考点精炼--竖直上抛运动 2025年高考物理二轮复习备考

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考点精炼--挂件和刹车问题
2025年高考物理二轮复习备考
一、单选题
1．做竖直上抛的物体，取抛出时的速度方向为正方向，则物体的图像是（　　）
A． B．
C． D．
2．如图所示，将一小球竖直向上抛出，小球先后两次经过窗口下沿M的时间间隔为t1，先后两次经过窗口上沿N的时间间隔为t2。忽略空气阻力，重力加速度为g，小球可视为质点，运动过程中未碰到障碍物，则窗口上、下沿之间的高度差为（　　）
A． B． C． D．
3．物体A、B由同一高度竖直上抛，已知两物体上升的最大高度之比为2：1，不考虑空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．两物体上升的最大高度与质量有关
B．两物体由抛出到返回出发点的时间之比为2∶1
C．两物体抛出的初速度之比为
D．如果两物体抛出的初速度加倍，则上升的最大高度也加倍
4．通过几年火星探究发现，火星大气经人类改造后，火星有可能成为适宜人类居住的星球。已知火星半径约为地球半径的一半，质量约为地球质量的九分之一，某高中男同学在校运会上的跳高纪录为1.8m。把地球和火星均看作质量分布均匀的球体，忽略地球和火星的自转及空气阻力，假设该同学离地时的速度大小不变，则在火星上他跳高的纪录约为（　　）
A．6m B．5m C．4m D．3m
5．某景区景点喷泉喷出的水柱高约，如图所示，小明了解到喷泉专用泵额定电压为，正常工作时输入电流为，泵输出的机械功率占输入功率的75％，则此喷泉（　　）
A．出水流量约为
B．电机绕组的电阻是
C．任意时刻空中水的质量约为
D．喷管的横截面积约为
6．在跳水训练中，某运动员（可看作质点）时刻从距水面1m高度处竖直向上起跳，运动过程中不计空气阻力，其运动的速度与时间关系图像如图所示，规定竖直向下为正方向，g取，则（　　）
A．时刻运动员进入水面 B．时刻运动员到达最高点
C．运动员在最高点时距水面 D．运动员入水速度为
7．宇航员登上某半径为R的球形未知天体，在该天体表面将一质量为m的小球以初速度竖直上抛，上升的最大高度为h，万有引力常量为G。则（ ）
A．该星球表面重力加速度为
B．该星球质量为
C．该星球的近地面环绕卫星运行周期为
D．小球到达最大高度所需时间
8．如图所示，水平地面上同一位置的三个小球斜上抛，沿三条不同的路径运动最终落在1、2、3点，三条路径的最高点是等高的，若忽略空气阻力的影响，下列说法正确的是（　　）
A．沿路径3抛出的小球落地的速率最大
B．沿路径1抛出的小球在空中运动的时间最长
C．三个小球抛出的初速度竖直分量相等
D．三个小球抛出的初速度水平分量相等
二、多选题
9．时，将小球从地面以一定的初速度竖直上抛，时，将小球从地面上方某处静止释放，最终两球同时落地。、在内的图像如图所示。不计空气阻力，重力加速度，下列说法正确的是（　　）

A．小球抛出时的速率为
B．小球释放的高度为
C．时，、之间的距离为
D．从时刻开始到落地，相对做匀减速直线运动
10．一物体放在水平地面上，时刻在物体上施加一竖直向上的恒力，使物体由静止开始竖直上升，该过程中物体重力势能、动能随物体上升高度的变化规律分别为如图所示的图线A和图线B，当时物体上升高度为h0（h0未知），此时将外力撤走，经过一段时间物体落地，取地面为重力势能的零势能面，忽略空气阻力，重力加速度g取，则下列说法正确的是（ ）
A． B．物体所受的恒力与重力的比值为
C．物体上升的最大高度为3.5m D．整个过程物体运动的总时间为
11．小明参加校运动会铅球比赛。从抛出铅球瞬间开始计时，铅球在空中飞行的速率ⅴ随时间t的变化关系如图所示，时刻铅球刚好落入沙坑。铅球可视为质点，不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）
A．小明的比赛成绩为
B．小明的比赛成绩为
C．铅球运动过程中离地的最大高度为
D．铅球运动过程中离地的最大高度为
12．除夕夜23点59分广西万炮齐鸣，各式礼花冲上夜空，把天空照耀得五彩缤纷，年味十足。假设某种型号的礼花弹从专用炮筒中以初速度 v 沿竖直方向射出，到达最高点时炸开，炸开产生的每个小块抛出的速度 v大小相等、方向不同，重力加速度大小为 g。忽略一切空气阻力，下列说法正确的是（　　）
A．礼花弹从专用炮筒中射出至炸开前瞬间，上升的最大高度
B．炸开后向任意方向飞出的小块均做非匀变速运动
C．以最高点为坐标原点，以水平向右为x轴正方向，竖直向下为y轴正方向，建立坐标系。炸开后水平向右飞出的一小块，其落地前的运动轨迹方程为
D．大量小块落地前会形成一个随时间不断扩大的球面
13．如图，质量为的同学在练习跳球。他将篮球从离地面高为的位置以的初速度竖直向上抛出，接着在篮球正下方竖直举起手臂并准备沿竖直方向起跳，在篮球抛出后的时刻恰好跳离地面，此时手指尖离地面高为。不计空气阻力，取，已知篮球到达最高点时，该同学的手指尖恰好触碰到篮球，则（　　）
A．起跳过程，地面对该同学的冲量为
B．起跳过程，合外力对该同学的冲量为
C．触碰到篮球时该同学的速度为0
D．触碰到篮球时该同学的速度为
三、实验题
14．某同学利用手机研究乒乓球与球台碰撞过程中能量损失的情况。他从一定高度由静止释放乒乓球，同时用手机记录下乒乓球与台面碰撞的声音随时间（单位：s）的变化图像如图所示。他根据图像记录了碰撞次序及相应碰撞时刻，如下表所示。
碰撞次序 1 2 3 4 5
碰撞时刻/s 1.12 1.58 2.00 2.40 2.78
若已知当地重力加速度g=9.80m/s2，根据以上信息可得：第3次碰撞后乒乓球的弹起高度约为 m（保留2位有效数字），第3次碰撞后的动能是本次碰撞前动能的 倍（保留2位有效数字）。由于存在空气阻力，前面计算的第3次碰撞后的弹起高度 （选填“高于”或“低于”）实际弹起高度。
四、解答题
15．如图所示，将一小球竖直向上抛出，不计空气阻力，在小球经过路径上的A、B两点各安装一个光电门，测两次通过A点的时间差为，两次通过B点的时间差为，求：
（1）A、B两点的高度差h；
（2）小球在上升过程中从A运动到B阶段的平均速度的大小。
16．如图，两工人在安装一园林石牌时，通过绳子对石牌同时施加大小相等、方向与竖直方向成的力T，使石牌恰好离开水平地面并保持静止，然后突然一起发力把石牌拉起准备安装到预设位置，当石牌运动到离地面处时，两条绳子同时断裂，石牌继续上升后自由下落，已知石牌质量，取重力加速度，，。忽略空气阻力，求：
（1）T的大小；
（2）从绳断裂到石牌恰好接触地面的时间。
参考答案
1．D
做竖直上抛的物体，取抛出时的速度方向为正方向，则初速度为正，上升和下降阶段加速度均为向下的g不变，则v-t图像的斜率为负值不变，则图像为D。
故选D。
2．C
设小球所到最高点到窗口上沿N的距离为h，窗口上、下沿之间的高度差为H，根据竖直上抛运动的对称性有
解得
故选C。
3．C
A．两物体上升的最大高度可知
故两物体上升的最大高度与质量无关，A错误；
B．物体A、B由同一高度竖直上抛，向上的匀减速直线运动，可以看成向下的匀加速直线运动，则
则时间之比为，由运动的对称性可知两者从上抛到落回抛出点所用时间之比为，B错误；
C．由B中分析可知，两物体抛出的初速度之比为，C正确；
D．由速度位移公式可知
两物体抛出的初速度加倍，则上升的最大高度变为原来的4倍，D错误。
故选C。
4．C
根据
可得
解得
把跳高看作竖直上抛运动，由
可得
则在火星上他跳高的纪录为
故在火星上他跳高的纪录为4m。
故选C。
5．D
A．由喷泉喷出的水柱高约，可知水喷出喷口的速度为
设极短时间内有质量为的水喷出喷口，则由能量守恒
解得
这些水的体积为
则出水流量约为
故A错误；
B．设电机绕组的电阻为r，由能量守恒定律
解得电机绕组的电阻
故B错误；
C．水从喷出到最高点所用的时间为
又由
任意时刻空中水的质量约为
故C错误；
D．设喷管的横截面积为S，则
解得喷管的横截面积约为
故D正确。
故选D。
6．C
【分析】根据题中运动员的速度与时间关系图像，分析运动员的运动情况是先在竖直向上做匀减速运动，到达最高点后，再竖直向下做自由落体运动，最后进入水面做匀减速运动。本题考查速度与时间图象问题，图中图象包围的面积表示位移，再结合匀变速直线运动规律进行求解。
A．由于运动员t=0时刻从距水面1m高度处竖直向上起跳，做匀减速直线运动，运动员t1时刻速度为0，刚好到达最高点，故A错误；
B．运动员时刻速度为0，刚好到达最高点，时刻运动员刚好进入水面，之后做减速，故B错误；
C．运动员时刻到达最高点，速度与时间围成的图像为运动员上升的最大高度，之间为下降高度，则有
假设每个方格的时间为，则有
解得
由运动员在之间做自由落体，则运动员在最高点时距水面高度
故C正确；
D．运动员在之间做自由落体，则运动员入水速度
故D错误。
故选C。
7．A
A．根据
可知该未知天体表面的重力加速度大小
故A正确；
B．根据
可得星球质量为
故B错误；
C．近地环绕卫星万有引力提供向心力
解得星球的近地面环绕卫星运行周期为
故C错误；
D．由运动学公式可知，小球上升到最大高度所需时间
故D错误。
故选A。
8．C
C．根据运动的合成与分解，将初速度分解为竖直方向的分速度和水平方向的分速度，三个小球上升高度相同，根据
可知三个小球沿竖直方向的分速度相等，C正确；
B．根据
由对称性可知，三个小球在空中运动的时间相等，B错误；
D．由于沿路径1抛出的小球水平位移最大，而运动时间相等，可知沿路径1抛出的小球水平分速度最大，D错误；
D．根据对称性可得在落地点竖直分速度相等，根据平行四边形定则
可知沿路径1抛出的小球落地的速率最大，A错误。
故选C。
9．AC
A．图像可知，小球经过0.6s到达最高点，因此抛出时的速率满足
故A正确；
B．两球同时落地，则小球b落地的时间为
tb=1.2s–0.3s=0.9s
则小球b释放的高度为
故B错误；
C．t=0.6s时，a到达最高点，距离地面的高度为
b距离地面的高度为
此时ab之间的距离为1.8m，故C正确；
D．从t=0.3s时刻开始到落地，两物体的加速度相同，则a相对b匀速直线运动，故D错误。
故选AC。
10．AB
A．由图知，重力势能
联立得
故A正确；
B．根据
得
故B正确；
C．根据
物体上升的最大高度为
故C错误；
D．取向上为正方向，根据
得外力撤走后运动时间为
整个过程物体运动的总时间为
故D错误。
故选AB。
11．BD
AB．由图可知，从某一高度将铅球击出，阻力不计，铅球速度变小，时刻排球处于最高点，速度方向水平，小明的比赛成绩为
故A错误，B正确；
CD．铅球落地的竖直方向分速度为
由速度—位移公式可得铅球运动过程中离地的最大高度为
故D正确，C错误。
故选BD。
12．AD
A．忽略空气阻力，礼花弹上升过程机械能守恒
解得
A正确；
B．忽略一切空气阻力，炸开后飞出的小块均只受重力，做匀变速运动，B错误；
C．以最高点为坐标原点，以水平向右为x轴正方向，竖直向下为y轴正方向，建立坐标系，小块平抛运动
联立可得
C错误；
D．设某小块的抛出速度为v，与水平方向夹角为，将v沿水平方向（x轴）和竖直方向（y轴，向下为正方向）正交分解。由抛体运动的研究可知质点的位置坐标为
联立以上两式，消去即得
这是一个以坐标为圆心、以vt为半径的圆的方程式。可见，只要初速度v相同，无论初速度方向怎样，各发光质点均落在一个圆上（在空间形成一个球面，其球心在不断下降，“礼花”球一面扩大，一面下落），如图所示
D正确。
故选AD。
13．BD
CD．篮球到达最高点时，运动的时间为
同学运动的时间为
篮球到达最高点时，该同学的手指尖恰好触碰到篮球，则
其中
，
解得
触碰到篮球时该同学的速度为
故C错误，D正确；
A．起跳过程，根据动量定理
解得地面对该同学的冲量为
故A错误；
B．根据动量定理，起跳过程，合外力对该同学的冲量为
故B正确。
故选BD。
14． 0.20 0.91 高于
[1]由表可知第三次碰撞到第四次碰撞用时为0.4s，则碰撞后弹起的时间为0.2s，根据匀变速直线运动位移和时间的关系可得
[2]第三次碰撞后的速度为
根据机械能守恒可知，第三次碰撞前的速度等于第二次碰撞后的速度，即
则第3次碰撞后的动能是本次碰撞前动能比为
由题意可知，，代入解得
[3]由于存在空气阻力，乒乓球在上升的过程中受到向下的阻力和重力，乒乓球的动能转化为内能和重力势能，能达到的最高点低于理论高度，所以前面计算的第3次碰撞后的弹起高度高于实际弹起的高度。
15．（1）；（2）
（1）分析可得小球两次经过A点和两次经过B点所用的时间分别是从最高点自由下落到A和从最高点自由下落到B所用时间和的两倍，即
，
A、B两点的高度差h为
（2）设小球通过A、B点的速度分别为，则
，
由于小球在段做匀变速直线运动，故其平均速度为
16．（1）；（2）
（1）石牌恰好离开水平地面并保持静止，根据受力平衡可得
解得
（2）设两条绳子同时断裂时，重物的速度为，石牌继续上升后自由下落，则有
解得
该阶段所用时间为
石牌自由下落过程，有
解得
则从绳断裂到石牌恰好接触地面的时间为
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