高中物理人教版第二章勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究5自由落體運(yùn)動(dòng) 第2章56

第二章56基礎(chǔ)夯實(shí)一、選擇題(1～3題為單選題，4、5題為多選題)1．(福建省廈門(mén)六中2023～2023學(xué)年高一上學(xué)期期中)踢毽子是我國(guó)民間的一項(xiàng)體育游戲，被人們譽(yù)為“生命的蝴蝶”。近年來(lái)，踢毽子成為全民健身活動(dòng)之一。毽子由羽毛和銅錢(qián)組成，在下落時(shí)總是銅錢(qián)在下羽毛在上，如圖所示，對(duì)此分析正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)99684250)(C)A．銅錢(qián)重，所以總是銅錢(qián)在下羽毛在上B．如果沒(méi)有空氣阻力，也總是出現(xiàn)銅錢(qián)在下羽毛在上的現(xiàn)象C．因?yàn)榭諝庾枇Φ拇嬖?，所以總是銅錢(qián)在下羽毛在上D．毽子的自由下落是自由落體運(yùn)動(dòng)解析：羽毛受到的空氣阻力與自身重力相差不多，對(duì)運(yùn)動(dòng)的影響很大，而羽毛又和銅錢(qián)具有相同的運(yùn)動(dòng)情況，故羽毛要受銅錢(qián)較大的拖動(dòng)作用，即羽毛的運(yùn)動(dòng)主要是靠銅錢(qián)的帶動(dòng)，所以毽子下落時(shí)總是銅錢(qián)在下面拉著羽毛。銅錢(qián)重不是根本原因，A錯(cuò)，C對(duì)；如沒(méi)有空氣阻力，銅錢(qián)和羽毛的相對(duì)位置是隨機(jī)的，B錯(cuò)；可見(jiàn)空氣阻力不能忽略，毽子不是自由落體運(yùn)動(dòng)，D錯(cuò)誤。2．在大棗紅了的時(shí)候，幾個(gè)小朋友正在大棗樹(shù)下用石塊投向棗樹(shù)，若某個(gè)小朋友從看到石塊擊中棗樹(shù)樹(shù)枝到聽(tīng)到大棗的落地聲最少需要，估算一下這棵棗樹(shù)的高度至少是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)99684251)(B)A．1.5m B．2.5mC．5m D．7m解析：紅棗從樹(shù)枝上脫落可認(rèn)為做自由落體運(yùn)動(dòng)，下落時(shí)間t＝，根據(jù)h＝eq\f(1,2)gt2，h≈2.5m，所以樹(shù)高至少2.5m，選項(xiàng)B正確。3.在一豎直磚墻前讓一個(gè)小石子自由下落，小石子下落的軌跡距離磚墻很近。現(xiàn)用照相機(jī)對(duì)下落的石子進(jìn)行拍攝。某次拍攝的照片如圖所示，AB為小石子在這次曝光中留下的模糊影跡。已知每層磚(包括磚縫)的平均厚度約為6.0cm，A點(diǎn)距石子開(kāi)始下落的豎直距離約1.8m。估算照相機(jī)這次拍攝的“曝光時(shí)間”最接近eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)99684252)(B)A．×10－1s B．×10－2sC．×10－3s D．×10－4s解析：因?yàn)槭釉谄毓鈺r(shí)間內(nèi)的位移遠(yuǎn)小于A點(diǎn)距石子開(kāi)始下落點(diǎn)的豎直距離，則可以用石子在A點(diǎn)的瞬時(shí)速度代替AB段的平均速度，由自由落體規(guī)律有vA＝eq\r(2gh)＝6m/s，則曝光時(shí)間為t＝eq\f(sAB,vA)＝。4．下圖中可以表示物體做自由落體運(yùn)動(dòng)的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)99684253)(BC)解析：自由落體運(yùn)動(dòng)的速度公式為v＝gt，可知t＝0時(shí)v＝0，且v與t成正比，故A錯(cuò)誤，B正確。自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度恒為g，故C正確。由自由落體運(yùn)動(dòng)的位移公式x＝eq\f(1,2)gt2可知，x與t2成正比關(guān)系，故D錯(cuò)誤。5．甲、乙兩物體的質(zhì)量之比為1∶2，甲、乙兩物體所在的位置高度之比為2∶1，它們各自做自由落體運(yùn)動(dòng)，則eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)99684254)(AD)A．落地時(shí)的速度之比是eq\r(2)∶1B．落地時(shí)的速度之比是1∶1C．下落過(guò)程中的加速度之比是1∶2D．下落過(guò)程所用時(shí)間之比是eq\r(2)∶1解析：兩物體的自由落體加速度都是g，根據(jù)v2＝2gh和h＝eq\f(1,2)gt2可知v1∶v2＝eq\r(2)∶1，t1∶t2＝eq\r(2)∶1，故選項(xiàng)A、D正確，B、C錯(cuò)誤。二、非選擇題6．(青海師大附中2023～2023學(xué)年高一上學(xué)期期中)請(qǐng)你根據(jù)下圖漫畫(huà)“洞有多深？”提供的情境，回答下列問(wèn)題：eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)99684255)(1)他們依據(jù)_自由落體運(yùn)動(dòng)__規(guī)律，估算洞的深度。(2)請(qǐng)你對(duì)該方法進(jìn)行評(píng)估：該方法的優(yōu)點(diǎn)：_見(jiàn)解析__；該方法的不足：_見(jiàn)解析__。(3)若石塊自由下落的時(shí)間為3s，估算洞的深度為_(kāi)45__m。解析：(1)自由落體運(yùn)動(dòng)(2)該方法的優(yōu)點(diǎn)：①所使用的儀器設(shè)備簡(jiǎn)單；②測(cè)量方法方便；③g的取值熟悉；④運(yùn)算簡(jiǎn)便；該方法的不足：①測(cè)量方法粗略，誤差較大；②石塊下落的初速度不為零，不是真正的自由落體運(yùn)動(dòng)；③石塊下落有空氣阻力，會(huì)造成一定的誤差；④未考慮聲音傳播需要的時(shí)間。(3)h＝eq\f(1,2)gt2＝45m。7.在青少年科技發(fā)明大賽中，有一個(gè)同學(xué)根據(jù)老鼠沿直線運(yùn)動(dòng)的習(xí)性發(fā)明了電子捕鼠器，其原理是利用光電管控制鼠籠下落的電源，當(dāng)老鼠頭部遮擋光電管時(shí)鼠籠開(kāi)始做自由落體運(yùn)動(dòng)。同時(shí)啟動(dòng)數(shù)字毫秒計(jì)記錄老鼠身體通過(guò)光電管的時(shí)間。鼠籠的開(kāi)口向下，可將老鼠扣在籠中，如圖所示。假設(shè)老鼠垂直光電管發(fā)出的紅光做勻速直線運(yùn)動(dòng)，其身長(zhǎng)約為l＝20cm，數(shù)字毫秒計(jì)記錄的時(shí)間為Δt＝，鼠籠的A端與光電管豎直對(duì)齊，鼠籠的下端距離地面高度h＝0.2m，則鼠籠長(zhǎng)度AB至少多長(zhǎng)才能成功將老鼠捕獲？(g取10m/s2，忽略老鼠尾巴長(zhǎng)度)eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)99684256)答案：0.4m解析：鼠的運(yùn)動(dòng)速度v＝eq\f(l,Δt)鼠籠從切斷電源至落到地面用時(shí)間為t，h＝eq\f(1,2)gt2代入數(shù)據(jù)解得：t＝則鼠籠的長(zhǎng)度至少為L(zhǎng)＝vt＝0.4m。能力提升一、選擇題(1題為單選題，2～4題為多選題)1.如圖，是木星的一個(gè)衛(wèi)星—木衛(wèi)1上面的珞璣火山噴發(fā)的情景。經(jīng)觀測(cè)火山噴發(fā)出巖塊上升高度可達(dá)250km，每一塊石頭的留空時(shí)間為1000s。已知在距離木衛(wèi)1表面幾百千米的范圍內(nèi)，木衛(wèi)1的重力加速度g木衛(wèi)可視為常數(shù)，而且在木衛(wèi)1上沒(méi)有大氣，則據(jù)此可求出g木衛(wèi)與地球表面重力加速度g(g＝10m/s2)的關(guān)系是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)99684257)(C)A．g木衛(wèi)＝g B．g木衛(wèi)＝eq\f(1,2)gC．g木衛(wèi)＝eq\f(1,5)g D．g木衛(wèi)＝eq\f(1,20)g解析：一塊石頭的留空時(shí)間為1000s，石頭上升或下落時(shí)間為500s，根據(jù)h＝eq\f(1,2)g木衛(wèi)t2，解得g木衛(wèi)＝2m/s2，C正確。2．俄羅斯“能源”火箭航天集團(tuán)專(zhuān)家稱(chēng)，人類(lèi)能在20年后飛往火星。若一物體從火星表面豎直向上拋出(不計(jì)氣體阻力)時(shí)的x－t圖象如圖所示，則eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)99684258)(AC)A．該火星表面的重力加速度為1.6m/s2B．該物體上升的時(shí)間為10sC．該物體被拋出時(shí)的初速度為8m/sD．該物體落到火星表面時(shí)的速度為16m/s解析：由圖可知物體上升的最大高度為20m，上升時(shí)間為5s，由h＝eq\f(1,2)gt2得g＝1.6m/s2，A對(duì)B錯(cuò)。v＝gt＝8m/s，C對(duì)D錯(cuò)。3．滴水法測(cè)重力加速度的過(guò)程是這樣的：讓水龍頭的水一滴一滴地滴在其正下方的盤(pán)子里，調(diào)整水龍頭，讓前一滴水滴到盤(pán)子而聽(tīng)到聲音時(shí)，后一滴恰好離開(kāi)水龍頭。從第1次聽(tīng)到水擊盤(pán)聲時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，測(cè)出n次聽(tīng)到水擊盤(pán)聲的總時(shí)間為t，用刻度尺量出水龍頭到盤(pán)子的高度差為h，即可算出重力加速度。設(shè)人耳能區(qū)別兩個(gè)聲音的時(shí)間間隔為，聲速為340m/s，g取10m/s2，則eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)99684259)(BD)A．水龍頭距人耳的距離至少為34mB．水龍頭距盤(pán)子的距離至少為0.05mC．重力加速度的計(jì)算式為eq\f(2n2h,t2)D．重力加速度的計(jì)算式為eq\f(2n－12h,t2)解析：從自由落體運(yùn)動(dòng)位移公式出發(fā)進(jìn)行分析。只要相鄰兩滴水滴下的時(shí)間間隔超過(guò)，人耳就能分辨出兩滴水的擊盤(pán)聲，而與水龍頭距人耳的距離無(wú)關(guān)(只要人耳能夠聽(tīng)到聲音)。在內(nèi)，水滴下落的距離h＝eq\f(1,2)gteq\o\al(2,min)＝eq\f(1,2)×10×0.12m＝0.05m，即水龍頭距盤(pán)子的距離至少應(yīng)為0.05m，故A錯(cuò)，B對(duì)；n次響聲對(duì)應(yīng)(n－1)個(gè)水滴下落后用的時(shí)間，所以一個(gè)水滴下落時(shí)間為t1＝eq\f(t,n－1)，由h＝eq\f(1,2)gteq\o\al(2,1)得，g＝eq\f(2h,t\o\al(2,1))＝eq\f(2n－12,t2)h，故C錯(cuò)，D正確。4．(河北省承德一中2023～2023學(xué)年高一上學(xué)期檢測(cè))有一串佛珠，穿在一根長(zhǎng)1.8m的細(xì)線上，細(xì)線的首尾各固定一個(gè)佛珠，中間還有5個(gè)佛珠。從最下面的佛珠算起，相鄰兩個(gè)佛珠的距離為5cm、15cm、25cm、35cm、45cm、55cm，如圖所示。某人向上提起線的上端，讓線自由垂下，且第一個(gè)佛珠緊靠水平桌面。松手后開(kāi)始計(jì)時(shí)，若不計(jì)空氣阻力，g取10m/s2，則第2、3、4、5、6、7個(gè)佛珠eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)99684260)(CD)A．落到桌面上的時(shí)間間隔越來(lái)越大B．落到桌面上的時(shí)間間隔越來(lái)越小C．依次落到桌面上的速率關(guān)系為1∶2∶3∶4∶5∶6D．其中的第4個(gè)佛珠落到桌面上的速率為3m/s解析：佛珠同時(shí)做自由落體運(yùn)動(dòng)，下降的位移之比為1∶4∶9∶16∶25∶36。根據(jù)h＝eq\f(1,2)gt2，知落地的時(shí)間之比為1∶2∶3∶4∶5∶6，知落到桌面上的時(shí)間間隔相等，故A、B錯(cuò)誤。根據(jù)v＝gt知，依次落到桌面上的速率關(guān)系為1∶2∶3∶4∶5∶6，故C正確。第4個(gè)佛珠距離地面的高度為45cm，則v＝eq\r(2gh)＝3m/s，故D正確，故選C、D。二、非選擇題5．比薩斜塔是世界建筑史上的一大奇跡。如圖所示，已知斜塔第一層離地面的高度h1＝6.8m，為了測(cè)量塔的總高度，在塔頂無(wú)初速度釋放一個(gè)小球，小球經(jīng)過(guò)第一層到達(dá)地面的時(shí)間t1＝，重力加速度g取10m/s2，不計(jì)空氣阻力。eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)99684261)(1)求小球下球過(guò)程中，通過(guò)第一層的平均速度大小；(2)求斜塔離地面的總高度h。答案：(1)34m/s(2)61.25m解析：(1)eq\x\to(v)＝eq\f(h1,t1)＝34m/s(2)設(shè)小球到達(dá)第一層時(shí)的速度為v1，則有h1＝v1t1＋eq\f(1,2)gteq\o\al(2,1)，得v1＝eq\f(h1－\f(1,2)gt\o\al(2,1),t1)代入數(shù)據(jù)得v1＝33m/s塔頂離第一層的高度h2＝eq\f(v\o\al(2,1),2g)＝54.45m所以塔的總高度h＝h1＋h2＝61.25m6．如圖所示，某同學(xué)測(cè)出一棵蘋(píng)果樹(shù)樹(shù)干部分的高度約為1.6m，一個(gè)蘋(píng)果從樹(shù)冠頂端的樹(shù)梢上由于受到擾動(dòng)而自由下落，該同學(xué)測(cè)出蘋(píng)果經(jīng)過(guò)樹(shù)干所用的時(shí)間為，重力加速度取10m/s2，則：eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)99684