专题02 竖直上抛运动（专项练习）2024-2025学年高一物理同步课堂（人教版2019必修第一册）解析版

第第页专题02竖直上抛运动1．张勇同学以初速度v0竖直上抛一个足球，在足球运动的过程中（）A．上升阶段，位移方向与初速度方向相同B．上升阶段，速度方向与初速度方向相反C．下落阶段，位移方向与初速度方向相反D．下落阶段，速度方向与初速度方向相同【答案】A【详解】足球上升阶段，位移方向与初速度方向相同，都向上；速度方向与初速度方向相同，都向上；下落阶段，开始阶段位移方向与初速度方向相同，都向上，越过抛出点后位移向下，方向与初速度方向相反；下降阶段的速度方向与初速度方向相反，速度向下，初速度向上。故选项A正确，BCD错误。故选A。2．某物体以的初速度竖直向上抛出，取向上为正，不计空气阻力。则（）A．物体上升的最大高度为 B．物体上升的时间为C．内物体的位移为 D．末物体的速度为【答案】C【详解】A．根据运动学规律，物体上升的最大高度为故A错误；B．物体上升的时间为故B错误；C．根据运动学规律，内物体的位移为故C正确；D．末物体的速度为故D错误。故选C。3．文化广场喷泉的某喷嘴与地面相平且竖直向上，该喷嘴喷水流量（单位时间内喷出水的体积），水的出口速度，不计空气阻力，，则处于空气中的水的体积是（）A．4L B．8L C．12L D．16L【答案】B【详解】喷嘴处水流速度为，即水竖直上抛运动的初速度，对于从上抛到落地的过程，位移为零，根据位移时间公式代入数据解得t=2s即水在空中停留的时间为2s，故处于空中水的体积为V=Qt=8L故选B。4．将小物块从离地面15m高的阳台边缘以10m/s的速度竖直向上抛出，不计空气阻力，取g=10m/s2，则小物块在落地前运动的时间为（

）A．1s B．2s C．3s D．4s【答案】C【详解】取竖直向下为正有解得t=3s故选C。5．某物体以20m/s的初速度竖直上抛，不计空气阻力，g取，则前3s内（）A．物体上升最大高度是15mB．物体的位移大小是15m，方向向下C．物体的平均速度大小是5m/s，方向向上D．物体的速度变化量大小是10m/s，方向向下【答案】C【详解】A．物体上升的最大高度故A错误；B．以竖直向上为正方向，则v0=20m/s，，前3s内物体的位移所以物体的位移大小为15m，方向向上，故B错误；C．物体的平均速度大小为方向与位移方向相同，向上，故C正确；D．物体3s末的速度物体的速度变化量所以物体的速度变化量大小是30m/s，方向向下，故D错误。故选C。6．杂技演员在表演时，将一毛绒球竖直向上抛出，毛绒球向上运动的过程中速度v与位移x的关系式为。规定竖直向上为正方向，关于物体该过程的初速度、加速度a、上升的最大高度h及运动到最高点的时间t，下列说法正确的是（

）A．， B．，C．， D．，【答案】C【详解】B．由题得把等式两边都平方得与匀变速直线运动的公式对比可得，，B错误；ACD．物体运动到最高点用时为t则物体上升的最大高度为h，AD错误、C正确。故选C。7．海洋馆里观看海狮表演，海狮从水面将球以一定的初速度竖直向上顶出，某同学通过手机的录像功能测算出球被顶出水面到落回水面的时间为1.6s，忽略空气阻力，g取10m/s2海狮抛接球视为同一位置，关于小球在空中运动过程下列说法正确的是（）A．小球被顶出水面的初速度为16m/sB．小球被顶出水面开始第一个0.4s比第二个0.4s的位移大1.6mC．若海狮想在球落水前最后0.2s时接住球需要从水面跳起1.4mD．小球从被顶出水面开始计时，经过1.2s时所在位置距水面的高度为0.8m【答案】BC【详解】A．小球被顶出水面的初速度为故A错误；B．小球被顶出水面开始到达最高点的时间为0.8s，第二个0.4s的位移第一个0.4s的位移小球被顶出水面开始第一个0.4s比第二个0.4s的位移大1.6m，故B正确；C．球落水前最后0.2s时距离水面的距离为若海狮想在球落水前最后0.2s时接住球需要从水面跳起1.4m，故C正确；D．小球从被顶出水面开始计时，经过1.2s时所在位置距水面的高度为故D错误。故选BC。8．在桥面上竖直上抛一个石子，2s末速度为5m/s，方向向下，4s末落至水面。下列说法正确的是（g取）（）A．石子任意1s内的速度变化量大小都是10m/sB．下降过程中相邻1s内的位移大小之差都是5mC．石子的初速度为25m/sD．桥面距离水面的距离为20m【答案】AD【详解】A．根据可知石子任意1s内的速度变化量大小都是10m/s，故A正确；B．下降过程中，相邻1s内的位移大小之差为故B错误；设石子的初速度为，以向上为正方向，则有解得故C错误；以向上为正方向，根据可知桥面距离水面的距离为20m，故D正确。故选AD。9．小明和小丽在学习完匀变速直线运动规律后设计了一个生活中的小实验。小丽从离地H高处自由释放一个小球A，同时小明在它正下方H处以速度v0竖直上抛另一小球B，若不考虑空气阻力，则以下说法正确的是（）A．若小球B一定能在上升过程中与A球相遇B．若小球B可能在下落过程中与A球相遇C．若两球在空中相遇时B球速度为零D．若小球B和A可能不会在空中相遇【答案】BCD【详解】C．设经过时间t0小球A与小球B相遇，小球A做自由落体运动，位移为小球B做竖直上抛运动，位移为故相遇时满足解得小球B到最高点的时间为若则此时两球在空中相遇时B球速度为零，故C正确；若即则小球B在上升过程中与A球相遇，故A错误；小球B下落的时间段为若小球B在下降过程中与A球相遇，则即故B正确；D．由ABC选项分析可知，小球B和A能在空中相遇，则故D正确。故选BCD。10．如图所示，AB为空心圆管，长度为，C为可视为质点的小球，AB与C在同竖直线上，AC之间距离为。时刻，由静止释放AB，同时C从地面以初速度竖直向上抛出。忽略空气阻力，AB若落地则立即静止，取。下列说法正确的是（）

A．要使C在AB落地前从B端穿出，至少为B．要使C在AB落地前从B端穿出，至少为C．若，C上升的最大高度为D．若，C从A端进入管中至由B端穿出所经过的时间为0.5s【答案】AD【详解】AB．根据题意，由公式可得，AB落地时间为要使C在AB落地前从B端穿出，则有代入数据解得故B错误，A正确；若，C上升的最大高度为故C错误；D．若，设C从B端穿出时运动的时间为，则有设从端进入时运动的时间为，则有C从A端进入管中至由B端穿出所经过的时间为联立代入数据解得故D正确。故选AD。11．从高的房的阳台上以的初速度竖直向上抛出一小球，不计空气阻力，求小球运动到离抛出点处所经历的时间可能是（）（

）A． B． C． D．【答案】BD【详解】取向上为正方向，小球运动到抛出点上方处时，小球位移为20米，则根据代入数据解得小球运动到抛出点下方处时，小球位移为-20米，则根据代入数据解得，（舍去）故选BD。12．2021年5月15日7时18分，我国首个火星探测器“天问一号”成功着陆火星预选着陆区，迈出了中国自主开展行星探测的第一步。若一物体从火星表面竖直向上抛出，取竖直向上为正方向，运动过程的图像如图所示，不计一切阻力。下列说法正确的是（）A．该物体上升的时间为B．火星表面的重力加速度大小为C．该物体落地时的速度大小为D．该物体抛出时的速度大小为【答案】BC【详解】A．x-t图像的斜率表示速度，由图像可知，0～5s内斜率为正，因此该物体的上升时间为5s，故A错误；由图像可知，物体从最高点下落50m，所用的时间为5s解得a=4m/s2故B正确；CD．该物体的落地时间为10s，以最高点作为分析的零时刻，物体做初速度为零的匀变速直线运动，则物体落地时的速度为v1=a（t1-5）=4×5m/s=20m/s方向向下，根据对称性可知物体抛出时的速度大小为20m/s，故C正确，D错误。故选BC。13．（1）通过竖直上抛运动的v-t图像与坐标轴围成面积的物理意义，证明从抛出到落回抛出点的过程中；落回到抛出点时速率等于抛出时的速率且上升的时间等于下落时间；（2）如图所示，将质量m=0.2kg的小球，从地面上方h=0.8m处以v0=3m/s的速度竖直上抛，不计空气阻力，求：从抛出到落地，共需多长时间t？（g=10m/s2）【答案】（1）见详解；（2）0.8s【详解】（1）规定初速度的方向为正方向，竖直上抛运动的v-t图像如图所示v-t图像与坐标轴围成的面积等于物体的位移，由面积可知当时间轴上方面积大小等于时间轴下方面积大小时物体落回抛出点，由v-t图像可知落回到抛出点时速率等于抛出时的速率且上升的时间等于下落时间；（2）设经过时间t落地，由位移时间关系得解得14．如图所示，在离地面高H处以的速度竖直向上抛出一个小球，地面上有一长的小车，其前端M距离抛出点的正下方，小球抛出的同时，小车由静止开始向右做的匀加速直线运动，已知小球落地前最后1s内下落的高度为，忽略空气阻力及小车的高度，重力加速度g取，求：（1）小球离地的最大高度；（2）小球在空中运动的总时间，并通过计算分析小车能否接住小球；（3）当小车末端N到达抛出点正下方时，便立即做加速度大小恒为，方向与此时速度方向相反的匀变速直线运动，为了让小车接住小球，试确定加速度的范围。【答案】（1）45m；（2）4s，不能；（3）【详解】（1）设小球竖直上抛到最高点时间为，有可得到达最高点后，小球做自由落体运动，设最高点到地面的高度为h