反弹后竖直上抛运动，上升过程速度逐渐减小到零。之后再重复这种运动。故选D。4．一质点做竖直上抛运动，其位移x与时间t的关系图像如图所示，下列说法正确的是（　　）A．t=0时，质点的速度为零B．t=3s时，质点的速度和加速度均为零C．在t=0至t=3s间，质点的速度与加速度同向D．在t=3s至t=6s间，质点的速度与加速度同向【答案】D【详解】A．x-t图的斜率表示速度，t=0时斜率不为0，A错误；B．t=3s时，质点的速度为零，但随后速度即发生变化，说明加速度不为零，B错误；C．在t=0至t=3s间，图像斜率在减小，物体在做减速运动，速度与加速度反向，C错误；D．在t=3s至t=6s间，图像斜率在增大，质点的速度与加速度同向，D正确。故选D。自由落体运动与竖直上抛运动相遇问题5．如图所示，A球距地面高为H=2m，其正下方地面上有一B球，在A球开始自由下落的同时B球以v0=4m/s的速度竖直上抛。g取10m/s2。下列判断正确的是（　　）  A．0.4s末两球相遇 B．两球在B上升阶段相遇C．两球在B下降阶段相遇 D．两球无法在空中相遇【答案】C【详解】AD．B球相对于A做匀速直线运动，则有可知，两球在0.5s末相遇，故AD错误；BC．B球做竖直上抛运动，上升过程经历时间所以两球在B下降阶段相遇，故B错误，C正确。故选C。6．如图所示，小球从离水平地面高为h处由静止开始自由落下，同时小球以大小为的初速度从地面竖直向上抛出，两小球在空中运动时的重力加速度大小均为、方向均竖直向下。若两小球恰好在小球上升到最高点时相遇，则相遇点离地面的高度为（　　）A． B． C． D．【答案】C【详解】设两小球开始运动后经时间t相遇，由题意，根据运动学规律可得；解得所以相遇点离地面的高度为故选C。7．在2021年第十四届全国学生运动会中，台州中学金若宣同学以1.82m的成绩获得全国跳高冠军，经了解，该同学身高1.73m，据此可估算出她离地时竖直向上的速度最接近（　　）A．3.8m/s B．4.3m/s C．5.0m/s D．5.5m/s【答案】B【详解】设金同学到达最高点时的速度为0，则她跳起的高度为由竖直上抛运动规律可解得她离地时竖直向上的速度故B正确。故选B。8．一位杂技演员，用三只球进行抛接球表演，他每隔0.4ｓ抛出一球，接到球便立即把球抛出，将球的运动近似看做是竖直方向的运动，不计空气阻力，球能到达的最大高度是（高度从拋球点算起，取）（　　）A． B． C． D．【答案】B【详解】任意两球之间的时间间隔为0.4s，三个球之间有三个时间间隔，共1.2s，则每个球上升到最大高度用时间为0.6s，则由逆向思维可知，球能到达的最大高度是故选B。9．将甲、乙两个小球（可视为质点）在同一水平面相邻的两个位置先后以相同的初速度竖直向上抛出。若抛出点所在平面高度设为0，两小球的高度h与时间t的图像如图所示。根据图像所给的信息，下列说法正确的是（　　）A．甲回到抛出点的时刻为 B．乙回到抛出点的时刻为C．乙距抛出点的最大高度为 D．乙距抛出点的最大高度为【答案】B【详解】AB．根据题意可知，甲乙两球的图形一样，只是乙向右平移了一些，由图可知，时刻的虚线为对称轴，则乙回到抛出点的时刻为，则乙运动的时间为则甲回到抛出点的时刻为，故A错误，B正确；CD．根据题意，由公式可知，乙距抛出点的最大高度为故CD错误。故选B。10．某同学在合肥海洋馆里观看海狮表演，海狮从水面将球以一定的初速度竖直向上顶出，该同学通过手机的录像功能测算出球被顶出又落回水面的时间为1.6秒，忽略空气阻力，g取，海狮抛接球视为同一位置，关于小球在空中运动过程下列说法正确的是（　　）A．小球被顶出的初速度为B．第一个比第二个的位移大C．小球在空中的速度变化量为D．小球在空中上升的最大高度为【答案】D【详解】A．小球上升时间和下降时间相等，故小球上升和下落的时间均为0.8s，由可得小球被顶出的初速度为，A错误；B．由匀变速直线运动规律可得第一个比第二个多走的位移大小为，B错误；C．小球初速度为，末速度为，方向相反，速度变化量为，故C错误；D．小球在空中上升的最大高度为故D正确。故选D。11．如图所示，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。上升第二个所用的时间为t1，第三个所用的时间为t2。不计空气阻力，则满足（　　）A．4＜＜5 B．3＜＜4 C．2＜＜3 D．1＜＜2【答案】D【详解】运动员起跳到达最高点的瞬间速度为零，又不计空气阻力，故可逆向处理为自由落体运动．则根据初速度为零匀加速运动，相等相邻位移时间关系，有因此故满足1＜＜2故选D。12．2021年5月15日，我国首个火星探测器“祝融”号登陆红色星球火星，正式开始系外行星之旅，我国成为第二个登陆火星的国家，由此引发广大太空迷的关注。假设未来人类宇航员登陆火星后，在火星表面将小球竖直上抛，取抛出点位置O位移为0，从小球抛出开始计时，以竖直向上为正方向，通过计算机得出小球运动的的图像如图所示（其中a、b均为已知量）。下列说法正确的是（　　）  A．小球加速度为g=2aB．小球从O点上升的最大高度为C．小球竖直上抛的初速度为aD．小球在秒时到达最大高度【答案】A【详解】AC．根据可得结合图像有，解得g=2a，，A正确，C错误；B．小球从O点上升的最大高度结合上述解得，B错误；D．小球到达最大高度的时间结合上述解得，D错误。故选A。13．自高为的塔顶自由落下A物的同时B物自塔底以初速度竖直上抛，且A、B两物体在同一直线上运动，A物体和B物体的加速度都为，方向竖直向下。则（　　）A．若，两物体相遇时，B正在下降途中B．若，两物体在地面相遇C．若，两物体相遇时B物体正上升D．若，则两物体在地面相遇【答案】D【详解】AC．两物体相遇，满足两物体相遇时所用时间B上升到最高点的时间，B落回地面的时间若B在上升过程中与A相遇，则，即有故AC错误；BD．若两物体在地面相遇，则即有故B错误，D正确；故选D。14．小红用频闪照相法研究竖直上抛运动，拍照频率为，某次实验吋小球以某一初速度竖直。上拋，照相机在此过程中爆光于8次，由于上升过程和下降过程小球经过相同位置时都被曝光，所以在底片上记录到如图所示的4个位置，两点间距离为两点间距离为两点间距离为，重力加速度。下列说法中正确的是（　　）  A．小球经过点时的速率为 B．点距竖直上抛的最高点的距离为C． D．【答案】BC【详解】A．频闪照相的时间间隔题图中所有位置曝光两次，所以点到竖直上抛的最高点的时间间隔为所以从最高点开始至下落到点经历的时间为过点时的速度为选项A错误；B．从最高点下落到点经历的时间为所以点距竖直上抛的最高点的距离为选项B正确；CD．初速度为0的匀加速度直线运动，在连续相同时间内的位移之比为，若从最高点至点分为7个相同的时间间隔，每个间隔为，满足选项C正确，选项D错误。故选BC。15．甲乙两小球先后以同样的速度在距地面不同高度处竖直向上抛出，抛出时间相隔2s，它们运动的图像分别如直线甲乙所示。则（   ）A．t = 4s时，两球相对于各自的抛出点的位移相等B．t = 2s时，两球的高度相差一定为40mC．甲球从抛出至到达最高点的时间间隔与乙球相等D．两球从抛出至落到地面所用的时间间隔相等【答案】AC【详解】A．t = 4s时，甲球相对于抛出点的位移为乙球相对于抛出点的位移为故两球相对于各自的抛出点的位移相等，A正确；B．根据速度时间图像与时间轴所围的“面积”表示质点的位移，知t = 2s时，甲球通过的位移为乙的位移为零，两球位移之差等于40m，但两球初始的高度未知，故t = 2s时两球的高度相差不一定为40m，B错误；C．由图知，甲球从抛出至到达最高点的时间间隔与乙球相等，都是3s，C正确；D．两球从不同的高度以同样的速度竖直向上抛出，根据竖直上抛运动的规律，h是抛出点距地面的高度，可知两球从抛出至落到地面所用的时间间隔t不相等，D错误。故选AC。16．如图所示，将乙小球从地面上以的初速度竖直向上抛出的同时，将甲小球从乙球的正上方处由静止释放，两小球运动过程中的空气阻力忽略不计。取，两小球可视为质点，下列说法正确的是（  ）A．两小球在空中不相遇 B．两小球相遇时甲小球的速度大小为15m/sC．乙小球在下落过程中与甲小球相遇 D．乙小球抛出后0.8s时两小球相遇【答案】BC【详解】AD．设两球相遇的时间为t，则有；又解得故AD错误；B．两小球相遇时甲小球的速度大小为故B正确；C．乙小球上升到最高点所需时间为有即乙小球在下落过程中与甲小球相遇，故C正确。故选BC。