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
1．一物体从一行星表面某高度处自由下落（不计空气阻力）。自开始下落计时，得到物体离行星表面高度h随时间t变化的图像如图所示，则（　　）
A．行星表面重力加速度大小为
B．末物体的速度大小为
C．物体落到行星表面时的速度大小为
D．物体落到行星表面时的速度大小为
2．跳水运动员训练时从跳台双脚朝下自由落下，某同学利用手机的连拍功能，连拍了多张照片。从其中两张连续的照片中可知，运动员双脚离水面的实际高度分别为和。由此估算手机连拍时间间隔最接近以下哪个数值（　　）
A．
B．
C．
D．
3．很多同学都做过测量“反应时间”的实验，如图所示，甲同学手握直尺，某时刻甲同学放开直尺，从乙同学看到甲同学松开直尺，到他抓住直尺所用时间就叫”反应时间"，直尺长20cm，处于竖直状态，乙同学的手放在直尺0刻度线位置。甲、乙两位同学做了两次测量“反应时间”的实验，第一次乙同学抓住直尺位置的刻度值为11.25cm，第二次手抓住直尺位置的度值为5cm。直尺下落过程中均保持竖直状态，取重力加度g=10m/s2，则下列说法错误的是（　　）
A．乙同学第一次的“反应时间”为1.25s
B．乙同学第二次的“反应时间”为0.1s
C．乙同学第一次抓住直尺之前的瞬间，直尺的速度约为1.5m/s
D．若将尺子上原来的长度值改为对应的“反应时间“值，则测量量程为0.2s
4．用一根长15m的细绳，两侧各系一个小球A和B，将小球A与一大桥桥面相齐，细绳和小球B自然下垂，松开A球后落入河中，测得两球落入河中的时间差为1s。（不计空气阻力的影响，g=10m/s2），试着求出大桥桥面与水面之间的高度是多少
（　　）
A．15m
B．25m
C．20m
D．45m
5．在研究自由落体运动的规律时，伽利略用实验验证vt的困难是（
）
A．当时没有测量时间的仪器
B．不能很准确地测定下落的距离
C．能够用打点计时器测出速度，只是误差太大
D．不能测出下落物体的瞬时速度
6．将自由落体运动分成时间相等的5段，物体通过最后1段时间内下落的高度为54m，那么物体下落的第1段时间内下落的高度为（　　）
A．5m
B．6m
C．7m
D．8m
7．下列说法正确的是（　　）
A．几个做匀变速直线运动的物体，加速度最大的物体在时间t内位移一定最大
B．在匀变速直线运动中，中间时刻的速度一定大于该段时间内位移中点的速度
C．物体竖直下落的运动一定是自由落体运动
D．做竖直上抛运动的物体，在上升过程和下降过程中，速度的变化量的方向是向下的
8．北京奥运开幕式上，“鸟巢”上空燃放起焰火。按照设计要求，装有焰火的礼花弹从专用炮筒中竖直向上射出后，在5s末到达最高点，随即炸开，构成“脚印”等各种图案，假设礼花弹上升过程中不受阻力，那么其初速度和最大高度分别是（g=10m/s2）（　　）
A．50m/s，125m
B．20m/s，125m
C．50m/s，25m
D．20m/s，25m
9．小球以大小为v0的初速度竖直上抛，不计阻力，从抛出到最大高度一半所需的时间是（　　）
A．
B．
C．
D．（1-）
10．在教室内拿两张同样大小的纸，将其中一张揉成一个纸团，让该纸团和另一张纸在同样的高度由静止同时释放，你将看到纸团先落地。若在月球表面做同样的实验（月球表面没有空气阻力），你将看到的是（　　）
A．纸团先落地
B．另一张纸先落地
C．两者同时落地
D．两者仍保持静止
二、填空题，共5小题
11．一物体做自由落体运动，最后1s通过的位移为65m，其下落总高度为______（g取）
12．一质点作初速度为零的匀加速直线运动，若其第7s内位移比第6s内位移多2m，则其第7s内位移大小为________，前7s内位移大小为________，加速度大小为________，第7s内位移比第1s内位移多________。
13．某人以初速度，将质量为的小球竖直向上抛出，小球落地时的速度为，不计空气阻力，则小球刚被抛出时离地面的高度为__________m，人对小球做的功为________J．
14．做匀减速直线运动并直到静止的物体，在最后三个连续相等的时间内通过的位移大小之比为_____。
15．气球以10m/s的速度匀速上升到某一高度时，从气球上掉下一物体，经过10s落地，则物体脱离气球时的高度是________m，落地速度大小是________m/s。
三、解答题，共5小题
16．从离地面80m的空中自由落下一个小球，g取10m/s2，求：
（1）经过多长时间落到地面；
（2）自开始下落计时，在第1s内的位移大小；
（3）下落时间为总时间的一半时的速度大小。
17．如图所示，直棒AB长5m，上端为A，下端为B。在B的正下方10m处有一长度为5m、内径比直棒大得多的固定空心竖直管手持直棒由静止释放，让棒做自由落体运动（不计空气阻力，重力加速度取g=10m/s2）。求：
（1）直棒下端B到达空心管时的速度；
（2）直棒从开始下落至上端A离开空心管所用的时间；
（3）直棒通过空心管的时间是多少（结果可用根式表示）？
（4）若在B端到达空心管的瞬间释放空心管，则直棒通过空心管的时间为多少？
18．从地面处竖直上抛一个小球，小球两次经过高度为h处经历的时间为，求小球抛出的初速度大小和在空中运动的总时间？（忽略空气阻力，重力加速度为g）
19．从离地面500
m的空中自由落下一个小球，取g=10
m/s2，求小球：
（1）经过多长时间落到地面？
（2）自开始下落计时，在第1
s内的位移、最后1
s内的位移；
（3）下落时间为总时间的一半时的位移。
20．为研究自由落体运动，实验者从某砖墙前的高处由静止释放一个石子，拍摄到石子下落过程中的一张照片如图所示。由于石子的运动，它在照片上留下了一条模糊的径迹。经测量，每层砖的平均厚度为6.0cm，位置A距石子下落的起始位置的距离大约为2m，小明采用下面的方法来估算这张照片的曝光时间：他首先估算石子到达位置A的速度，然后简化运算，利用石子以vA匀速经过AB所用的时间作为照片的曝光时间。你认为小明的方法是否合理？并通过分析说明理由。（可能用到的数据）
试卷第1页，共3页
参考答案
1．C
【详解】
设物体下落的加速度为，物体做初速度为零的匀加速直线运动，从图中可以看出下落高度，所用的时间。
A．由位移时间关系式
解得，故A错误；
B．由速度公式
故B错误；
CD．物体做初速度为零的匀加速直线运动，由速度时间关系式得
故C正确，D错误。
故选C。
2．D
【详解】
运动员做自由落体运动，下落到距水面为h1=6.8m时所需时间为t，则
下落的距水面为h2=5m时，下落的时间为
，则
解得
故选D。
3．A
【详解】
AB．即自由落体位移公式
两次自由下落的位移分别为11.25cm和5cm，代入可得反应时间分别为
，
A错误，B正确；
C．乙同学第一次抓住直尺之前的瞬间，直尺的速度约为
C正确；
D．下落的最大位移为20cm，代入位移公式可得
若将尺子上原来的长度值改为对应的“反应时间”值，则测量量程为0.2s，D正确。
本题选择错误的，故选A。
4．C
【详解】
设B球落到水面时的速度为v，则此时A的速度也为v，则根据
解得
v=10m/s
则大桥桥面与水面之间的高度
故选C。
5．D
【详解】
由于伽利略当时条件的限制，不能准确的测出下落物体各个时刻的瞬时速度。
故选D。
6．B
【详解】
因为自由落体是初速度为零的匀加速直线运动，所以满足等时间间隔内的位移比比例式
则有
解得
故选B。
7．D
【详解】
A．由匀变速直线运动位移与时间的关系
可知加速度最大的物体在时间t内位移不一定最大，故A错误；
B．由匀变速直线运动的规律知，中间时刻的速度
该段时间内位移中点的速度
比较得
故B错误；
C．初速度为0，加速度为重力加速度的运动叫做自由落体运动，故C错误；
D．速度的变化量和加速度的方向相同，做竖直上抛运动的物体，在上升过程和下降过程中，加速度为重力加速度，方向向下，所以速度的变化量的方向是向下的，故D正确。
故选D。
8．A
【详解】
此题为自由落体运动的逆过程，即竖直上抛运动，设为初速度，h为上升的最大高度，根据题意有
，
解得
，
故选A。
9．D
【详解】
物体上升的最大高度
到达最大高度一半过程
解得
时间
解得
故选D。
10．C
【详解】
若在月球表面做同样的实验（月球表面没有空气阻力），由于两张纸均做相同的自由落体运动，加速度相同，高度相同，则下落的时间相同。
故选C。
11．245m
【详解】
[1]．设下落的总高度为h，总时间为t
前(t-1)s内位移为
解得
h=245m
12．13m
49m
2
12m
【详解】
[1]．根据初速度为零的匀加速运动的规律可知连续1s内的位移之比为：1:3:5:7:9:11:13，第6s内的位移和第7s内的位移之比为11:13，而s7-s6=2m，则s7=13m，s6=11m；
[2]．前7s内位移大小为：1+3+5+7+9+11+13=49m；
[3]．加速度
[4]．第7s内位移比第1s内位移多：13m-1m=12m
13．0.6
2
【详解】
[1]抛出点到最高点的高度为
最高点到地面的高度为
所以小球刚被抛出时离地面的高度为
[2]由功能关系可知，人对小球做功转化为小球的动能，即为
14．5：3：1
【详解】
[1]
匀减速直线运动并直到静止的物体，可以看做反向初速度为零的匀加速，则根据公式
可得
所以在最后三个连续相等的时间内通过的位移大小之比为5：3：1。
15．400
90
【详解】
[1]根据速度时间公式得，物体继续上升的时间为：
物体继续上升的高度为：
物体下落的高度为：
物体脱离气球时的高度是：
[2]落地速度大小是：
16．（1）4s；（2）5m；（3）
【详解】
(1)由公式
得，下落总时间为
(2)小球第1s内的位移为
(3)小球下落时间的一半为
下落时间为总时间的一半时的速度大小为
17．(1)；(2)2s；(3)；(4)
【详解】
(1)棒做自由落体运动，由运动学知识得
解得直棒下端B到达空心管时的速度
(2)直棒上端A离空心管下端的距离
由
得直棒从开始下落至上端A离开空心管所用的时间
(3)由
解得直棒下端B到达空心管时的
直棒通过空心管的时间是
(4)
设在B端到达空心管的瞬间释放空心管，则直棒通过空心管的时间为，由
则
解得直棒通过空心管的时间为
18．；
【详解】
根据竖直上抛运动的对称性特点，设上升最大高度为H，则
故小球在空中运动的时间为
小球上抛的初速度大小，就等于下落的末速度大小
19．（1）10
s；（2）5
m；95
m；（3）125
m
【详解】
（1）由x=gt2，得落地时间
t=
s=10
s
（2）第1
s内的位移
x1=gt12=×10×12
m=5
m
前9
s内的位移
x9=gt92=×10×92
m=405
m
所以最后1
s内的位移
x10=x-x9=500
m-405
m=95
m
（3）下落总时间的一半时间的位移即t′=5
s内的位移为
x5=gt′2=×10×52
m=125
m
20．合理；理由见解析
【详解】
小明的方法是合理的；
自由落体运动2m的末速度为
下落2m的时间
下落2m+0.12m=2.12m的时间
则曝光时间为
事实上，由于0.12m远小于2m，故可以近似地将AB段当匀速运动，故时间为
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页