微練3　自由落體運(yùn)動(dòng)和豎直上拋運(yùn)動(dòng)　多過(guò)程問(wèn)題-2026版大一輪高中物理（解析版）

微練3自由落體運(yùn)動(dòng)和豎直上拋運(yùn)動(dòng)多過(guò)程問(wèn)題梯級(jí)Ⅰ基礎(chǔ)練1.(2025·撫順模擬)伽利略用斜面實(shí)驗(yàn)來(lái)研究落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，不僅找出了落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，更重要的是開(kāi)辟了一條物理學(xué)的研究之路。下列說(shuō)法正確的是(C)A.讓小球在傾角較小的斜面上運(yùn)動(dòng)，目的是縮短小球的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，減小小球下落的加速度B.讓小球在斜面上運(yùn)動(dòng)，其實(shí)質(zhì)是“放大”重力，減小位移與速度C.伽利略在斜面實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上合理外推:如果斜面的傾角增大到90°，那么小球的運(yùn)動(dòng)就是自由落體運(yùn)動(dòng)D.伽利略把豎直實(shí)驗(yàn)的結(jié)果推廣到斜面實(shí)驗(yàn)，是思維方法的一種“升華”，這種方法被稱為“放大法”解析讓小球在傾角較小的斜面上運(yùn)動(dòng)，目的是延長(zhǎng)小球的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，減緩小球下落的速度，減小小球的加速度，A項(xiàng)錯(cuò)誤；讓小球在斜面上運(yùn)動(dòng)，其實(shí)質(zhì)是“沖淡”重力，減小小球的加速度，延長(zhǎng)時(shí)間，B項(xiàng)錯(cuò)誤；伽利略在斜面實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上合理外推:如果斜面的傾角增大到90°，那么小球的運(yùn)動(dòng)就是自由落體運(yùn)動(dòng)，C項(xiàng)正確；伽利略把斜面實(shí)驗(yàn)的結(jié)果推廣到豎直實(shí)驗(yàn)，是思維方法的一種“升華”，這種方法被稱為“合理外推”，D項(xiàng)錯(cuò)誤。2.(2025·重慶模擬)嚴(yán)冬屋檐下有冰凌，冰凌可看成質(zhì)點(diǎn)(如圖)。人在屋檐下行走要防止冰凌砸到頭部，因此一定要有安全防范意識(shí)。假設(shè)冰凌做自由落體運(yùn)動(dòng)，冰凌最后1s內(nèi)下落的高度為25m，重力加速度大小g=10m/s2，則冰凌自由下落的總時(shí)間為(C)A.2.5s B.2.8sC.3s D.3.5s解析冰凌最后1s內(nèi)下落的高度為25m，則最后1s中間時(shí)刻的速度為v=251m/s=25m/s，根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律可得v=g(t-0.5s)，則冰凌自由下落的總時(shí)間為t=vg+0.5s=3s，3.(2025·玉溪模擬)某小區(qū)樓房年久老化，靠路邊的樓房墻體有一塊混凝土脫落，混凝土下落過(guò)程可看作自由落體運(yùn)動(dòng)，離地面最后2m下落所用的時(shí)間為0.1s，取重力加速度大小g=10m/s2，則這塊混凝土脫落處到地面的高度約為(C)A.10m B.12mC.21m D.15m解析設(shè)離地面最后h0=2m的過(guò)程中的初速度為v0，末速度為v1，根據(jù)勻變速運(yùn)動(dòng)規(guī)律有v1=v0+gΔt，v1+v02=h0Δt，其中Δt=0.1s，聯(lián)立解得v1=412m/s，這塊混凝土脫落處到地面的高度為h4.(2025·銀川模擬)將一小球從足夠高的塔頂以某初速度豎直向上拋出，經(jīng)時(shí)間t=2s小球的速度大小為v=5m/s，忽略空氣阻力，重力加速度g=10m/s2。下列說(shuō)法正確的是(A)A.初速度大小可能為25m/s，2s末小球在拋出點(diǎn)上方30m處B.初速度大小一定為15m/s，2s末小球在拋出點(diǎn)下方10m處C.初速度大小可能為15m/s，2s末小球在拋出點(diǎn)下方10m處D.初速度大小可能為25m/s，2s末小球在拋出點(diǎn)下方30m處解析若t=2s時(shí)的速度方向向上，則根據(jù)v=v0-gt，初速度v0=25m/s，此時(shí)小球在拋出點(diǎn)上方h=v+v02t=5+252×2m=30m；若t=2s時(shí)的速度方向向下，則根據(jù)v=v0-gt，可得初速度v0=15m/s，此時(shí)小球在拋出點(diǎn)上方h=v+v02t=15-525.(2025·連云港模擬)調(diào)節(jié)家中水龍頭，讓水一滴一滴由靜止開(kāi)始不斷下落，每?jī)蓚€(gè)相鄰水滴之間時(shí)間間隔相等，忽略空氣阻力和水滴間的相互影響，則在水滴落地前，下列說(shuō)法正確的是(B)A.1、2兩水滴之間的距離保持不變B.1、2兩水滴在下落過(guò)程中距離越來(lái)越大C.1、2兩水滴之間的速度差越來(lái)越大D.以水滴3為參考系，水滴1做勻加速直線運(yùn)動(dòng)解析設(shè)兩水滴之間的時(shí)間間隔為Δt，則第2滴水下落時(shí)間t時(shí)兩滴水的距離Δh=12g(t+Δt)2-12gt2=gΔt·t+12gΔt2，則隨時(shí)間t的增加1、2兩水滴在下落過(guò)程中距離越來(lái)越大，A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確；1、2兩水滴之間的速度差Δv=g(t+Δt)-gt=gΔt，保持不變，C項(xiàng)錯(cuò)誤；以水滴3為參考系，因水滴的加速度均相同，可知水滴1做勻速直線運(yùn)動(dòng)6.豎井的升降機(jī)可將地下深處的礦石快速運(yùn)送到地面。某一升降機(jī)從豎井的井底由靜止做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，在上升16m達(dá)到最大速度8m/s的瞬間立即做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)行到井口時(shí)的速度恰好為0，此次升降機(jī)運(yùn)行的總時(shí)間為12s。下列說(shuō)法正確的是(B)A.升降機(jī)減速時(shí)的加速度大小為2m/s2B.升降機(jī)加速時(shí)的加速度大小為2m/s2C.升降機(jī)此次運(yùn)行上升的總距離為32mD.升降機(jī)減速上升的距離為8m解析由vm2-0=2a加x，可得a加=2m/s2，升降機(jī)加速時(shí)的加速度大小為2m/s2，B項(xiàng)正確；加速所用時(shí)間為t加=vma加=4s，升降機(jī)減速時(shí)的加速度大小為a減=vmt-t加=1m/s2，A項(xiàng)錯(cuò)誤；升降機(jī)減速上升的距離為x減=12a減(t-t加)2=32m，D項(xiàng)錯(cuò)誤；升降機(jī)此次運(yùn)行上升的總距離為s=梯級(jí)Ⅱ能力練7.(多選)(2025·朝陽(yáng)模擬)將一物體從某位置在t=0時(shí)刻以一定初速度豎直向上拋出，t=0.4s時(shí)物體的速度大小變?yōu)?m/s，不計(jì)空氣阻力，g=10m/s2，下列說(shuō)法正確的是(BC)A.0.4s時(shí)物體的運(yùn)動(dòng)方向可能向下B.物體一定是在1.6s時(shí)回到拋出點(diǎn)C.物體的初速度一定等于8m/sD.0.9s時(shí)物體一定在初始位置下方解析若0.4s時(shí)物體的運(yùn)動(dòng)方向向下，則物體下落的時(shí)間為t=vg=410s=0.4s，與豎直上拋相矛盾，A項(xiàng)錯(cuò)誤；因0.4s時(shí)物體的運(yùn)動(dòng)方向向上，可知物體拋出時(shí)的初速度v0=v+gt=(4+10×0.4)m/s=8m/s，則物體上升的時(shí)間和下落的時(shí)間均為0.8s，則物體一定是在1.6s時(shí)回到拋出點(diǎn)，B、C兩項(xiàng)正確；物體在1.6s時(shí)回到拋出點(diǎn)，則0.9s時(shí)物體的位置一定在初始位置上方，8.智能感應(yīng)門(mén)被廣泛應(yīng)用在各類現(xiàn)代建筑中。如圖乙為某一商場(chǎng)的感應(yīng)門(mén)示意圖，當(dāng)人靠近時(shí)，中間的兩扇移動(dòng)門(mén)(圖乙中的陰影部分)就會(huì)分別向兩邊開(kāi)啟。已知每扇門(mén)的寬度為d=1.8m，當(dāng)人靠近時(shí)兩扇移動(dòng)門(mén)向兩邊各移1.8m。某次開(kāi)門(mén)程序設(shè)計(jì)為:門(mén)開(kāi)啟過(guò)程中先做a=1.6m/s2的勻加速運(yùn)動(dòng)，達(dá)到移動(dòng)速度v=1.2m/s后勻速運(yùn)動(dòng)一段距離，最后以相等的加速度大小做勻減速運(yùn)動(dòng)，完全開(kāi)啟時(shí)速度剛好為零。(1)兩扇移動(dòng)門(mén)共打開(kāi)0.9m時(shí)人才能通過(guò)，請(qǐng)問(wèn)需要等待多長(zhǎng)時(shí)間；(2)求門(mén)完全開(kāi)啟所需要的時(shí)間。解析(1)設(shè)初速度為零的勻加速階段的位移為x1，時(shí)間為t1，有v2=2ax1，解得x1=0.45m，加速階段一扇門(mén)移動(dòng)的距離為0.45m，則兩扇門(mén)共移動(dòng)距離為0.9m，恰好可以讓人通過(guò)，所以人需要等待的時(shí)間為加速階段的時(shí)間，則有v=at1，解得t1=0.75s。(2)由題可知，門(mén)完全開(kāi)啟共經(jīng)歷3個(gè)階段，第一階段初速度為零的勻加速階段，第二階段勻速階段，第三階段末速度為零的勻減速階段。設(shè)第一階段的位移為x1，時(shí)間為t1，第二階段的位移為x2，時(shí)間為t2，第三階段的位移為x3，時(shí)間為t3，門(mén)開(kāi)啟時(shí)間為T(mén)。由于加速階段的加速度與減速階段的加速度大小相同，且加速階段的初速度為0，末速度為1.2m/s；減速階段的初速度為1.2m/s，末速度為0。結(jié)合之前的分析，以及根據(jù)運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性可知t1=t3=0.75s，x1=x3=0.45m，對(duì)于勻速階段有x2=d-x1-x3=vt2，所以第二階段的時(shí)間t2=0.75s，所以開(kāi)門(mén)的總時(shí)間為T(mén)=t1+t2+t3=2.25s。答案(1)0.75s(2)2.25s9.某校一課外活動(dòng)小組自制一枚火箭，設(shè)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)?；鸺c(diǎn)火后可認(rèn)為做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)2s到達(dá)離地面40m高處時(shí)燃料恰好用完，接著做豎直上拋運(yùn)動(dòng)。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)火箭上升離地面的最大高度；(3)火箭從發(fā)射到殘骸落回地面過(guò)程的總時(shí)間(計(jì)算結(jié)果用根號(hào)表示)。解析(1)設(shè)燃料用完時(shí)火箭的速度為v1，所用時(shí)間為t1?；鸺纳仙\(yùn)動(dòng)分為兩個(gè)過(guò)程，第一個(gè)過(guò)程做勻加速上升運(yùn)動(dòng)，第二個(gè)過(guò)程做豎直上拋運(yùn)動(dòng)至最高點(diǎn)，對(duì)第一個(gè)過(guò)程，火箭做勻加速運(yùn)動(dòng)有h1=12at解得a=20m/s2，由速度公式得v1=at1=40m/s，方向豎直向上。(2)對(duì)第二個(gè)過(guò)程，由位移與速度關(guān)系公式得h2=v1代入數(shù)據(jù)解得h2=80m，所以火箭上升離地面的最大高度h=h1+h2=(40+80)m=120m。(3)從燃料用完到運(yùn)動(dòng)至最高點(diǎn)的過(guò)程中，有v1=gt2，解得t2=v1g=4010s=4從最高點(diǎn)落回地面的過(guò)程中h=12gt解得t3=26s，故總時(shí)間為t=t1+t2+t3=(6+26)s。答案(1)40m/s，方向豎直向上(2)120m(3)(6+26)s梯級(jí)Ⅲ創(chuàng)新練10.(多選)雨后屋檐還在不斷滴著水滴，如圖所示。小紅同學(xué)認(rèn)真觀察后發(fā)現(xiàn)，這些水滴都是在質(zhì)量積累到足夠大時(shí)才由靜止開(kāi)始下落，每隔相等時(shí)間滴下一水滴，水滴在空中的運(yùn)動(dòng)情況都相同，某時(shí)刻起，第1顆水滴剛運(yùn)動(dòng)到窗臺(tái)下邊沿時(shí)，第5顆水滴恰欲滴下。她測(cè)得，屋檐到窗臺(tái)下邊沿的距離為H=3.2m，窗戶的高度為h=1.4m。不計(jì)空氣阻力的影響。下列結(jié)論正確的是(g=10m/s2)(CD)A.水滴下落到達(dá)窗臺(tái)下邊沿時(shí)的速度大小為6m/sB.每隔0.15s滴下一水滴C.水滴經(jīng)過(guò)窗戶的時(shí)間為0.2s