備戰(zhàn)2025年高考物理3年高考2年模擬1年原創(chuàng)專題1.4自由落體運(yùn)動(dòng)和豎直上拋運(yùn)動(dòng)含解析

PAGEPAGE1專題1.4.自由落體運(yùn)動(dòng)和豎直上拋運(yùn)動(dòng)【考綱解讀與考頻分析】自由落體運(yùn)動(dòng)和豎直上拋運(yùn)動(dòng)是常見的勻變速直線運(yùn)動(dòng)，高考考查頻率較高、【高頻考點(diǎn)定位】自由落體運(yùn)動(dòng)豎直上拋運(yùn)動(dòng)考點(diǎn)一：自由落體運(yùn)動(dòng)【3年真題鏈接】1.（2024海南物理）一攀巖者以1m/s的速度勻速向上攀登，途中碰落了巖壁上的石塊，石塊自由下落。3s后攀巖者聽到石塊落地的聲音，此時(shí)他離地面的高度約為（）A.10mB.30mC.50mD.70m【參考答案】C【解題思路】石塊自由下落，由自由落體運(yùn)動(dòng)公式，h=gt2=45m，所以此時(shí)他離地面的高度約為50m，選項(xiàng)C正確。2.（2024.4.浙江選考題）拿一個(gè)長(zhǎng)約1.5m的玻璃筒，一端封閉，另一端有開關(guān)，把金屬片和小羽毛放到玻璃筒里。把玻璃筒倒立過來，視察它們下落的狀況。然后把玻璃筒里的空氣抽出，再把玻璃筒倒立過來，再次視察它們下落的狀況。下列說法正確的是A．玻璃筒充溢空氣時(shí)，金屬片和小羽毛下落一樣快B．玻璃筒充溢空氣時(shí)，金屬片和小羽毛均做自由落體運(yùn)動(dòng)C．玻璃筒抽出空氣后，金屬片和小羽毛下落—樣快D．玻璃筒抽出空氣后，金屬片比小羽毛下落快【參考答案】.C【名師解析】玻璃筒充溢空氣時(shí)，金屬片下落比小羽毛快，選項(xiàng)AB錯(cuò)誤；玻璃筒抽出空氣后，金屬片和小羽毛下落—樣快，選項(xiàng)C正確D錯(cuò)誤?！?年模擬再現(xiàn)】1.(2024洛陽名校聯(lián)考)如圖所示為運(yùn)動(dòng)傳感器探測(cè)到小球由靜止釋放后撞擊地面彈跳的圖象，小球質(zhì)量為，重力加速度，依據(jù)圖象可知A.橫坐標(biāo)每一小格表示的時(shí)間是

B.小球第一次反彈的最大高度為

C.小球下落的初始位置離地面的高度為

D.小球第一次撞擊地面時(shí)地面給小球的平均作用力為55N【參考答案】.AB【名師解析】小球下落時(shí)做自由落體運(yùn)動(dòng)，加速度為g，則對(duì)下落過程可知，落地時(shí)速度為，故用時(shí)，圖中對(duì)應(yīng)6個(gè)小格，故每一小格表示，故A正確；

第一次反彈后加速度也為g，為豎直上拋運(yùn)動(dòng)，由圖可知，最大高度為：，故B正確；

小球下落的初始位置離地面的高度為：，故C錯(cuò)誤；

設(shè)向下為正方向，由圖可知，碰撞時(shí)間約為；依據(jù)動(dòng)量定理可知：；代入數(shù)據(jù)解得：；故D錯(cuò)誤．

明確圖象的性質(zhì)，知道小球在下落時(shí)做自由落體運(yùn)動(dòng)，由圖象確定落地時(shí)的速度，從而確定落地所須要的時(shí)間；再由位稱公式確定下落和反彈的速度；由動(dòng)量定理求解平均作用力．

本題考查圖象以及動(dòng)能定理的應(yīng)用，正確駕馭圖象的性質(zhì)是解題的關(guān)鍵，同時(shí)留意在應(yīng)用動(dòng)量定理時(shí)要留意先明確正方向，留意各物理量的矢量性．考點(diǎn)二：豎直上拋運(yùn)動(dòng)【3年真題鏈接】1．（2024全國(guó)理綜I卷18）如圖，籃球架下的運(yùn)動(dòng)員原地垂直起跳扣籃，離地后重心上升的最大高度為H。上升第一個(gè)所用的時(shí)間為t1，第四個(gè)所用的時(shí)間為t2。不計(jì)空氣阻力，則滿意A．1<<2 B．2<<3 C．3<<4 D．4<<5【參考答案】C【命題意圖】本題考查勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律?！窘忸}思路】采納逆向思維法，把運(yùn)動(dòng)員的豎直向上運(yùn)動(dòng)視為豎直向下初速度為零的加速運(yùn)動(dòng)，H/4=at22，設(shè)豎直向下運(yùn)動(dòng)3H/4高度所用時(shí)間為t3，豎直向下運(yùn)動(dòng)H高度所用時(shí)間為t4，則有：3H/4=at32，H=at42，t1=t4-t3，聯(lián)立解得：=2+，選項(xiàng)C正確?！娟P(guān)鍵一步】采納逆向思維法，運(yùn)動(dòng)員的豎直向上運(yùn)動(dòng)視為豎直向下初速度為零的加速運(yùn)動(dòng)，應(yīng)用初速度為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式解答，簡(jiǎn)明快捷。2.（2024年4月浙江選考）小明以初速度v0=10m/s豎直向上拋出一個(gè)質(zhì)量m=0.1kg的小皮球，最終在拋出點(diǎn)接住。假設(shè)小皮球在空氣中所受阻力大小為重力的0.1倍。求小皮球（1）上升的最大高度；（2）從拋出到接住的過程中重力和空氣阻力所做的功（3）上升和下降的時(shí)間?！敬鸢浮浚?）；（2）0；；（3），【解析】【詳解】（1）上升過程：mg+Ff=ma1解得a1=11m/s2上升的高度：（2）重力做功：WG=0空氣阻力做功：（3）上升的時(shí)間：下降過程：mg-Ff=ma2解得a2=9m/s2解得預(yù)料考點(diǎn)一：自由落體運(yùn)動(dòng)【2年模擬再現(xiàn)】1．（2024浙江模擬）將一個(gè)小球從報(bào)廢的礦井口由靜止釋放后做自由落體運(yùn)動(dòng)，4s末落到井底．該小球起先下落后第2s內(nèi)和第4s內(nèi)的平均速度之比是()A．1∶3B．2∶4C．3∶7D．1∶4【參考答案】C【名師解析】依據(jù)公式v＝gt可得，第1s末小球的速度為：v1＝g，第2s末小球的速度為v2＝2g，所以第2s內(nèi)的平均速度為eq\x\to(v1)＝eq\f(v1＋v2,2)＝eq\f(3,2)g，第3s末小球的速度為v3＝3g，第4s末小球的速度為v4＝4g，所以第4s內(nèi)的平均速度eq\x\to(v2)＝eq\f(v3＋v4,2)＝eq\f(7,2)g，故eq\x\to(v1)∶eq\x\to(v2)＝3∶7.2．（2024浙江金麗衢12校聯(lián)考）伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的探討，是科學(xué)試驗(yàn)和邏輯思維的完備結(jié)合。如圖所示，可大致表示其試驗(yàn)和思維的過程，對(duì)這一過程的分析，下列說法正確的是（）A．該試驗(yàn)中將自由落體運(yùn)動(dòng)改為在斜面上運(yùn)動(dòng)的設(shè)計(jì)思想是為了位移比較簡(jiǎn)單測(cè)量B．其中的甲圖是試驗(yàn)現(xiàn)象，丁圖是經(jīng)過合理的外推得到的結(jié)論C．運(yùn)用丁圖的試驗(yàn)，可“放大”重力的作用，使試驗(yàn)現(xiàn)象更明顯D．在該試驗(yàn)中，假如用質(zhì)量更大的小球做試驗(yàn)，可使試驗(yàn)現(xiàn)象更明顯【參考答案】.B?！久麕熃馕觥吭撛囼?yàn)中將自由落體運(yùn)動(dòng)改為在斜面上運(yùn)動(dòng)的設(shè)計(jì)思想是為了“放大”時(shí)間，便于測(cè)量，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；其中的甲、乙、丙圖是試驗(yàn)現(xiàn)象，丁圖是經(jīng)過合理的外推得到的結(jié)論，選項(xiàng)B正確；運(yùn)用甲圖的試驗(yàn)，可“減弱”重力的作用，放大時(shí)間，運(yùn)用丁圖，只受重力，不是“放大”重力的作用，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；在該試驗(yàn)中，試驗(yàn)現(xiàn)象與小球質(zhì)量無關(guān)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。3.(2024·陜西漢中一模)漢中天坑群是全球最大的天坑群地質(zhì)遺跡，如圖是鎮(zhèn)巴三元圈子崖天坑，最大深度320m，在某次勘察中，探險(xiǎn)隊(duì)員利用探險(xiǎn)繩從坑沿到坑底僅用89s(可認(rèn)為是豎直的)，若隊(duì)員先以加速度a從靜止起先做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過40s速度變?yōu)?m/s，然后以此速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)，最終勻減速到達(dá)坑底速度恰好減為零。求：(1)勻加速階段的加速度大小a及勻加速下降的高度h；(2)隊(duì)員勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。【參考答案】(1)0.125m/s2100m(2)39s【名師解析】(1)加速度a＝eq\f(vm－v0,t)＝eq\f(5－0,40)m/s2＝0.125m/s2勻加速下降的高度h＝eq\f(1,2)at2＝100m(2)設(shè)勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1，勻速下降的高度為h2，由題意有h2＝vmt1勻減速運(yùn)動(dòng)過程有02－veq\o\al(2,m)＝2a2(320m－h(huán)－h(huán)2)，0＝vm＋a2(t總－t－t1)聯(lián)立解得a2＝－0.5m/s2，t1＝39s【1年仿真原創(chuàng)】1.伽利略對(duì)“自由落體運(yùn)動(dòng)”和“運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系”的探討，開創(chuàng)了科學(xué)試驗(yàn)和邏輯推理相結(jié)合的重要科學(xué)探討方法。圖（a）、（b）分別表示這兩項(xiàng)探討中試驗(yàn)和邏輯推理的過程，對(duì)這兩項(xiàng)探討，下列說法正確的是A.圖（a）中先在傾角較小的斜面上進(jìn)行試驗(yàn)，其目的是使時(shí)間測(cè)量更簡(jiǎn)單

B.圖（a）通過對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的探討，合理外推得出小球在斜面上做勻變速直線運(yùn)動(dòng)

C.圖（b）中完全沒有摩擦阻力的斜面是實(shí)際存在的，試驗(yàn)可實(shí)際完成

D.圖（b）的試驗(yàn)為“志向試驗(yàn)”，通過邏輯推理得出物體的運(yùn)動(dòng)不須要力來維持【參考答案】AD【名師解析】伽利略設(shè)想物體下落的速度與時(shí)間成正比，因?yàn)楫?dāng)時(shí)無法測(cè)量物體的瞬時(shí)速度，所以伽利略通過數(shù)學(xué)推導(dǎo)證明假如速度與時(shí)間成正比，那么位移與時(shí)間的平方成正比；由于當(dāng)時(shí)用滴水法計(jì)算，無法記錄自由落體的較短時(shí)間，伽利略設(shè)計(jì)了讓銅球沿阻力很小的斜面滾下，來“沖淡”重力得作用效果，而小球在斜面上運(yùn)動(dòng)的加速度要比它豎直下落的加速度小得多，所用時(shí)間長(zhǎng)的多，所以簡(jiǎn)單測(cè)量。伽利略做了上百次試驗(yàn)，并通過抽象思維在試驗(yàn)結(jié)果上做了合理外推。故A正確，B錯(cuò)誤；

實(shí)際中沒有摩擦力的斜面并不存在，故該試驗(yàn)無法實(shí)際完成，故C錯(cuò)誤；

伽利略用抽象思維、數(shù)學(xué)推導(dǎo)和科學(xué)試驗(yàn)相結(jié)合的方法得到物體的運(yùn)動(dòng)不須要力來維持，故D正確。

本題考查了伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)和力與運(yùn)動(dòng)關(guān)系的探討，了解其探討過程中的物理思想與物理的方法。

2.如圖所示，在一個(gè)桌面上方有三個(gè)金屬小球a、b、c，離桌面高度分別為：：：2：1，若先后順次釋放a、b、c，三球剛好同時(shí)落到桌面上，不計(jì)空氣阻力，則（）A.三者到達(dá)桌面時(shí)的速度之比是：：1

B.三者運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比為3：2：1

C.b與a起先下落的時(shí)間差小于c與b起先下落的時(shí)間差

D.b與a起先下落的時(shí)間差大于c與b起先下落的時(shí)間差【參考答案】AC【名師解析】設(shè)，則由，得：得到達(dá)桌面時(shí)的速度之比：：：：：1，故A正確；由得三者運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比：：：：：：1，故B錯(cuò)誤；b與a起先下落時(shí)間差為：與b起先下落時(shí)間差為：，故，故C正確，D錯(cuò)誤；三個(gè)小球均做自由落體運(yùn)動(dòng)，則由自由落體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律得出通式，則可求得各項(xiàng)比值．

自由落體運(yùn)動(dòng)由于是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，在公式應(yīng)用中有肯定的便利，故一般會(huì)在過程上有些困難，解題時(shí)要留意過程的分析．預(yù)料考點(diǎn)二：豎直上拋運(yùn)動(dòng)【2年模擬再現(xiàn)】1．（2024鄭州三模）背越式跳高采納弧線助跑，距離長(zhǎng)，速度快，動(dòng)作伸展大方。如圖所示是某運(yùn)動(dòng)員背越式跳高過程的分解圖，由圖可估算出運(yùn)動(dòng)員在躍起過程中起跳的豎直速度大約為（）A．2m／sB．5m／sC．8m／sD．11m／s【參考答案】B

【名師解析】運(yùn)動(dòng)員跳高過程可以看做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，當(dāng)重心達(dá)到橫桿時(shí)速度恰好為零，運(yùn)動(dòng)員重心上升高度約為：h=1.3m，依據(jù)v2=2gh；

解得：v==m≈5m，故B正確，ACD錯(cuò)誤。

2.（2024浙江模擬）建筑工人經(jīng)常徒手拋磚塊，當(dāng)磚塊上升到最高點(diǎn)時(shí)被樓上的師傅接住用以砌墻．如圖5所示，若某次以10m/s的速度從地面豎直向上拋出一個(gè)磚塊，g取10m/s2，空氣阻力可以忽視，則()A．磚塊上升的最大高度為10mB．磚塊上升的時(shí)間為1sC．拋出后經(jīng)0.5s上升的高度為最大高度的一半D．拋出后上升過程磚塊做變減速直線運(yùn)動(dòng)【參考答案】B【名師解析】由h＝eq\f(v\o\al(,02),2g)得，磚塊上升的最大高度h＝5m，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；磚塊上升的時(shí)間t＝eq\f(v0,g)＝1s，選項(xiàng)B正確；拋出后經(jīng)0.5s上升的高度h′＝v0t′－eq\f(1,2)gt′2＝10×0.5m－eq\f(1,2)×10×0.52m＝3.75m，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；拋出后磚塊加速度不變，故上升過程磚塊做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．3．(2024·荊州中學(xué)高三年級(jí)其次次考試)一小球豎直向上拋出，先后經(jīng)過拋出點(diǎn)的上方h＝5m處的時(shí)間間隔Δt＝2s，不計(jì)阻力。則下列說法正確的是()A．小球的初速度v0為5m/sB．小球的初速度v0為10eq\r(2)m/sC．小球從拋出到返回原處所經(jīng)驗(yàn)的時(shí)間是eq\r(2)sD．小球從拋出到返回原處所經(jīng)驗(yàn)的時(shí)間是2s【參考答案】BD【名師解析】設(shè)拋出點(diǎn)的上方h＝5m處為A點(diǎn)。如圖所示。小球先后經(jīng)過A點(diǎn)的時(shí)間間隔為：Δt＝2s，依據(jù)對(duì)稱性知小球從最高點(diǎn)下降到A點(diǎn)的時(shí)間為：t1＝eq\f(Δt,2)＝1s；小球在A點(diǎn)處的速度大小為：vA＝gt1＝10m/s；在OA段依據(jù)公式有：veq\o\al(2,A)－veq\o\al(2,0)＝－2gs得：v0＝10eq\r(2)m/s；故A錯(cuò)誤，B正確；小球從拋出到返回原處所經(jīng)驗(yàn)的時(shí)間是t＝eq\f(2v0,g)＝eq\f(2×10\r(2),10)s＝2eq\r(2)s，故C錯(cuò)誤，D正確。4．(2024·山東省試驗(yàn)中學(xué)二診)在某一高度以v0＝20m/s的初速度豎直上拋一個(gè)小球(不計(jì)空氣阻力)，當(dāng)小球速度大小為10m/s時(shí)，以下推斷正確的是(取重力加速度g為10m/s2)()A．小球在這段時(shí)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(shí)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(shí)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【參考答案】ACD【名師解析】依據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中平均速度v＝eq\f(v0＋vt,2)，取向上為正方向，若小球末速度為10m/s，平均速度為15m/s，方向向上；末速度為－10m/s，平均速度為5m/s，方向向上，A、C正確，B錯(cuò)誤；依據(jù)v2－veq\o\al(2,0)＝2ax，解得x＝eq\f(v2－v\o\al(2,0),－2g)＝eq\f(100－400,－2×10)m＝15m，可知小球的位移大小肯定是15m，D正確。5.（2024·洛陽聯(lián)考)一根輕質(zhì)細(xì)線將2個(gè)薄鐵墊片A、B連接起來，一同學(xué)用手固定B，此時(shí)A、B間距為3L，A距地面為L(zhǎng)，如圖所示。由靜止釋放A、B，不計(jì)空氣阻力，且A、B落地后均不再彈起。從起先釋放到A落地歷時(shí)t1，A落地前的瞬時(shí)速率為v1，從A落地到B落在A上歷時(shí)t2，B落在A上前的瞬時(shí)速率為v2，則()A．t1>t2B.t1＝t2C．v1∶v2＝1∶2 D．v1∶v2＝1∶3【參考答案】.BC【名師解析】由題意可知L＝eq\f(1,2)at12，L＋3L＝eq\f(1,2)a(t1＋t2)2，故t1＝t2，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；而v1＝at1，v2＝a(t1＋t2)，故v1∶v2＝1∶2，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。6.（2024浙江名校協(xié)作體聯(lián)考）近年來高樓墜物事故頻發(fā)，若將高樓墜物視為自由落體運(yùn)動(dòng)，下列圖像能基本反映高樓墜物下落時(shí)各物理量改變規(guī)律的是()【參考答案】.C【名師解析】將高樓墜物視為自由落體運(yùn)動(dòng)，則其加速度為重力加速度（恒定值），其加速度圖象應(yīng)當(dāng)為平行橫軸的直線，速度圖象為過原點(diǎn)的傾斜直線，位移圖象應(yīng)當(dāng)是拋物線，所以圖像C能基本反映高樓墜物下落時(shí)各物理量改變規(guī)律。7.(2024·江西九江聯(lián)考)伽利略在探討自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)，做了如下的試驗(yàn)：他讓一個(gè)銅球從阻力很小(可忽視不計(jì))的斜面上由靜止起先滾下，并且做了上百次。假設(shè)某次試驗(yàn)伽利略是這樣做的：在斜面上任取三個(gè)位置A、B、C，讓小球分別由A、B、C滾下，如圖所示。A、B、C與斜面底端的距離分別為s1、s2、s3，小球由A、B、C運(yùn)動(dòng)到斜面底端的時(shí)間分別為t1、t2、t3，小球由A、B、C運(yùn)動(dòng)到斜面底端時(shí)的速度分別為v1、v2、v3。則下列關(guān)系式中正確，并且是伽利略用來證明小球沿光滑斜面對(duì)下運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng)的是()A．v1＝v2＝v3B.eq\f(v1,t1)＝eq\f(v2,t2)＝eq\f(v3,t3)C．s1－s2＝s2－s3 D.eq\f(s1,t12)＝eq\f(s2,t22)＝eq\f(s3,t32)【名師解析】.D【名師解析】球在斜面上三次運(yùn)動(dòng)的位移不同，末速度肯定不同，選項(xiàng)A錯(cuò)誤。由v＝at可得，a＝eq\f(v,t)，三次下落中的加速度相同，故關(guān)系式正確，但不是當(dāng)時(shí)伽利略用來證明時(shí)所用的結(jié)論，選項(xiàng)B錯(cuò)誤。由題圖及運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律可知，s1－s2>s2－s3，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可知s＝eq\f(1,2)at2，故a＝eq\f(2s,t2)，三次運(yùn)動(dòng)中位移與時(shí)間平方的比值肯定為定值，伽利略正是用這一規(guī)律說明小球沿光滑斜面對(duì)下運(yùn)動(dòng)為勻變速直線運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)D正確。8．（2024石家莊名校聯(lián)考）蹦床運(yùn)動(dòng)要求運(yùn)動(dòng)員在一張繃緊的彈性網(wǎng)上蹦起、騰空并做空中運(yùn)動(dòng)。為了測(cè)量運(yùn)動(dòng)員躍起的高度，訓(xùn)練時(shí)可在彈性網(wǎng)上安裝壓力傳感器，利用傳感器記錄彈性網(wǎng)所受的壓力，并在計(jì)算機(jī)上作出壓力—時(shí)間圖像，假如作出的圖像如圖所示。設(shè)運(yùn)動(dòng)員在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)可視為質(zhì)點(diǎn)，則運(yùn)動(dòng)員躍起的最大高度是(g取10m/s2)()A．1.8mB.3.6mC．5.0m D．7.2m【參考答案】.C【名師解析】由題圖可知運(yùn)動(dòng)員每次在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t＝2.0s，故運(yùn)動(dòng)員躍起的最大高度Hm＝eq\f(1,2)geq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(t,2)))2＝5.0m，C正確。9．（2024高考全國(guó)大聯(lián)考二模）雜技團(tuán)拋球表演中，被拋出的小球近似做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，演員每隔相同時(shí)間以相同的速度上拋一個(gè)小球，從拋出第一個(gè)球起先計(jì)時(shí)，g取10m/s2．全部小球運(yùn)動(dòng)的位移s隨時(shí)間t的改變關(guān)系