2.4 自由落体运动 同步练习—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同步练习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．关于自由落体运动，下列说法错误的是（　　）
A．物体竖直向下的运动是自由落体运动
B．从水平飞行着的飞机上释放的物体将做自由落体运动
C．树叶从树上落下的过程是自由落体运动
D．从水龙头上滴落的水滴的下落过程，可以近似看成自由落体运动
2．一物体从H高处自由下落，经时间t落地，则当它下落时，离地面的高度为（　　）
A．
B．
C．
D．
3．如图所示，在离地面一定高度处把4个水果以不同的初速度竖直上抛，不计空气阻力，若后4个水果均未着地，重力加速度取。则后速率最小的是（　　）
A．
B．
C．
D．
4．将小球竖直向上抛出，忽略空气阻力的影响。小球在空中运动过程中，到达最高点前的最后1秒内和离开最高点后的第1秒内（　　）
A．位移相同
B．路程不同
C．加速度不同
D．速度变化量相同
5．2021年5月1日，跳水世界杯暨奥运会资格赛女子双人三米板决赛中，中国队陈艺文、昌雅妮以317.16分夺得冠军。若陈艺文在某次三米板跳水时，离开跳板后，其重心先竖直向上运动再下落。不计空气的阻力，取重力加速度大小。则陈艺文的重心向上运动的时间约为（　　）
A．
B．
C．
D．
6．2021年6月11日，中国国家航天局举行了天问一号探测器着陆火星首批科学影像图揭幕仪式，公布了由“祝融号”火星车拍摄的着陆点全景、火星地形地貌、“中国印迹”和“着巡合影”等影像图。经理论计算如在火星上完成自由落体运动实验：让一个物体从一定的高度处自由下落，应测得在第内的位移是，则（　　）
A．物体在末的速度是
B．物体在第内的平均速度是
C．物体在第内的位移是
D．物体在内的位移是
7．如图所示，物体沿做匀减速直线运动，依次经过四个点。已知物体经、、的时间之比为，且，，则段的距离为（　　）
A．
B．
C．
D．
8．某同学将篮球竖直向上抛出，经过2s篮球落回抛出点，已知重力加速度，且空气阻力忽略不计。关于篮球在空中的运动，下列说法正确的是（　　）
A．篮球上升的时间大于下降的时间
B．篮球上升的最大高度为10m
C．篮球加速度先减小后反向增大
D．篮球抛出瞬间的速度大小为
9．成昆复线米易到昆明段已于
2020
年正式通车，标志着攀西地区发展进入了快车道。一辆
8节车厢的和谐号动车组从昆明站出发，一同学站在月台上观察第一节车厢通过的时间是
5s，
和谐号通过该同学的时间大约为（　　）
A．10s
B．12s
C．14s
D．16s
10．某物体由地面竖直上抛后又落回地面选向上为正方向，则物体在整个运动过程中速度随时间变化的图像为（　　）
A．
B．
C．
D．
二、填空题，共5小题
11．作匀加速直线运动的物体，加速度大小为。若其第1s内位移是2m，则第3s内位移是________，3s内的平均速度大小是________，第4s初的速度大小是________，初速度大小为________。
12．质量为0.2千克的皮球，以30米/秒初速度竖直向上抛出，上升的最大高度是25米，皮球在上升时的加速度大小为________米/秒2，所受的空气阻力为________牛。
13．自由落体运动是指物体只在__________作用下，从__________开始下落的运动.自由落体运动是一种__________直线运动.在有空气的空间里，如果物体下落时所受的__________与重力相比，可以忽略不计，物体的下落也可以看作自由落体运动.
14．初速度为零的匀加速直线运动，通过前1、2、3米位移所用的时间之比为__________；通过第1、2、3米位移所用的时间之比为__________.
15．初速度为零的匀加速直线运动，在前1、2、3秒内的位移之比为__________；第1、2、3秒内的位移之比为__________.
三、解答题，共5小题
16．一个物体做自由落体运动，重力加速度g取10m/s2。求该物体：
（1）第2s末的速度大小；
（2）前3s内下落的距离。
17．在一种新的“子母球”表演中，让同一竖直线上的小球A和小球B，从距水平地面高度为ph（p＞1）和h的地方同时由静止释放，如图所示。重力加速度大小为g，忽略球的直径、空气阻力及碰撞时间。
（1）求球B第一次落地时球A的速度大小；
（2）若球B与地面碰撞后以原来的速率反向弹回，且在第一次上升过程中就能与球A相碰，求p的取值范围；
（3）在（2）情形下，若球A与球B发生碰撞后，A球以大小为B球碰撞前速率的5倍反向弹回，要使球A第一次碰后能到达比其释放点更高的位置，求p应满足的条件。
18．有一条竖直悬挂起来的长为4.2m的细杆AB，在杆的正下方离B端0.8m的地方有一个圆环C，若让杆自由下落（忽略空气阻力，悬线长度忽略不计），g取10m/s2，求：
(1)B端下落到C环面处所需时间？
(2)杆通过圆环的过程中所用时间？
19．一观察者发现，每隔一定时间有一个水滴自8
m高处的屋檐落下，而且看到第五滴水刚要离开屋檐时，第一滴水正好落到地面，求：
（1）连续两个水滴的间隔时间为多少；（可以保留根号）
（2）此时第二滴水滴离地多高。
20．牛顿坐在苹果树下，树顶的苹果受到扰动自由落下，树干高为1.4m，苹果通过树干的时间为0.2s，重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力，求
（1）树冠部分的高度；
（2）草果落地时的速度大小。
试卷第1页，共3页
参考答案
1．AB
【详解】
A．自由落体运动是物体只在重力的作用下从静止开始下落的运动，因此并非所有竖直向下的运动都是自由落体运动，故A错误，符合题意；
B．水平飞行着的飞机上释放的物体，水平方向上有速度，所以不能称之为自由落体运动，故B错误，符合题意。
CD．从树叶从树上落下、从水龙头上滴落的水滴都只受重力作用，都是自由落体运动，故CD正确，不符合题意。
故选AB。
2．D
【详解】
由自由落体位移公式可得，整个过程下落的位移满足
下落过程的位移为
故离地面的高度为。
故选D。
3．C
【详解】
根据竖直上抛运动规律有
则有
则后速率最小的是C，所以C正确；ABD错误；
故选C。
4．D
【详解】
A．根据竖直上运动的对称性原理可知，小球到达最高点前的最后1秒内和离开最高点后的第1秒内位移大小相等，方向相反，位移不同，故A错误；
B．根据竖直上运动的对称原理性可知，小球到达最高点前的最后1秒内和离开最高点后的第1秒内路程相同，故B错误；
C．小球只受重力，加速度始终为g，故加速度相同，故C错误；
D．根据
可知速度变化量为
故速度变化量相同，故D正确。
故选D。
5．C
【详解】
陈艺文向上运动的逆过程可视为自由落体运动，由公式
其中，解得
C正确。
6．C
【详解】
第内的位移为
解得
A．物体在末的速度是
A错误；
B．物体在第内的位移为
在第内的平均速度是
B错误；
C．物体在第内的位移是
C正确；
D．物体在内的位移是
D错误。
故选C。
7．A
【分析】
将bc段、cd段分别分成时间相等的两段和三段，抓住时间相等，结合连续相等时间内的位移之差是一恒量进行求解
【详解】
将bc段分成时间相等的两段，位移分别为，，将cd段分成时间相等的三段，位移分别为，，。设每一段时间为T，根据匀变速直线运动的推论知
可知
可知
联立解得
故选A。
【点睛】
解决本题的关键掌握匀变速直线运动运动学公式和推论，并能灵活运用，有时运用推论求解会使问题更加简捷。
8．D
【详解】
A．篮球做竖直上抛运动，根据对称性可知上升和下降时间相等，均为
故A错误；
B．由逆向思维，可得篮球上升的最大高度为
故B错误；
C．篮球加速度不变，为自由落体加速度，故C错误；
D．篮球抛出瞬间的速度大小为
故D正确。
故选D。
9．C
【详解】
初速度为零的匀加速直线运动中,从静止开始通过连续相等的位移所用的时间之比为
第一节车厢通过的时间是
则和谐号通过该同学的时间为
故选C。
10．C
【详解】
取竖直向上方向为正方向，所以可以将竖直上抛运动的整个过程可以看作为加速度为的匀减速直线运动，根据速度时间公式可得
可知图像是一条倾斜的直线，并且直线的斜率为负值。
故选C。
11．6m
4m/s
7m/s
1m/s
【详解】
[1][2][3][4]
根据△x=aT2得第3s内位移是
第2s内位移是
故3s内的平均速度大小是
3s内的平均速度等于第1.5s时的瞬时速度，根据速度时间关系式可知，初速度
第4s初的速度大小
12．18
1.64
【详解】
[1]由匀变速运动公式可知
解得：
[2]物体受重力和阻力，由牛顿第二定律：
解得：
13．重力
静止
匀加速
空气阻力
【详解】
[1][2]自由落体运动是指物体只在重力作用力，从静止开始下落的运动；
[3][4]
自由落体运动是一种匀加速直线运动.在有空气的空间里，如果物体下落时所受的空气阻力，可以忽略不计，物体的下落也可以看作自由落体运动。
14．
【详解】
[1]由位移公式得
前1m所用的时间为
前2m所用的时间为
前3m所用的时间为
所以
[1]第1m所用的时间为
第2m所用的时间为
第3m所用的时间为
所以
15．1：4：9
1：3：5
【详解】
[1]由位移公式可得
所以
[2]第1s内的位移为
第2s内的位移为
第3s内的位移为
所以
16．（1）20
m/s；（2）45m
【详解】
（1）第2s末的速度大小
v=gt=20
m/s
（2）前3s内下落的距离
17．（1）；（2）
；（3）
【详解】
（1）球B第一次落地时的速度等于此时球A的速度大小，则有
解得
（2）B球第一次上升到最高点时所用时间为
在B球第一次上升到最高点时，A球与B相碰，此时p值最大，有
联立解得
所以让B第一次上升过程中就能与球A相碰，p的取值范围为
（3）设A球下落的时间为t，此时A球的速度为
B球落地时的速度为
，落地时间为
则t时刻B的速度为
要使球A第一次碰后能到达比其释放点更高的位置，则需A碰后速度大于碰前速度，即
联立解得
A下落的高度为
又有
解得
则p应满足的条件为。
18．（1）0.4s；（2）0.6s
【详解】
(1)杆做自由落体运动，设B端下落到C环面处所需时间为t1，BC间距为h1，则有
解得
故所需时间为0.4s。
(2)设杆的A点通过圆环时间为t2，AC间距为，则有
故杆通过圆环的过程中所用时间为
故杆通过圆环的过程中所用时间为0.6s。
19．（1）；（2）3.5m
【详解】
（1）每一个水滴落到地面的时间
连续两个水滴的间隔时间为
（2）此时第二滴水滴离地高度
20．（1）1.8m；（2）8m/s
【详解】
（1）苹果做自由落体运动，设到达树干顶端时速度为，树干高度为，通过树干用时为，则有
即
求得
所以，可得树冠部分的高度
（2）依题意，根据
代入数据，可求得草果落地时的速度大小
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页