2.4自由落体运动 同步练习(Word版含解析)

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名称 2.4自由落体运动 同步练习(Word版含解析)
格式 docx
文件大小 1.9MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-04-13 23:52:01

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文档简介

人教版必修第一册 2.4 自由落体运动
一、单选题
1.高空抛物严重威胁人身和财产安全。我国2021年1月1日正式实施的《中华人民共和国民法典》规定,公民要为高空抛物行为承担法律责任。某同学通过运用所学物理知识估算物体的落地速度来了解高空抛物的危险性。假设一枚鸡蛋从15层楼楼顶自由落下,不计空气阻力,每层楼高为,取,则鸡蛋落地时的速度大小约为(  )
A. B. C. D.
2.一小球做自由落体运动,落地前通过最后4m所用时间0.4s,取g=10m/s2,则小球开始下落时距离地面的高度为(  )
A.5.6m B.7.2m C.8.4m D.9.8m
3.高空坠物非常危险,现在高层住宅越来越多,因此人们一定要有安全防范意识.假设某住宅楼上坠物做自由落体运动,开始2s内的下落高度与最后2s内的下落高度之比为2:5,重力加速度g取10m/s2,则物体落地时的速度大小为(  )
A.15m/s B.25m/s C.35m/s D.45m/s
4.一个自由落体的物体,到达地面时的速度为30m/s,取g=10m/s2,则下落的高度为(  )
A.40m B.45m C.60m D.65m
5.有甲、乙两球,甲球由塔顶自由下落,当它下落高度为h时,乙球从塔顶下与塔顶距离为H处开始自由下落,结果这两球同时落地,则塔高为( )
A.
B.
C.
D.
6.一个小钢球从楼顶某处由静止落下,某摄影爱好者恰好拍到了它下落的段轨迹,如图所示,已知曝光时间为,该爱好者用刻度尺量出每块砖的厚度为,重力加速度大小取.则小钢球出发点离A点约为(  )
A. B. C. D.
7.在日常工作中,有时需要人们反应灵敏,对于战士、驾驶员、运动员等更是如此。如图,用一把直尺可以测反应时间,甲同学用两根手指捏住长度为的直尺的上端,乙同学用一只手在直尺下方零刻度线处做捏住直尺的准备,但此时手不能碰到直尺。当看到甲同学放开直尺的瞬间,乙同学立即捏住直尺,记录乙同学捏住处的数据为,重力加速度大小为。根据这次实验,下列说法正确的是(  )
A.乙同学捏住处的数据即为直尺在乙同学反应时间内下落的高度,该数据越大,乙同学的反应时间越短
B.乙同学的反应时间为
C.乙同学捏住直尺前瞬间,直尺的速度大小为
D.若某同学的反应时间为,仍能用该直尺测该同学的反应时间
8.如图所示,A、B为两固定的光电门,在光电门A正上方的O处有一边长为0.5 cm的铁片自由落下,铁片下落的过程中底边始终水平,已知铁片通过A、B光电门的时间分别为,。 若将铁片通过光电门的平均速度视为瞬时速度,忽略空气阻力的影响,g取10m/s2, 下列说法错误的是(  )
A.铁片通过光电门B的瞬时速度为
B.O点到光电门A的距离为1.00 m
C.铁片从光电门A到B所需的时间为0.40 s
D.光电门A、B之间的距离为2.40 m
9.物体从距地面高20m处开始做自由落体运动,则物体下落的时间是多少(  )
A.2s B.3s C.4s D.5s
10.一个两端封闭的玻璃管(也称牛顿管),其中一端有开关,玻璃管可以与外界相通,把质量不相同的铁片和羽毛放到玻璃管中,玻璃管竖直放置,如图所示,让铁片和羽毛从玻璃管上方同时开始下落,观察下落情况,下列说法正确的是(  )
A.玻璃管内存在空气时,金属片和羽毛均做自由落体运动
B.玻璃管内存在空气时,金属片和羽毛下落的加速度相同
C.玻璃管抽成真空后,金属片和羽毛下落一样快
D.玻璃管抽成真空后,金属片比羽毛下落快
11.一实心铁球从距地面4.9m的高度由静止开始下落至地面的过程中,已知当地g=9.8m/s2(  )
A.下落时间为0.5s
B.平均速度为9.8m/s
C.落地速度为9.8m/s
D.速度变化率为4.9m/s2
12.悬崖跳水中,运动员从离水面H高处自由下落至水面所用时间为t,则当下落时间时,运动员离水面的高度为(不计空气阻力)(  )
A. B. C. D.
13.如图所示,伽利略让铜球沿阻力很小的斜面滚下,研究铜球在斜面上的运动规律,然后将实验结果做了合理的外推,得出落体运动的规律.伽利略通过“斜面实验”来研究落体运动规律是为了便于测量铜球运动的(  )
A.位移 B.时间 C.速度 D.加速度
14.某同学从砖墙前的某一高度处使一个石子自由落下,该同学用相机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,已知每块砖的平均厚度为,相机的曝光时间为,不计空气阻力,则该石子由静止下落至A位置所需的时间和在A位置的速度大小最接近(  )
A. B. C. D.
15.如图所示,某学习小组利用刻度尺估测反应时间∶甲同学捏住刻度尺上端,使刻度尺保持竖直,刻度尺零刻度线a位于乙同学的两指之间。当乙看见甲放开刻度尺时,立即用手指捏住刻度尺,根据乙手指所在位置的刻度值即可算出反应时间。为简化计算,某同学将刻度尺刻度进行了改进,在刻度尺的反面标记反应时间的刻度线和刻度值(单位:s),制作了“反应时间测量仪”。下列四幅示意图中刻度线和刻度值标度可能正确的是(  )
A. B.
C. D.
二、填空题
16.物理学发展史上,有一位科学家开创了实验与逻辑推理相结合的科学研究方法,并研究了落体运动的规律,这位科学家是___________;他在倾角小的斜面上进行实验,是为了___________。
17.小球从离地高5.8m的平台以某一初速度做竖直上抛运动,测得抛出后第3s内经过的路程为3.4m,可知小球抛出的初速度大小为______m/s,落到地面时速度大小为______m/s。(重力加速度)
18.一个小石块从空中a点自由落下,先后经过b点和c点,不计空气阻力。已知它经过b点时的速度为v,经过c点时的速度为3v,则ab段与bc段位移之比为___________。
三、解答题
19.跳伞运动是一项极具观赏性的运动项目,当飞机悬停在空中的某一高度时,跳伞运动员由静止从飞机上自由下落。当运动员距离地面的高度为448m时,打开降落伞包,运动员立即以大小为4m/s2的加速度做匀减速直线运动,着陆时速度大小为4m/s。已知重力加速度g取10m/s2,打开降落伞前,不计空气阻力。求:
(1)打开降落伞瞬间运动员的速度大小;
(2)飞机悬停时,距离地面的高度应为多少?
(3)跳伞运动员在空中运动的总时间为多少?
20.从离地面245m的空中自由落下的一个小球,(不计空气阻力,取g=10m/s2)求:
(1)经过多长时间小球落到地面上?
(2)下落到地面时的速度?
21.如图所示,一位同学在体育课上练习用头顶足球,已知该同学1分钟顶球76次,从第一次顶球开始计时且每次顶球的时间间隔都相等,不计空气阻力和足球与头的接触时间,重力加速度g取,则足球离开头顶的最大高度是多少
22.某人在室内以窗户为背景摄影时,恰好把窗外从高处落下的一个小石子摄在照片中,已知本次摄影的曝光时间是0.01s。量得照片中石子运动痕迹的长度为0.8,实际长度为100的窗框在照片中的长度为4.0。根据以上数据估算,这个石子大约是从距离窗户多高的地方落下的?g取10。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.B
【详解】
鸡蛋从15层楼楼顶自由落下,下落高度为
根据
可得
故选B。
2.B
【详解】
小球做自由落体运动,根据位移时间关系,全程
除去最后0.4s过程
解得

故B正确。
故选B。
3.C
【详解】
物体开始2s内下落高度
则由题意可知,最后2s内下落的高度
根据平均速度公式可知,最后2s中间时刻的速度
则物体自由下落的时间
则物体落地时的速度大小为
故C正确,ABD错误。
4.B
【详解】
由速度位移公式,可得
解得下落高度为
ACD错误,B正确。
故选B。
5.A
【详解】
根据
可得甲下落h的时间为
设塔高h1,则乙球下落的时间为
对甲球有
联立可得
故A正确,BCD错误。
故选A。
6.B
【详解】
由题意知段长度为
所以段的平均速度为
由于时间极短,故A点对应时刻的瞬时速度近似为,由速度位移关系可得
解得
故B正确,ACD错误。
故选B。
7.B
【详解】
A.乙同学捏住处的数据即为直尺在乙同学反应时间内下落的高度,该数据越大,乙同学的反应时间越大,故A错误;
B.乙同学的反应时间为
故B正确;
C.乙同学捏住直尺前瞬间,直尺的速度大小为
故C错误;
D.若某同学的反应时间为,则在反应时间内直尺下落的高度为
所以不能用该直尺测该同学的反应时间,故D错误。
故选B。
8.B
【详解】
A.铁片通过光电门B的瞬时速度
故A正确;
B.铁片通过光电门A的瞬时速度
O点到光电门A的距离
故B错误;
C.铁片从光电门A到B所需的时间
故C正确;
D.光电门AB之间的距离
故D正确。
此题选择错误的选项,故选B。
9.A
【详解】
根据
可得
故选A。
10.C
【详解】
AB.玻璃管内存在空气时,由于金属片和羽毛的形状和质量不同,则所受重力和空气阻力不同,则金属片和羽毛以不同的加速度向下加速,故AB错误;
CD.玻璃管抽成真空后,没有了空气阻力,金属片和羽毛均做自由落体运动,根据
可知
则下落高度一样,下落所用时间一样,故金属片和羽毛下落一样快,故D错误C正确。
故选C。
11.C
【详解】
A.下落时间为
选项A错误;
B.平均速度为
C.落地速度为
v=gt=9.8m/s
选项C正确;
D.速度变化率等于加速度,为9.8m/s2,选项D错误。
故选C。
12.C
【详解】
根据自由落体运动规律有
当下落时间时,运动员离水面的高度为
联立解得
故选C。
13.B
【详解】
物体做自由落体运动的时间很短,不易测量,当时伽利略利用斜面做实验,主要是考虑到实验时可以“冲淡”重力,便于测量小球运动的时间,在当时的情况下,还没有出现加速度的概念,伽利略在实验中没有测量加速度,故B正确,ACD错误。
故选B。
14.B
【详解】
径迹约两块砖的厚度,则曝光时间内石子的速度约为
石子由静止下落至A位置所需的时间约为
故选B。
15.C
【详解】
自由落体的物体在连续的相等的时间内位移之比是1:3:5,由此刻度尺的反面标记反应时间的刻度线和刻度值应按C项排列,
故选C。
16. 伽利略 便于测量时间
【详解】
[1]物理学发展史上,有一位科学家开创了实验与逻辑推理相结合的科学研究方法,并研究了落体运动的规律,这位科学家是伽利略。
[2]在较小倾角的斜面上进行实验是为了便于测量时间。伽利略设想物体下落的速度与时间成正比,因为当时无法测量物体的瞬时速度,所以伽利略通过数学推导证明如果速度与时间成正比,那么位移与时间的平方成正比;由于当时用滴水法计算,无法记录自由落体的较短时间,伽利略设计了让铜球沿阻力很小的斜面滚下,来“冲淡”重力得作用效果,而小球在斜面上运动的加速度要比它竖直下落的加速度小得多,所用时间长的多,所以容易测量。
17. 22m/s或28m/s 或
【详解】
[1]抛出后第三秒内路程为,设其上升时间为t,则下落时间为(1-t)。
代入数据,可得

根据竖直上抛运动规律,可知
小球抛出初速度
[2]根据竖直上抛运动规律,可知
代入数据,可得
18.
【详解】
设ab段与bc段位移分别为h1、h2,由位移公式可得
联立可解得
19.(1)60m/s;(2)628m;(3)20s。
【详解】
(1)设打开降落伞瞬间运动员的速度为,运动员从打开降落伞至落地瞬间,
由运动学公式
代入数据解得
(2)运动员自由下落的高度为
所以飞机悬停时距离地面的高度为
(3)运动员自由下落的时间为
打开降落伞包到着陆的时间为
则跳伞运动员在空中运动的总时间为
20.(1);(2)
【详解】
(1)小球落到地面上的时间为
解得
(2)下落到地面时的速度为
21.
【详解】
已知该同学1分钟顶球76次,每次顶球的时间间隔t都相等,即
则足球竖直上抛到最高点再落下来的时间也是0.8s,根据竖直上抛的对称性可知
则足球离开头顶的高度
代入数据得
22.20m
【详解】
石子在曝光时间内经的实际距离
石子在0.01s内的速度
因曝光时间很小,曝光时间内的平均速度近似等于瞬时速度,石子做自由落体运动,有
这个石子大约是从距离窗户20m高的地方落下的。
答案第1页,共2页
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