2024-2025學(xué)年新教材高中物理第二章勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究4自由落體運(yùn)動(dòng)分層集訓(xùn)含解析新人教版必修第一冊(cè)

PAGE7-自由落體運(yùn)動(dòng)[合格達(dá)標(biāo)練]題組一自由落體運(yùn)動(dòng)和自由落體加速度的理解1．下列對(duì)物體做自由落體運(yùn)動(dòng)的說法中正確的是()A．物體自由下落時(shí)，速度為0，加速度也為0B．物體下落過程中速度增大，加速度大小保持不變，方向變更C．物體下落過程中，速度和加速度同時(shí)增大D．物體下落過程中，速度的變更率是個(gè)恒量2．某同學(xué)搖動(dòng)蘋果樹時(shí)，一個(gè)蘋果和一片樹葉從同一高度處同時(shí)由靜止落向地面．下列說法正確的是()A．蘋果和樹葉都是自由落體運(yùn)動(dòng)B．蘋果和樹葉都不能看成自由落體運(yùn)動(dòng)C．假如地球上沒有空氣，則蘋果和樹葉會(huì)同時(shí)落地D．由于蘋果受到空氣阻力，所以蘋果不能看作自由落體3．下列關(guān)于自由落體運(yùn)動(dòng)的說法中正確的是(g取9.8m/s2)()A．自由落體運(yùn)動(dòng)是一種勻速運(yùn)動(dòng)B．下落過程中，物體速度每秒增加9.8m/sC．物體越重，下落得越快D．物體剛下落時(shí)，速度和加速度都為零4．拿一個(gè)長約1.5m的玻璃筒，一端封閉，另一端有開關(guān)，把金屬片和小羽毛放到玻璃筒里，把玻璃筒倒立過來，視察它們下落的狀況．然后把玻璃筒里的空氣抽出，再把玻璃筒倒立過來，再次視察它們下落的狀況．下列說法正確的是()A．玻璃筒充溢空氣時(shí)，金屬片和小羽毛下落得一樣快B．玻璃筒充溢空氣時(shí)，金屬片和小羽毛均做自由落體運(yùn)動(dòng)C．玻璃筒抽出空氣后，金屬片和小羽毛下落一樣快D．玻璃筒抽出空氣后，金屬片比小羽毛下落快題組二自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律5．下圖是某探討者在地面上拍攝的小球做自由落體運(yùn)動(dòng)的頻閃照片．假設(shè)在月球上運(yùn)用相同的設(shè)備，并保持頻閃光源閃光的時(shí)間間隔不變，拍攝小球在月球表面做自由落體運(yùn)動(dòng)的頻閃照片，可能是圖中的()6.如圖所示，質(zhì)量不同的兩個(gè)小球從同一高度同時(shí)做自由落體運(yùn)動(dòng)，則()A．質(zhì)量大的下落得快B．質(zhì)量小的下落得快C．兩球下落的時(shí)間相同D．兩球下落的加速度不同7．小球在離地面不同高度處同時(shí)從靜止釋放，不計(jì)空氣阻力，從起先運(yùn)動(dòng)的時(shí)刻起每隔相等的時(shí)間間隔，小球?qū)⒁来斡龅降孛?，則如下所示各圖中，能大致正確反映出剛起先運(yùn)動(dòng)時(shí)各小球相對(duì)地面的高度的是()8.如圖是用頻閃周期為t的相機(jī)拍攝的一張真空中羽毛與蘋果自由下落的局部頻閃照片．關(guān)于供應(yīng)的信息及相關(guān)數(shù)據(jù)處理，下列說法中正確的是()A．肯定滿意關(guān)系x1:x2:x3＝1:4:9B．肯定滿意關(guān)系x1:x2:x3＝1:3:5C．蘋果下落的加速度大小為eq\f(x3－x1,2Δt2)D．羽毛下落的加速度大小為eq\f(2x2,Δt2)9．一名航天員在某星球上完成自由落體運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)，讓一個(gè)質(zhì)量為1kg的小球從肯定的高度自由下落，測(cè)得在第5s內(nèi)的位移是18m，則()A．小球在2s末的速度為20m/sB．小球在第5s內(nèi)的平均速度是3.6m/sC．該星球上的重力加速度為5m/s2D.小球在5s內(nèi)的位移是50m題組三重力加速度的測(cè)量10．某同學(xué)運(yùn)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋?1)請(qǐng)完成以下主要試驗(yàn)步驟：按圖(a)安裝試驗(yàn)器材并連接電源；豎直提起系有重物的紙帶，使重物__________(填“靠近”或“遠(yuǎn)離”)計(jì)時(shí)器下端；________，________，使重物自由下落；關(guān)閉電源，取出紙帶；換新紙帶重復(fù)試驗(yàn)．(2)圖(b)和(c)是試驗(yàn)獲得的兩條紙帶，應(yīng)選取________(填“(b)”或“(c)”)來計(jì)算重力加速度．在試驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)處理都正確的狀況下，得到的結(jié)果仍小于當(dāng)?shù)刂亓铀俣龋饕売墒强諝庾枇蚠_______________________________________________________________________．11．甲乙兩位同學(xué)設(shè)計(jì)了利用數(shù)碼相機(jī)的連拍功能測(cè)重力加速度的試驗(yàn)．試驗(yàn)中，甲同學(xué)負(fù)責(zé)釋放金屬小球，乙同學(xué)負(fù)責(zé)在小球自由下落的時(shí)候拍照．已知相機(jī)每間隔0.1s拍1幅照片．(1)若要從拍得的照片中獲得必要的信息，在此試驗(yàn)中還必需運(yùn)用的器材是____________．(填正確答案標(biāo)號(hào))A．米尺B．秒表C．光電門D．天平(2)簡述你選擇的器材在本試驗(yàn)中的運(yùn)用方法．________________________________________________________________________.(3)試驗(yàn)中兩同學(xué)由連續(xù)3幅照片上小球的位置a、b和c得到ab＝24.5cm、ac＝58.7cm，則該地的重力加速度大小為g＝________m/s2.(保留2位有效數(shù)字)[素養(yǎng)提升練]12．(多選)如圖所示，豎直方向上的線段AE被分成四個(gè)長度相等的部分，即AB＝BC＝CD＝DE.一物體從A點(diǎn)由靜止釋放，不計(jì)空氣阻力，下列結(jié)論正確的是()A．物體通過每一部分的過程中速度增量相等B．物體到達(dá)各點(diǎn)的速度之比為vB:vC:vD:vE＝1:eq\r(2):eq\r(3):2C．物體從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到E點(diǎn)的全過程平均速度eq\o(v,\s\up6(－))＝vBD．物體經(jīng)過各段的時(shí)間之比為tAB:tBC:tCD:tDE＝1:3:5:713．(多選)小球從空中某處起先自由下落，與水平地面碰撞后上升到空中某一高度處，此過程中小球速度隨時(shí)間變更的關(guān)系如圖所示，則()A．在下落和上升兩個(gè)過程中，小球的加速度不同B．小球起先下落處離地面的高度為0.8mC．整個(gè)過程中小球的位移為1.0mD．整個(gè)過程中小球的平均速度大小為1m/s14．雨后，屋檐上還在不斷滴著水滴，如圖所示．小紅仔細(xì)視察后發(fā)覺，這些水滴都是由靜止起先下落的．她測(cè)得屋檐到窗臺(tái)的距離H＝3.2m，窗戶的高度為h＝1.4m．g取10m/s2，試計(jì)算：(1)水滴下落到窗臺(tái)時(shí)的速度大??；(2)水滴經(jīng)過窗戶的時(shí)間．分層集訓(xùn)7自由落體運(yùn)動(dòng)1．解析：做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體，加速度不變，速度增大，而速度的變更率為加速度，是恒量，故選項(xiàng)D正確．答案：D2．解析：蘋果和樹葉都受重力和空氣阻力，但空氣阻力相對(duì)蘋果的重力來說很小，可以忽視不計(jì)，故蘋果的運(yùn)動(dòng)可以看作自由落體運(yùn)動(dòng)，而樹葉的運(yùn)動(dòng)不能看作自由落體運(yùn)動(dòng)，故A、B、D項(xiàng)錯(cuò)誤；假如地球上沒有空氣，蘋果和樹葉都只受重力，都做自由落體運(yùn)動(dòng)，同時(shí)落地，故C項(xiàng)正確．答案：C3．解析：自由落體運(yùn)動(dòng)從靜止起先運(yùn)動(dòng)，不行能是勻速運(yùn)動(dòng)，是初速度為零加速度為g的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；加速度為g＝9.8m/s2，依據(jù)加速度的意義可知物體速度每秒增加9.8m/s，故B項(xiàng)正確；重力加速度與物體的質(zhì)量無關(guān)，重物與輕物下落一樣快，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；物體剛下落時(shí)，速度為零，而物體受到重力，加速度為g，故D項(xiàng)錯(cuò)誤．答案：B4．解析：玻璃筒內(nèi)有空氣時(shí)，金屬片和小羽毛因所受的重力和空氣阻力不同，導(dǎo)致加速度不同，所以下落得不一樣快，A、B錯(cuò)誤．玻璃筒內(nèi)沒有空氣時(shí)，金屬片和小羽毛均做自由落體運(yùn)動(dòng)，加速度都為g，所以下落得一樣快，C正確，D錯(cuò)誤．答案：C5．解析：由h＝eq\f(1,2)gt2知g越小，相同的頻閃時(shí)間內(nèi)h越小，C正確．答案：C6．解析：兩小球都做自由落體運(yùn)動(dòng)，加速度都為重力加速度g，因此兩小球下落的快慢相同，選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤；依據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)的公式h＝eq\f(1,2)gt2可知t＝eq\r(\f(2h,g))，故兩個(gè)物體同時(shí)落地，故C正確．答案：C7．解析：每隔相等的時(shí)間間隔小球依次遇到地面，可以知道第一個(gè)小球經(jīng)過T時(shí)間落地，其次個(gè)小球落地的時(shí)間為2T，第三、四個(gè)小球落地的時(shí)間依次為3T、4T.各球位移之比為14916，故選項(xiàng)C正確．答案：C8．解析：由于這是局部照片，A點(diǎn)并不肯定是起點(diǎn)，故不能依據(jù)初速度為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移規(guī)律求解，故A、B項(xiàng)均錯(cuò)誤；由Δx＝at2可得：a＝eq\f(x3－x1,2Δt2)，故C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤．答案：C9．解析：第5s內(nèi)的位移為前5s內(nèi)的位移與前4s內(nèi)的位移之差，故有eq\f(1,2)g(5s)2－eq\f(1,2)g(4s)2＝18m，解得g＝4m/s2，故小球在2s末的速度為v＝gt＝8m/s，小球在第5s內(nèi)的平均速度為eq\o(v,\s\up6(－))＝eq\f(x,t)＝18m/s，小球在5s內(nèi)的位移為x＝eq\f(1,2)g(5s)2＝50m，故D正確．答案：D10．解析：(1)為使紙帶上打出的點(diǎn)較多，應(yīng)使重物靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的下端，并先接通電源，后釋放紙帶，使重物自由下落．(2)由于重物下落過程做勻加速運(yùn)動(dòng)，因此打出的紙帶上的點(diǎn)跡間隔應(yīng)漸漸增大，故應(yīng)選用題圖(b)中的紙帶．在試驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)處理都正確的狀況下，試驗(yàn)結(jié)果仍小于當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?，主要緣由是空氣阻力和紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器間的摩擦．答案：(1)靠近先接通電源再釋放紙帶(2)(b)紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器間的摩擦11．解析：(1)此試驗(yàn)用數(shù)碼相機(jī)替代打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，故試驗(yàn)原理是相同的，仍舊須要米尺來測(cè)量點(diǎn)與點(diǎn)之間的距離，故選A.(2)米尺在本試驗(yàn)中的運(yùn)用方法為：將米尺豎直放置，使小球下落時(shí)盡量靠近米尺，這樣便于測(cè)量連續(xù)幾張照片上小球位置之間的距離．(3)利用逐差法Δx＝aT2求加速度a.則a＝eq\f(Δx,T2)＝eq\f(58.7－24.5－24.5×10－2m,0.1s2)＝9.7m/s2.答案：(1)A(2)將米尺豎直放置，使小球下落時(shí)盡量靠近米尺(3)9.712．解析：自由落體運(yùn)動(dòng)是勻加速直線運(yùn)動(dòng)，故通過相等位移對(duì)應(yīng)的時(shí)間不相等，所以物體通過每一部分的過程中速度增量不相等，A錯(cuò)誤；由v2＝2gh得，vBvCvDvE＝1eq\r(2)eq\r(3)2，B正確；因?yàn)閔ABhBE＝13，且物體做初速度為零的勻變速運(yùn)動(dòng)，所以B點(diǎn)對(duì)應(yīng)AE的中間時(shí)刻，所以物體從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到E點(diǎn)的全過程平均速度eq\o(v,\s\up6(－))＝vB，C正確；tABtBCtCDtDE＝1(eq\r(2)－1)(eq\r(3)－eq\r(2))(2－eq\r(3))，D錯(cuò)誤．答案：BC13．解析：小球在下落和上升過程中，均只受重力作用，故加速度相同，A錯(cuò)誤；小球在0.4s末落到地面，小球下落的距離h＝eq\f(1,2)×4×0.4m＝0.8m，故小球下落處離地高度為0.8m，B正確；小球反彈后上升的高度h′＝eq\f(1,2)×2×0.2m＝0.2m，故小球的位移為x＝0.6m，方向向下，C錯(cuò)誤；整個(gè)過程中小球的平均速度eq\o(v,\s\up6(－))＝eq\f(x,t)＝eq\f(0.6,0.6)m/s＝1m/s，故D正確．答案：BD14．解析：(1)水滴下落至窗臺(tái)通過的距離為H＝3.2m，由v