2021-2022学年高一上学期物理鲁科版（2019）必修第一册 2.5自由落体运动度 同步作业（word解析版）

2.5自由落体运动度 同步作业（解析版）
1．某物理兴趣小组为研究自由落体运动，在保证安全的前提下，从教学楼的四楼走廊边静止释放一小球，释放点离地面高度为10m。站在地面上的同学利用手机的连拍功能拍了多张小球下落的照片，已知某两张连续的照片中，小球离地的高度分别为6.80m和5.95m，不计空气阻力，重力加速度，则手机连拍的时间间隔为（　　）
A．0.10s B．0.15s C．0.20s D．0.25s
2．小球从某一高度自由落下，落到水平桌面后反弹回到原高度，如此数次落下和反弹，取竖直向下为正方向，下列速度v和位移x的关系图象中能描述该过程的是（　　）
A． B．
C． D．
3．某同学将一足球竖直向下抛向水平地面，足球以的速度被地面反向弹回，上升到最高点后落回地面，以后足球每次与地面碰撞后弹回时的速度大小均为碰撞前速度大小的。不计足球与地面碰撞的时间和空气阻力，取，则足球从第一次被弹起到最后停止运动的总时间为（　　）
A． B． C． D．
4．将一物体自空中A点，以一定的初速度竖直向上抛出，不计空气阻力，g取10m/s2，2s后物体的速率变为10m/s，则该物体此时（　　）
A．一定在A点上方，且向上运动 B．可能在A点下方
C．一定在A点上方，但向下运动 D．可能在A点
5．CBA（中国男子篮球职业联赛）篮球筐距地面高度3.05m，某篮球运动员站立举手能达到高度2.53m。如图所示，他竖直跳起将篮球扣入栏中，重力加速度，他起跳的初速度约为（　　）
A．1m/s B．2.5m/s C．3.8m/s D．10m/s
6．一个小球被竖直向上抛出，不计空气阻力，取g=10m/s2。若前3s内的位移和第4s内的位移大小相等、方向相反，则小球前4s内的位移和上抛初速度大小分别为（　　）
A．0m，20m/s B．0m，30m/s C．45m，20m/s D．45m，30m/s
7．以8 m/s的初速度从地面竖直上抛一石子，该石子两次经过小树顶端的时间间隔为0.8 s，则小树高约为（　　）
A．0.8 m B．1.6 m C．2.4 m D．3.2 m
8．对于自由落体运动的物体，g=9.8m/s2，下列说法正确的是（　　）
A．在1s末、2s末、3s末的速度之比是1︰3︰5
B．在第1s内、第2s内、第3s内的位移之比是1︰3︰5
C．在第1s内、第2s内、第3s内的平均速度比是1︰4︰9
D．每经过1s，加速度增加9.8m/s2
9．钢球由静止开始做自由落体运动，不计空气阻力，落地时的速度为30，则它下落的高度约为（　　）
A．1.5m B．30m C．45m D．900m
10．某同学在实验室做了如图所示的实验，铁质小球被电磁铁吸附，断开电磁铁的电源，小球自由下落，通过光电门时球心位于光电门两透光孔的连线上，小球的直径为0.5cm，该同学从计时器上读出小球通过光电门的时间为，g取，则小球开始下落的位置与光电门的距离为（　　）
A．0.25m B．0.5m C．1m D．1.25m
11．科技馆中有一个展品，如图所示，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，缓缓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10m/s2）（　　）
A．普通光源即可
B．间歇发光，间隙时间为0.14s
C．间歇发光，间隙时间为0.02s
D．间歇发光，间隙时间为0.1s
12．为了制止高楼住户向窗外随意丢弃垃圾的陋习，某同学在自家（二楼）窗子上、下边框安装光电探测装置，利用自由落体运动规律推断丢弃垃圾住户的楼层。重力加速度g取10m/s2，每层楼高3米左右，设他家窗子上、下边框之间的距离为0.9m。某天光电探测装置检测到一下落物件经过该窗口的时间为0.03s，假设丢物住户是从窗口将物件从静止丢下的。估计丢物住户的楼层是（　　）
A．14楼 B．17楼 C．20楼 D．23楼
13．甲、乙两同学通过如下实验测量反应时间：甲用两个手指轻轻捏住木尺上端，并让尺子自然下垂，乙在下方刻度处（手未碰到尺）准备用手指夹住下落的尺。甲突然松手，尺子下落，乙则快速用手指夹住尺子，记下夹住尺子的位置刻度，已知重力加速度为g，则该实验测得（　　）
A．甲的反应时间为 B．甲的反应时间为
C．乙的反应时间为 D．乙的反应时间为
14．将小球A从一座高度为H的高塔塔顶静止释放的同时，另一个小球B自塔底以初速度竖直上抛，A，B两小球在同一直线上运动，均不考虑空气阻力。下面判断正确的是（　　）
A．若，则A、B两小球一定能在空中相遇
B．若，则B球一定能在上升途中与A球相遇
C．若，则A、B两小球可能在空中相遇
D．若，则B球一定能在下落过程中与A球相遇
15．长为1.8m的直杆从空中自由下落，杆的下端距地面高为10m，在其下落过程中经过正下方点的时间为0.2s。已知杆下落过程中始终呈竖直状态，不计一切阻力，。试求：
（1）直杆下落到地面时的速度大小。
（2）直杆开始下落时，其下端到点的距离。
16．矿井中的升降机以的速度竖直向上匀速运行，某时刻一螺钉从升降机底板松脱，经过3s升降机底板上升至井口，此时松脱的螺钉刚好落到井底，不计空气阻力，取重力加速度，求：
（1）矿井的深度为多少米？
（2）螺钉随升降机从井底出发到落回井底共用时多长时间？
17．从离地20m的空中由静止开始自由落下的一个小球，取，求：
（1）经过多少时间落到地面？
（2）落地时小球的速度大小？
18．跳伞运动员做低空跳伞表演，他离开飞机后先做自由落体运动，当距离地面125m时打开降落伞，伞张开后运动员就以14.3m/s2的加速度做匀减速运动，到达地面时速度为 5 m/s，问：
（1）运动员离开飞机时距地面的高度为多少?
（2）离开飞机后，经过多少时间才能到达地面?（g=10 m/s2）
19．某人在室内以窗户为背景摄影时，恰好把窗外从高处落下的一个小石子摄在照片中，如图已知本次摄影的曝光时间是0.01s。量得照片中石子运动痕迹的长度为0.8，实际长度为100的窗框在照片中的长度为4.0。g取10。求：
（1）曝光的过程石子下落的距离x？
（2）根据以上数据估算，这个石子大约是从距离窗户多高的地方落下的？
20．公园、广场等场所常常能见到喷泉，其中有的喷泉形成高高的水柱。试建立物理模型对柱形喷泉进行分析，如图所示，喷泉水柱由无数的水珠构成，如果忽略水珠在运动过程中受到的空气阻力，则水珠仅受重力作用，可将柱形喷泉中水珠的运动视为竖直上拋运动。已知世界上最大的人工喷泉日内瓦喷泉，喷水的最大高度为140.45m，（取，）求：
（1）喷泉喷出的水在空中停留时间；
（2）若喷嘴的出水量为，则空中水的体积为多少？
参考答案
1．A
【详解】
下落到距地面6.80m处时，下落高度
根据
可得此时的速度
下落到距地面5.95m处时，下落高度
根据
可得此时的速度
因此时间间隔
故选A。
2．D
【详解】
以竖直向下为正方向，则小球下落时的速度为正值，小球下落的过程中，根据运动学公式有
由数学知识可得，图象应是抛物线，小球与地面碰撞后上升的过程，速度为负值，与下落过程具有对称性。
故选D。
3．D
【详解】
由上抛运动时只受重力，第一次到达最高点的时间为t，则
解得
所以第一次落到地面花时间，因为足球每次与地面碰撞被弹回时速度均为碰撞前速度的，故第二次花时间为，第三次时间，故第n次时间为，由此可知所花总时间
故选D。
4．D
【详解】
根据
v=v0-gt
可知
±10=v0-10×2
解
v0=30m/s
或者
v0=10m/s
若v0=30m/s则2s后物体在A点上方；
若v0=10m/s则2s后物体回到A点。
故选D。
5．C
【详解】
根据v2=2gh可得
因运动员竖直跳起将篮球扣入栏中，可知起跳的略大于3.2m/s；
故选C。
6．A
【详解】
由于前3s内的位移和第4s内的位移大小相等、方向相反，可知4s内的总位移为零，竖直上抛运动的初速度方向竖直向上，加速度的方向竖直向下，为-g，选取竖直向上为正方向，设初速度的大小为v，则：
代入数据可得：
v=20m/s
故A正确，BCD错误。
故选A。
7．C
【详解】
石子竖直上升的最大高度为
由题意可知，石子从最高点运动到小树顶端的时间为
则最高点到小树顶端的距离为
则小树高约为
故选C。
8．B
【详解】
A．根据可知，在1s末、2s末、3s末的速度之比是1：2：3，故A错误；
B．根据可知，物体在1s内、2s内、3s内的位移之比是1：4：9，则物体在第1s内、第2s内、第3s内的位移之比是1：3：5，故B正确；
C．根据平均速度定义式可知，在第1s内，第2s内，第3s内的平均速度比是1：3：5，故C错误；
D．根据可知，每经过1s，速度增加9.8m/s，故D错误。
故选B。
9．C
【详解】
根据位移速度公式得
故选C。
10．D
【详解】
小球通过光电门的时间很短，这段时间内的平均速度可看成瞬时速度，为
由自由落体运动规律可知
ABC错误，D正确。
故选D。
11．B
【详解】
若出现这种现象，照明光源不断闪烁，每次闪光时，空中的水滴恰好与上一次闪光时在同一位置，根据
代入数据可得滴水的时间间隔
因此闪光的时间间隔应为T或T的整数倍。
故选B。
12．B
【详解】
设窗户上沿到物体下落点的距离为h，下落时间为t1，则有
到窗户下沿则有
联立可得
楼层数约为
故选B。
13．D
【详解】
该实验测量甲放手后，尺子下落，乙反应过来夹住尺子的反应时间，这段时间尺子下落的高度为
根据
可知
解得
故D正确，ABC错误。
故选D。
14．BD
【详解】
若B球正好运动到最高点时相遇，则B速度减为零所用的时间
A自由下落的位移为
B竖直上抛的位移为
又
联立得
将t代入解得
当AB两球恰好在落地时相遇，则有
A自由下落的位移为
代入时间得
由以上分析可知当时，A、B两小球不能在空中相遇，当时，A、B两小球能在空中相遇，所以若，A、B两小球不一定能在空中相遇；若，则B球一定能在上升途中与A球相遇；当时，A、B两小球不能在空中相遇；
若，则B球一定能在下落过程中与A球相遇，故AC错误，BD正确。
故选BD。
15．（1）；（2）3.2m
【详解】
（1）根据公式?解得
（2）设直杆下落时其下端距O点的距离为h1，因为杆下落过程中经过正下方O点的时间为t=0.2s，根据
解得，杆下端到达O点的时间为
又有
解得，杆上端到达O点的时间为
则有
联立解得
16．（1）；（2）9s
【详解】
(1)对螺钉其位移为
对电梯其位移为
由几何关系得
(2)螺钉所用时间与升降机所用时间相同，升降机从井底出发做匀速直线运动，位移为45m，速度为，时间为
17．(1)2s；(2)20m/s。
【详解】
(1) 落地时间
解得
(2) 落地时小球的速度大小
18．（1）305m；（2）9.85s
【详解】
（1）由
可得运动员打开伞时的速度为
运动员打开伞前做自由落体运动
运动员离开飞机时距地面高度
（2）自由落体运动的时间为
打开伞后运动的时间
离开飞机后运动的时间
19．（1）0.2m；（2）20m
【详解】
(1)石子在曝光时间内经的实际距离
(2)石子在0.01s内的平均速度
因曝光时间很小，曝光时间内的平均速度近似等于瞬时速度，石子做自由落体运动，有
这个石子大约是从距离窗户20m高的地方落下的。
20．（1）10.6s；（2）
【详解】
（1）喷泉中水珠的运动视为竖直上抛运动，由
得
即水珠在空中运动的时间为
（2）若喷嘴的出水量为，空中水的体积为