2.4 自由落体运动新学期基础练习—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新学期基础练习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．石块A自塔顶自由下落h1时，石块B自距塔顶h2处自由下落，后来两石块同时到达地面，由此可知塔高为（　　）
A．h1＋h2
B．
C．
D．
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
3．一小石块从空中a点自由落下，先后经过b点和c点，不计空气阻力。经过b点时速度为v，经过c点时速度为3v，则ab段与ac段位移之比为（　　）
A．1：3
B．1：5
C．1：8
D．1：9
4．一物体自某高度静止释放，忽略空气阻力，落地之前瞬间的速度为v。在运动过程中（　　）
A．物体在前半时间和后半时间发生的位移之比为1∶2
B．物体在位移中点的速度等于
C．物体通过前一半位移和后半位移所用时间之比为1∶（-1）
D．物体在中间时刻的速度等于
5．物体以20m/s的初速度做竖直上抛运动，空气阻力忽略不计，g取10m/s2，则（　　）
A．经2s物体上升到最高点
B．物体上升的最大高度为40m
C．物体上升阶段的平均速度为20m/s
D．抛出后1s末物体位于抛出点和最高点的中间位置
6．一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变化的图象如图所示，则（　　）
A．行星表面重力加速度大小为10m/s2
B．1s末物体的速度大小为20m/s
C．物体落到行星表面时的速度大小为20m/s
D．物体落到行星表面前1s内的位移等于15m
7．一弹性小球自4.9
m高处自由下落，当它与水平地面每碰一次，速度减小到碰前的，则小球开始下落到停止运动所用的时间为（　　）
A．1
s
B．4
s
C．7
s
D．8
s
8．小球每隔0.2s从同一高度抛出，做初速为6m/s的竖直上抛运动，设它们在空中不相碰。第2个小球在抛出点以上能遇到的小球个数为（g取10）（　　）
A．三个
B．四个
C．五个
D．六个
9．科技馆中的一个展品如图所示，在较暗处有一个不断均匀滴水的水龙头，在一种特殊的间歇闪光灯的照射下，若调节间歇闪光间隔时间正好与水滴从A下落到B的时间相同，可以看到一种奇特的现象，水滴似乎不再下落，而是像固定在图中的A、B、C、D四个位置不动，对出现的这种现象，下列描述正确的是（g取10
m/s2）（　　）
A．水滴在下落过程中通过相邻两点之间的时间满足tAB＜tBC＜tCD
B．闪光的间隔时间是s
C．水滴在相邻两点间的平均速度满足AB∶BC∶CD=1∶4∶9
D．水滴在各点的速度之比满足vB∶vC∶vD=1∶3∶5
10．现从地面上将一物体（视为质点）以大小为初速度竖直向上抛出，当物体位移大小为15m时，所用时间分别为与，且，取，不计空气阻力，则与的比值为（　　）
A．4
B．3
C．2.5
D．1.5
二、填空题，共5小题
11．在火星上，某物体做自由落体运动，内的位移为，则火星上的重力加速度为_________；在开始自由下落第内的位移为_______。
12．不同物体做自由落体运动时，它们的运动情况是________（选填“相同”或“不同”）的。
13．初速度为零的匀加速直线运动内、内、内、…、内的位移之比为______，第内、第内、第内……第内的位移之比为_____________。
14．由静止开始做匀变速直线运动的质点，从开始计时，它在连续相等时间内的平均速度之比为______，在连续相邻时刻的瞬时速度之差的比值为____________。
15．物体竖直上抛能达到的最大高度为H，则当物体的速度为初速度的一半时，它向上的位移为______；如果物体竖直上抛到最高点的时间为T，则它向上的位移为时，所用的时间为______。
三、解答题，共5小题
16．某校一课外活动小组自制一枚火箭，设火箭从地面发射后，始终在垂直于地面的方向上运动。火箭点火后可认为做匀加速直线运动，经过4s到达离地面40m高处时燃料恰好用完，若不计空气阻力，g取10m/s2，求：
（1）燃料恰好用完时火箭的速度；
（2）火箭上升离地面的最大高度；
（3）火箭从发射到残骸落回地面过程的总时间。
17．在一架电梯内，用绳子将一只小球悬挂在顶板上，小球离底板高为h=2.5m，使电梯从静止开始，以加速度a=10m/s2竖直向上运动，在电梯运动过程中，悬挂小球的绳突然断掉，问：
（1）小球落到底板所需要的时间是多少？
（2）若是在电梯运动1s后断开的，那么在小球落到底板的时间内，从地面上的人看来，小球是怎样运动的？位移是多少？
18．某人站在离地高H=60m的平台边缘，以v0=20m/s的初速度竖直向上抛出一石块，不考虑空气阻力，取g=10m/s2。求：
（1）石块上升离平台的最大高度h；
（2）石块从抛出到落到地面所用的时间t；
19．用相机可以估测建筑物高度。一位同学在物理实验室借了一颗实心小钢珠，在确保安全的情况下，于教学楼四楼窗沿靠近砖墙处将小钢珠自由释放、另一个处于地面的同学在与落点保持安全距离的情况下，用长焦镜头正对砖墙抓拍钢珠着地前的照片。某次成功的拍摄所得的照片如图所示，由于钢珠的运动。在照片上留下了一条模糊的径迹AB。通过现场勘测，获知相邻两块砖的中心之间平均距离为10.00cm，小钢珠直径为力D=2.00cm。请观察这张照片中的信息，结合两位同学现场所测的数据，估算钢珠释放点到地面的高度。（钢珠受到的空气阻力可以忽略，学校所在的贵阳市观山湖区的重力加速度g可取9.8m/s2，最终计算结果保留3位有效数字）。
20．如图所示，屋檐上水滴下落的过程可以近似地看做是自由落体运动。假设水滴从10m高的屋檐上无初速度滴落，水滴下落过程中经2m高的窗户所需时间为0.2s，那么窗户上沿到屋檐的距离为多少？（g取10m/s2）
试卷第1页，共3页
参考答案
1．B
【详解】
设塔高为h，石块A自塔顶下落h1的时间为
t1=
石块A自塔顶下落h的时间
t′1=
石块B自距塔顶h2处下落的时间为
t2=
可知石块A继续下落的时间等于t2，则有
t2=t′1-t1
解得
h=
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．D
【详解】
根据v2=2gh可得
则ab段与ac段位移之比为1:9。
故选D。
4．C
【详解】
A．根据
可知，当运动时间之比为1：2时，物体前一半时间的位移比上总位移为1：4，则物体在前一半时间和后一半时间发生位移之比为1：3，故A错误；
B．设总位移为h，中点时的速度为
v中＝
终点速度为
联立可得
v中＝
故B错误；
C．设总位移为h，则物体通过前一半位移时间为
物体通过总位移的时间为
则
则物体通过前一半位移和后一半位移所用时间之比为1∶（-1），故C正确；
D．由v=gt可知物体在中间时刻的速度为
v中＝
故D错误。
故选C。
5．A
【详解】
A．根据速度时间公式可得物体上升到最高点的时间为
故A正确；
B．由速度位移关系公式可得最大位移为
故B错误；
C．物体上升阶段的平均速度为
故C错误；
D．抛出后1s末物体位移为
结合以上分析可知，抛出后1s末物体不是位于抛出点和最高点的中间位置，故D错误。
故选A。
6．C
【详解】
A．设物体下落的加速度为a，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h=25m，所用的时间t=2.5s，由位移时间关系式
解得a=8
m/s2，故A错误；
B．由速度时间公式得
8m/s
故B错误；
C．物体做初速度为零的匀加速直线运动，由速度时间公式得
=20m/s
故C正确；
D．由图中可以看出1.5s到2.5s这1s内的位移大于15
m，故D错误。
故选C。
7．D
【详解】
小球第一次下落时间为
t＝＝1
s
落地前的速度
v＝gt＝9.8
m/s
第一次碰地弹起的速度
v1＝v
从上升到落回的时间
t1＝＝2
第二次碰地弹起的速度
v2＝2v
从上升到落回的时间
t2＝＝2
第n次碰地弹起的速度
vn＝nv
从上升到落回的时间
tn＝＝2n
从开始到最终停止经历的时间为
t＝1＋2＋22＋…＋2n＝1＋2×＝8
s
故D正确。
8．D
【详解】
根据竖直上抛运动规律可得小球在空中的时间为
第2个小球在抛出点以上能遇到的小球个数为6个，D正确。
故选D。
9．B
【详解】
A．由题图可知
hAB∶hBC∶hCD=1∶3∶5
水滴做初速度为零的匀加速直线运动，由题意知水滴在下落过程中通过相邻两点之间的时间相等，A错误；
B．由
h=gt2
可得水滴在下落过程中通过相邻两点之间的时间为s，即闪光的间隔时间是s，B正确；
C．由
知水滴在相邻两点间的平均速度满足
AB∶BC∶CD=1∶3∶5
C错误；
D．由v=gt知水滴在各点的速度之比满足
vB∶vC∶vD=1∶2∶3
D错误。
故选B。
10．B
【详解】
取竖直向上方向为正方向，物体做加速度大小为g的匀减速直线运动，当物体在抛出点上方15m时，位移为
x=15m
根据位移时间公式可得：
x=v0t-gt2
代入得
15=20t-×10t2
解得
t1=1s
t2=3s
当物体在抛出点下方15m时，位移为
x=-15m
根据位移时间公式可得：
x=v0t-gt2
代入得
-15=20t-×10t2
解得
t′2=（2+）s，（另一负值舍去）
因为，可知与的比值为3或者（2+）。
故选B。
11．8
12
【详解】
[1]根据
解得
[2]开始自由下落第内的位移为
12．相同
【详解】
不同物体做自由落体运动时，其初速度为零，加速度均是重力加速度，所以其运动情况是相同的。
13．
【详解】
[1]初速度为零的匀加速直线运动内、内、内、…、内的位移分别为、
、……；之比为；
[2]第内、第内、第内……第内的位移分别为、
、……；之比为。
14．1：3：5……：（2n－1）
1：1：1
【详解】
[1]由初速度为零的匀变速直线运动规律可知，在连续相等的时间内的位移之比为：1：3：5：……：（2n－1）；由平均速度公式可得：平均速度之比为：1：3：5：……：（2n－1）；
[2]由v=v0+at可得，在连续相邻时刻的瞬时速度之差为常量，均为at，故速度之差的比值为1：1：1。
15．
或
【详解】
[1]物体上升过程中有
当物体的速度为抛出时初速度的一半时有
解得
[2]物体从最高点自由下落H过程中有
物体从最高点自由下落的过程中有
解得
所以向上的位移为时所用时间为
或
16．（1）20
m/s；（2）60m；（3）
【详解】
（1）设燃料用完时火箭的速度为v，所用时间为t1，火箭的上升运动分为两个过程，第一个过程为做匀加速上升运动，第二个过程为做竖直上抛运动至到达最高点。
火箭点火后可认为做匀加速直线运动的位移
解得燃料恰好用完时火箭的速度大小
（2）火箭燃料用完后做竖直上抛运动上升的最大高度
火箭上升离地面的最大高度
（3）火箭燃料用完后做竖直上抛运动时间
火箭从最高点落回地面过程的时间
火箭从发射到落回地面过程的总时间
17．（1）0.5s,；（2）小球以10m/s的初速做以加速度为g的向上匀减速直线运动；3.75m
【详解】
（1）以电梯为参考系，小球相对电梯做匀加速运动（相对初速为零），小球相对电梯的加速度为
=20
m/s2,
由
得
（2）在开始的1s内，小球随电梯做加速运动，由
得
所以，从地面上的人看来，小球以10m/s的初速做以加速度为g的向上匀减速直线运动．由
得
18．(1)20m；(2)6s
【详解】
(1)由
可得
(2)以向上为正方向，由竖直上抛的位移公式
代入数值可得
19．
【详解】
由图可知，约为20cm，则钢珠在拖痕间的平均速度为
可以粗略视为B点的速度，所以至B点时下落的高度为
B点距离地面的高度约为7块砖间距，即0.7m，则释放点高度
20．4.05m
【详解】
设水滴下落到窗户上沿时的速度为v0，则由
得
解得
根据
得窗户上沿到屋檐的距离
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页