湖北省2020屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 3《自由落體運(yùn)動(dòng)和豎直上拋運(yùn)動(dòng)》試題

第3單元自由落體運(yùn)動(dòng)和豎直上拋運(yùn)動(dòng) 1.在平直軌道上勻加速向右行駛的封閉車廂中,懸掛著一個(gè)帶有滴管的盛油容器,如圖所示.當(dāng)?shù)喂芤来蔚蜗氯斡蜁r(shí)(設(shè)三滴油都落在車廂底板上),下列說法中正確的是()A.這三滴油依次落在OA之間,且后一滴比前一滴離O點(diǎn)遠(yuǎn)B.這三滴油依次落在OA之間,且后一滴比前一滴離O點(diǎn)近C.這三滴油依次落在OA間同一位置上D.這三滴油依次落在O點(diǎn)上2.在輕繩的兩端各拴一個(gè)小球，一人用手拿著上端的小球站在3樓的陽臺(tái)上，放手后讓小球自由下落，兩小球相繼落地的時(shí)間差為T.如果站在4樓的陽臺(tái)上，同樣放手讓小球自由下落，則兩小球相繼落地的時(shí)間差將（ ）A.不變 B.增大C.減小 D.無法判斷3.不計(jì)空氣阻力，以一定的初速度豎直上拋的物體，從拋出至回到原點(diǎn)的時(shí)間為t，現(xiàn)在在物體上升的最大高度的一半處設(shè)置一塊擋板，物體撞擊擋板后以原速率彈回(撞擊所需時(shí)間不計(jì))，則此時(shí)物體上升和下降的總時(shí)間約為（ ）A.0.5t B.0.4t C.0.3t D.0.2t4.從足夠高處釋放一石子甲,經(jīng)0.5s,從同一位置再釋放另一石子乙,不計(jì)空氣阻力,則在兩石子落地前,下列說法中正確的是()A.它們間的距離與乙石子運(yùn)動(dòng)的時(shí)間成正比B.甲石子落地后,經(jīng)0.5s乙石子還在空中運(yùn)動(dòng)C.它們?cè)诳罩羞\(yùn)動(dòng)的時(shí)間相同D.它們?cè)诳罩羞\(yùn)動(dòng)的時(shí)間與其質(zhì)量無關(guān)5.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)間圖象，假如作出的圖象如圖所示.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10 m/s2)（ ）A.1.8 m B.3.6 m C.5.0 m D.7.2 m6.將一小物體以初速度v0豎直上拋,若物體所受的空氣阻力的大小不變,則小物體到達(dá)最高點(diǎn)的最后一秒和離開最高點(diǎn)的第一秒時(shí)間內(nèi)通過的路程為x1和x2,速度的變化量為v1和v2的大小關(guān)系為()A.x1>x2B.x1<x2C.v1>v2D.v1<v27.一雜技演員,用一只手拋球,他每隔0.40s拋出一球,接到球便立即把球拋出,已知除拋、接球的時(shí)刻外,空中總有四個(gè)球,將球的運(yùn)動(dòng)看做是豎直上拋運(yùn)動(dòng),球到達(dá)的最大高度是(高度從拋球點(diǎn)算起,g取10m/s2)()A.1.6mB.2.4mC.3.2mD.4.0m8.為了使航天員能適應(yīng)在失重環(huán)境下的工作和生活,國(guó)家航天局組織對(duì)航天員進(jìn)行失重訓(xùn)練時(shí)需要?jiǎng)?chuàng)造出一種失重環(huán)境.航天員乘坐在總質(zhì)量m=5×104kg的訓(xùn)練飛機(jī)上,飛機(jī)以200m/s的速度沿30°傾角勻速爬升到7000m高空時(shí)向上拉起,沿豎直方向以v0=200m/s的初速度向上做勻減速直線運(yùn)動(dòng),勻減速的加速度大小為g.當(dāng)飛機(jī)到最高點(diǎn)后立即掉頭向下,沿豎直方向以加速度g做加速運(yùn)動(dòng),在這段時(shí)間內(nèi)創(chuàng)造出完全失重的環(huán)境.當(dāng)飛機(jī)離地2000m高時(shí),為了安全必須拉起,之后又可一次次重復(fù)為航天員提供失重訓(xùn)練.如圖所示,若飛機(jī)飛行時(shí)所受的空氣阻力F=kv(k=900N·s/m),每次飛機(jī)速度達(dá)到350m/s后必須終止失重訓(xùn)練,否則飛機(jī)可能失控.(整個(gè)運(yùn)動(dòng)空間重力加速度g的大小均為10m/s2)求:(1)飛機(jī)一次上下運(yùn)動(dòng)為航天員創(chuàng)造的完全失重的時(shí)間;(2)飛機(jī)從最高點(diǎn)下降到離地4500m時(shí)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的推力.9.在學(xué)習(xí)了伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究后,甲同學(xué)給乙同學(xué)出了這樣一道題:一個(gè)物體從塔頂落下(不考慮空氣阻力),物體到達(dá)地面前最后一秒內(nèi)通過的位移為整個(gè)位移的,求塔高H(取g=10m/s2).乙同學(xué)的解法:根據(jù)h=gt2得物體在最后1s內(nèi)的位移h1=gt2=5m,再根據(jù)得H=13.9m,乙同學(xué)的解法是否正確?如果正確,說明理由;如果不正確,請(qǐng)給出正確解析過程和答案.10.(2020·青島模擬)如圖所示，A、B兩棒長(zhǎng)均為L(zhǎng)1 m，A的下端和B的上端相距x20 m，若A、B同時(shí)運(yùn)動(dòng)，A做自由落體運(yùn)動(dòng)，B做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，初速度v040 m/s.求：(1)A、B兩棒何時(shí)相遇.(2)從相遇開始到分離所需的時(shí)間.參考答案1.解析:設(shè)油滴開始滴下時(shí)車廂的速度為v0,下落的高度為h,則油滴下落的時(shí)間為t=,車廂運(yùn)動(dòng)的水平距離為x1=v0t+at2,而油滴運(yùn)動(dòng)的水平距離為x2=v0t,所以油滴相對(duì)于車運(yùn)動(dòng)的距離為x=at2=是一個(gè)定值,即這三滴油依次落在OA間同一位置上,C項(xiàng)正確.答案:C2.解析:兩小球都做自由落體運(yùn)動(dòng)，可在同一v-t圖象中作出速度隨時(shí)間變化的關(guān)系曲線，如圖所示.設(shè)人在3樓的陽臺(tái)上釋放小球后，兩球落地的時(shí)間差為t1，t1=T，圖中陰影部分的面積為h；即為一層樓的高度，若人在4樓的陽臺(tái)上釋放小球后，兩球落地的時(shí)間差為t2，要保證陰影部分的面積也是h即為一層樓的高度，從圖中可以看出一定有t2<t1.答案:C3.解析: 物體上升到最大高度所需的時(shí)間為，把上升的位移分成相等的兩段，自上向下的時(shí)間的比為1(-1)，物體上升到最大高度的一半所需時(shí)間為t1，由對(duì)稱性，物體從最大位移的一半處下落到拋出點(diǎn)的時(shí)間也為t1，故題中所求時(shí)間為2t12×0.3 t.答案: C4.解析:兩石子做自由落體運(yùn)動(dòng),設(shè)t時(shí)刻甲下落的高度為h1=gt2,則乙下落的高度為h2=g(t-0.5)2,它們之間的距離h1-h2=g(t-0.5)+0.25,與乙石子運(yùn)動(dòng)的時(shí)間(t-0.5)不成正比,A項(xiàng)錯(cuò)誤;由于兩石子下落的高度相同,因此下落的時(shí)間相同,甲石子落地后,經(jīng)0.5s乙石子剛好落地,B項(xiàng)錯(cuò)誤,C項(xiàng)正確;由于不計(jì)空氣阻力,由t=可知,兩石子在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間與質(zhì)量無關(guān),D項(xiàng)正確.答案:CD5.解析:從題目中的F-t圖象中可以看出，運(yùn)動(dòng)員脫離彈性網(wǎng)后騰空的時(shí)間為t12.0 s，則運(yùn)動(dòng)員上升到最大高度所用的時(shí)間為t21.0 s，所以上升的最大高度hg5.0 m，選項(xiàng)C正確.答案:C6.解析:上升的加速度a1大于下落的加速度a2,根據(jù)逆向轉(zhuǎn)換的方法,上升的最后一秒可以看成以加速度a1從零下降的第一秒,故有:v1=a1t,x1=a1t2;而以加速度a2下降的第一秒內(nèi)有:v2=a2t,x2=a2t2,因a1>a2,所以x1>x2,v1>v2,即A、C兩項(xiàng)正確.答案:AC7.解析:當(dāng)有一個(gè)球正在手中時(shí),另三個(gè)球的位置關(guān)系為一個(gè)球在最高點(diǎn),兩個(gè)球在等高點(diǎn).又因?yàn)閽佅噜弮蓚€(gè)球之間的時(shí)間間隔是0.4s,由物理模型圖可知,每個(gè)小球從拋出到最高點(diǎn)的時(shí)間為0.8s,所以由h=gt2=×10×0.82m=3.2m可得球到達(dá)的最大高度是3.2m.答案:C8.解析:(1)上升時(shí)間t上=20s上升高度h上=2000m豎直下落當(dāng)速度達(dá)到350m/s時(shí),下落高度h下=6125m此時(shí)離地高度h=h+h上-h下=7000m+2000m-6125m=2875m>2000m所以t下=35s飛機(jī)一次上下為航天員創(chuàng)造的完全失重時(shí)間為t=t上+t下=20s+35s=55s.(2)飛機(jī)離地4500m>2875m時(shí),仍處于完全失重狀態(tài),飛機(jī)自由下落的高度為h2=2000m+7000m-4500m=4500m此時(shí)飛機(jī)的速度v2=300m/s由于飛機(jī)加速度為g,所以推力F推應(yīng)與空氣阻力大小相等,F推=F=kv2=900×300N=2.7×105N.答案:(1)55s(2)2.7×105N9.答案:乙同學(xué)的解法不正確.根據(jù)題意畫出運(yùn)動(dòng)過程示意圖如圖所示,設(shè)物體從塔頂落到地面所經(jīng)歷時(shí)間為t,通過位移為H,物體在(t-1)秒內(nèi)的位移為h.據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律,有H=gt2,h=g(t-1)2.由題意得.聯(lián)立以上各式解得H=125m.10.解析:(1)設(shè)經(jīng)過時(shí)間t兩棒相遇由gt2(v0t-gt2)x，得：ts0.5 s.(2)從相遇開始到兩棒分離的過程中，A棒做初速度不為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，B棒做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)從相遇開始到分離所需時(shí)間為t，則(vAtgt2)(vBt-gt2)2L，其中vAgt，vBv0-gt，代入后解得：t s0.05 s.答案:(1)0.5 s (2)0.05 s