2021-2022学年高一上学期物理教科版（2019）必修第一册2.5自由落体运动同步练习（word版含答案）

2.5自由落体运动
一、单选题
1．下列哪个图像表示物体可能做自由落体运动（　　）
A． B．
C． D．
2．关于伽利略对自由落体运动的研究，以下说法正确的是（　　）
A．亚里士多德认为在同一地点，重的物体和轻的物体下落快慢相同
B．伽利略猜想运动速度与下落时间成正比，并直接用实验进行了验证
C．伽利略通过数学推演并用小球在斜面上验证了位移与时间的平方成正比
D．伽利略用小球在斜面上验证了运动速度与位移成正比
3．如图所示，让一个苹果从楼上某一高度由静止下落，苹果在下落过程中的运动可看做匀变速直线运动，运动中依次经过三个完全相同的窗户1、2、3，图中直线为苹果在空中的运动轨迹。以下说法正确的是（　　）
A．苹果通过第1个窗户速度的变化量最小 B．苹果通过第3个窗户速度的变化量最大
C．苹果通过第1个窗户的平均速度最大 D．苹果通过3个窗户速度的变化一样快
4．“梧桐一叶落，天下尽知秋”如图所示，某日清晨，小华同学在上学路上经过一株梧桐树下，恰看到一片巴掌大小的梧桐树叶脱离枝杈飘落到地面。据他估测，脱离处离地面竖直高度约4m。根据你所学的物理知识判断，这片树叶在空中飘落的总时间可能是（　　）
A．0.2s B．0.4s C．0.9s D．2.5s
5．“飞流直下三千尺，疑是银河落九天”是唐代诗人李白描写庐山瀑布的佳句。若瀑布中的水下落时间是4 s，把水的下落近似简化为自由落体运动，g取10 m/s2，则下列计算结果正确的是（　　）
A．瀑布高度大约是20 m B．瀑布高度大约是80 m
C．瀑布高度大约是160 m D．瀑布高度大约是500 m
6．很多智能手机都有加速度传感器，传感器能记录手机的加速度变化情况。现在利用手机测量自由落体加速度，用手托着手机，打开加速度传感器，手掌迅速向下运动，让手机脱离手掌而自由下落，然后接住手机，加速度传感器的图线如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．图像纵坐标选取向上运动为正方向
B．从图像中看出，手机先向下运动再向上运动
C．用手接住手机后一段时间内，手机的加速度大于自由落体加速度
D．用手接住手机前后，手机的速度方向立即发生变化
7．甲乙两钢球分别由静止开始做自由落体运动，不计空气阻力，落地时甲的速度为，乙的速度为，，下列说法正确的是（　　）
A．甲乙两钢球在第内的平均速度一定相等 B．甲乙两钢球在落地前最后的平均速度一定相等
C．甲球和乙球下落的位移之比为 D．甲球和乙球下落的位移之比为
8．为了能够方便测出人的反应时间，某研究小组制作了“反应时间测量尺”，其使用方法：甲同学捏住测量尺上端使其保持竖直，零刻度线位于乙同学的两指之间。当乙看见甲释放测量尺时，立即用手指捏住，根据乙手指所在测量尺的位置，直接读出反应时间.下列“反应时间测量尺”的标度最合理的是（　　）
A．a B．b C．c D．d
9．有一架照相机，其光圈（进光孔径）随被摄物体的亮度自动调节，而快门（曝光时间）是固定不变的。为估测这架照相机的曝光时间，实验者从某砖墙前的高处使一个石子自由落下，拍摄石子在空中的照片如图所示。由于石子的运动，它在照片上留下了一条模糊的径迹。已知这张照片的曝光时间为，每块砖的平均厚度为，请估算石子刚下落时距地面的高度（　　）
A． B． C． D．
10．某物体以30m/s的初速度竖直上抛，不计空气阻力，g取10m/s2，从抛出开始计时5s内，下列说法中不正确的是（　　）
A．位移大小为25m
B．物体的路程为65m
C．物体的速度改变量的大小为10m/s
D．物体的平均速度大小为5m/s，方向向上
11．将一物体从地面竖直向上抛出，又落回拋出点，运动过程中空气阻力忽略不计，下列说法正确的是（　　）
A．上升过程和下落过程，时间相等、位移相同
B．整个过程中，任意相等时间内物体的速度变化量均相同
C．物体到达最高点时，速度和加速度均为零
D．竖直上抛的初速度（）越大，物体上升过程的最后1s时间内的位移越大
12．身高的小明在篮板正下方原地竖直向上跳起，手指恰好能摸到篮板下沿，已知篮板下沿距离地面高度，小明双脚离地时速度约为（　　）
A． B． C． D．
13．一小球从距离地面10米高处以的初速度竖直上抛，空气阻力不计，重力加速度取，则小球的位移大小是3m时，其通过的路程不可能是（　　）
A．3m B．7m C．8m D．13m
14．蹦床是一项专业运动员利用蹦床的反弹效果表现技巧的竞技运动，属体操项目之一。朱雪莹在东京奥运会夺冠一跳如图所示。某段过程中，她自距水平网面高3.2m处由静止下落，与网作用0.5s后，竖直向上弹离水平网面的最大高度为5m，若忽略触网过程中蹬网发力动作而将其视为质点，不计空气阻力且规定竖直向下为正方向， 。下列说法正确的是（　　）
A．她下落到刚接触网面时的速度为10m/s
B．她自最高点向下运动到最低点的过程历时0.8s
C．她与网作用过程中的平均加速度为-4m/s2
D．她自静止下落到弹回至最高点的过程中，平均速度为
15．A、B两小球从不同高度自由下落，同时落地，A球下落的时间为t，B球下落的时间为，重力加速度为，当B球开始下落的瞬间，A、B两球的高度差为（　　）
A． B． C． D．
二、解答题
16．国庆假日期间，小亮和家人去宝鸡九龙山景区游玩，他们在山上发现一个很深的竖直洞。为了探测这个洞的深度，小亮将一个小石头从洞口静止释放，6s后听到了石头落地的声音，若忽略声音的传播时间，重力加速度g=10m/s2，试求：
（1）这口井的深度是多少？
（2）小石头落地速度多大？下落过程的平均速度多大？
（3）小石头最后2s下落的高度是多少？
17．电影里经常出现这样情节，女主一不小心掉落悬崖，下落0.5s后，男主立即跳下悬崖追上女主并将其救起，假设两人的初速度均为0，不考虑阻力及其它因素等，g=10m/s2，求：
（1）男主刚跳下悬崖时女主的速度大小和下落高度；
（2）从物理角度分析男主能否追上女主。
18．如图所示，直棒长，上端为、下端为，在的正下方处有一长度为，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，求：
（1）直棒下端刚好开始进入空心管时的瞬时速度；
（2）直棒从开始下落至上端离开空心管所用的时间；
（3）直棒在空心管中运动的时间（结果可用根号表示）。
试卷第2页，共2页
试卷第1页，共1页
参考答案
1．D
【详解】
A．自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，根据可知v-t图象是一条过原点的倾斜直线，故A错误；
B．根据可知h-t图象是抛物线，故B错误；
CD．自由落体运动的加速度恒定，故a-t图象是与时间轴平行的直线，故C错误，D正确。
故选D。
2．C
【详解】
A．亚里士多德认为在同一地点，重的物体比轻的物体下落的快，选项A错误；
B．伽利略猜想运动速度与下落时间成正比，但他没有直接用实验进行了验证，而是经过逻辑推理得出了结论，选项B错误；
C．伽利略通过数学推演并用小球在斜面上验证了位移与时间的平方成正比，选项C正确；
D．小球在斜面上运动速度与位移不成正比，D错误。
故选C。
3．D
【详解】
AB．自由落体过程通过相等的位移，时间越来越短，由
可知，对应每段的速度变化量越来越小，通过第1个窗户的时间最长，通过第3个窗户的时间最短，所以通过第1个窗户速度变化量最大，通过第3个窗户速度变化量最小，AB错误。
C．由
可知，通过第1个窗户的时间最长，所以通过第1个窗户的的平均速度最小，C错误；
D．速度的变化快慢取决于加速度，自由落体加速度为g，大小不变，D正确。
故选D。
4．D
【详解】
根据自由落体运动规律可知，若树叶在真空中下落4m，则下落时间为
由于树叶在实际下落过程中会受到空气阻力，其加速度比重力加速度小，所以下落时间一定大于0.9s。
故选D。
5．B
【详解】
根据自由落体运动规律有
所以B正确；ACD错误；
故选B。
6．C
【详解】
A．手机自由落体运动时，加速度为正值，可知图像纵坐标选取向下运动为正方向，选项A错误；
B．从图像中看出，手机先向下加速运动再向下减速运动，选项B错误；
C．由图像可知，用手接住手机后一段时间内，手机的加速度大于自由落体加速度，选项C正确；
D．用手接住手机前后，手机的速度方向一直向下，速度方向没有立即发生变化，选项D错误。
故选C。
7．A
【详解】
A．两钢球做自由落体运动，则第1s内的位移为
代入数据解得
故第内的平均速度
方向竖直向下，所以甲乙两钢球在第内的平均速度一定相等，故A正确；
B．落地时甲的速度为，则甲球下落的时间为
则落地前1s的初速度为
所以落地前最后甲的平均速度
方向竖直向下；落地时乙的速度为，则乙球下落的时间为
则落地前1s的初速度为
所以落地前最后乙的平均速度
方向竖直向下；则有
故B错误；
CD．根据
可得两钢球下落的位移之比为
故CD错误。
故选A。
8．B
【详解】
由题可知，手的位置在开始时应放在0刻度处，所以0刻度要在下边。物体做自由落体运动的位移
h=gt2
位移与时间的平方成正比，所以随时间的增大，刻度尺上的间距增大，且各个间距之间的比值应该为1:3:5……，则由以上的分析可知，图b是正确的。
故选B。
9．C
【详解】
石子在曝光时间内的平均速度为
此速度为轨迹中间时刻的速度，由于时间极短可以近似看成到图中最高一块砖的瞬时速度，根据
代入数据解得
则石子刚下落时距地面的高度
故C正确，ABD错误。
故选C。
10．C
【详解】
A．从抛出开始计时5s内，物体的位移为
故A正确；
B．物体上升的最大高度为
从抛出开始计时5s内，物体的路程为
故B正确；
C．从抛出开始计时5s内，物体的速度改变量的大小为
故C错误；
D．从抛出开始计时5s内，物体的平均速度大小为
方向向上，故D正确。
故选C。
11．B
【详解】
A．根据对称性可知，上升过程和下落过程的时间相等，而位移大小相等、方向相反，则位移不同，故A错误；
B．根据
知t相同，则整个过程中，任意相等时间内物体的速度变化量相同，故B正确；
C．物体到达最高点时，速度为零，但加速度不变仍为g，故C错误；
D．用逆向思维，可知物体上升过程中最后1s内的运动，可以看自由落体运动的第1s内运动，则位移为
与初速度无关，故D错误。
故选B。
12．B
【详解】
小明做竖直上抛运动，手指恰好能摸到篮板下沿，考虑手臂的长度，上升的高度为
由速度位移关系有
解得
故选B。
13．C
【详解】
小球做竖直上抛运动，上升的最大高度为
小球位移大小为3m，有3种可能，第一种为上升3米，路程为3m，第二种为上升5米然后再自由下落2米，路程为7m，第三种为上升5米然后下降8m，路程为13m。故可能的为3m、7m、13m；不可能的为8m，ABD错误，C正确。
故选C。
14．D
【详解】
A．她下落到刚接触网面时的速度为
A错误；
B．她自最高点向下运动到最低点的过程历时
B错误；
C．弹起的速度为
她与网作用过程中的平均加速度为
C错误；
D．下落时间为
她自静止下落到弹回至最高点的过程中，平均速度为
D正确。
故选D。
15．A
【详解】
由可得，A下落的高度为
B下落的高度为
在B下落的瞬间A已下落了
故AB两球的高度差为
故A正确。
故选A。
16．（1）180m；（2）60m/s，30m/s；（3）100m
【详解】
（1）洞的深度
（2）落地速度
平均速度
（3）前4s的下落高度为
最后2s下落高度为
17．（1）5m/s，1.25m；（2）见解析
【详解】
（1）根据自由落体运动规律可得男主刚跳下悬崖时，女主的速度大小为
下落高度为
（2）男主不能追上女主，因为男女主都做自由落体运动，且女主先开始运动，在落地之前的任意时刻女主的速度和位移都大于男主，所以不可能追上。
（或答：若以男主为参考系，则根据自由落体运动的速度与时间关系可知女主相对男主向下做速度为5m/s的匀速直线运动，所以男主不可能追上。答案合理即可）
18．（1）；（2）；（3）
【详解】
（1）根据
解得
（2）下落高度为
根据
下落时间
（3）直棒下端到达空心管上端用时，根据
解得
所以通过时间
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页