2025版高考物理考点题型归纳总结（含答案）考点3　自由落体运动和竖直上抛运动

考点3自由落体运动和竖直上抛运动强基固本对点练知识点1自由落体运动1．[2024·辽宁省抚顺市六校协作体联考]伽利略用斜面实验来研究落体运动的规律，不仅找出了落体运动的规律，更重要的是开辟了一条物理学的研究之路．下列说法正确的是()A．让小球在倾角较小的斜面上运动，目的是缩短小球的运动时间，减小小球下落的加速度B．让小球在斜面上运动，其实质是“放大”重力，减小位移与速度C．伽利略在斜面实验的基础上合理外推：如果斜面的倾角增大到90°，那么小球的运动就是自由落体运动D．伽利略把竖直实验的结果推广到斜面实验，是思维方法的一种“升华”，这种方法被称为“放大法”2．[2024·浙江台州开学考试]下列关于自由落体运动的说法，正确的是()A．在真空条件下，将石头和纸片在同一高度由静止释放，两者将同时落地B．加速度为g的匀加速直线运动是自由落体运动C．g值在地球上任何地方都一样大D．满足速度跟时间成正比的下落运动一定是自由落体运动3．在确保安全的情况下，从5楼楼顶先后释放两个质量不同的物体(可视为质点)，不计空气阻力，下列说法中正确的是()A．质量大的物体在空中运动的时间长B．质量小的物体在空中运动的时间长C．两个物体在空中运动的时间相同D．无法比较两物体运动的时间4．[2024·重庆市渝北中学阶段练习]严冬屋檐下有冰凌，冰凌可看成质点(如图).人在屋檐下行走要防止冰凌砸到头部，因此一定要有安全防范意识．假设冰凌做自由落体运动，冰凌最后1s内下落的高度为25m，重力加速度大小g＝10m/s2，则冰凌自由下落的总时间为()A．2.5sB．2.8sC．3sD．3.5s5．[2024·河北保定联考]如图所示，一个小孩在公园里玩“眼疾手快”游戏．游戏者需接住从支架顶部随机落下的圆棒．已知支架顶部距地面2.3m，圆棒长0.4m，小孩站在支架旁边，手能触及所有圆棒的下落轨迹的某一段范围AB，上边界A距离地面1.1m，下边界B距离地面0.5m．不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2.求：(1)圆棒下落到A点所用的时间t1；(2)圆棒通过AB所用的时间t2.知识点2竖直上抛运动6．[2024·九省联考江西卷]某兴趣小组做发射水火箭实验，假设水火箭竖直上升至最高点开始匀加速竖直下落，一段时间后，其降落伞打开，再匀减速竖直下降．若从最高点开始计时，下列关于水火箭v­t图像可能正确的是()7．[2024·河南周口阶段考试]从地面以初速度v0竖直向上抛出一小球A，与此同时，在该小球上抛能到达的最高处有另外一个小球B以初速度2v0竖直向下抛出．忽略空气阻力，则两球相遇时的速度之比vA∶vB为()A．1∶2B．5∶9C．3∶5D．5∶138．[2024·宁夏银川名校期中考试]将一小球从足够高的塔顶以某初速度竖直向上抛出，经时间t＝2s小球的速度大小为v＝5m/s，忽略空气阻力，重力加速度g＝10m/s2.则下列说法正确的是()A．初速度大小可能为25m/s，2s末小球在抛出点上方30m处B．初速度大小一定为15m/s，2s末小球在抛出点下方10m处C．初速度大小可能为15m/s，2s末小球在抛出点下方10m处D．初速度大小可能为25m/s，2s末小球在抛出点下方30m处知识点3匀变速直线运动中的多物体和多过程问题9．[2024·江苏省镇江市期中考试]小球从靠近竖直砖墙的某位置由静止释放，用频闪拍摄小球位置如图中的1、2、3和4所示，已知连续两次闪光的时间间隔均为T，每块砖的厚度为d，由此()A．下落过程中的加速度大小约为eq\f(4d,T2)B．经过位置3时的瞬时速度大小约为2gTC．经过位置4时的瞬时速度大小约为eq\f(9d,2T)D．从位置1到4过程中的平均速度大小约为eq\f(9d,4T)10．某校一课外活动小组自制一枚火箭，设火箭从地面发射后，始终在垂直于地面的方向上运动．火箭点火后可认为做匀加速直线运动，经过2s到达离地面40m高处时燃料恰好用完，接着做竖直上抛运动．若不计空气阻力，取g＝10m/s2，求：(1)燃料恰好用完时火箭的速度；(2)火箭上升离地面的最大高度；(3)火箭从发射到残骸落回地面过程的总时间(计算结果用根号表示).11．[2024·浙江省七彩阳光新高考联盟联考]ETC是高速公路上不停车电子收费系统的简称．简化为如图所示，汽车(视为质点)在入口AB处以54km/h运动到距收费站中心线EF左侧10m的CD处，速度减为18km/h，匀减速加速度大小为1m/s2，然后做匀速运动通过收费站，求：(1)汽车从AB处到EF的时间；(2)AB处到EF的距离；(3)若换成人工窗口收费，需在收费站中心线停车，汽车(视为质点)在入口AB处以54km/h的初速度进入，汽车刹车时加速度大小为2.5m/s2，它需在匀速运动多少时间后开始刹车？(结果保留两位有效数字)培优提能模拟练12.[2024·上海市闵行三中期中考试]如图所示，大致反映了伽利略对自由落体运动研究的实验和推理过程，则()A．伽利略数学推理和实验验证了小球在斜面上运动的位移与时间成正比B．伽利略数学推理和实验验证了小球在斜面上运动的速度与时间成正比C．伽利略时代，没有先进的测量手段和工具，采用斜面实验，其实就是为了使物体下落时间长些，便于测量小球的运动时间D．丁图是实验现象，甲、乙、丙图是经过合理外推得到的结论13．[2024·天津市五区重点校期中联考]如图所示，甲同学用手拿着一把长50cm的直尺，并使其处于竖直状态；乙同学把手放在直尺0刻度线位置做抓尺的准备．某时刻甲同学松开直尺，直尺保持竖直状态下落，乙同学看到后立即用手抓直尺，手抓住直尺位置的刻度值为20cm；重复以上实验，乙同学第二次用手抓住直尺位置的刻度值为10cm.直尺下落过程中始终保持竖直状态．若从乙同学看到甲同学松开直尺，到他抓住直尺所用时间叫“反应时间”，取重力加速度g＝10m/s2.则下列说法中错误的是()A．若将尺子上原来的长度值改为对应的“反应时间”值，则可用上述方法直接测出“反应时间”B．若某同学的“反应时间”大于0.5s，用该直尺将无法用上述方法测量他的“反应时间”C．乙同学第一次抓住直尺的瞬间，直尺的速度约为4m/sD．乙同学第一次的“反应时间”为0.2s14．[2024·辽宁省朝阳市建平实验中学期中考试](多选)将一物体从某位置在t＝0时刻以一定初速度竖直向上拋出，t＝0.4s时物体的速度大小变为4m/s，(不计空气阻力，g＝10m/s2)，则下列说法正确的是()A．0.4s时物体的运动方向可能向下B．物体一定是在1.6s时回到拋出点C．物体的初速度一定等于8m/sD．0.9s时物体一定在初始位置下方15．[2024·江苏省南通市海门区调研]有一种“抛包抓物”游戏，规则为仅用右手，将一个小沙包从桌面上方某处竖直向上抛出，然后迅速抓起桌上的一个“筹码”，再接住下落的小沙包，在规定时间内谁抓起的“筹码”多则取胜．不计空气阻力，下列说法正确的是()A．小沙包在最高点时加速度不为零B．小沙包上升和下降过程中，加速度方向相反C．小沙包上抛的初速度越大越容易取胜D．小沙包若没有被“接住”，到达桌面的速度与抛出时相等16．[2024·浙江省A9协作体联考]如图所示，一长为D＝0.4m的金属管从楼顶自由下落，金属管下端的正下方h＝0.8m处有一高为L＝2m的窗户，取g＝10m/s2，则下列说法正确的是()A．金属管穿过窗户所用时间为0.5sB．金属管下端到达窗户上沿的速度为2m/sC．金属管下端到达窗户下沿的速度为2eq\r(15)m/sD．金属管上端到达窗户下沿的速度为8m/s17．[2024·重庆市十八中期中考试](多选)鸿恩寺公园的鸿恩阁为仿古建筑，共七层，是重庆主城最高观景台．登上鸿恩阁，渝中、南岸、江北、渝北、沙坪坝、北部新区等6个区的美景和两江上的舟桥都尽收眼底．某物理研究小组测量出鸿恩阁海拔高约为468m，甲同学在鸿恩阁阁楼，离地面20m高处让物体A由静止开始自由落下，同时乙同学将物体B自鸿恩阁地面以初速度v0竖直上抛，且A、B两物体在同一直线上运动，重力加速度为g＝10m/s2.下列说法正确的是()A．若v0＝10eq\r(2)m/s，则A、B两物体在B上升的最高点相遇B．若v0＝10m/s，则A、B两物体在B上升的最高点相遇C．若v0>10eq\r(2)m/s，A、B两物体相遇时，B正在下落途中D．若10m/s<v0<10eq\r(2)m/s，A、B两物体相遇时，B正在下落途中18．[2024·山西省临汾市期中考试]2023年10月3日，在第19届杭州亚运会男子4×100m接力决赛中，由陈冠锋、谢震业、严海滨和陈佳鹏组成的中国男子接力队，以38秒29的成绩力压日本接力队和韩国接力队，拿下该项目的金牌．如图为4×100m接力区AC示意图，加速区AB＝10m、接棒区BC＝20m，比赛时接棒运动员可在加速区起步，但必须在接棒区内完成交接棒．当谢震业、严海滨两运动员在直线赛道进行交接棒时，设谢震业以10m/s的速度匀速冲向接力区，严海滨在看到谢震业距A点：x0＝20m处时，立即从A点开始保持最大加速度做匀加速运动，二人共速时刚好完成交接棒．求：(1)严海滨匀加速运动加速度的大小；(2)若严海滨接棒后仍保持最大加速度加速至10.5m/s匀速冲出接力区，则他通过接力区AC用时多少？

考点3自由落体运动和竖直上抛运动1．答案：C解析：让小球在倾角较小的斜面上运动，目的是延长小球的运动时间，减缓小球下落的速度，减小小球的加速度，A错误；让小球在斜面上运动，其实质是“冲淡”重力，减小小球的加速度，延长时间，B错误；伽利略在斜面实验的基础上合理外推：如果斜面的倾角增大到90°，那么小球的运动就是自由落体运动，C正确；伽利略把斜面实验的结果推广到竖直实验，是思维方法的一种“升华”，这种方法被称为“合理外推”，故D错误．2．答案：A解析：自由落体运动是初速度为0、加速度为g的匀加速直线运动，自由落体运动状态完全相同，在真空条件下，石头和纸片同时落地，A正确，B错误；g值在地球上随着纬度增大而增大，C错误；满足速度跟时间成正比的下落运动是初速度为零的匀加速直线运动，但并不一定是自由落体运动，D错误．3．答案：C解析：两个物体做自由落体运动，下落时间由高度决定h＝eq\f(1,2)gt2，因为高度一样，故下落时间一样，C正确．4．答案：C解析：冰凌最后1s内下落的高度为25m，则最后1s中间时刻的速度为v＝eq\f(25,1)m/s＝25m/s，根据自由落体运动规律可得v＝g（t－0.5），则冰凌自由下落的总时间为t＝eq\f(v,g)＋0.5s＝3s，C正确．5．答案：（1）0.4s（2）0.2s解析：（1）圆棒底部距离A点高度h1＝2.3m－0.4m－1.1m＝0.8m圆棒做自由落体运动下落到A点有h1＝eq\f(1,2)gteq\o\al(2,1)代入数据解得t1＝0.4s（2）圆棒通过AB的过程即圆棒底部到达A点和圆棒顶端离开B点这一过程，可知圆棒底部到达A点的速度为v1＝gt1＝4m/s圆棒通过AB下落的高度为h2＝1.1m－0.5m＋0.4m＝1.0m圆棒通过AB过程由h2＝v1t2＋eq\f(1,2)gteq\o\al(2,2)代入数据解得t2＝0.2s．6．答案：B解析：从水火箭到达最高点开始计时，开始匀加速竖直下落，加速度不变，一段时间后，速度达到最大，此时降落伞打开，再匀减速竖直下降，加速度不变．v­t图像的斜率表示加速度，结合加速度的特点可得图B可能正确．7．答案：D解析：小球A能达到的最大高度为h＝eq\f(veq\o\al(2,0),2g)，两球相遇时有v0t－eq\f(1,2)gt2＋2v0t＋eq\f(1,2)gt2＝h，解得t＝eq\f(v0,6g)，两球相遇时的速度之比eq\f(vA,vB)＝eq\f(v0－gt,2v0＋gt)＝eq\f(5,13)，D正确．8．答案：A解析：若t＝2s时的速度方向向上，则根据v＝v0－gt，初速度v0＝25m/s，此时小球在抛出点上方h＝eq\f(v＋v0,2)t＝eq\f(5＋25,2)×2m＝30m，若t＝2s时的速度方向向下，则根据v＝v0－gt，可得初速度v0＝15m/s，此时小球在抛出点上方h＝eq\f(v＋v0,2)t＝eq\f(15－5,2)×2m＝10m，A正确．9．答案：C解析：可将4个小球在同一时刻的位置关系看成1个小球在连续相等时间下落经过的位置关系．根据Δx＝d＝aT2，可得下落过程中的加速度a＝eq\f(d,T2)，A错误；经过位置3的瞬时速度等于2、4段的平均速度，则v3＝eq\f(7d,2T)，B错误；根据速度时间公式得，通过位置4的瞬时速度为v4＝v3＋aT＝eq\f(9d,2T)，C正确；从位置1到4过程中的平均速度大小eq\o(v,\s\up6(－))＝eq\f(9d,3T)＝eq\f(3d,T)，D错误．10．答案：（1）40m/s，方向竖直向上（2）120m（3）（6＋2eq\r(6)）s解析：（1）设燃料用完时火箭的速度为v1，所用时间为t1.火箭的上升运动分为两个过程，第一过程做匀加速上升运动，第二个过程做竖直上抛运动至最高点，对第一个过程，自制火箭做匀加速运动有h1＝eq\f(1,2)ateq\o\al(2,1)解得a＝20m/s2由速度公式得v1＝40m/s方向竖直向上；（2）对第二个过程，由位移与速度关系公式得h2＝eq\f(veq\o\al(2,1),2g)代入数据解得h2＝80m所以火箭上升离地面的最大高度h＝h1＋h2＝40m＋80m＝120m（3）从燃料用完到运动至最高点的过程中，有v1＝gt2解得t2＝eq\f(v1,g)＝eq\f(40,10)s＝4s从最高点落回地面的过程中h＝eq\f(1,2)ateq\o\al(2,3)解得t3＝2eq\r(6)s故总时间为t＝t1＋t2＋t3＝（6＋2eq\r(6)）s11．答案：（1）12s（2）110m（3）4.3s解析：（1）设初速度方向为正方向，v0＝54km/h＝15m/s，v1＝18km/h＝5m/s，则t1＝eq\f(v0－v1,a1)＝eq\f(15－5,1)s＝10st2＝eq\f(x2,v1)＝eq\f(10,5)s＝2s所以汽车从AB处到EF的时间为t＝t1＋t2＝12s（2）由速度位移关系可得x1＝eq\f(veq\o\al(2,0)－veq\o\al(2,1),2a1)＝eq\f(152－52,2×1)m＝100mAB处到EF的距离为x＝x1＋x2＝110m（3）由速度位移关系得匀减速运动的位移大小为x4＝eq\f(veq\o\al(2,0),2a2)＝eq\f(152,2×2.5)m＝45m所以匀速的位移大小为x3＝x－x4＝65m匀速运动的时间为t′＝eq\f(x3,v0)＝4.3s．12．答案：C解析：伽利略数学推理和实验验证了小球在斜面上运动的位移与时间的平方成正比，A错误；伽利略猜想运动速度与下落时间成正比，但在当时条件下无法直接用实验进行了验证，B错误；伽利略时代，没有先进的测量手段和工具，采用斜面实验，其实就是为了“冲淡重力”，使物体下落时间长些，便于测量小球的运动时间，C正确；甲、乙、丙均是实验现象，丁图是经过合理的外推得到的结论，D错误．13．答案：C解析：尺子下落的高度也就是手抓住位置的刻度，尺子下落的时间就是人的反应时间，所以将尺子上原来的长度值改为对应的“反应时间”值，则可用上述方法直接测出“反应时间”，A正确；因为尺子总长为50cm，根据自由落体公式，下落的时间为t，则t＝eq\r(\f(2h,g))＝eq\f(\r(10),10)s≈0.32s，若某同学的“反应时间”大于0.5s，无法抓住尺子，也就无法用该直尺测量他的“反应时间”，B正确；乙同学第一次抓住直尺位置的刻度值为20cm，即尺子自由落体高度为20cm，根据h＝eq\f(1,2)gt2，可得“反应时间”t＝0.2s，直尺的速度v＝gt＝2m/s，C错误，D正确．14．答案：BC解析：若0.4s时物体的运动方向向下，则物体下落的时间为t＝eq\f(v,g)＝eq\f(4,10)s＝0.4s，与竖直上抛相矛盾，A错误；因0.4s时物体的运动方向向上，可知物体抛出时的初速度v0＝v＋gt＝4＋10×0.4m/s＝8m/s，则物体上升的时间和下落的时间均为0.8s，则物体一定是在1.6s时回到拋出点，B、C正确；物体在1.6s时回到拋出点，则0.9s时物体一定在初始位置上方，D错误．15．答案：A解析：小沙包上升和下降过程中均只受重力左右，加速度大小为g，方向竖直向下，A正确，B错误；小沙包上抛的初速度越大，小沙包在空中运动的时间越长，在规定时间内抓起的“筹码”就越少，C错误；小沙包若没有被“接住”，到达抛出点的速度与抛出时相等，桌面在抛出点下方，故到达桌面时速度比抛出时大，D错误．16．答案：D解析：根据h＝eq\f(1,2)gteq\o\al(2,1)，解得金属管下端到达窗户上沿的时间t1＝0.4s，根据D＋h＋L＝eq\f(1,2)gteq\o\al(2,2)，解得金属管上端过窗户下沿时间t2＝0.8s，金属管穿过窗户所用时间t＝t2－t1＝0.4s，A错误；根据v1＝gt1，解得金属管下端到达窗户上沿的速度v1＝4m/s，B错误；根据veq\o\al(2,2)＝2g（h＋L），解得金属管下端到达窗户下沿的速度v2＝2eq\r(14)m/s，C错误；根据veq\o\al(2,3)＝2