2024-2025新教材高中物理課時(shí)素養(yǎng)評(píng)價(jià)八自由落體運(yùn)動(dòng)含解析新人教版必修1

PAGEPAGE1課時(shí)素養(yǎng)評(píng)價(jià)八自由落體運(yùn)動(dòng)(25分鐘60分)一、選擇題(本題共6小題,每題5分,共30分)1.17世紀(jì)意大利科學(xué)家伽利略在探討落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律時(shí),提出了聞名的斜面試驗(yàn),其中應(yīng)用到的物理思想方法屬于 ()A.等效替代 B.試驗(yàn)歸納C.志向試驗(yàn) D.限制變量【解析】選C。伽利略的斜面試驗(yàn)是在試驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行“合理外推”得到落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的,屬于志向試驗(yàn),C正確。2.下面關(guān)于自由落體運(yùn)動(dòng)的說(shuō)法中正確的是()A.初速度為零的運(yùn)動(dòng)就是自由落體運(yùn)動(dòng)B.加速度為g的運(yùn)動(dòng)就是自由落體運(yùn)動(dòng)C.速度與時(shí)間成正比的運(yùn)動(dòng)就是自由落體運(yùn)動(dòng)D.自由落體運(yùn)動(dòng)是物體從靜止起先只在重力作用下的運(yùn)動(dòng),是初速度為零,加速度為g的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)【解析】選D。初速度為零的運(yùn)動(dòng)不肯定是自由落體運(yùn)動(dòng),如水平面上物體從靜止起先的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),故A項(xiàng)錯(cuò)誤;加速度為g的運(yùn)動(dòng)不肯定是自由落體運(yùn)動(dòng),如平拋運(yùn)動(dòng),故B項(xiàng)錯(cuò)誤;依據(jù)v=at,全部初速度為0的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)速度與時(shí)間均成正比,不肯定是自由落體運(yùn)動(dòng),故C項(xiàng)錯(cuò)誤;自由落體運(yùn)動(dòng)是物體從靜止起先只在重力作用下的運(yùn)動(dòng),是初速度為零,加速度為g的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),故D項(xiàng)正確。3.暑假,小王跟隨科技夏令營(yíng)前往意大利進(jìn)行游學(xué)活動(dòng)期間,前往了意大利比薩城北面的奇跡廣場(chǎng)參觀了高55m的比薩斜塔。他在登至塔頂時(shí)不慎將所圍圍巾掉落至奇跡廣場(chǎng),A.1.6sB.2.3sC.3.3sD.8.5s【解析】選D。若物體自由下落,依據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)的公式有:h=12gt2解得t=2hg=2×5510s≈3.3s,考慮到圍巾下落時(shí)受到空氣阻力,則下落的加速度小于g,則下落的時(shí)間大于4.某同學(xué)在試驗(yàn)室做了如圖所示的試驗(yàn),鐵質(zhì)小球被電磁鐵吸附,斷開(kāi)電磁鐵的電源,小球自由下落,已知小球的直徑為0.5cm,該同學(xué)從計(jì)時(shí)器上讀出小球通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間為1.00×10-3s,則小球起先下落的位置距光電門(mén)的距離為(取g=10A.1m C.0.4m 【解析】選B。小球通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間很短,這段時(shí)間內(nèi)的平均速度可看成瞬時(shí)速度,則v=xt=5m/s,由自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知h=v22g5.四川樂(lè)山大佛開(kāi)鑿于唐代,歷時(shí)約90年,通高71米。雨天水滴從頂上下落(時(shí)間間隔均為1s),不考慮一切阻力,則在落地之前,空中的水滴(g取10m()A.間距勻稱(chēng),都為5B.間距勻稱(chēng),都為10C.先下落的水滴之間間距更大D.后下落的水滴之間間距更大【解析】選C。隨意兩水滴之間的距離:Δh=12g(t+1)2-12gt2=gt+12g,則隨意兩水滴間距隨時(shí)間的增加而增大,即先下落的水滴之間間距更大,6.一物體從一行星表面某高度處自由下落(不計(jì)空氣阻力)。自起先下落計(jì)時(shí),得到物體離行星表面高度h隨時(shí)間t改變的圖像如圖所示,則()A.行星表面重力加速度大小為6mB.行星表面重力加速度大小為10mC.物體落到行星表面時(shí)的速度大小為25D.物體落到行星表面時(shí)的速度大小為20【解析】選D。設(shè)物體下落的加速度為a,物體做初速度為零的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),從圖中可以看出下落高度h=25m,所用的時(shí)間t=2.5s,由位移時(shí)間關(guān)系式:h=12at2解得:a=8m/s2,故A、B項(xiàng)錯(cuò)誤;物體做初速度為零的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),由速度時(shí)間關(guān)系式得:v=at=20【補(bǔ)償訓(xùn)練】(多選)已知月球表面旁邊的重力加速度是地球表面的重力加速度的16,先后分別在月球和地球表面上高h(yuǎn)處釋放一個(gè)小球,空氣阻力不計(jì)時(shí),下列說(shuō)法正確的是A.在月球和地球上小球的下落快慢是一樣的B.在月球和地球上小球的速度比為1∶6C.小球在月球和地球上落地時(shí)的速度之比為1∶6D.小球在月球和地球上的落地時(shí)間之比為6∶1【解析】選C、D。因?yàn)樵诘厍蛏现亓铀俣却?故在地球自由下落時(shí)和月球上下落時(shí)快慢程度不一樣,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;依據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知,落地速度v=2gh,落地速度在高度相同的狀況下與重力加速度的平方根成正比,故B項(xiàng)錯(cuò)誤,C項(xiàng)正確;依據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知,下落所用時(shí)間t=2hg,下落時(shí)間在下落高度相同的狀況下與重力加速度的平方根成反比,二、非選擇題(本題共2小題,共30分。要有必要的文字說(shuō)明和解題步驟,有數(shù)值計(jì)算的要標(biāo)明單位)7.(14分)某同學(xué)利用光電傳感器設(shè)計(jì)了測(cè)定重力加速度的試驗(yàn),試驗(yàn)裝置如圖甲所示,試驗(yàn)器材有鐵架臺(tái)、光電計(jì)時(shí)器、小鋼球等。鐵架臺(tái)上端固定一個(gè)電磁鐵,通電時(shí),小鋼球被吸在電磁鐵上,斷電時(shí),小鋼球自由下落。 (1)先將光電門(mén)固定在A處,光電計(jì)時(shí)器記錄下小鋼球經(jīng)過(guò)光電門(mén)的時(shí)間Δt0,量出小球釋放點(diǎn)距A的距離為h0,測(cè)出小鋼球的直徑d(d遠(yuǎn)小于h0)。則小球運(yùn)動(dòng)到光電門(mén)處的瞬時(shí)速度v=__________,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=__________。(用題中所給字母表示)

(2)若某次試驗(yàn)時(shí)間電計(jì)時(shí)器記錄下小鋼球經(jīng)過(guò)光電門(mén)的時(shí)間為0.5Δt0,請(qǐng)你推斷此時(shí)間電門(mén)距A處的距離Δh=____________。[用(1)中所給字母表示]

(3)由于直尺的長(zhǎng)度限制,該同學(xué)改測(cè)光電門(mén)位置與其正上方固定點(diǎn)P(圖中未畫(huà)出)之間的距離h,并記錄小球通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間Δt。移動(dòng)光電門(mén)在豎直桿上的位置,進(jìn)行多次試驗(yàn)。利用試驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制出如圖乙所示的圖像,已知圖像斜率為k,縱截距為b,依據(jù)圖像可知重力加速度g=________________。

【解析】(1)小球通過(guò)光電門(mén)時(shí)的速度v=dΔ依據(jù)v2=2gh,解得g=v22h(2)若某次試驗(yàn)時(shí)間電門(mén)計(jì)時(shí)器記錄下小鋼球經(jīng)過(guò)光電門(mén)的時(shí)間為0.5t0,則通過(guò)光電門(mén)的速度變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,依據(jù)v2=2gh,知下落的高度變?yōu)樵瓉?lái)的4倍,因?yàn)榈谝淮喂潭ㄔ贏處,其次次求的是光電門(mén)與A的距離為Δh=3h0。(3)依據(jù)速度位移公式可知2gh=dΔt2-v02,解得解得g=k答案:(1)dΔt0d28.(16分)如圖所示,水池正上方有一小球,球距水面h1=3.2m,池水深h2=1.6m,球從靜止釋放后落入水中做勻減速運(yùn)動(dòng),到池底的速度恰好為零。(取g=10(1)小球運(yùn)動(dòng)的最大速度。(2)從起先到落到池底所用的時(shí)間。【解析】(1)小球下落到水面時(shí)速度最大,vm2即vm=2gh1=2×10×3(2)小球下落到水面的時(shí)間為t1,h1=12g解得:t1=2h1g在水池中做減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a,由速度-位移關(guān)系有:0-vm2=2ah減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t2,0=vm-at2,由以上兩式代入數(shù)據(jù)可解得:t2=0.4s,運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=t1+t2=1.2s。答案:(1)8m/s(2)1.2s【補(bǔ)償訓(xùn)練】寬為L(zhǎng)的豎直障礙物上開(kāi)有間距為d的矩形孔,其下沿離地高h(yuǎn)=1.2m,離地高H=2m的質(zhì)點(diǎn)與障礙物相距x。在障礙物以v0=4m/s勻速向左運(yùn)動(dòng)的同時(shí),質(zhì)點(diǎn)自由下落,(1)L最大值是?(2)L=0.6m時(shí),x【解析】小球做自由落體運(yùn)動(dòng)到矩形孔的上沿的時(shí)間t1=2(小球做自由落體運(yùn)動(dòng)到矩形孔下沿的時(shí)間t2=2(則小球通過(guò)矩形孔的時(shí)間Δt=t2-t1=0.2s,依據(jù)等時(shí)性知,L的最大值為L(zhǎng)max=v0Δt=4×0.2m=0.8m。x的最小值xmin=v0t1=4×0.2m=0.8mx的最大值xmax=v0t2-L=4×0.4m-0.6m=1m所以0.8m≤x≤1m。答案:(1)0.8m(2)0.8m≤x≤1m(15分鐘40分)9.(6分)(2024·全國(guó)卷Ⅰ)如圖,籃球架下的運(yùn)動(dòng)員原地垂直起跳扣籃,離地后重心上升的最大高度為H。上升第一個(gè)H4所用的時(shí)間為t1,第四個(gè)H4所用的時(shí)間為t2。不計(jì)空氣阻力,則tA.1<t2t1<2 C.3<t2t1<4 【解析】選C。對(duì)于初速度為0的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),通過(guò)連續(xù)相等的各段位移所用的時(shí)間之比為t1∶t2∶t3∶t4∶…∶tn=1∶(2-1)∶(3-2)∶(4-3)∶…∶(n-n-1)。因不計(jì)空氣阻力,則運(yùn)動(dòng)員原地垂直起跳扣籃的過(guò)程為勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。為便于計(jì)算,采納逆向思維法探討運(yùn)動(dòng)員下落的過(guò)程。因下落的過(guò)程為初速度為0的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),則t2t1=14-3=2+310.(6分)如圖所示,在O點(diǎn)處有一點(diǎn)光源,MN為豎直屏,屏MN的垂線(xiàn)OM中點(diǎn)O′處有一靜止小球,釋放小球,小球做自由落體運(yùn)動(dòng),在屏上得到小球的投影點(diǎn),則投影點(diǎn)做 ()A.勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)B.初速度為零、加速度為g的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)C.初速度為零、加速度為2g的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)D.初速度不為零、加速度為2g的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)【解析】選C。依據(jù)圖示,由數(shù)學(xué)學(xué)問(wèn)可得:hx=12,h=12gt2,聯(lián)立解得:x=12·2gt2,故初速度為零、加速度為2g的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),故C項(xiàng)正確,A、11.(6分)(多選)如圖所示,一個(gè)蘋(píng)果從樹(shù)上由靜止起先做自由落體運(yùn)動(dòng)。經(jīng)0.5s落到地面,重力加速度大小為10m/s2A.該蘋(píng)果下落前離地面的高度為1.25B.該蘋(píng)果在0.1～0.2s內(nèi)的位移大小為0.25C.該蘋(píng)果在0.2s時(shí)的速度大小為2.5D.該蘋(píng)果在0.2～0.3s內(nèi)的位移大小與在0.3～0.4s時(shí)間內(nèi)的位移大小之比為5∶7【解析】選A、D。蘋(píng)果下落的高度為:h=12gt2=12×10×0.52m=1.25m,故A正確;依據(jù)位移公式可得在0.1s內(nèi)的位移為:x1=12gt12=12×10×0.12m=0.05m,物體在0.2s內(nèi)的位移為:x2=12gt22=12×10×0.22m=0.20m,所以該蘋(píng)果在0.1～0.2s內(nèi)的位移大小為:Δx=x2-x1=0.20m-0.05m=0.15m,故B錯(cuò)誤;該蘋(píng)果在0.2s時(shí)的速度大小為:v=gt2=10×0.2m/s=2m/s,故C錯(cuò)誤;蘋(píng)果做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),初速度為0,則在0～0.112.(22分)跳傘運(yùn)動(dòng)員做低空跳傘表演。他在離地面224m高處。由靜止起先在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)。一段時(shí)間后,馬上打開(kāi)著陸傘。以12.5m/s5m/s(g取10