【學(xué)練考】2021-2022學(xué)年高一人教版物理必修1練習(xí)冊(cè)：2.習(xí)題課：自由落體運(yùn)動(dòng)與豎直上拋運(yùn)動(dòng)-

習(xí)題課：自由落體運(yùn)動(dòng)與豎直上拋運(yùn)動(dòng)對(duì)點(diǎn)檢測(cè)學(xué)問點(diǎn)一對(duì)豎直上拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的理解1．(多選)物體以20m/s的初速度做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，空氣阻力忽視不計(jì)，g取10m/s2，則()A．物體上升的最大高度為40mB．經(jīng)2s物體上升到最高點(diǎn)C．物體上升階段的平均速度為10m/sD．拋出后1s末物體位于拋出點(diǎn)和最高點(diǎn)的中間位置學(xué)問點(diǎn)二豎直上拋運(yùn)動(dòng)與自由落體運(yùn)動(dòng)的對(duì)比2．一物體自空中的A點(diǎn)以肯定的初速度豎直向上拋出，1s后物體的速率變?yōu)?0m/s，則此時(shí)物體的位置和速度方向可能是(不計(jì)空氣阻力，g取10m/s2)()A．在A點(diǎn)上方，速度方向向下B．在A點(diǎn)下方，速度方向向下C．在A點(diǎn)上方，速度方向向上D．在A點(diǎn)下方，速度方向向上3．(多選)俄羅斯“能源”火箭航天集團(tuán)專家稱，人類能在20年后飛往火星．若將一物體從火星表面豎直向上拋出(不計(jì)氣體阻力)時(shí)的x-t圖像如圖LX2-1所示，則()圖LX2-1A．該火星表面的重力加速度為1.6m/s2B．該物體上升的時(shí)間為10sC．該物體被拋出時(shí)的初速度為8m/sD．該物體落到火星表面時(shí)的速度為16m/s4．(多選)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(g取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15m5．小球從空中某處從靜止開頭自由下落，與水平地面碰撞后上升到空中某一高度處，此過程中小球速度隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖LX2-2所示，則()圖LX2-2A．在下落和上升兩個(gè)過程中，小球的加速度不同B．小球開頭下落處離地面的高度為0.8mC．整個(gè)過程中小球的位移為1.0mD．整個(gè)過程中小球的平均速度大小為2m/s6．(多選)將一物體以20m/s的初速度豎直上拋(設(shè)向上為正方向，其加速度為重力加速度g，g取10m/s2)，則在開頭運(yùn)動(dòng)后的3s內(nèi)物體的()A．路程為25mB．位移為15mC．速度轉(zhuǎn)變量為－30m/sD．平均速度為15m/s7．從地面豎直上拋物體A，同時(shí)在離地面某一高度處有一物體B自由下落，兩物體在空中同時(shí)到達(dá)同一高度時(shí)速度大小均為v，則下列說(shuō)法正確的是()A．兩物體在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等B．A上升的最大高度大于B開頭下落時(shí)的高度C．A上拋的初速度與B落地時(shí)速度大小相等，都是2vD．兩物體在空中同時(shí)達(dá)到的同一高度處肯定是B開頭下落時(shí)高度的中點(diǎn)綜合拓展8．某同學(xué)身高1.8m，在運(yùn)動(dòng)會(huì)上他參與跳高競(jìng)賽，起跳后身體橫著越過了1.8m高的橫桿(如圖LX2-3所示)．據(jù)此可估算出他起跳時(shí)豎直向上的速度大約為(G取10m/s2)()圖LX2-3A．2m/sB．4m/sC．6m/sD．8m/s9．一個(gè)小石子從某一樓房頂部由靜止自由落下，某攝影愛好者恰好拍到了它下落的一段軌跡AB.該攝影愛好者用直尺量出軌跡的實(shí)際長(zhǎng)度，如圖LX2-4所示．已知拍攝時(shí)所用照相機(jī)的曝光時(shí)間為eq\f(1,1000)s，則A點(diǎn)離樓房頂部約為()圖LX2-4A．6.5cmB．10mC．20mD．45m10．(多選)某物體以30m/s的初速度豎直上拋，不計(jì)空氣阻力，g取10m/s2，則5s內(nèi)物體的()A．路程為65mB．位移大小為25m，方向向上C．速度轉(zhuǎn)變量的大小為10m/sD．平均速度大小為13m/s，方向向上11．某人站在高樓的平臺(tái)邊緣處，以v0＝20m/s的初速度豎直向上拋出一石塊．求拋出后，石塊經(jīng)過距拋出點(diǎn)15m處所需的時(shí)間．(不計(jì)空氣阻力，g取10m/s2)12．如圖LX2-5所示，運(yùn)動(dòng)員從離水面10m高的平臺(tái)上向上躍起，舉起雙臂直體離開臺(tái)面，此時(shí)其重心位于從手到腳全長(zhǎng)的中點(diǎn)，躍起后重心上升h＝0.45m到達(dá)最高點(diǎn)，落水時(shí)身體豎直，手先入水(在此過程中運(yùn)動(dòng)員水平方向的運(yùn)動(dòng)忽視不計(jì))，求：(計(jì)算時(shí)，可以把運(yùn)動(dòng)員看作全部質(zhì)量集中在重心的一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，g取10m/s2)(1)運(yùn)動(dòng)員起跳時(shí)的速度v0的大小；(2)從離開跳臺(tái)到手接觸水面的過程中所經(jīng)受的時(shí)間t(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)．圖LX2-5習(xí)題課：自由落體運(yùn)動(dòng)與豎直上拋運(yùn)動(dòng)1．BC[解析]物體上拋運(yùn)動(dòng)的最大位移h＝eq\f(veq\o\al(2,0),2g)＝20m，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；上拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t＝eq\f(v0,g)＝2s，選項(xiàng)B正確；物體上升階段的平均速度v＝eq\f(h,t)＝10m/s，選項(xiàng)C正確；上拋運(yùn)動(dòng)是勻減速直線運(yùn)動(dòng)，速度漸漸減小，上拋運(yùn)動(dòng)的中間時(shí)刻物體位于中間位置上方，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．2．C[解析]做豎直上拋運(yùn)動(dòng)的物體，先后經(jīng)過上升和下降兩個(gè)階段，若1s后物體處在下降階段，則速度方向向下，速度大小為10m/s，那么1s前的速度大小為零，與題中“以肯定的初速度豎直向上拋出”不符，所以1s后物體只能處在上升階段，此時(shí)物體在A點(diǎn)上方，速度方向向上，選項(xiàng)C正確．3．AC[解析]由圖可知物體上升的最大高度為h＝20m，上升和下落時(shí)間均為t＝5s，由自由落體運(yùn)動(dòng)過程的位移h＝eq\f(1,2)g火t2，解得g火＝eq\f(2h,t2)＝1.6m/s2，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；落到火星表面時(shí)的速度v＝gt＝8m/s，故v0＝8m/s，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤．4．ACD[解析]小球豎直上拋運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng)，平均速度可以用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的平均速度與瞬時(shí)速度之間的關(guān)系v＝eq\f(v0＋v,2)求解，規(guī)定向上為正方向，當(dāng)小球的末速度為向上的10m/s時(shí)，v＝10m/s，則v＝eq\f(v0＋v,2)＝eq\f(20m/s＋10m/s,2)＝15m/s，方向向上，選項(xiàng)A正確；當(dāng)小球的末速度為向下的10m/s時(shí)，v＝－10m/s，則v＝eq\f(v0＋v,2)＝eq\f(20m/s－10m/s,2)＝5m/s，方向向上，選項(xiàng)C正確；由于末速度大小為10m/s時(shí)，球的位置肯定，位移x＝eq\f(v2－veq\o\al(2,0),－2g)＝15m，選項(xiàng)D正確．5．B[解析]上升和下降過程中，小球運(yùn)動(dòng)的v－t圖像斜率相同，即加速度相同，所以選項(xiàng)A不正確；0～0.4s內(nèi)為自由落體運(yùn)動(dòng)過程，通過的位移x1＝eq\f(vm,2)t1＝0.8m，即高度為0.8m，選項(xiàng)B正確；前0.4s自由下落0.8m，后0.2s反彈向上運(yùn)動(dòng)的位移大小為x2＝eq\f(v′m,2)t2＝0.2m，所以整個(gè)過程小球位移x＝x1－x2＝0.6m，選項(xiàng)C不正確；整個(gè)過程小球的平均速度v＝eq\f(x,t)＝eq\f(0.6m,0.6s)＝1m/s，選項(xiàng)D不正確．6．ABC[解析]物體上拋到達(dá)最高點(diǎn)的時(shí)間t1＝eq\f(v0,g)＝2s，位移x1＝eq\f(v0,2)·t1＝20m，方向向上；自由落體運(yùn)動(dòng)1s末的速度v＝－gt2＝－10m/s，方向豎直向下，1s內(nèi)的位移x2＝eq\f(v,2)·t2＝－5m，方向豎直向下．所以3s內(nèi)物體的路程為s＝x1＋eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(x2))＝25m，位移為x＝x1＋x2＝15m，速度轉(zhuǎn)變量Δv＝v－v0＝－30m/s，平均速度v＝eq\f(v0＋v,2)＝eq\f(20m/s－10m/s,2)＝5m/s.選項(xiàng)A、B、C正確．7．C[解析]依據(jù)豎直上拋與自由落體運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性，A物體上拋到最高點(diǎn)返回到A、B相遇點(diǎn)時(shí)的速度大小也為v，即B物體的運(yùn)動(dòng)與A物體的自由落體運(yùn)動(dòng)相同，所以A上升的最大高度與B開頭下落時(shí)的高度相等，對(duì)B物體：v＝gt，對(duì)A物體：v＝v0－gt，解得v0＝2v，相遇點(diǎn)是B下落過程的中間時(shí)刻，不是中間位置．綜上所述，選項(xiàng)C正確．8．B[解析]豎直方向的運(yùn)動(dòng)為豎直上拋運(yùn)動(dòng)，考慮上拋過程重心的運(yùn)動(dòng)，可認(rèn)為人的重心在身體的中點(diǎn)．身體橫著越過1.8m的橫桿，此時(shí)重心高度為1.8m，起跳時(shí)重心高度為0.9m，所以豎直上跳的最大高度為h＝1.8m－0.9m＝0.9m，所以起跳時(shí)豎直向上的速度v＝eq\r(2gh)＝eq\r(2×10×0.9)m/s＝3eq\r(2)m/s，接近的是4m/s，所以選項(xiàng)B正確．9．C[解析]設(shè)小石子經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)的速度為vA，則xAB＝vAt＋eq\f(1,2)gt2，veq\o\al(2,A)＝2gh，其中xAB＝0.02m，t＝eq\f(1,1000)s，聯(lián)立解得h≈20m，選項(xiàng)C正確．10．AB[解析]取向上為正方向，則初速度v0＝30m/s，加速度a＝－g＝－10m/s2.物體的上升時(shí)間t1＝eq\f(v0,g)＝eq\f(30m/s,10m/s2)＝3s，上拋運(yùn)動(dòng)的位移x1＝eq\f(veq\o\al(2,0),2g)＝45m，如圖所示．物體的下落時(shí)間t2＝t－t1＝5s－3s＝2s，自由落體運(yùn)動(dòng)的位移x2＝eq\f(1,2)ateq\o\al(2,2)＝－eq\f(1,2)gteq\o\al(2,2)＝－eq\f(1,2)×10m/s2×(2s)2＝－20m，末速度v＝at2＝－gt2＝－20m/s，故5s內(nèi)的路程s＝|x1|＋|x2|＝65m，選項(xiàng)A正確；位移x＝x1＋x2＝25m，方向向上，選項(xiàng)B正確；速度轉(zhuǎn)變量Δv＝v－v0＝－20m/s－30m/s＝－50m/s，方向向下，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；平均速度v＝eq\f(x,t)＝5m/s，方向向上，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．11．1s、3s或(2＋eq\r(7))s[解析]若把石塊的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程當(dāng)作一個(gè)勻變速直線運(yùn)動(dòng)過程，取向上為正方向，則石塊在拋出點(diǎn)上方的A點(diǎn)時(shí)，xA＝＋15m，在拋出點(diǎn)下方的B點(diǎn)時(shí)，xB＝－15m依據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律x＝v0t－eq\f(1,2)gt2得15m＝20m/s×t－eq\f(1,2)×10m/s2×t2－15m＝20m/s×t′－eq\f(1,2)×10m/s2×t′2分別解得t1＝1s，t2＝3s，t′1＝(2＋eq\r(7))s，t′2＝(2－eq\r(7))s(不合題意舍去