专题1.8 竖直上抛运动--2024高考物理模拟题分类（名师解析）
文档属性
| 名称 | 专题1.8 竖直上抛运动--2024高考物理模拟题分类（名师解析） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 2.0MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-05-20 16:37:03 | ||
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文档简介
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2024高考物理模拟题分类解析
第一部分 运动的描述和直线运动
专题1.8 竖直上抛运动
1. （2023山东烟台一模）甲、乙两个小球先后从同一水平面的两个位置，以相同的初速度竖直向上抛出，小球距抛出点的高度h与时间t的关系图像如图所示。不计空气阻力，重力加速度为，则两小球同时在同一水平线上时，距离抛出点的高度为（ ）
A. B. C. D.
【参考答案】D
【名师解析】
根据竖直上抛运动规律，竖直向上运动到同一水平线上时，乙小球的运动时间为
甲小球到达的最高点高度为
甲小球下落的高度为
故该位置距离抛出点的高度为
故选D。
2. （2023河北唐山一模）将物体以一定初速度在某行星表面竖直上抛，从抛出开始计时，落回抛出点前，物体第1s内和第4s内通过的位移大小相等。已知该行星半径和地球半径相同的，地球表面的重力加速度为，不计空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A. 地球的平均密度和该行星的平均密度之比为1：5
B. 该行星和地球的第一宇宙速度之比为
C. 将物体在地球表面以相同的初速度竖直抛出后上升的最大高度1.6m
D. 该行星表面的自由落体加速度大小为
【参考答案】B
【名师解析】
设该星球表面的重力加速度为g′，物体第1s内和第4s内通过的位移大小相等，则
带入数据解得
g′=2m/s2
根据
则
地球的平均密度和该行星的平均密度之比为
选项AD错误；
B．根据
解得第一宇宙速度
该行星和地球的第一宇宙速度之比为
选项B正确；
C．根据
可知在星球表面上升的最大高度
将物体在地球表面以相同的初速度竖直抛出后上升的最大高度
选项C错误；
3. . （2024广东佛山重点高中3月质检）如图所示，某运动员将排球竖直向上垫起，若排球被垫起后经又回到原出发点，则排球被垫起后上升的最大高度大约为（ ）
A. B. C. D.
【参考答案】A
【名师解析】
排球被垫起后经又回到原出发点，根据竖直上抛运动的对称性，从最大高度下落的时间为
则排球被垫起后上升的最大高度
故选A。
4. （2024四川德阳1月期末） 从离地H高处自由下落小球a，同时在它正下方H处以速度竖直上抛另一小球b，不计空气阻力，以下说法正确的（ ）
A. 若，小球b在下降过程中与a球相遇
B. 若，小球b下落过程中肯定与a球相遇
C. 若，小球b和a不会在空中相遇
D. 若，两球在空中相遇时b球速度为零
【参考答案】CD
【名师解析】
设经过时间物体a、b在空中相遇，a做自由落体运动的位移
b做竖直上抛运动的位移为
由几何关系有
联立以上各式解得
小球b上升的时间
小球b运动的总时间为
A．若小球b在上升过程中与a球相遇，则
解得
故A错误；
若小球b在下落过程中与a球相遇，则
即
得
若，小球b在下落过程中不会与a球相遇，故B错误；
若，小球b落回地面的时间
即时，小球b和a相遇点在地面上，小球b和a不会在空中相遇，故C正确。
若，则
相遇时间
此时b球刚上升到最高点，速度为零，故D正确。
5.（2023年广东广州一模） 如图，篮球运动员站在广场上的某一喷泉水柱旁边，虚线“1”“2”“3”所在水平面分别是地面、运动员的头顶、该水柱最高点所在的水平面。根据图中信息和生活经验，可以估算出该水柱从地面喷出时的速度约为（ ）
A. 2m/s B. 6m/s
C. 12m/s D. 20m/s
【参考答案】C
【名师解析】
篮球运动员身高约为1.8m，由图可知水柱的高度约为人身高的4倍，即7.2m，则
解得
C正确。
6.（2022江苏南京二模）广场喷泉是城市一道亮丽的风景。如图，喷口竖直向上喷水，已知喷管的直径为D，水在喷口处的速度为v0.重力加速度为g，不考虑空气阻力的影响，则在离喷口高度为H时的水柱直径为（ ）
A. D B. C. D.
【参考答案】C
【名师解析】设△t时间内，从喷口喷出水的质量为△m，则
△m=ρ△V，
在离喷口高度为H时，速度
且
解得
故选C。
7. （2022安徽马鞍山二模）在竖直井里的同一深度处，以相同的初动能将两个质量不同的小球竖直向上出井口，选取井口所在的水平面为零势能面，不计空气阻力。则（ ）
A. 抛出瞬间，两小球的重力势能相等
B. 两小球达到的最大高度相同
C. 两小球经过井口时，速度相同
D. 两小球在各自最高处时，质量小的小球重力势能大
【参考答案】D
【名师解析】．因选取地面为零势能面，在深井中同一深度处，质量不同小球的重力势能不同，A错误；．两小球初始位置，初动能相同，质量不同，根据动能的表达式，可知，小球质量小的初速度大。根据运动学公式，得
两小球的初速度不同，故上升的最大高度不同，B错误；初始位置距离井口的深度为，根据速度与位移关系可得，解得两小球经过井口时的速度为
由于两小球的初速度不同，高度的变化相同，故经过井口时的速度不同；选项C错误。
小球在初始位置的机械能为
小球的初动能相同，质量小的机械能大。小球在运动过程中只有重力做功，故小球的机械能守恒，两小球在各自最高处时，速度为零，小球的动能都全部转化为各自的重力势能，故小球的机械能就等于此刻的重力势能。综上所述，质量小的小球重力势能大，D正确。
8．(2022浙江丽水高中发展共同体质检)春节是我国的传统节日，以前人们常在过节时放烟花（如图甲所示）来表示庆祝，礼花弹在地面上从发射筒中沿竖直方向射出，到达最高点时炸开后，形成漂亮的球状礼花（如图乙所示）。现有某烟花筒的结构如图丙所示，其工作原理为：点燃引线，引燃发射药燃烧发生爆炸，礼花弹获得一个初速度并同时点燃延期引线。当礼花弹到最高点附近时，延期引线点燃礼花弹。现假设某次放烟花中，礼花弹获得的初速度大小为35m/s，延期引线的燃烧速度为2cm/s，要求爆炸发生在超过礼花弹上升最大高度的96%。忽略空气阻力的作用和烟花筒的长度，g取10m/s2，则延期引线的长度至少为（ ）
A．7cm B．5.6cm
C．6.72 cm D．8.4cm
【参考答案】Ｂ
【名师解析】由竖直上抛运动规律可得ｖ＝ｇｔ，可得礼花弹上升时间为ｔ＝３.５ｓ，延期引线的长度为Ｌ＝２ｃｍ／ｓ×３.５ｓ＝７ｃｍ，考虑到题述，要求爆炸发生在超过礼花弹上升最大高度的96%，延期引线的长度至少为６.７６ｃｍ，选项Ｂ正确。
第9题图
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2024高考物理模拟题分类解析
第一部分 运动的描述和直线运动
专题1.8 竖直上抛运动
1. （2023山东烟台一模）甲、乙两个小球先后从同一水平面的两个位置，以相同的初速度竖直向上抛出，小球距抛出点的高度h与时间t的关系图像如图所示。不计空气阻力，重力加速度为，则两小球同时在同一水平线上时，距离抛出点的高度为（ ）
A. B. C. D.
【参考答案】D
【名师解析】
根据竖直上抛运动规律，竖直向上运动到同一水平线上时，乙小球的运动时间为
甲小球到达的最高点高度为
甲小球下落的高度为
故该位置距离抛出点的高度为
故选D。
2. （2023河北唐山一模）将物体以一定初速度在某行星表面竖直上抛，从抛出开始计时，落回抛出点前，物体第1s内和第4s内通过的位移大小相等。已知该行星半径和地球半径相同的，地球表面的重力加速度为，不计空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A. 地球的平均密度和该行星的平均密度之比为1：5
B. 该行星和地球的第一宇宙速度之比为
C. 将物体在地球表面以相同的初速度竖直抛出后上升的最大高度1.6m
D. 该行星表面的自由落体加速度大小为
【参考答案】B
【名师解析】
设该星球表面的重力加速度为g′，物体第1s内和第4s内通过的位移大小相等，则
带入数据解得
g′=2m/s2
根据
则
地球的平均密度和该行星的平均密度之比为
选项AD错误；
B．根据
解得第一宇宙速度
该行星和地球的第一宇宙速度之比为
选项B正确；
C．根据
可知在星球表面上升的最大高度
将物体在地球表面以相同的初速度竖直抛出后上升的最大高度
选项C错误；
3. . （2024广东佛山重点高中3月质检）如图所示，某运动员将排球竖直向上垫起，若排球被垫起后经又回到原出发点，则排球被垫起后上升的最大高度大约为（ ）
A. B. C. D.
【参考答案】A
【名师解析】
排球被垫起后经又回到原出发点，根据竖直上抛运动的对称性，从最大高度下落的时间为
则排球被垫起后上升的最大高度
故选A。
4. （2024四川德阳1月期末） 从离地H高处自由下落小球a，同时在它正下方H处以速度竖直上抛另一小球b，不计空气阻力，以下说法正确的（ ）
A. 若，小球b在下降过程中与a球相遇
B. 若，小球b下落过程中肯定与a球相遇
C. 若，小球b和a不会在空中相遇
D. 若，两球在空中相遇时b球速度为零
【参考答案】CD
【名师解析】
设经过时间物体a、b在空中相遇，a做自由落体运动的位移
b做竖直上抛运动的位移为
由几何关系有
联立以上各式解得
小球b上升的时间
小球b运动的总时间为
A．若小球b在上升过程中与a球相遇，则
解得
故A错误；
若小球b在下落过程中与a球相遇，则
即
得
若，小球b在下落过程中不会与a球相遇，故B错误；
若，小球b落回地面的时间
即时，小球b和a相遇点在地面上，小球b和a不会在空中相遇，故C正确。
若，则
相遇时间
此时b球刚上升到最高点，速度为零，故D正确。
5.（2023年广东广州一模） 如图，篮球运动员站在广场上的某一喷泉水柱旁边，虚线“1”“2”“3”所在水平面分别是地面、运动员的头顶、该水柱最高点所在的水平面。根据图中信息和生活经验，可以估算出该水柱从地面喷出时的速度约为（ ）
A. 2m/s B. 6m/s
C. 12m/s D. 20m/s
【参考答案】C
【名师解析】
篮球运动员身高约为1.8m，由图可知水柱的高度约为人身高的4倍，即7.2m，则
解得
C正确。
6.（2022江苏南京二模）广场喷泉是城市一道亮丽的风景。如图，喷口竖直向上喷水，已知喷管的直径为D，水在喷口处的速度为v0.重力加速度为g，不考虑空气阻力的影响，则在离喷口高度为H时的水柱直径为（ ）
A. D B. C. D.
【参考答案】C
【名师解析】设△t时间内，从喷口喷出水的质量为△m，则
△m=ρ△V，
在离喷口高度为H时，速度
且
解得
故选C。
7. （2022安徽马鞍山二模）在竖直井里的同一深度处，以相同的初动能将两个质量不同的小球竖直向上出井口，选取井口所在的水平面为零势能面，不计空气阻力。则（ ）
A. 抛出瞬间，两小球的重力势能相等
B. 两小球达到的最大高度相同
C. 两小球经过井口时，速度相同
D. 两小球在各自最高处时，质量小的小球重力势能大
【参考答案】D
【名师解析】．因选取地面为零势能面，在深井中同一深度处，质量不同小球的重力势能不同，A错误；．两小球初始位置，初动能相同，质量不同，根据动能的表达式，可知，小球质量小的初速度大。根据运动学公式，得
两小球的初速度不同，故上升的最大高度不同，B错误；初始位置距离井口的深度为，根据速度与位移关系可得，解得两小球经过井口时的速度为
由于两小球的初速度不同，高度的变化相同，故经过井口时的速度不同；选项C错误。
小球在初始位置的机械能为
小球的初动能相同，质量小的机械能大。小球在运动过程中只有重力做功，故小球的机械能守恒，两小球在各自最高处时，速度为零，小球的动能都全部转化为各自的重力势能，故小球的机械能就等于此刻的重力势能。综上所述，质量小的小球重力势能大，D正确。
8．(2022浙江丽水高中发展共同体质检)春节是我国的传统节日，以前人们常在过节时放烟花（如图甲所示）来表示庆祝，礼花弹在地面上从发射筒中沿竖直方向射出，到达最高点时炸开后，形成漂亮的球状礼花（如图乙所示）。现有某烟花筒的结构如图丙所示，其工作原理为：点燃引线，引燃发射药燃烧发生爆炸，礼花弹获得一个初速度并同时点燃延期引线。当礼花弹到最高点附近时，延期引线点燃礼花弹。现假设某次放烟花中，礼花弹获得的初速度大小为35m/s，延期引线的燃烧速度为2cm/s，要求爆炸发生在超过礼花弹上升最大高度的96%。忽略空气阻力的作用和烟花筒的长度，g取10m/s2，则延期引线的长度至少为（ ）
A．7cm B．5.6cm
C．6.72 cm D．8.4cm
【参考答案】Ｂ
【名师解析】由竖直上抛运动规律可得ｖ＝ｇｔ，可得礼花弹上升时间为ｔ＝３.５ｓ，延期引线的长度为Ｌ＝２ｃｍ／ｓ×３.５ｓ＝７ｃｍ，考虑到题述，要求爆炸发生在超过礼花弹上升最大高度的96%，延期引线的长度至少为６.７６ｃｍ，选项Ｂ正确。
第9题图
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