2020学年人教必修一第一册高一物理第二章 4.自由落体运动(课时同步练习)含解析

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4.自由落体运动
课后训练巩固提升
双基巩固 学考突破
1.在物理学的发展历程中,下面的哪位科学家首先采用了实验检验猜想和假设的科学方法,把实验和逻辑推理和谐地结合起来,从而有力地推进了人类科学的发展( ) A.亚里士多德
B .伽利略 C.牛顿 D .爱因斯坦 答案:B
解析:在物理学发展史上,是伽利略建立了物理学的正确的研究方法,推进了人类科学的发展。

2.在真空中,将苹果和羽毛同时从同一高度由静止释放,下列频闪照片中符合事实的是( )
答案:C
解析:在真空中,将苹果和羽毛同时从同一高度由静止释放,苹果和羽毛都做自由落体运动,故频闪照片C 符合事实。

3.(多选)下图是测量人的反应时间的小实验,乙同学在甲同学的大拇指与食指之间的正上方捏住一把直尺,甲同学的大拇指与食指之间距离较小(约3 cm),乙同学突然放开尺子,甲同学尽快用手指去夹住。

下列表述正确的有(
)
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A.该实验测的是甲同学的反应时间
B.该实验测的是乙同学的反应时间
C.实验原理是h=1
2gt 2 D.实验原理是v t =gt 答案:AC
解析:图中上方的手是释放直尺者的,下方的手是受测者的,所以测的是甲同学的反应时间,故A 正确,B 错误;由h=1
2gt 2知,受测者的反应时间只与下落的高度有关,故C 正确,D 错误。

4.某瀑布中的水下落时间是4 s,若把水的下落近似简化为自由落体运动,g 取10 m/s 2,则下列计算结果正确的是( ) A.瀑布高度大约是20 m B.瀑布高度大约是80 m C.瀑布高度大约是160 m D.瀑布高度大约是500 m
答案:B
解析:由x=1
2gt 2知,x=1
2×10×42 m =80 m,B 正确。

5.登上月球的宇航员利用频闪仪(频率为20 Hz)给自由下落的小球拍照,所拍的频闪照片如图所示(图上所标数据为小球到达各位置时总的下落高度),则月球表面的重力加速度为多少?(保留两位有效数字
)
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答案:1.6 m/s 2
解析:小球每两个相邻位置的时间差 T=1
20 s =0.05 s 由v n =
s n +s n+1
2T
可得:
v B =ℎAC
2T =1.60×10-22×0.05
m/s =0.16 m/s 。

v E =ℎDF
2T =(7.20-3.20)×10-2
2×0.05
m/s =0.4 m/s 。

所以g=
v E -v B 3T
=
0.4-0.16
3×0.05
m/s 2=1.6 m/s 2。

6.某校物理兴趣小组,为了了解高空坠物的危害,在做好安全警示和防护措施的情况下,将一只鸡蛋从高楼上静止释放,让其自由下落,经过4 s 鸡蛋刚好着地。

(忽略空气阻力的作用,g 取10 m/s 2)求:
(1)开始下落第1 s 末鸡蛋的速度大小; (2)鸡蛋释放时距离地面的高度; (3)鸡蛋在下落过程中的平均速度大小。

答案:(1)10 m/s (2)80 m
(3)20 m/s
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解析:(1)由v=gt 可得第1 s 末的速度为 v=gt 1=10×1 m/s =10 m/s 。

(2)由x=1
2gt 2可得 x=1
2×10×16 m =80 m 。

(3)下落过程的平均速度为 v =x
t =
804
m/s =20 m/s 。

选考奠基 素养提升
1.钢球A 自塔顶自由落下2 m 时,钢球B 自离塔顶竖直距离为6 m 的距离处自由落下,两钢球同时到达地面,不计空气阻力,g 取10 m/s 2,则塔高为( ) A.24 m B .15 m C.12 m D .8 m
答案:D
解析:设钢球A 下落h 1=2 m 时达到的速度为v 1,则有v 1=gt 1,h 1=1
2gt 12,解得v 1=2√10 m/s 。

设A 、B 同时下落的时间为t ,则有h 1+(v 1t+12gt 2)=h 2+1
2gt 2,将h 2=6 m 代入解得t=
√
10 s,所以塔高h=h 2+1
2
gt 2
=8 m,选项D 正确。

2.从某一高度处释放一小球甲,经过0.5 s 从同一高度处再释放小球乙,在两小球落地前,则(
)
A.它们间的距离保持不变
B.它们间的距离不断减小
C.它们间的速度之差不断增大
5
D.它们间的速度之差保持不变 答案:D
解析:两球下落距离之差Δx=1
2gt 2-1
2g (t-0.5 s)2,可见两球落地之前它们之间的距离不断增大,故A 、B 均错;又因为速度之差Δv=gt-g (t-0.5 s)=0.5 s ×g ,可见C 错,D 对。

3.小球从空中某处从静止开始自由下落,与水平地面碰撞后上升到空中某一高度处,此过程中小球速度随时间变化的关系如图所示,则( )
A.在下落和上升两个过程中,小球的加速度不同
B.小球开始下落处离地面的高度为0.8 m
C.整个过程中小球的位移为1.0 m
D.整个过程中小球的平均速度大小为2 m/s 答案:B
解析:v -t 图像斜率相同,即加速度相同,所以选项A 错误;0~0.4 s 内为自由落体过程,通过的位移即为高度0.8 m,选项B 正确;前0.4 s 自由下落0.8 m,后0.2 s 反弹向上运动0.2 m,所以整个过程小球位移为0.6 m,选项C 错误;整个过程小球的平均速度大小为1 m/s,选项D 错误。

4.科技馆中有一个展品,如图所示。

在较暗处有一个不断均匀滴水的水龙头。

在一种特殊的灯光照射下,可观察到一个个下落的水滴。

缓慢调节水滴下落的时间间隔到适当情况,可看到一种奇特的现象,水滴似乎不再往下落,而是固定在图中A 、B 、C 、D 四个位置不动。

一般要出现这种现象,照明光源应该满足(g 取10 m/s 2)(
)
A.普通光源即可
B.间歇发光,间歇时间为1.8 s
C.间歇发光,间歇时间为0.14 s
D.间歇发光,间歇时间为0.2 s
答案:C
解析:只有用间歇光源才能看到这种现象。

由于各位置间的时间间隔Δt相同,由
Δx=gΔt2得Δt=√Δx
g =√20×10-2
10
s=0.14 s,当t=kΔt(k=1,2,3,…)时,也会看到同样现象,所以
C正确。

5.在离地面7.2 m处,手提2.2 m长的绳子的上端如图所示,在绳子的上下两端各拴一小球,放手后小球自由下落(绳子的质量不计,球的大小可忽略,g取10 m/s2)。

(1)两小球落地时间相差多少?
(2)B球落地时A球的速度多大?
答案:(1)0.2 s(2)10 m/s
解析:(1)设B球落地所需时间为t1
由于h1=1
2gt12
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则t1=√2ℎ1
g =√2×(7.2-2.2)
10
s=1 s
设A球落地时间为t2
由于h2=1
2gt22则t2=√2ℎ2
g
=√2×7.2
10
s=1.2 s
所以两小球落地的时间差为Δt=t2-t1=0.2 s。

(2)当B球落地时,A球的速度与B球的速度相等。

即v A=v B=gt1=10×1 m/s=10 m/s。

6.某电视剧制作中心要拍摄一特技动作,要求特技演员从高80 m的大楼楼顶自由下落到行驶的汽车上,若演员开始下落的同时汽车从60 m远处由静止向楼底先匀加速运动3 s,再匀速行驶到楼底,为保证演员能安全落到汽车上(不计空气阻力,人和汽车看作质点,g 取10 m/s2)。

求:
(1)汽车开到楼底的时间;
(2)汽车匀速行驶的速度;
(3)汽车匀加速运动时的加速度。

答案:(1)4 s(2)24 m/s(3)8 m/s2
解析:通过自由落体运动的规律的应用,培养解决实际问题的能力和实事求是的科学态度。

(1)人做自由落体运动,所以h=1
2
gt2
解得t=√2ℎ
g =√2×80
10
s=4 s
所以汽车运动的时间也为4 s。

(2)(3)因为汽车匀加速时间为t1=3 s
所以汽车匀速运动的时间为t2=t-t1=1 s
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at12
匀加速位移为x1=1
2
匀速运动速度为v=at1
匀速运动位移为x2=vt2
x1+x2=60 m
解得a=8 m/s2,v=24 m/s。

5。