高考物理模型專練與解析模型02豎直上拋運(yùn)動（教師版含解析）

02豎直上拋運(yùn)動1．將一物體(距地面足夠高)以的初速度豎直向上拋出，經(jīng)過時間物體到拋出點的距離為。忽略空氣阻力，取重力加速度，則為()A． B． C． D．【答案】C【詳解】取豎直向上為正方向，物體上升的最大高度為則物體不可能達(dá)到拋出點上方25m處，則當(dāng)物體位于拋出點下方25m時，根據(jù)解得(舍去)故選C。2．在離地面高處，以的速度同時豎直向上與向下拋出甲、乙兩小球，不計空氣阻力，小球落地后就不再彈起，重力加速度，下列說法正確的是()A．乙球落地時的速度較大 B．兩小球落地的時間差為C．乙球落地時甲球恰好運(yùn)動到最高位置 D．時，兩小球相距【答案】D【詳解】A．由題意知，從拋出到落地過程中對甲有代入數(shù)據(jù)解得v1=30m/s；對乙有代入數(shù)據(jù)解得v2=30m/s；故可知落地時兩球速度一樣大，故A錯誤；B．設(shè)向下為正方向，對甲分析根據(jù)豎直上拋運(yùn)動規(guī)律有解得或(舍去)；同理對乙分析有解得或(舍去)所以兩小球落地的時間差為故B錯誤；C．經(jīng)過1s乙球落地，此時甲速度大小為說明此時甲不在最高處，故C錯誤；D．當(dāng)t=2s時，乙已經(jīng)落地，對甲有所以此時兩球的距離為故D正確。故選D。3．一小石塊自空中的A點被豎直向上拋出，初速度為5m/s。若不計空氣阻力，則該石塊可能會()A．在A點上方的某位置，以4m/s的速率向上運(yùn)動B．在A點上方的某位置，以6m/s的速率向下運(yùn)動C．在A點下方的某位置，以3m/s的速率向下運(yùn)動D．在A點下方的某位置，以4m/s的速率向上運(yùn)動【答案】A【詳解】不計空氣阻力，豎直上拋運(yùn)動是勻變速運(yùn)動，具有對稱性，向上運(yùn)動的過程是勻減速運(yùn)動，向下運(yùn)動的過程是勻加速運(yùn)動，回到出發(fā)點時的速度大小等于拋出時的速度大?。訟點上方的速度大小都小于5m/s，A點下方的速度大小都大于5m/s。故A正確，BCD錯誤。故選A。4．在距離地面足夠高的地方，豎直向上拋出一個小球A，初速度大小為2v，同時從該高度處自由落下另一小球B。不計空氣阻力，重力加速度為g，則當(dāng)小球A落回拋出點時，小球B下落的高度為()A． B． C． D．【答案】A【詳解】設(shè)豎直向上為正方向，設(shè)小球A落回拋出點時經(jīng)歷的時間為t，小球A落回拋出點由運(yùn)動學(xué)公式得解得則小球B下落的高度為故選A。5．將一個小球以5m/s的初速度在高臺邊緣豎直上拋，不計空氣阻力，取豎直向下為正方向，g=10m/s2，則前2s內(nèi)()A．小球速度的變化量為10m/sB．小球的位移為11.25mC．小球運(yùn)動的路程為12.5mD．小球運(yùn)動的平均速度為10m/s【答案】C【詳解】A．前2s內(nèi)小球速度的變化量為A錯誤；B．小球的位移為B錯誤；C．小球上升的高度為上升所用時間為則小球下落的時間為小球下落的高度為前2s內(nèi)小球運(yùn)動的路程為C正確；D．小球運(yùn)動的平均速度為D錯誤；故選C。6．某人站在樓房頂層豎直向上拋出一個小球，上升到最大高度的時間為3s，則小球從拋出到下落經(jīng)過拋出點下方15m某點所用的時間，(取g=10m/s2)()A．3+(s) B．3+(s) C．3+(s) D．5s【答案】B【詳解】小球的初速度為設(shè)小球運(yùn)動時間為t，以向上為正方向，可得帶入數(shù)據(jù)解得故選B。7．磕頭蟲是一種不用足跳但又善于跳高的小甲蟲。當(dāng)它腹朝天、背朝地躺在地面上時，將頭用力向后仰，拱起體背，在身下形成一個三角形空區(qū)，然后猛然收縮體內(nèi)背縱肌，使重心迅速向下加速，背部猛烈撞擊地面，地面反作用力便將其彈向空中(設(shè)磕頭蟲撞擊地面和彈起的速率相等)。彈射錄像顯示，磕頭蟲拱背后重心向下加速(視為勻加速)的距離約為0.8mm，彈射最大高度約為24cm。人原地起跳方式是，先屈腿下蹲，然后突然蹬地向上加速。如果加速過程(視為勻加速)人的重心上升高度約為0.5m，假設(shè)人與磕頭蟲起跳時具有相同的向上的加速度，那么人離地后重心上升的最大高度可達(dá)(不計空氣阻力的影響)()A．150m B．75m C．15m D．7.5m【答案】A【詳解】設(shè)磕頭蟲向下的加速度為a，最大速度為v，則在彈起的過程中滿足聯(lián)立可得人向下蹲的過程中有起跳過程中代入數(shù)據(jù)解得故BCD錯誤，A正確。故選A。8．從地面上將一個小球豎直上拋，經(jīng)t時間小球經(jīng)過空中的某點A，再經(jīng)過t時間小球又經(jīng)過A點。不計空氣阻力，下列說法正確的是()A．小球上升的最大高度為gt2B．A點離拋出點的距離為gt2C．小球拋出時的速率為2gtD．小球拋出時的速率為3gt【答案】A【詳解】CD．根據(jù)豎直上拋運(yùn)動的對稱性，知小球豎直上拋運(yùn)動到最高點的時間為t+t=t．則豎直上拋的初速度v0=gt故C錯誤，D正確；A．小球上升的最大高度故A正確；B．從A點上升到最高點的時間為t，則A點距離最高點的高度h1=g(t)2=gt2則A點距地面的高度h2=h-h1=gt2故B錯誤。故選A。9．以10m/s的初速度從地面豎直上拋一石子，該石子兩次經(jīng)過小樹頂端的時間間隔為1.2s，則小樹高約為(忽略空氣阻力，重力加速度g取10m/s2)()A．1.2m B．2.4m C．3.2m D．4.2m【答案】C【詳解】設(shè)樹的高度為h，石子從開始運(yùn)動到第一次到達(dá)樹的頂端的時間為t，選取向上為正方向石子下落得過程中經(jīng)過樹的頂端時聯(lián)立可得h=3.2m故C正確，ABD錯誤。故選C。10．甲、乙兩實心小鋼球的質(zhì)量之比為，將它們從同一水平地面同時豎直上拋，甲上升的最大高度為H，乙上升的最大高度為2H，下列說法中正確的是()A．甲、乙在空中運(yùn)動的時間之比為B．甲、乙在空中運(yùn)動的時間之比為C．甲、乙豎直上拋的初速度之比為D．若將甲豎直上拋的初速度增加一倍，則甲上升的最大高度也為2H【答案】B【詳解】AB．甲、乙的下落過程是自由落體運(yùn)動，根據(jù)公式得又根據(jù)豎直上拋運(yùn)動的對稱性得甲在空中的運(yùn)動時間為，乙在空中的運(yùn)動時間為，所以甲、乙在空中運(yùn)動的時間之比為1：，故A錯誤，B正確；C．用“逆向思維”法解答，根據(jù)公式v=gt可知，甲、乙豎直上拋的初速度之比為1：，故C錯誤；D．若將甲豎直上拋的初速度增加一倍，用“逆向思維“法解答，由速度位移關(guān)系式可知，甲上升的最大高度為4H，故D錯誤。故選B。11．小球每隔0.2s從同一高度拋出，做初速度為6m/s的豎直上拋運(yùn)動，設(shè)它們在空中不相碰。第1個小球在拋出點以上能遇到的小球個數(shù)為(g取10m/s2)()A．7個 B．6個 C．5個 D．4個【答案】C【詳解】小球做豎直上拋運(yùn)動，從拋出到落地的整個過程是勻變速運(yùn)動，根據(jù)位移時間關(guān)系公式，則由x=v0t+at2代入數(shù)據(jù)有0=6t?×10t2解得t=0(舍去)或t=1.2s每隔0.2s拋出一個小球，故第一個小球在拋出點以上能遇到的小球數(shù)為N=?1=?1=5個故選C。12．某物體以30m/s的初速度豎直上拋，不計空氣阻力，g取10m/s2。從拋出開始計時，下列說法錯誤的是()A．5s內(nèi)物體的路程為65mB．5s內(nèi)物體的位移大小為25m，方向向上C．5s內(nèi)物體的速度改變量的大小為10m/sD．5s內(nèi)物體的平均速度大小為5m/s，方向向上【答案】ABD【詳解】A．物體上升到最大高度所用時間為上升的最大高度為自由下落2s的下降高度為則5s內(nèi)物體的路程為故A正確；BD．5s內(nèi)物體的位移大小為，方向向上5s內(nèi)物體的平均速度大小為，方向向上故BD正確；C．5s內(nèi)物體的速度改變量的大小為故C錯誤。故選ABD。13．t=0時將小球a從地面以一定的初速度豎直上拋，0.7s末小球a的速度大小為1m/s，方向向下；小球a拋出后，當(dāng)t=0.3s時，將小球b從地面上方某處靜止釋放，最終兩球同時落地。不計空氣阻力，選豎直向上為正方向。重力加速度大小g=10m/s2，下列說法正確的是()A．小球a拋出時的速率為8m/sB．小球a拋出后1s內(nèi)，小球a的平均速度為1m/sC．小球b釋放的高度為4.05mD．t=0.6s時，a、b之間的距離為1.8m【答案】BCD【詳解】A．小球a做豎直上拋運(yùn)動，以豎直向下為正方向，則0~0.7s內(nèi)，由勻變速直線運(yùn)動規(guī)律可得-v=v0-gt解得v0=gt-v=6m/s選項A錯誤；B．小球a在拋出后1s內(nèi)的位移為h=v0t-gt2=1m小球a拋出后1s內(nèi)，小球a的平均速度為B正確；C．小球a從拋出到落地所用的時間為t==1.2s當(dāng)t=0.3s時，將小球b從地面上方某處靜止釋放，最終兩球同時落地，因此小球小球b下落時間為tb=0.9s，由自由落體運(yùn)動規(guī)律可得h==4.05mC正確；D．t=0.6s時，小球a的位移為ha=v0t-gt2=1.8m即此時小球a距離地面的高度為1.8m。小球b下落的時間為0.3s，小球b的位移為hb=gt2=0.45mt=0.6s時，a、b之間的距離為hab=4.05m-0.45m-1.8m=1.8mD正確。故選BCD。14．將一個物體豎直向上拋出，考慮空氣阻力的作用，物體的速度變化快慢與物體只受重力時不同。在一次實驗中，測得物體的v—t圖像如下圖，根據(jù)圖像中所給出的信息，以下說法中正確的是()A．上升階段的加速度比下落階段的加速度大B．上升的最大高度為0.96mC．物體從最高點落回拋出點時間比從拋出點上升到最高點的時間短D．物體落回拋出點的速度比拋出時的初速度小【答案】ABD【詳解】A．根據(jù)v-t圖象的斜率等于加速度，斜率越大，加速度越大，可知上升階段的加速度比下落階段的加速度大，故A正確；

B．物體在0-0.4s內(nèi)上升，由圖象與時間軸所圍的面積表示位移，可得最大高度為故B正確；C．物體從最高點落回拋出點時的位移與從拋出點上升到最高點的位移大小相等，由v-t圖象面積表示位移得出物體從最高點落回拋出點時比從拋出點上升到最高點的時間長，故C錯誤；

D．由于空氣阻力做負(fù)功，物體的機(jī)械能減小，則物體落回拋出點的速度比拋出時的初速度小，故D正確。

故選ABD。15．在足夠高的空中某點豎直上拋一物體，拋出后第5s內(nèi)物體的位移大小為4m，方向向上，設(shè)物體拋出時的速度方向為正方向，忽略空氣阻力的影響，g取。則關(guān)于物體的運(yùn)動，下列說法正確的是()A．物體的上升時間是4.9s B．第5s內(nèi)的平均速度是－4m/sC．4s末的瞬時速度是9m/s D．10s內(nèi)位移為－100m【答案】AC【詳解】AC．第5s內(nèi)物體的位移的方向向上，根據(jù)得解得第5s內(nèi)的初速度為上升到最高點還需的時間則物體上升的時間為故AC正確；B．設(shè)物體拋出時的速度方向為正方向，且第5s內(nèi)物體的位移大小為4m，方向向上，則第5s內(nèi)的平均速度是4m/s，故B錯誤；D．第5s的初速度為9m/s時，則物體豎直上拋的初速度可知10s末的速度為可得，10s末的速度為－51m/s，根據(jù)得故D錯誤。故選AC。16．質(zhì)量為1kg的小球以一定初速度從地面豎直向上拋出。選擇地面為參考平面，在上升0.5m的過程中，小球的速度的平方()隨上升高度(h)的變化如圖所示。若空氣阻力大小恒定不變，重力加速度g取10m/s2。下列說法正確的是()A．小球受到的空氣阻力大小為2NB．小球從拋出至上升到最高點經(jīng)歷的時間為0.5sC．小球從拋出至返回到拋出點經(jīng)歷的時間為1.0sD．小球返回到拋出點時的速度為4m/s【答案】AB【詳解】A．由，結(jié)合圖像可得a=12m/s2根據(jù)牛頓第二定律可得f=ma－mg=2N故A正確；B．根據(jù)得小球從拋出至上升到最高點經(jīng)歷的時間t=0.5s故B正確；CD．根據(jù)勻變速直線運(yùn)動規(guī)律可得，小球上升的最大高度H=1.5m根據(jù)牛頓第二定律可得，下降過程的加速度=8m/s2根據(jù)可得從最高點下降到拋出點經(jīng)歷的時間s大于0.5s，所以小球從拋出至返回拋出點經(jīng)歷的時間大于1.0s，根據(jù)可得小球返回到拋出點時的速度為m/s，故CD錯誤。故選AB。17．一小球自5m高處自由下落，當(dāng)它與水平地面每碰撞一次后，速度大小減小為碰撞前的，不計空氣阻力，g取10m/s2，則下列說法正確的是()A．第一次下落的時間與第二次下落的時間之比為B．第二次彈起的高度為第一次彈起時高度的C．小球第一次下落的最后0.5s所下落的高度為D．小球開始運(yùn)動2.6s經(jīng)過的總路程為11m【答案】AC【詳解】A．設(shè)小球第一次落地時速度為v0，則有那么第二次、第三次、……第n+1次落地速度分別為，……，根據(jù)速度－時間關(guān)系可得，則小球第一次下落的時間與第二次下落的時間之比為故A正確；B．小球開始下落到第一次與地相碰經(jīng)過的路程為小球第一次與地相碰后彈起的高度是小球第二次與地相碰后彈起的高度是所以第二次彈起的高度與第一次彈起時高度之比為故B錯誤；C．小球下落的總時間為則小球第一次下落的最后0.5s所下落的高度為故C正確；D．小球第1下落時間為小球從第1次與地面相撞到第2次與地面相撞經(jīng)過的時間為小球第一次與地相碰后彈起的高度是小球開始運(yùn)動2.6s經(jīng)過的總路程為故D錯誤。故選AC。18．在某一高度以的初速度豎直上拋一個小球(不計空氣阻力)，當(dāng)小球速度大小為10m/s時，以下判斷正確的是(g取10m/s2)()A．小球在這段時間內(nèi)的平均速度大小可能為5m/s，方向向下B．小球的位移大小一定是15mC．小球在這段時間內(nèi)的平均速度大小可能為5m/s，方向向上D．小球在這段時間內(nèi)的平均速度大小可能為15m/s，方向向上【答案】BCD【詳解】ACD．小球被豎直向上拋出，做的是勻變速直線運(yùn)動，平均速度可以用勻變速直線運(yùn)動的平均速度公式求出。規(guī)定豎直向上為正方向，當(dāng)小球的末速度大小為10m/s、方向豎直向上時，，用公式求得平均速度為15m/s，方向豎直向上；當(dāng)小球的末速度大小為10m/s、方向豎直向下時，，用公式求得平均速度大小為5m/s，方向豎直向上，故A錯誤，BD正確；C．由于末速度大小為10m/s時，球的位置一定，距起點的位移C正確。故選BCD。19．(SpaceX)創(chuàng)始人埃隆馬斯克透露，名為SN8的星際飛船原型機(jī)看起來并不像是宇宙飛船，它們看起來更像一個閃亮的圓柱體結(jié)構(gòu)的艙體，更形象一點也可以稱為“大號鍋爐”，它們的頂部有一個方形質(zhì)量模擬器。設(shè)火箭發(fā)射后始終在垂直于地面的方向上運(yùn)動?；鸺c火后可認(rèn)為做勻加速直線運(yùn)動，經(jīng)過4s到達(dá)離地面40m高處時燃料恰好用完，若不計空氣阻力，取g=10m/s2，求：(1)畫出該物體一維運(yùn)動分析圖；(2)燃料恰好用完時火箭的速度大?。?3)火箭上升離地面的最大高度；(4)火箭從發(fā)射到返回發(fā)射點的時間?！敬鸢浮?1)；(2)20m/s；(3)60m；(4)9.46s【詳解】(1)如圖所示(2)設(shè)燃料恰好用完時火箭的速度為v，根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式有h=t，解得v=20m/s(3)火箭能夠繼續(xù)上升的時間t1==s=2s火箭能夠繼續(xù)上升的高度h1==m=20m因此火箭離地面的最大高度H=h＋h1=60m(4)火箭由最高點落至地面的時間t2==s=2s火箭從發(fā)射到返回發(fā)射點的時間t總=t＋t1＋t2≈9.46s20．2021年中秋月圓之夜恰逢中華人民共和國成立71周年國慶佳節(jié)，可謂雙喜臨門，洛陽舉辦中秋焰火晚會，煙花璀璨不夜天。我國宋代已經(jīng)出現(xiàn)沖天炮這種玩具(如圖)，也叫“起火”，逢年過節(jié)人們都要放“起火”慶祝。若沖天炮由靜止發(fā)射豎直升空時加速度大小為，第末從火箭掉出一可視為質(zhì)點的碎片，忽略空氣阻力，g取，求：(1)碎片最高可上升到距地面的高度；(2)碎片從沖天炮上掉出之后到落回地面的時間?！敬鸢浮?1)60m；(2)【詳解】(1)前碎片做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動，加速度，方向豎直向上,末碎片的速度為位移為碎片掉出后以的初速度做豎直上拋運(yùn)動，上升的高度為碎片最高可上升到距地面(2)碎片從沖天炮上脫落后上升所用時間設(shè)從最高點下落到地面的時間為，則，即碎片從沖天炮上掉出之后到落回地面時間21．某人在離地高H=25m的處將一小球以初速度v0=20m/s豎直向上拋出，它拋出以后運(yùn)動的過程中，(忽略阻力，g=10m/s2)求：(1)小球拋出后離地的最大高度h；(2)小球從拋出到落到地的時間t；(3)小球落地的速度v?！敬鸢浮?1)20m；(2)3s；(3)【詳解】(1)以初速度方向為正方向，小