2.4自由落体运动课后练习——2021-2022学年高一上学期物理粤教版（2019）必修第一册（word含答案）

第二章匀变速直线运动第四节自由落体运动课后练习2021~2022学年高一物理上学期（粤教版2019必修第一册）
练习
一、单选题，共10小题
1．测速仪安装有超声波发射和按收装置，如图所示，B为测速仪，A为汽车，两者相距，某时刻B发出超声波，同时A由静止开始做匀加速直线运动，当B接收到反射回来的超声波信号时，A、B相距，已知声速为，则汽车的加速度大小为（　　）
A．
B．
C．
D．无法确定
2．在一根轻绳的两端各拴一个小球，一人用手拿着绳上端的小球站在三层楼的阳台上，放手让小球自由下落，两个球相继落地的时间差为△t。如果站在四层楼的阳台上，同样放手让小球自由下落，则两球相继落地的时间差将会（　　）
A．变大
B．变小
C．不变
D．由于层高不知，无法比较
3．2021年4月某游客在扬州世园会乘坐热气球游玩，游客拍照时不小心将相机从距离地面30m处滑落，此时热气球上升的速度为5m/s，则相机落地时间约为（　　）
A．2s
B．2.4s
C．3s
D．6s
4．小球做自由落体运动，与水平地面发生弹性碰撞。从释放小球开始计时，不计小球与地面发生碰撞的时间，取竖直向上为正方向，则小球运动的图像正确的是（　　）
A．
B．
C．
D．
5．物体做自由落体运动，2s内的平均速度为（g取10m/s2）（　　）
A．1m/s
B．2
m/s
C．10
m/s
D．20
m/s
6．一位同学在某星球上完成自由落体运动实验；让一个质量为2kg的小球从一定的高度自由下落，测得在第5s内的位移是18m，则（　　）
A．小球在2s末的速度是20m/s
B．小球在第5s内的平均速度是18m/s
C．小球在第2s内的位移是20m
D．小球在前5s内的位移是125m
7．如图甲所示为一运动员（可视为质点）进行三米板跳水训练的场景，某次跳水过程的竖直速度一时间（v-t）图象如图乙所示（向下为正），t=0是其向上跳起的瞬间.则该运动员从跳板弹起能上升的高度最接近（　　）
A．0.25m
B．0.38m
C．0.50m
D．0.80m
8．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
9．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
10．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
二、填空题，共5小题
11．判断下列说法的正误．
（1）重的物体总是比轻的物体下落得快．（____）
（2）在空气中由静止释放的物体都做自由落体运动．（____）
（3）物体只在重力作用下的运动是自由落体运动．（____）
（4）自由落体加速度的方向垂直地面向下．（____）
12．自由落体运动
（1）定义：物体只在______作用下从______开始下落的运动；
（2）物体的下落可看作自由落体运动的条件：空气阻力的作用______，可以______。
13．自由落体运动的规律
（1）自由落体运动的性质：自由落体运动是初速度为______的______运动；
（2）匀变速直线运动的基本公式及其推论都______自由落体运动；
（3）自由落体运动的速度、位移与时间的关系式：v＝___________，___________。
14．自由落体加速度
（1）定义：在同一地点，一切物体自由下落的加速度都______，这个加速度叫作自由落体加速度，也叫作______，通常用g表示。
（2）自由落体加速度方向：______。
（3）自由落体加速度大小
a.在地球表面，g值随纬度的增大而逐渐______；
b.一般取值：g＝9.8m/s2或g＝______。
15．质量为2m的物体A从高h处自由下落，质量为m的物体B从高h处自由下落，不计空气阻力，则A、B两物体下落的加速度之比为________；下落时间之比为tA∶tB＝________；落地前瞬间的速度之比vA∶vB＝________.
三、解答题，共5小题
16．如图所示，在有空气的玻璃管中，金属片比羽毛下落得快，在抽掉空气的玻璃管中，金属片和羽毛下落快慢相同。
（1）为什么物体下落快慢相同？
（2）空气中的落体运动在什么条件下可看作自由落体运动？
17．如图是中国人民解放军的一次低空跳伞演练，假设伞兵离开悬停在空中的飞机后做自由落体运动，末打开降落伞，此时速度为，打开伞后伞兵以的加速度竖直向下做匀减速运动，伞兵落地时速度恰好为。求：
（1）伞兵打开伞时的速度大小
（2）伞兵打开伞时的离地高度
18．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，已知本次摄影的曝光时间为0.02s，量得照片中石子运动痕迹的长度为1cm，实际长度为100cm的窗框在照片中的长度为5cm，凭以上数据（g=10m/s2），求：
（1）在曝光时间内石子实际下落了多少距离；
（2）开始爆光时刻石子运动的速度多大；
（3）如果石子做自由落体运动，下落位置距窗框上端实际的距离为多少。
19．下图为跳伞者在下降过程中速度变化示意图。根据示意图，跳伞者下降的全过程可看成自由落体运动吗 为什么 跳伞者在下降过程的不同阶段近似做什么运动 请和同学讨论并交流看法。（红色箭头表示物体受力）
20．在一高台上以6m/s的初速度竖直上抛一石子，出点距地面的高度为9m。不计空气阻力，取重力加速度g=10m/s2。
(1)石子经多长时间落回抛出点；
落回抛出点的速度为多大；
(2)石子抛出2s时高地面的高度为多少。
试卷第1页，共3页
参考答案
1．B
【详解】
设超声波往返的时间为2t，在反射前车的运动时间和反射后车的运动时间相等，因为车做初速度为零的匀加速直线运动，设反射前和反射后车的位移分别为、，则有
解得
则反射点距B点的距离为
所以
则
代入数据解得
故B正确，ACD错误。
故选B。
2．B
【详解】
设细线的长度为L，第一个小球着地后，另一个小球运动的位移为L，在L内运行的时间，即为两球落地的时间差，第一个球着地的速度为另一个小球在位移L内的初速度。高度越高，落地的速度越大，则可知高度越高，另一个小球在位移L内的初速度越大，根据
L=v0t+gt2
初速度越大，时间越短．所以
△t2＜△t1
故选B。
3．C
【详解】
相机做竖直上抛运动，根据
则
解得
舍去
故选C。
4．D
【详解】
小球做自由落体运动，速度向下逐渐增大；与地面碰撞时，速度大小不变，但方向发生突变；反弹后竖直上抛运动，上升过程速度逐渐减小到零。之后再重复这种运动。
故选D。
5．C
【详解】
匀变速直线运动，平均速度等于中间时刻的瞬时速度，所以2s内的平均速度等于1s时刻的瞬时速度，即
ABD错误，C正确。
故选C。
6．B
【详解】
A．球做自由落体运动，第5s位移为18m
解得
小球在2s末的速度是
A错误；
B．小球在第5s内的位移为18m，第5s的时间间隔是1s，故第5s的平均速度为18m/s，B正确；
C．小球第2s位移是前2s位移减去第1s位移，为
C错误；
D．小球前5s位移
D错误。
故选B。
7．B
【详解】
由图像可知，在0~t1时间内处于上升阶段，设上升的高度为h1，在t1~t2时间内处于下降阶段，设下降的高度为h2，而t2~t3时间内入水减速运动，在图像中，图像与时间轴围城的面积等于物体的位移，因此有
而
因此可得
故选B。
8．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。
9．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。
10．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。
11．错误
错误
错误
错误
【详解】
略
12．重力
静止
比较小
忽略
【详解】
略
13．0
匀加速直线
适用于
gt
【详解】
略
14．相同
重力加速度
竖直向下
增大
10
m/s2
【详解】
略
15．1∶1
2∶1
2∶1
【详解】
略
16．（1）因为没有空气阻力；（2）空气的阻力作用可以忽略
【详解】
略
17．（1）；（2）
【详解】
(1)由自由落体速度公式可得
解得伞兵打开伞时的速度大小为
(2)打开伞后下落过程，由位移公式可得
解得伞兵打开伞时的离地高度为
18．（1）0.2m；（2）10m/s；（3）5m
【详解】
（1）设在曝光时间内，石子实际下落的距离为，由题意得
求得
（2）考虑到曝光时间极短，石子的平均速度近似等于瞬时速度，则开始爆光时刻石子运动的速度为
（3）如果石子做自由落体运动，下落位置距窗框上端的距离为
19．答案见解析
【详解】
跳伞者下降的全过程不能看成自由落体运动。因为跳伞者的速度与时间不成正比。在下降初始阶段，阻力较小，近似做自由落体运动，随着速度的增大，阻力增大，跳伞者做加速度减小的加速运动；伞张开后，做加速度减小的减速运动，后期做匀速运动。
20．(1)1.2s，6m/s；(2)1m
【详解】
(1)到最高点速度减为0，由速度公式可得到达最高点所需的时间为
根据竖直上抛运动的对称性可知石子落回抛点的时间为
t总=2t1=2×0.6s=1.2s
根据竖直上抛运动的对称性可知石子落回抛点的速度为
(2)由上可知到达最高点所需的时间为0.6s，上升的高度为
此时距离地面的高度为
下落1.4s时的高度为
此时距地面的高度为
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页