高中物理 第三章 拋體運(yùn)動(dòng) 3.2 豎直方向上的拋體運(yùn)動(dòng)同步測(cè)試 魯科版必修2.doc

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3.2 豎直方向上的拋體運(yùn)動(dòng) 一、單選題（共10題；共20分） 1.公園里的噴泉的噴嘴與地面相平且豎直向上，某一噴嘴噴水流量Q=5L/s，水的出口速度v0="20" m/s,不計(jì)空氣阻力。則處于空中的水的體積是（g=10m/s2）（） A.15 LB.40 LC.20 LD.30 L 2.將物體從空中的A點(diǎn)以一定的初速度豎直向上拋出，不計(jì)空氣阻力，1s末物體的速率為9.8m/s，則此時(shí)物體的位置和速度方向是（ ） A.在A點(diǎn)上方，速度方向向下B.在A點(diǎn)上方，速度方向向上 C.在A點(diǎn)，速度方向向下D.在A點(diǎn)下方，速度方向向下 3.在某高處A點(diǎn)，以v0的速度同時(shí)豎直向上與向下拋出a、b兩球，不計(jì)空氣阻力，則下列說(shuō)法中正確的是（ ） A.兩球落地的時(shí)間差為 B.兩球落地的時(shí)間差為 C.兩球落地的時(shí)間差與高度有關(guān)D.條件不足，無(wú)法確定 4.在離地高h(yuǎn)處，沿豎直方向向上和向下拋出兩個(gè)小球，它們的初速度大小均為v，不計(jì)空氣阻力，兩球落地的時(shí)間差為（　?。? A.B.C.D. 5.站在高樓的陽(yáng)臺(tái)上伸出手，從離地高20m處以初速度10m/s豎直上拋一小球，不計(jì)空氣阻力，則物體在拋出點(diǎn)下方15m處時(shí)，所經(jīng)歷的時(shí)間是（取g=10m/s2）（ ） A.1 sB.2 sC.3 sD.3.5 s 6.關(guān)于豎直上拋運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的是（ ） A.上升過(guò)程是減速運(yùn)動(dòng)，加速度越來(lái)越??；下降過(guò)程是加速運(yùn)動(dòng) B.上升時(shí)加速度小于下降時(shí)加速度 C.在最高點(diǎn)速度為零，加速度也為零 D.無(wú)論在上升過(guò)程、下落過(guò)程、最高點(diǎn)，物體的加速度都是g 7.將一物體以某一初速度豎直上拋．物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中收到一大小不變的空氣阻力作用，它從拋出點(diǎn)到最高點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t1 ， 再?gòu)淖罡唿c(diǎn)回到拋出點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t2 ， 如果沒有空氣阻力作用，它從拋出點(diǎn)到最高點(diǎn)所用的時(shí)間為t0 ． 則（ ） A.t1＞t0 ， t2＜t1B.t1＜t0 ， t2＞t1C.t1＞t0 ， t2＞t1D.t1＜t0 ， t2＜t1 8.從離地面3m高處豎直向上拋出一個(gè)小球，它上升5m后回落，最后到達(dá)地面．此過(guò)程中（ ） A.小球通過(guò)的路程是8 mB.小球的位移大小是13 m C.小球的位移大小是3 mD.小球的位移方向是豎直向上 9.如果不計(jì)空氣阻力，要使一顆禮花彈上升至320m高處，在地面發(fā)射時(shí)，豎直向上的初速度至少為（g取10m／s2）（） A.40m／sB.60m／sC.80m／sD.100m／s 10.將一小球以一定的初速度豎直向上拋出，空氣阻力不計(jì)．下面四個(gè)速度圖像中表示小球運(yùn)動(dòng)的v﹣t圖像是（ ） A.B.C.D. 二、多選題（共4題；共12分） 11.某物體以20m/s的初速度豎直上拋，不計(jì)空氣阻力，g=10m/s2 ， 則1s內(nèi)物體的（ ） A.路程為25mB.位移大小為15 m，方向豎直向上 C.速度改變量的大小為10 m/s，方向豎直向下D.平均速度大小為5 m/s，方向豎直向上 12.將一個(gè)小球豎直向上拋出，最終落回拋出點(diǎn)，若運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受阻力大小恒定，方向與運(yùn)動(dòng)方向相反．則上升過(guò)程與下降過(guò)程相比較，下列說(shuō)法中正確的是（ ） A.上升階段加速度大B.下降階段加速度大C.上升階段運(yùn)動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)D.下降階段運(yùn)動(dòng)時(shí)間長(zhǎng) 13.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 ， 5s內(nèi)物體的（ ） A.路程為65 mB.位移大小為25 m，方向向上 C.速度改變量的大小為10 m/sD.平均速度大小為13 m/s，方向向上 14.某物體以40m/s的初速度豎直上拋，不計(jì)空氣阻力，g取10m/s2 ， 5s內(nèi)物體的（ ） A.路程為100mB.位移大小為75m，方向豎直向上 C.速度改變量的大小為30m/sD.平均速度大小為15m/s，方向豎直向上 三、解答題（共2題；共10分） 15.一跳水運(yùn)動(dòng)員從離水面3m高的平臺(tái)豎直向上躍起，在此過(guò)程中可把運(yùn)動(dòng)員看作質(zhì)點(diǎn)，躍起后上升0.2m達(dá)到最高點(diǎn)，落水時(shí)身體豎直，求運(yùn)動(dòng)員從起跳到落水的時(shí)間是多少？（不計(jì)空氣阻力，g取10m/s2） 16.氣球以20m/s的速度沿豎直方向勻速上升，當(dāng)它上升到離地160m的高處時(shí)，一重物從氣球上掉落，則重物需要經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間才能落到地面？到達(dá)地面時(shí)的速度是多大？（g取10m/s2 ， 不計(jì)空氣阻力） 四、綜合題（共2題；共25分） 17.李煜課外活動(dòng)小組自制一枚火箭，火箭從地面發(fā)射后，始終在垂直于地面的方向上運(yùn)動(dòng)，火箭點(diǎn)火后可認(rèn)為做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)6s到達(dá)離地面60m高處時(shí)燃料恰好用完，若不計(jì)空氣阻力，取g=10m/s2 ， 求： （1）燃料恰好用完時(shí)火箭的速度； （2）火箭離地面的最大高度； （3）火箭從發(fā)射到殘骸落回地面過(guò)程的總時(shí)間． 18.某人站在高樓的平臺(tái)邊緣，以20m/s的初速度豎直向上拋出一石子．不考慮空氣阻力，g取10m/s2 ， 則： （1）物體上升過(guò)程中的平均速度是多少？ （2）石子從拋出到下落至拋出點(diǎn)正下方60m所需的時(shí)間是多少？  答案解析部分 一、單選題 1.【答案】C 【解析】【分析】先根據(jù)速度時(shí)間公式得出上升和下降的總時(shí)間，然后根據(jù)V=Qt計(jì)算處于空中的水的體積。 噴嘴處水流速度為20m/s，即水上拋運(yùn)動(dòng)的初速度為20m/s，對(duì)于從上拋到落地的過(guò)程，位移x為零，根據(jù)位移時(shí)間公式，有 帶入數(shù)據(jù)，解得 t=0（舍去）或 即水在空中停留時(shí)間為4s，故處于空中的水的體積為V=Qt=54=20L 故選C。 【點(diǎn)評(píng)】本題關(guān)鍵是對(duì)水在空中運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過(guò)程運(yùn)用位移公式列式求解出總時(shí)間，然后根據(jù)體積與流量關(guān)系公式V=Qt列式求解。 2.【答案】B 【解析】【解答】解：取豎直向上方向正方向． A、若物體此時(shí)的位置在A點(diǎn)上方，速度方向向下，v=﹣9.8m/s，由公式v=v0﹣gt得，v0=0，與題干條件不符．A不符合題意． B、若物體此時(shí)的位置在A點(diǎn)上方，速度方向向上，v=9.8m/s，由公式v=v0﹣gt得，v0=20m/s，是可能的，B符合題意． C、若物體此時(shí)的位置正在A點(diǎn)，速度方向向下，v=﹣9.8m/s，由公式v=v0﹣gt得，v0=0，與題干條件不符．C不符合題意． D、若物體做自由落體運(yùn)動(dòng)，1s后物體的速率v=gt=9.8m/s，而題中物體做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，物體先向上做勻減速運(yùn)動(dòng)，1s后物體的速率變?yōu)?.8m/s，此時(shí)物體的位置不可能在A點(diǎn)的下方，否則速率必小于9.8m/s．D不符合題意． 故答案為：B 【分析】豎直上拋運(yùn)動(dòng)可以看成末速度為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)，，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律列式求解即可。 3.【答案】B 【解析】【解答】解：小球a豎直向下拋，做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度為g； 小球b豎直上拋，從拋出到返回出發(fā)點(diǎn)的過(guò)程的時(shí)間為： ，此后做初速度為v0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，與小球a之前的運(yùn)動(dòng)情況相同； 故兩個(gè)球落地的時(shí)間差值為： 故選B． 【分析】?jī)蓚€(gè)小球都做拋體運(yùn)動(dòng)，只受重力，故加速度為g，然后將上拋的小球的運(yùn)動(dòng)分段考慮． 4.【答案】A 【解析】【解答】解：由于不計(jì)空氣阻力，兩球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能都守恒，設(shè)落地時(shí)速度為v′，則由機(jī)械能守恒定律得： mgh+ = 則得：v′= ，所以落地時(shí)兩球的速度大小相等． 對(duì)于豎直上拋的小球，將其運(yùn)動(dòng)看成一種勻減速直線運(yùn)動(dòng)，取豎直向上為正方向，加速度為﹣g，則運(yùn)動(dòng)時(shí)間為：t1= = 對(duì)于豎直下拋的小球，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為：t2= 故兩球落地的時(shí)間差為：△t=t1﹣t2= 故A正確，BCD錯(cuò)誤 故選：A． 【分析】小球都作勻變速直線運(yùn)動(dòng)，機(jī)械能守恒，可得到落地時(shí)速度大小相等，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式表示運(yùn)動(dòng)時(shí)間，得到落地時(shí)間差． 5.【答案】C 【解析】【解答】解：取豎直向上方向?yàn)檎较颍?dāng)石塊運(yùn)動(dòng)到拋出點(diǎn)下方離拋出點(diǎn)15m時(shí)，位移為x=﹣15m， 由x=v0t﹣ gt2代入得： ﹣15=10t﹣ 10t2 ， 解得t1=3s，t2=﹣1s（舍去）． 故選：C． 【分析】取豎直向上方向?yàn)檎较?，豎直上拋運(yùn)動(dòng)可以看成一種加速度為﹣g的勻減速直線運(yùn)動(dòng)；當(dāng)石塊運(yùn)動(dòng)到拋出點(diǎn)下方離拋出點(diǎn)15m時(shí)，位移為x=﹣15m，根據(jù)位移公式求出時(shí)間． 6.【答案】D 【解析】【解答】解：A、豎直上拋運(yùn)動(dòng)，上升過(guò)程中做勻減速運(yùn)動(dòng)，下降過(guò)程做勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度不變，故A錯(cuò)誤． B、豎直上拋運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，上升過(guò)程和下降過(guò)程中的加速度相同，故B錯(cuò)誤． C、在最高點(diǎn)，速度為零，加速度不為零，故C錯(cuò)誤． D、豎直上拋運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過(guò)程中加速度都為g，故D正確． 故選：D． 【分析】豎直上拋運(yùn)動(dòng)的加速度不變，做勻變速運(yùn)動(dòng)，上升過(guò)程中做勻減速運(yùn)動(dòng)，下降過(guò)程中做勻加速運(yùn)動(dòng)． 7.【答案】B 【解析】【解答】解：不計(jì)阻力時(shí)，物體做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)其運(yùn)動(dòng)的公式可得： ， 當(dāng)有阻力時(shí)，設(shè)阻力大小為f，上升時(shí)有： mg+f=ma， 上升時(shí)間 有阻力上升位移與下降位移大小相等，下降時(shí)有 mg﹣f=ma1 ， ， 根據(jù) ，可知t1＜t2故ACD錯(cuò)誤，B正確． 故選：B． 【分析】題中描述的兩種情況物體均做勻變速運(yùn)動(dòng)，弄清兩種情況下物體加速度、上升高度等區(qū)別，然后利用勻變速運(yùn)動(dòng)規(guī)律求解即可． 8.【答案】C 【解析】【解答】解：物體軌跡如圖： 所以路程為：5+8=13m 位移：如圖紅線所示：大小為3m，方向豎直向下 故選：C． 【分析】此題與豎直上拋運(yùn)動(dòng)有關(guān)，其實(shí)是考查的位移和路程，路程：物體運(yùn)動(dòng)軌跡的長(zhǎng)度，標(biāo)量；位移：由初位置指向末位置的一條有向線段，矢量． 9.【答案】C 【解析】【分析】禮花在上升過(guò)程中，做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，加速度為g，最高點(diǎn)速度為零，可將過(guò)程逆過(guò)來(lái)，即禮花從320m高空開始做自由落體運(yùn)動(dòng)，根據(jù)公式可得，，然后根據(jù)公式可得，C正確。 【點(diǎn)評(píng)】豎直上拋運(yùn)動(dòng)和自由落體運(yùn)動(dòng)是互逆的，所以在很多計(jì)算里，可將豎直上拋運(yùn)動(dòng)逆過(guò)來(lái)用自由落體運(yùn)動(dòng)代替，這樣會(huì)更簡(jiǎn)便。 10.【答案】C 【解析】【解答】解：豎直上拋運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng)，速度時(shí)間關(guān)系為： v=v0﹣gt 故v﹣t圖像是一條直線，速度反向后加速度不變； 故選：C． 【分析】豎直上拋運(yùn)動(dòng)中，物體只受重力，加速度恒定，故v﹣t圖像的斜率一定，為一條直線． 二、多選題 11.【答案】B,C 【解析】【解答】解：A、物體做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，是一種勻減速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)位移時(shí)間關(guān)系公式，物體1s內(nèi)的位移為： x=v0t﹣ gt2=201﹣ 1012=15m 1s末物體的速度：v1=v0﹣gt=20﹣101=10m/s， 可知方向仍然向上，由于在1s內(nèi)物體運(yùn)動(dòng)的方向一直向上，所以路程也是15m，故A錯(cuò)誤，B正確； C、加速度大小為g，故速度改變量為△v=gt=101=10m/s，豎直向下；故C正確； D、平均速度是位移與時(shí)間的比值，故平均速度為： = = =15m/s，故D錯(cuò)誤； 故選：BC 【分析】物體豎直上拋后，只受重力，加速度等于重力加速度，可以把物體的運(yùn)動(dòng)看成一種勻減速直線運(yùn)動(dòng)，由速度位移關(guān)系公式求出最大高度，由位移時(shí)間關(guān)系公式求解位移，由△v=at求出速度的改變量．平均速度等于位移與時(shí)間的比值．根據(jù)這些知識(shí)分析解答． 12.【答案】A,D 【解析】【解答】解：AB、根據(jù)牛頓第二定律可得：上升過(guò)程中的加速度大小為：a1= ，下落過(guò)程中的加速度大小為：a2= ，所以A正確、B錯(cuò)誤； CD、上升過(guò)程中和下落過(guò)程中的位移相等，根據(jù)位移時(shí)間關(guān)系可得：h= ，則有：t= ，上升過(guò)程中的加速度大，則時(shí)間段，所以C錯(cuò)誤、D正確． 故選：AD． 【分析】根據(jù)牛頓第二定律求解加速度大??；根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移時(shí)間關(guān)系求解時(shí)間的大?。? 13.【答案】A,B 【解析】【解答】解：A、物體上升到最高點(diǎn)的時(shí)間 ，則下降的時(shí)間t2=2s，上升的位移大小 ，下降的位移大小 ，則路程s=x1+x2=45+20m=65m．故A正確． B、位移的大小x=x1﹣x2=45﹣20m=25m，方向向上，故B正確． C、速度的變化量△v=gt=105m/s=50m/s，故C錯(cuò)誤． D、5s末的速度v=v0﹣gt=30﹣50m/s=﹣20m/s，則平均速度的大小 ，方向向上，故D錯(cuò)誤． 故選：AB． 【分析】根據(jù)上升的位移大小和下降的位移大小求出路程的大小，從而得出位移的大小和方向，根據(jù)速度時(shí)間公式求出速度的變化量，結(jié)合平均速度的推論求出平均速度． 14.【答案】B,D 【解析】【解答】解：A、B：判斷上升階段需要的時(shí)間，由：v=v0+at得： 0=40﹣10t，解得：t=4s 上升的最大高度：h= =204=80m 下落1s下落的距離為：x= 所以5s內(nèi)的路程為：h+x=85m，故A錯(cuò)誤， 5s內(nèi)的位移為：h﹣x=80﹣5=75m，方向豎直向上，故B正確； C：豎直上拋運(yùn)動(dòng)是勻變速運(yùn)動(dòng)：△v=at=﹣gt，代入數(shù)據(jù)得：△v=﹣105=﹣50m/s，速度的改變量大小為50m/s，故C錯(cuò)誤； D： =15m/s，方向豎直向上，故D正確． 故選：BD 【分析】物體做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，求解時(shí)要求求出路程位移等物理量，我們可采用分段法或整體法進(jìn)行求解，求解時(shí)要選擇合適的方法，題目要求求路程，所以最好用分段法． 三、解答題 15.【答案】解：向上躍起運(yùn)動(dòng)員做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)到達(dá)最高點(diǎn)的時(shí)間t，由位移公式，有： = =0.2s 運(yùn)動(dòng)員從最高點(diǎn)開始做自由落體運(yùn)動(dòng)，下落的過(guò)程中滿足：H+h= 解得： = =0.8s 因此，運(yùn)動(dòng)員從向上躍起開始算起可用于完成空中動(dòng)作的時(shí)間為： t=t1+t2=0.2+0.8=1.0s 答：運(yùn)動(dòng)員從起跳到落水的時(shí)間是1.0s． 【解析】【分析】將整個(gè)過(guò)程分為上升過(guò)程和下降過(guò)程進(jìn)行求解，上升做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，求出上升的時(shí)間，下落做自由落體運(yùn)動(dòng)，求出自由落體的時(shí)間，兩個(gè)時(shí)間之和為運(yùn)動(dòng)員在空中完成動(dòng)作的時(shí)間． 16.【答案】解：取全過(guò)程為一整體進(jìn)行研究，從重物自氣球上掉落開始計(jì)時(shí)，經(jīng)時(shí)間t落地，規(guī)定初速度方向?yàn)檎较?，畫出運(yùn)動(dòng)草圖，如圖所示． 重物在時(shí)間t內(nèi)的位移h=﹣160m， 將h=﹣160 m，v0=20 m/s代入位移公式h=v0t﹣ gt2 ， 解得t=8s或t=﹣4s（舍去）； 所以重物落地速度為：v=v0﹣gt=20 m/s﹣108 m/s=﹣60 m/s， 其中負(fù)號(hào)表示方向豎直向下，與初速度方向相反． 答：重物需要經(jīng)過(guò)8s時(shí)間才能落到地面；到達(dá)地面時(shí)的速度是60 m/s，方向向下． 【解析】【分析】重物由氣球里掉落，由于慣性，保持原來(lái)向上的速度做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，將其運(yùn)動(dòng)看成勻減速直線運(yùn)動(dòng)，落地時(shí)位移大小為160m，方向豎直向下，根據(jù)位移時(shí)間公式求解落地時(shí)間； 根據(jù)速度時(shí)間公式求解到達(dá)地面時(shí)的速度． 四、綜合題 17.【答案】（1）解：燃料用完前火箭做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)燃料恰好用完時(shí)火箭的速度為v， 平均速度為： 燃料恰好用完時(shí)火箭的速度為：v=2 =20m/s （2）解：火箭燃料耗盡后能夠繼續(xù)上升的高度： ， 故火箭離地的最大高度：H=h+h1=60m+20m=80m （3）解：殘骸落回地面過(guò)程的過(guò)程是自由落體運(yùn)動(dòng)， 設(shè)下落的時(shí)間為t1 ， 則H= ， 解得 ， 設(shè)火箭燃料耗盡后能夠繼續(xù)上升的時(shí)間為t2 ， 則 t2= ， 所以總時(shí)間t=6s+2s+4s=12s 【解析】【分析】（1）根據(jù)平均速度公式列式求解；（2）火箭推力消失后，由于慣性，繼續(xù)上升，做上拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)速度位移公式求解繼續(xù)上升的高度，最后得到總高度；（3）燃料用完后火箭做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)速度時(shí)間公式求出繼續(xù)上升的時(shí)間，殘骸落回地面過(guò)程的過(guò)程是自由落體運(yùn)動(dòng)，根據(jù)位移時(shí)間公式求出下落時(shí)間，總時(shí)間等于上升的總時(shí)間加上下落的時(shí)間． 18.【答案】（1）解：物體上升過(guò)程中做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，則平均速度為： = = =10m/s （2）解：以豎直向上為正方向，由題意可得： v0=20m/s，a=﹣g=﹣10m/s2 ， x=﹣60m， 由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移公式得：x=v0t+ at2 ， 即：﹣60=20t﹣ 10t2 ， 解得：t=6s；（另一負(fù)值舍去） 【解析】【分析】（1）物體做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，上升過(guò)程中做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，由公式 = 求平均速度．（2）將物體的運(yùn)動(dòng)看成一種勻減速直線運(yùn)動(dòng)，應(yīng)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移時(shí)間公式可以求出物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)間．