2019人教版选择性必修第一册第二章第4节自由落体运动同步检测
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、多选题
1.为了求出楼房的高度,让一小石块从楼顶上自由下落(不计空气阻力,g为常数),只测出下列哪个物理量可以计算出楼的高度( )
A.石块下落的时间 B.石块落地的速度
C.石块第1s内的位移 D.最后1s的位移
2.关于自由落体运动,下列说法正确的是
A.某段时间的平均速度等于末速度的一半
B.某段位移的平均速度等于初速度与末速度和的一半
C.在任何相等时间内位移差相同
D.在任何相等时间内速度变化相同
3.关于重力加速度g,下列说法正确的是( )
A.重的物体g值大
B.同一地点,轻、重物体的g值一样大
C.g值在任何地方都一样大
D.赤道处的g值小于北极处的g值
二、单选题
4.关于自由落体运动,下列说法正确的是( )
A.物体竖直向下的运动就是自由落体运动
B.加速度等于重力加速度的运动就是自由落体运动
C.在自由落体运动过程中不同质量的物体加速度相同
D.物体自由落体运动位移与时间成正比
5.下列说法正确的是( )
A.地球表面各处的重力加速度都相同
B.物体只在重力作用下从静止方向开始下落的运动时自由落体运动
C.重力加速度g是标量,只有大小没有方向,计算中通常取9.8m/s2
D.满足速度跟时间成正比的下落运动一定时自由落体运动
6.做自由落体运动的小球,先后经过A和B两点的速度分别为和,经历时间,则该段时间内,后内通过的位移比前内通过的位移大( )
A. B. C. D.
7.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。假定水滴从5m高的屋檐上无初速滴落,水滴下落到地面时的速度大约( )
A.6m/s
B.8m/s
C.10m/s
D.12m/s
8.甲、乙两物体所受的重力之比为1 : 2,甲,乙两物体所在的位置高度之比为2 : 3,它们都做自由落体运动,则( )
A.落地时的速度之比是2 : 3 B.落地时的速度之比是2 : 6
C.下落过程中的加速度之比是1 : 2 D.下落过程中加速度之比是1 : 1
9.如图所示,将一小球从竖直砖墙的某位置由静止释放.用频闪照相机在同一底片上多次曝光,得到了图中1、2、3……所示的小球运动过程中每次曝光的位置.已知连续两次曝光的时间间隔均为T,每块砖的厚度均为d.根据图中的信息,下列判断正确的是
A.能判断位置1是小球释放的初始位置
B.不能判定小球的下落运动是否为匀变速直线运动
C.小球在位置2的速度为
D.小球下落的加速度为
三、实验题
10.在研究匀变速直线运动的实验中,如图所示为一次记录小车运动情况的纸带,图中A、B、C、D、E为相邻的计数点,相邻计数点间的时间间隔T=0.1s.则小车通过B点的瞬时速度VB=_______m/s;小球的加速度为__________m/s2.(以上结果均保留2位有效数字)
11.在“研究匀变速直线运动的规律”中,已知打点计时器打点周期T=0.02s,请完成以下问题:
(1)本实验应在释放小车________(选填“之前”或“之后”)接通打点计时器的电源.
(2)在实验中某同学打出了一条纸带,他按打点先后顺序每5个点取1个计数点,得到了O、A、B、C、D几个计数点如图所示,用刻度尺量得OA=1.50 cm,AB=1.90 cm,BC=2.30 cm,CD=2.70 cm.C点时纸带的速度大小为________m/s;物体运动的加速度为___________m/s2.
四、解答题
12.从离地面高2000m的高空自由下落一个小球,取g = 10m/s2。求:
(1)经过多长时间落到地面?
(2)落地时的速度是多少?
(3)从开始下落时刻起,在最后1s内的位移?
13.从离地面80 m的空中自由落下一个小球,不计空气阻力,取g=10 m/s2
(1)小球经过多长时间落到地面?
(2)求小球下落时间为下落总时间的一半时离地面的高度?
14.一物体从静止于h=140m高空的气球上自由落下,下落t1=2s后降落伞张开,此后该物体匀速下落.取,不计空气对物体的阻力.求该物体落到地面所用的时间t.
15.如图所示,直杆长L1=0.5m,固定圆筒高为L2=3.7m,直杆位于圆筒正上方H=0.8m处,直杆从静止开始做自由落体运动,并能竖直穿越圆筒,试求(取g=10m/s2)
(1)由释放到直杆下端刚好进入圆筒时经历的时间
(2)直杆上端刚好出圆筒时,直杆的速度大小
16.一小钢珠从塔顶由静止开始释放,最初3秒内的位移为s1,最后3秒内的位移为s2,若s2﹣s1=6m,求塔高?(取 g=10m/s2)
五、填空题
17.用每隔 时间闪光一次的频闪相机,在真空实验室拍摄的羽毛与苹果同时开始下落一段时间后的一张局部频闪照片如图所示。图中的x1、x2、x3是照片中相邻两苹果的距离。
(1)这个实验表明:如果我们可以减小_______对物体下落运动的影响,直至其可以忽略,那么轻重不同的物体下落的快慢程度将会相同。
(2)关于图中的x1、x2、x3,关系一定正确的是_______(填序号)。
A.x1:x2:x3=1:4:9
B.x1:x2:x3=1:3:5
C.x3+x1=2x2
D.x3﹣x1=2x2
(3)利用图片提供的信息和相机闪光周期想求当地的重力加速度值g。下列判断正确的是_______。
A.g=
B.g=
C.g=
D.条件不够,无法求g
试卷第页,共页
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参考答案:
1.ABD
【解析】
【详解】
A.根据可知,知道石块下落的时间就可以求出楼的高度,故A正确;
B.根据可知,知道石块落地的速度就可以求出楼的高度,故B正确;
C.石块第1s内的位移,可以根据直接计算,是一个已知量,如果只知道石块第1s内的位移,没有其他条件,无法计算楼的高度,故C错误;
D.设运动时间为t,根据
即
可以算出下落的时间,由A的分析可知,可以求出楼的高度,故D正确。
故选ABD。
2.BD
【解析】
【详解】
自由落体运动的物体,只有当从开始运动计时起,某段时间的平均速度等于末速度的一半,选项A错误;自由落体运动是初速度为零的匀变速直线运动,故某段位移的平均速度等于初速度与末速度和的一半,故B正确;自由落体运动是匀变速直线运动,在任何连续相等时间内位移变化相同,注意是连续相等时间内,故C错误;在任何相等时间内速度变化△v=gT,故D正确;故选BD.
3.BD
【解析】
【分析】
【详解】
A.重力加速度g与物体质量无关,故A错误;
B.在同一地点,轻、重物体的重力加速度g相同,故B正确;
CD.重力加速度随着纬度的升高而增大,赤道处的g值小于北极处的g值,故C错误,D正确。
故选BD。
4.C
【解析】
【详解】
AB. 自由落体运动仅受重力,做初速度为零,加速度为g的匀加速直线运动,故物体竖直向下的运动不一定是自由落体运动,同样,加速度等于重力加速度的运动也不一定是自由落体运动,故AB错误.
C. 在自由落体运动过程中不同质量的物体加速度相同,均为重力加速度,故C正确.
D.根据知,位移与时间的平方成正比,故D错误.
5.B
【解析】
【详解】
试题分析:自由落体运动的特点是初速度为零,仅受重力.不管轻重如何,加速度相等,都为g.重力加速度的大小与地球上的位置有关.
解:A、同一地点,自由落体运动的加速度相等.随纬度的增大,g增大,随高度的增加g减小.故A错误;
B、D、自由落体运动的特点是初速度为零,仅受重力作用的下落运动,加速度不变.只能为g,故B正确,D错误;
C、重力加速度既有大小又有方向,是矢量,则C错误.
故选B
【点评】该题考查对重力加速度和自由落体运动的理解,解决本题的关键知道自由落体运动的特点,知道自由落体运动是初速度为零,加速度为g的匀加速直线运动.
6.B
【解析】
【详解】
在匀变速运动中,时间中点的速度等于全过程中的平均速度,故
中间时刻的速度:
前半时间的平均速度:,
后半时间内的平均速度为:,
故前半时间的位移为:,
后半时间的位移为:,
故该段时间内,后内通过的位移比前内通过的位移大,故选项B正确。
【点睛】
本题考查了匀变速直线运动推论公式的应用,对于这些推论公式既要会推导也要明确其适用条件并能灵活应用。
7.C
【解析】
【详解】
由自由落体运动的速度位移关系v2=2gh得,
。
A. 6m/s。与结论不符,故A错误;
B. 8m/s。与结论不符,故B错误;
C. 10m/s。与结论相符,故C正确;
D. 12m/s。与结论不符,故D错误。
故选:C
8.D
【解析】
【详解】
AB.根据
v2=2gh
得
因为甲,乙两物体所在的位置高度之比为2:3,则落地的速度之比为,AB错误;
CD.自由落体运动的加速度等于g,与质量无关,则加速度之比为1:1,C错误,D正确。
故选D。
9.D
【解析】
【详解】
试题分析:做初速度为零的匀加速直线运动,从零时刻开始在相等时间内走过的位移比为1:3:5,而图中位移比为2:3:4,所以位置1不是初始位置,A错误;从图中可得,,,时间间隔均为T,所以在相等时间内走过的位移差是一个定值,故小球做匀变速直线运动,根据逐差法可得,解得,B错误D正确;根据匀变速直线运动过程中的平均速度等于该段过程中中间时刻速度可得,C错误;
考点:考查了匀变速直线运动规律的应用
10. 0.88 3.5
【解析】
【详解】
每两个计数点之间的时间间隔T=0.10s,根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,得:;由于相邻的计数点的距离之差相等,即△x=xBC-xAB=xCD-xBC=xDE-xCD=3.5cm,根据运动学公式得:△x=aT2,.
【点睛】根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上点的瞬时速度;平均速度等于位移除以时间,根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小.
11. 之前 0.25 0.4
【解析】
【详解】
试题分析:(1)本实验中为了打点稳定,并且有效利用纸带,应在释放小车之前接通打点计时器;(2)因为他是按打点先后顺序每5个点取1个计数点,所以相邻的计数点之间的时间间隔为0.1s,即t=0.1s;根据平均速度等于中时刻的瞬时速度,则有:,根据匀变速直线运动的推论,则有
故答案为(1)之前,(2)0.25 ,0.4.
12.(1)20s;(2)200m/s;(3)195m
【解析】
【详解】
(1)根据自由落体运动位移与时间的关系有
t = = 20s
(2)根据自由落体运动位移与速度的关系有
v = = 200m/s
(3)由(2)知小球落地的速度为200m/s,根据逆向思维法,将小球的运动看作竖直上抛运动有
x = vt - gt2 = 195m
13.(1)4s;(2)60m
【解析】
【详解】
(1)由
得落地时间
(2)最初2s内的位移大小为
离地面高度
14.8s
【解析】
【详解】
此物体先做自由落体运动后做匀速直线运动.自由落体运动下落的高度为:
自由落体的末速度为:
v=gt=10×2m/s=20m/s
物体匀速运动时间为:
所以物体共经历的时间:
t=t1+t2=2s+6s=8s.
15.(1)0.4s (2)10m/s
【解析】
【详解】
试题分析:(1)设直杆下端到达圆筒上方的时间为t1
由 得
(2)设直杆上端刚好出圆筒下方时,直杆的速度为v
由 得
考点:匀变速直线运动的规律
【名师点睛】本题主要考查了自由落体运动的基本公式的直接应用,注意直杆穿越圆筒所用的时间应为下落的总时间减去直杆下端到达圆筒上方的时间,难度不大.
16.塔高为51.2 m
【解析】
【详解】
试题分析:利用自由落体运动的规律,自由落体运动是初速度为0,加速度为g的匀加速直线运动,结合平均速度公式,列出方程进行求解.
解:设塔高为h,落到地面的时间为t
则h=
第三秒末的速度为v1=gt1=30m
则
又已知s2﹣s1=6m,得s2=51m
落地前3秒末速度为v2=g(t﹣3)
落地时速度为v3=gt
则
解得t=3.2s
则塔高为h==51.2m;
答:塔高为51.2 m
【点评】本题考查自由落体运动规律的应用,设出未知数,建立起方程,解出方程即可求出塔高.
17. 空气阻力 C B
【解析】
【详解】
(1)[1]在实验中,如果没有空气阻力,物体下落的快慢相同,故减小阻力对物体的影响,轻重不同的物体下落的快慢相同。
(2)[2]AB.由于这是局部照片,A点并不一定是起点,故不能根据初速度为零的匀变速直线运动的位移规律求解,AB错误;
CD.根据匀变速直线运动的导出公式
可知
D错误C正确。
故选C。
(3)[3]由匀变速直线运动的导出公式
可得
故选B。
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