2020-2021学年物理人教版必修一2.5自由落体运动同步练习物理试题

2020-2021学年物理人教版必修一2.5自由落体运动同步练习
物理试题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．某人在同一地点从同一高度同时释放质量不等的甲、乙两个物体，且m 甲>m 乙.则在下落过程中( )
A ．甲的重力加速度大于乙物体的重力加速度
B ．甲、乙两物体的重力加速度相同
C ．甲物体的重力加速度小于乙物体的重力加速度
D ．甲、乙两物体的重力加速度大小与所受空气阻力有关
2．某同学投掷铅球.每次出手时，铅球速度的大小相等，但方向与水平面的夹角不同.关于出手时铅球的动能，下列判断正确的是( )
A ．夹角越大，动能越大
B ．夹角越大，动能越小
C ．速度越大动能越大
D ．动能的大小与夹角和速度都没有关系
3．一个物体做自由落体运动，g 取210m /s ，下列说法中错误的是( ) A ．第2s 末的速度大小为20m /s
B ．前2s 内的位移大小为20m
C ．第2s 内的位移大小为10m
D ．第2s 内的平均速度大小为15m /s 4．“蹦床”运动时奥运会新增的比赛项目之一，运动员在空中展示着优美的动作，深受观众欢迎，假设某运动员在弹力的作用下以8m /s 的初速度从蹦床上跃起，则可以估算
运动员从跃起到落回蹦床瞬间，可以在空中展示动作的时间是(g 取()2
10m/s )? A ．1.6s B ．0.8s C ．0.4s D ．0.2s 5．一个从地面竖直上抛的物体，它两次经过一个较低的点a 的时间间隔是T a ，两次经过一个较高点b 的时间间隔是T b ，则a 、b 之间的距离为
A ．()2218
-a b g T T B ．()2214-a b g T T C ．()2212-a b g T T D ．()
2212-a b g T T 6．近两年来，“土耳其远程防空导弹防御系统”有意向以中国红旗9-作为土耳其下一代远程防空系统的消息在世界上引起持续轰动.在某次演习中，“敌方”导弹从远处发射，
当其飞行到离地面达最大高度为h 时，导弹速度为1v ，我方即刻竖直向上以速度2v 发射红旗9-进行拦截并获得成功，设敌方导弹和红旗9-在空中同一竖直面飞行时处于无动力飞行状态，且忽略空气阻力作用，开始拦截时，“敌方”导弹与红旗9-发射装置水平距离为s ，则1v 和2v 的关系必须满足( )
A ．12v v =
B ．12s v v h =
C ．12h v v s =
D ．12v = 7．如图所示，从水平地面上的A 点，以速度v 1在竖直平面内抛出一小球，v 1与地面成θ角.小球恰好以v 2的速度水平打在墙上的B 点，不计空气阻力，则下面说法中正确的是( )
A ．在A 点，仅改变θ角的大小，小球仍可能水平打在墙上的
B 点
B ．在A 点，以大小等于v 2的速度朝墙抛向小球，它也可能水平打在墙上的B 点
C ．在B 点水平向左抛出小球，让它落回地面上A 点，则抛出速度大小一定等于v 2
D ．在B 点以大小为v 1的速度水平向左抛出小球，则它可能落在地面上的A 点
二、多选题
8．已知广州地区的重力加速度为9.8m/s 2，物体在此地区做自由落体运动时，下列说法中正确的是( )
A ．下落过程，物体的速度每秒增加9.8m/s
B ．物体越重，下落的越快
C ．物体刚下落时，速度和加速度都为零
D ．自由落体运动是一种匀加速直线运动
9．甲、乙两个物体所受重力之比是1：2，所在位置高度之比是2：1，它们各自做自由落体运动，下列说法正确的是( )
A ：1
B ．下落的时间之比是2：1
C ．下落过程中加速度之比是1：2
D ．下落过程中加速度之比是1：1
10．为了求出楼房的高度，让一小石块从楼顶上自由下落（不计空气阻力，g 为常数），只测出下列哪个物理量可以计算出楼的高度( )
A ．石块下落的时间
B ．石块落地的速度
C ．石块第1s 内的位移
D ．最后1s 的位移
11．一石块从30m 高处开始做自由落体运动，(g =10m/s 2，取竖直向下为正方向)则石块下落后( )
A ．第1s 内的位移为5m
B ．第3s 末的速度为30m/s
C ．第2s 内的平均速度为10m/s
D ．3s 内的平均速度为10m/s
12．在一种新的“子母球”表演中，让同一竖直线上的小球A 和小球B ，从距水平地面的高度为ph(p >1)和h 的地方同时由静止释放，如图所示.球A 的质量为m ，球B 的质量为2m.设小球与地面碰撞后以原速率反弹，忽略球的直径、空气阻力及碰撞时间.若球B 在第一次上升过程中就能与球A 相碰，则p 可以取下列哪些值( )
A ．6
B ．5
C ．4
D ．3
三、解答题
13．一个做自由落体运动的物体，从20m 高的台上落下需要多久？
14．前不久媒体报道，从某大厦15楼窗口落下半块砖头，竟将停在楼下的一辆轿车车顶砸了个口，幸好车内无人，否则后果更加严重.假定此砖头是从距车顶约45m 高处由静止开始落下，且空气阻力忽略不计.(g =10m/s 2)
求：(1)砖头在空中的运动时间；
(2)砖头砸到车上时的速度大小；
(3)砖头最后1s 内运动的位移大小．
15．从离地面500m 高的空中自由落下一个小球，空气阻力忽略不计，取2g 10m /s =，
求小球：
()1求小球落到地面需要的时间；
()2下落到距起点125m 处的速度大小；
()3最后1s 的位移．
参考答案
1．B
【解析】
【详解】
由于物体的重力加速度g =mg m ，所以重力加速度g 与物体的质量无关，仅与物体所处的纬
度和高度有关，所以只要在同一位置，所有物体的重力加速度相同，故B 正确，ACD 错误。

2．D
【解析】
【详解】
动能的定义式E k =12mv 2，每次出手时，铅球速度的大小相等，所以出手时铅球的动能相等，动能是标量，速度方向与水平面的夹角不同不影响动能，故D 正确，ABC 错误。

3．C
【详解】
第2s 末的速度102/20/v gt m s m s ==⨯=，故A 说法正确；前2s 内的位移222111042022
h gt m m =
=⨯⨯=，故B 说法正确；第2s 内的位移大小()2221111h 104115222
gt gt m m =-=⨯⨯-=，故C 说法错误；第2s 内的平均速度15115m /s m x v t s ，===故D 说法正确．所以选C ． 4．A
【详解】
运动员在弹力的作用下以8/m s 的初速度从蹦床上跃起，做竖直上抛运动，返回时速度大小仍然为8/m s ；以向上为正方向，根据速度时间关系公式，有：
()028/8/ 1.610/t m s m s v v v t s a a m s
---====-，故A 正确，BCD 错误． 5．A
【详解】
根据时间的对称性，物体从a 点到最高点的时间为12a T ，从b 点到最高点的时间为12
b T ，所以a 点到最高点的距离
221()228
==a a a T gT h g b 点到最高点的距离
221()228
==b b b T gT h g 故a 、b 之间的距离为
221()8
-=
-a b a b h h g T T 故A 正确，BCD 错误；
故选A 。

6．B
【解析】
【详解】 导弹运行的时间为：1s t v =，在这段时间内导弹在竖直方向上的位移为：2112
h gt =，红旗9-在这段时间内向上的位移为：22212h v t gt =-
，则有：122h h h v t =+=，解得：12s v v h
=，故B 正确，ACD 错误．
7．C
【解析】
【分析】 用平抛运动知识，由于题目中紧抓住弹丸垂直打到竖直壁上，采用逆向思维，可以看成平抛运动，则有水平速度越大，落地速度越大，与水平面的夹角越小，射程越远。

【详解】
在A 点射出的小球，仍需水平击中B 点，则竖直分速度不能变化，运动的时间不能变化，则水平分速度也不能变化，所以改变A 点的速度大小和方向都不能水平击中B 点，故AB 错误；采用逆向思维，小球做平抛运动，当水平速度越大时，抛出后落地速度越大，水平射程越远；若水平速度减小，则落地速度变小，水平射程越小.因此只有以与v 2大小相等、方向相反的速度射出弹丸，它才会落在地面上的A 点，故C 正确，D 错误。

所以C 正确，ABD 错误。

【点睛】
本题主要考查了平抛运动，采用了逆向思维，使问题降低了难度。

8．AD
【解析】
【详解】
重力加速度9.8m/s 2，所以是自由下落过程，物体的速度每秒增加9.8m/s ，故A 正确；物体下落的快慢与物体的质量无关，不管轻重的物体，自由下落时，下落一样快，故B 错误；物体刚开始下落时，速度为零，加速度不为零，故C 错误；自由落体运动是初速度为零，加速度为g 的匀加速直线运动，故D 正确。

所以AD 正确，BC 错误。

9．AD
【解析】
【分析】
自由落体运动做初速度为零的匀加速直线运动，根据高度，结合位移时间公式求出运动的时间，从而得出时间之比，根据速度位移公式求出落地的速度大小，从而得出落地速度之比．
【详解】
根据22v gh =，解得：v =2：1，故A
正确；根据212h gt =，解得：t =2：1，，故B 错误；自由落体运动的加速度为g ，与重力无关，则加速度之比为1：1，
故C 错误，D 正确．所以AD 正确，BC 错误．
【点睛】
解决本题的关键知道自由落体运动的规律，结合运动学公式灵活求解．
10．ABD
【详解】
A ．根据212
h gt =可知，知道石块下落的时间就可以求出楼的高度，故A 正确； B ．根据22v gh =可知，知道石块落地的速度就可以求出楼的高度，故B 正确； C ．石块第1s 内的位移，可以根据212
h gt =直接计算，是一个已知量，如果只知道石块第1s 内的位移，没有其他条件，无法计算楼的高度，故C 错误；
D ．设运动时间为t ，根据
1t t x x x -∆=-
即
()2211122
at a t x --=∆ 可以算出下落的时间，由A 的分析可知，可以求出楼的高度，故D 正确。

故选ABD 。

11．AD
【解析】
【分析】
物体做自由落体运动，根据位移时间公式和速度时间公式求的位移和时间，结合位移与时间的比值为平均速度。

【详解】
第1s 内的位移为：ℎ1=12gt 12=12×10×12m =5m ，故A 正确；物体下落的时间为：t =√2ℎg =
√2×3010s =√6s ，可知3s 末已经落地，所以3s 末速度为零，故B 错误；前2s 内的位移为：
ℎ2=12gt 22=12×10×22m =20m ，所以第2s 内的平均速度为：v =ℎ2−ℎ1t =20−51m/s =
15m/s ，故C 错误；3s 内的平均速度为v =ℎt′=
303m/s =10m/s ，故D 正确。

所以AD 正确，
BC 错误。

【点睛】 解本题的关键是记住并理解自由落体的位移公式、速度与位移的关系公式和平均速度的公式。

12．BCD
【解析】
【详解】
要想在B 上升阶段两球相碰，临界情况是B 刚好反跳到出发点时与A 相碰，两物体的v −t 图象如下图；
阴影部分面积之和就是A的下落高度和B的反跳高度之和ph，v2−v02=2gℎ根据图知
pℎ=5ℎ，故p=5，故p可以取小于等于5的数，故BCD正确，A错误。

13．2s．
【解析】
【分析】
物体做自由落体运动，是初速度为零的匀加速直线运动，根据位移时间关系公式列式求解即可。

【详解】
物体做自由落体运动，根据位移时间关系公式，有：ℎ=1
2
gt2
解得：t=√2ℎ
g =√2×20
10
=2s
【点睛】
本题关键是明确自由落体运动的运动性质，然后选择恰当的运动学公式列式求解，基础问题。

14．（1）3s（2）30m/s（3）25m
【解析】
【分析】
由位移公式可求得砖头在空中的运动时间；由速度公式可求得落到车上的速度；
由位移公式求得前2s的位移，用总高度减去前2s内的位移即可求解。

【详解】
(1)规定竖直向下为正方向，由S=1
2
gt2，
可得：t=√2S
总
g
=√2×45
10
=3s
(2)由V t=gt，可得：V t=gt=10×3=30m/s
(3)由S=1
2
gt2，
可得前2s 的位移：S 前2s =12gt 22=12×10×22=20m 最后1s 的位移：S 最后1s =S 总−S 前2s =45−20=25m
【点睛】
本题考查自由落体中公式的应用，要注意只有初速度为零，加速度为g 才能应用自由落体公式。

15．（1）10s （2）50m/s （3）95s
【解析】
【分析】
根据自由落体运动的位移时间公式求出小球落到地面的时间，根据速度位移公式求出下落到距起点125m 处的速度大小，根据位移时间公式求出落地前1s 之前的位移，从而得出最后1s 内的位移．
【详解】
取竖直向下为正方向
()1根据自由落体运动规律：212
h gt =，
解得：10t s ===． ()
2根据22t v gs =，可得：/50/t v s m s ==．
()3物体前9s 下落的高度为：211''108140522h gt m m ==⨯⨯=，
所以最后1s 下落的高度为：'50040595h h h m m =-=-=．
【点睛】
解决本题的关键知道自由落体运动的运动规律，结合运动学公式灵活求解．。