【走向高考】2022屆高三物理人教版一輪復(fù)習(xí)習(xí)題：第1章-第3講自由落體和豎直上拋

第3講一、選擇題(1～4為單選題，5～8為多選題)1．關(guān)于自由落體運動，下列說法中正確的是()A．自由落體運動是一種勻速直線運動B．物體剛下落時，速度和加速度都為零C．物體的質(zhì)量越大，下落時加速度就越大D．物體在下落的過程中，每秒速度都增加9.8m/s[答案]D[解析]本題考查對自由落體運動的理解。自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動，故A錯；物體剛下落時，速度為零，但加速度不為零，故B錯；物體下落的加速度與物體的質(zhì)量無關(guān)，故C錯；自由落體加速度為9.8m/s2，表示每秒鐘速度增加9.8m/s，故D正確。2.(2022·忻州一中、康杰中學(xué)、臨汾一中、長治二中高三四校一聯(lián))伽利略為了爭辯自由落體的規(guī)律，將落體試驗轉(zhuǎn)化為有名的“斜面試驗”，對于這個爭辯過程，下列說法正確的是()A．斜面試驗是一個抱負(fù)試驗B．斜面試驗放大了重力的作用，便于測量小球運動的路程C．通過對斜面試驗的觀看與計算，直接得到落體運動的規(guī)律D．不直接做落體試驗是由于當(dāng)時時間測量不夠精確[答案]D[解析]伽利略認(rèn)為初速度為零的落體，速度隨時間變化是均勻的，那么落體通過的位移就與時間的二次方成正比，只要測出落體通過不同位移所用的時間，就可以檢驗落體的速度是否隨時間均勻變化。但伽利略時代是用滴水計時，不能測量時間，所以伽利略利用斜面來沖淡重力。所以正確選項為D選項。3.(2022·河南靈寶質(zhì)檢)如圖所示，一個小球從地面豎直上拋。已知小球兩次經(jīng)過較低點A的時間間隔為TA，兩次經(jīng)過較高點B的時間間隔為TB，重力加速度為g，則A、B兩點間的距離為()A.eq\f(TA－TBg,2) B.eq\f(T\o\al(2,A)－T\o\al(2,B)g,2)C.eq\f(T\o\al(2,A)－T\o\al(2,B)g,4) D.eq\f(T\o\al(2,A)－T\o\al(2,B)g,8)[答案]D[解析]依據(jù)豎直上拋運動的對稱性可知，A、B兩點離最高點的高度分別為hA＝eq\f(1,2)g(eq\f(TA,2))2＝eq\f(1,8)gTeq\o\al(2,A)，hB＝eq\f(1,2)g(eq\f(TB,2))2＝eq\f(1,8)gTeq\o\al(2,B)，A、B兩點間的距離Δh＝hA－h(huán)B＝eq\f(T\o\al(2,A)－T\o\al(2,B)g,8)，故D正確。4．(2022·呼和浩特質(zhì)檢)在以速度v勻速上升的電梯內(nèi)豎直向上拋出一個小球，電梯內(nèi)觀看者觀察小球經(jīng)時間t達(dá)到最高點，不計空氣阻力，則有()A．地面上的人觀察球拋出時的速度為v0＝gtB．電梯中的人觀察球拋出時的速度為v0＝gtC．地面上的人觀察球上升的最大高度為h＝eq\f(1,2)gt2D．地面上的人觀察球上升的時間也為t[答案]B[解析]以電梯為參考系，依據(jù)運動學(xué)方程，電梯中的人觀察球拋出時的速度為v0＝gt，選項B正確；以地面為參考系，地面上的人觀察球拋出時的速度為gt＋v，選項A錯誤；電梯中的人看到球的速度為零，只是球的速度與電梯的速度相同，實際上球此時相對地面的速度為v，電梯中的人看到球上升的最大高度等于eq\f(1,2)gt2，上升的時間為t，地面上的人觀察球上升的最大高度大于eq\f(1,2)gt2，上升時間大于t，選項C、D錯誤。5．一物體做豎直上拋運動(不計空氣阻力)，初速度為30m/s，當(dāng)物體的位移為25m時，經(jīng)受的時間為(g取10m/s2)()A．1s B．2sC．5s D．3s[答案]AC[解析]依據(jù)豎直上拋運動的規(guī)律有h＝v0t－eq\f(1,2)gt2代入數(shù)據(jù)得關(guān)系式25＝30t－eq\f(1,2)×10t2解得t1＝1s，t2＝5st1＝1s物體在上升階段，t2＝5s物體在下降階段，選項A、C正確。6．(2021·臨沂模擬)將甲乙兩小球先后以同樣的速度在距地面不同高度處豎直向上拋出，拋出時間相隔2s，它們運動的v－t圖象分別如直線甲、乙所示。則()A．t＝2s時，兩球高度相差肯定為40mB．t＝4s時，兩球相對于各自拋出點的位移相等C．兩球從拋出至落到地面所用的時間間隔相等D．甲球從拋出至達(dá)到最高點的時間間隔與乙球的相等[答案]BD[解析]t＝2s時甲上升的高度h＝eq\f(30＋10,2)×2m＝40m，由于甲、乙拋出點間的距離未知，因此不同確定兩球此時的高度差，A錯；t＝4s時，甲球的運動時間為4s，乙球的運動時間為2s，由圖象可知，這是甲、乙做豎直上拋的一個對稱時間，相對各自拋出點的位移相等，B項正確；由于兩球拋出點不在同一高度，因此兩球的運動時間不等，落到地面的時間間隔不能確定，C項錯誤；由圖可知，兩球拋出初速度相等，因此從拋出至達(dá)到最高點的時間間隔相同，均為3s，D項正確。7．(2022·廣州模擬)如圖所示，小球從豎直磚墻某位置由靜止釋放，用頻閃照相機(jī)在同一底片上多次曝光，得到了圖中1、2、3、4、5…所示小球運動過程中每次曝光的位置。連續(xù)兩次曝光的時間間隔均為T，每塊磚的厚度為d，依據(jù)圖中的信息，下列推斷正確的是()A．位置“1”是小球釋放的初始位置B．小球做勻加速直線運動C．小球下落的加速度為eq\f(d,T2)D．小球在位置“3”的速度為eq\f(7d,2T)[答案]BCD[解析]由題圖可知相鄰時間間隔內(nèi)通過的位移分別為2d,3d,4d,5d，所以小球做勻加速直線運動，位置“1”不是小球釋放的初始位置，由位移差Δs＝aT2得小球下落的加速度為a＝eq\f(d,T2)，小球在位置“3”的速度為eq\x\to(v)＝eq\f(s,t)＝eq\f(3d＋4d,2T)＝eq\f(7d,2T)。故B、C、D均正確。8．在某一高度以v0＝20m/s的初速度豎直上拋一個小球(不計空氣阻力)，當(dāng)小球速度大小為10m/s時，以下推斷正確的是(g取10m/s2)()A．小球在這段時間內(nèi)的平均速度大小可能為15m/s，方向向上B．小球在這段時間內(nèi)的平均速度大小可能為5m/s，方向向下C．小球在這段時間內(nèi)的平均速度大小可能為5m/s，方向向上D．小球的位移大小肯定是15m[答案]ACD[解析]小球被豎直上拋，做的是勻變速直線運動，平均速度可以用勻變速直線運動的平均速度公式v＝eq\f(v0＋vt,2)求，規(guī)定向上為正，當(dāng)小球的末速度為向上10m/s時，vt＝10m/s，用公式求得平均速度為15m/s，方向向上，A正確；當(dāng)小球的末速度為向下10m/s時，vt＝－10m/s，用公式求得平均速度為5m/s，方向向上，C正確；由于末速度大小為10m/s時，球的位置肯定，距起點的位移x＝eq\f(v\o\al(2,0)－v\o\al(2,t),2g)＝15m，D正確。二、非選擇題9．利用水滴下落可以測量重力加速度g，調(diào)整水龍頭，讓水一滴一滴地流出，在水龍頭的正下方放一盤子，調(diào)整盤子的高度，使一滴水滴遇到盤子時，恰好有另一滴水從水龍頭開頭下落，而空中還有兩個正在下落的水滴，測出水龍頭處到盤子的高度為h(m)，再用秒表測量時間，從第一滴水離開水龍頭開頭，到第N滴水落至盤中，共用時間為T(s)，當(dāng)?shù)谝坏嗡涞奖P子時，其次滴水離盤子的高度為________m，重力加速度g＝________m/s2。[答案]eq\f(5,9)h2(N＋2)2h/9T2[解析]由于任意兩滴水之間的時間間隔相等，設(shè)任意兩滴水之間的時間間隔為t，第一滴水下落的時間為3t，則有h＝eq\f(1,2)g(3t)2第一滴水落到盤子時，其次滴水下落的時間為2t則其次滴水離盤子的高度為h′＝h－eq\f(1,2)g(2t)2＝h－eq\f(4,9)h＝eq\f(5,9)h又(N＋2)t＝T故g＝eq\f(2h,9t2)＝2(N＋2)2h/9T2。10．一物體自空中O處自由下落，途經(jīng)A點后落到地面上B點，已知物體在B點處的速度是A點處速度的eq\f(4,3)，A、B間距離為7m，求O點離地面的高度。[答案]16m[解析]由自由落體運動的規(guī)律vt＝gt及h＝eq\f(1,2)gt2知vA＝gt1，vB＝gt2，hA＝eq\f(1,2)gteq\o\al(2,1)hB＝eq\f(1,2)gteq\o\al(2,2)，vB＝eq\f(4,3)vA，hB－h(huán)A＝7m聯(lián)立可得hB＝16m11.如圖所示，長度為L的細(xì)桿AB，從靜止開頭下落，求它的B端開頭通過距下端h處的P點到A端恰好通過P點所用的時間。[答案]eq\r(\f(2h＋L,g))－eq\r(\f(2h,g))[解析]由于細(xì)桿各部分運動狀態(tài)完全相同，可以將細(xì)桿轉(zhuǎn)化為一個點，例如只爭辯桿的A點。A下落高度為h時，桿的B端開頭通過P點，A點下落(h＋L)時桿完全通過P點。從A開頭下落到桿恰好全部通過P點所用的時間為t1＝eq\r(\f(2h＋L,g))，A點下落h所用的時間t2＝eq\r(\f(2h,g))，所以桿的B端開頭通過P點到A端恰好通過P點所用的時間為t＝t1－t2＝eq\r(\f(2h＋L,g))－eq\r(\f(2h,g))。12.2022年8月10號，倫敦奧運會進(jìn)行了女子十米跳臺的決賽，我國選手陳若琳以422.30分成功奪冠，她也成為該項目單人、雙人均衛(wèi)冕的第一人。陳若琳的體重約為47kg，身高約為1.58m，她站在離水面10m高的跳臺上，重心離跳臺面的高度約為0.80m，豎直向上躍起后重心上升0.45m到達(dá)最高點，入水時身體豎直，當(dāng)手觸及水面時伸直雙臂做一個翻掌壓水花的動作，如圖所示，這時陳若琳的重心離水面約為0.80m設(shè)運動員在入水及在水中下沉的過程中受到水的作用力大小不變。空氣阻力可忽視不計，重力加速度g＝10m/s2。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(1)求陳若琳從離開跳臺到手觸及水面的過程中可用于完成一系列動作的時間。(2)若陳若琳入水后重心下沉到離水面約2.2m處速度變?yōu)榱悖嚬浪闼畬﹃惾袅盏淖枇Φ拇笮?。[答案](1)1.7s(2)2.1×103N[解析](1)陳若琳躍起后可看作豎直向上的勻減速運動，重心上升的高度h1＝0.45m，設(shè)起跳速度為v0，則veq\o\al(2,0)＝2gh1上升過程的時間t1＝eq\f(v0,g)，解得t1＝eq\r(\f(2h1,g))＝0.3s陳若琳從最高處自由下落到手觸及水面的過程中重心下落的高度h＝10.45m，設(shè)下落過程的時間為t2，則h＝eq\f(1,2)gteq\o\al(2,2)，解得t2＝eq\r(\f(2h,g))＝1.4s陳若琳要完成一系列動作可利用的時間t＝t1＋t2＝1.7s。(2)陳若琳的手觸及水面到她的重心下沉到離水面約2.2m處的位移x＝3.0m手觸及水面時的瞬時速度v＝eq\r(2gh)設(shè)水對運動員的作用力為Ff，依據(jù)動能定理有(mg－Ff)x＝0－eq\f(1,2)mv2解得Ff＝2.1×103N。13．(2022·課標(biāo)全國Ⅱ)2022年10月，奧地利極限運動員菲利克斯·鮑姆加特納乘氣球升至約39km的高空后跳下，經(jīng)過4分20秒到達(dá)距地面約1.5km的高度處，打開降落傘并成功落地，打破了跳傘運動的多項世界紀(jì)錄。取重力加速度的大小g＝10m/s2。(1)若忽視空氣阻力，求該運動員從靜止開頭下落至1.5km高度處所需的時間及其在此處速度的大小。(2)實際上，物體在空氣中運動時會受到空氣的阻力，高速運動時所受阻力的大小可近似表示為Ff＝kv2，其中v為速率，k為阻力系數(shù)，其數(shù)值與物體的外形、橫截面積及空氣密度有關(guān)，已知該運動員在某段時間內(nèi)高速下落的v－t圖象如圖所示，若該運動員和所帶裝備的總質(zhì)量m＝100kg，試估算該運動員在達(dá)到最大速度時所受的阻力系數(shù)。(結(jié)果保留1位有效數(shù)