2.5自由落体运动（Word版含答案）

鲁科版 （2019）必修一 2.5 自由落体运动
一、单选题
1．椰子从距地面高度的树上由静止落下，不计椰子下落时受到的空气阻力，取重力加速度大小，那么椰子在距地面处时的速度大小为（　　）
A．5m/s B．10m/s C．15m/s D．20m/s
2．下列事例中，物体的运动状态一定没有发生改变的是（　　）
A．火车匀速转弯 B．小朋友荡秋千
C．物体做自由落体运动 D．物体沿斜面匀速下滑
3．《民法典》第1254条规定禁止从建筑物中抛掷物品。假设某住宅楼上坠物做自由落体运动，开始1s内的下落高度与最后1s内的下落高度之比为1∶5，重力加速度大小，则物体下落的总高度为（　　）
A．25m B．30m C．40m D．45m
4．如图所示，一小球从点由静止释放，先后经过、两点，到点时速度大小为。已知、两点竖直高度差为，重力加速度取，不计空气阻力，则它由点运动到点的时间为（　　）
A． B． C． D．
5．一实心铁球从距地面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
6．关于自由落体运动下列说法正确的是（　　）
A．伽利略对自由落体运动的研究时把实验和逻辑推理和谐地结合起来
B．在自由落体运动过程中，不同质量的物体运动规律不同
C．物体做自由落体运动位移与时间成正比
D．加速度等于重力加速度的运动就是自由落体运动
7．甲同学用两个手指捏住直尺的顶端，乙同学用一只手在直尺0刻度位置做捏住直尺的准备，但手不碰到直尺，在甲同学放开手指让直尺下落时，乙同学立刻去捏直尺，在刻度尺上合理标注时间刻度，就能制作一把“人的反应时间测量尺”，以下标注正确的是（　　）
A．标注 B．标注
C．标注 D．标注
8．一水滴从房檐边由静止下落，经过高为2m的窗户用时0.1s，忽略空气阻力，重力加速度g=10m/s2，则水滴从开始下落到窗户上边缘所经历的时间为（　　）
A．1.95s B．2.05s C．19.5s D．21.5s
9．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．只受重力作用且竖直向下的匀变速直线运动就是自由落体运动
C．不同物体所做的自由落体运动，其运动规律是不同的
D．质点做自由落体运动，在第1s内、第2s内，第3s内的位移之比为1∶3∶5
10．甲、乙两物体做自由落体运动，已知甲物体质量是乙物体质量的2倍，甲距地面的高度是乙距地面高度的2倍，g＝9.8m/s2。下列说法正确的是（　　）
A．物体刚下落时，速度和加速度都为零
B．甲物体着地速度是乙物体着地速度的2倍
C．甲物体下落到地面的时间是乙物体下落到地面的时间的倍
D．下落过程中，物体在任一秒末速度是该秒初速度的9.8倍
11．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
12．很多智能手机都有加速度传感器，安装能显示加速度情况的应用程序，就能看到手机运动时各方向加速度随时间变化的图像。现打开应用程序，先用手托着手机，然后手掌迅速竖直向下运动，让手机脱离手掌而自由下落，最后又接住手机，手机屏幕上显示了如图所示的图线，则（　　）
A．图线最开始的一条水平线表示手机匀加速下落
B．由图可知手机下落的最大加速度约为
C．图中出现的向上波峰表示自由落体的加速度
D．该应用程序规定向下方向为加速度的正方向
13．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．
14．将篮球竖直上抛后又落回到抛出点，不计空气阻力，能正确反映此过程的图像是（　　）
A． B．
C． D．
15．如图所示，在水平地面上方有两个金属小球a、b离水平地面高度分别为 。若先后依次由静止释放a、b，两球刚好同时落到地面上，不计空气阻力。则（　　）
A．两球运动时间之比为3:2 B．两球到达地面前瞬间的速度之比是3:2
C．两球可能同时经过图中水平虚线处 D．在两球都下落的过程中，相对速度恒定不变
二、填空题
16．高空坠物会对人身和财产安全造成严重危害，如果一个花盆从高45m处的阳台意外坠落，忽略空气阻力，重力加速度取10m/s2，则花盆落到地面所需时间为___s。
17．一物体做自由落体运动，在落地的前一秒内下降35m。它是从_________m高处自由落下的，下落时间为______s（g=10m/s2）。
18．树叶从高约5m处由静止开始下落，约8s落地。为估算树叶受到的空气阻力和落地速度，某同学经观察、分析将树叶下落过程视为匀速直线运动，这体现了__________的物理方法和思想，主要依据是__________。
三、解答题
19．国庆节前夕，驻蒲某部跳伞兵做低空跳伞训练，当飞机离地面225m悬停时，伞兵离开飞机先作自由落体运动，125m后，立即打开降落伞，展伞后伞兵匀减速下降，伞兵落地速度刚好为0m/s，（g＝10m/s2）求：
（1）伞兵刚展伞时的速度大小；
（2）伞兵展伞后的加速度；
（3）伞兵离开飞机后在空中下落的总时间。
20．公园、广场等场所常常能见到喷泉，其中有的喷泉形成高高的水柱。试建立物理模型对柱形喷泉进行分析，如图所示，喷泉水柱由无数的水珠构成，如果忽略水珠在运动过程中受到的空气阻力，则水珠仅受重力作用，可将柱形喷泉中水珠的运动视为竖直上拋运动。已知世界上最大的人工喷泉日内瓦喷泉，喷水的最大高度为140.45m，（取，）求：
（1）喷泉喷出的水在空中停留时间；
（2）若喷嘴的出水量为，则空中水的体积为多少？
21．小球从5m高处静止落下，（不计空气阻力，g=10m/s2）求：
（1）落地时速度大小？
（2）落地时间是多少
22．一个物体从45m高处自由下落，空气阻力不计，（g=10m/s2）。求：
（1）物体下落所用的时间；
（2）物体下落最后1s内的位移。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【详解】
由速度与位移关系式可得
带入数据解得
v=20m/s
故选D。
2．D
【详解】
A．火车匀速转弯，速度的方向发生了变化，所以火车的运动状态发生了变化，故A错误；
B．小朋友荡秋千，其速度大小和方向均在改变，故运动状态在改变，故B错误；
C．物体做自由落体运动，速度的大小在变化，运动状态发生了改变，故C错误；
D．物体在斜面上匀速下滑，速度的大小、方向都不变，运动状态没有改变，故D正确。
故选D。
3．D
【详解】
设下落总时间为t，根据自由落体运动公式，有
解得
则物体下落的总高度为
故选D。
4．A
【详解】
研究从B到C的逆过程，即从C到B做匀减速运动，则由
解得
t=0.2s
（另一值为1.8s舍掉）
故选A。
5．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。
6．A
【详解】
A．伽利略对自由落体运动的研究，开创了研究自然规律的科学方法，这就是把实验和逻辑推理（包括数学演算）和谐地结合起来，故A正确；
B．自由落体运动的加速度与物体的质量无关，是常量，其运动规律与质量无关，即不同质量的物体运动规律相同，故B错误；
C．根据
知物体做自由落体运动位移与时间的平方成正比，故C错误；
D．初速度为零，加速度等于重力加速度的运动就是自由落体运动，故D错误。
故选A。
7．B
【详解】
直尺下落，根据公式有
解得
下落高度分别为10cm、20cm、30cm、40cm时对应的下落时间为。故ACD错误；B正确。
故选B。
8．A
【详解】
设水滴落点距离窗户上边缘的距离为h，水滴从开始下落到窗户上边缘所经历的时间为t，则
解得
t=1.95s
故选A。
9．D
【详解】
AB．初速度为零，只受重力，即加速度是重力加速度的匀加速直线运动是自由落体运动，AB错误；
C．不同物体所做的自由落体运动，其运动规律是相同的，C错误；
D．质点做自由落体运动，因为第1s内、第2s内、第3s内的位移之比为1：3：5，D正确。
故选D。
10．C
【详解】
A．物体刚下落时，速度为零，加速度不为零，故A错误；
B．根据公式
可得
则甲物体着地速度与乙物体着地速度的比为
故B错误；
C．根据公式
可得
则甲物体下落到地面的时间与乙物体下落到地面的时间之比为
故C正确；
D．下落过程中，根据
可知，物体在任一秒末速度比该秒初速度多，因不知道初速度是多少，则物体在任一秒末速度不一定是该秒初速度的9.8倍，故D错误。
故选C。
11．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。
12．B
【详解】
A．图线最开始的一条水平线表示开始时手机还未开始向下运动时的静止状态，故A错误；
B．由图可知手机下落的最大加速度约为，故B正确；
CD．图中出现的向上波峰表示最后手接住手机的过程中，手机向下做减速运动，加速度方向向上，进而可知该应用程序规定向上方向为加速度的正方向，故CD错误。
故选B。
13．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。
14．A
【详解】
AB．将篮球竖直上抛后又落回到抛出点，不计空气阻力，篮球做匀减速直线运动到达最高点后做自由落体运动，位移与时间的关系
x-t图象是抛物线，故A正确，B错误；
CD．速度与时间的关系是
速度先减小后增大，故 CD错误。
故选A。
15．D
【详解】
A．根据
两球运动时间之比为 ,A 错误；
B．根据
两球到达地面前瞬间的速度之比是，B错误；
C．静止释放a、b，两球刚好同时落到地面上，假设两球同时经过图中水平虚线处，则从虚线处运动到地面的时间相同，必须在虚线处的速度相等，因为两个小球从开始下落到虚线处的高度不同，根据
运动到虚线处的速度不相同，所以两球不可能同时经过图中水平虚线处，C错误；
D．设两小球下落的时间差是 ，b球下落时间是t，则a球下落时间为
相对速度
D正确。
故选D。
16．3
【详解】
[1]花盆做自由落体运动，由
可得
17． 80 4
【详解】
[1][2]．设下落时间为t，最后1s内的位移便是ts内的位移与（t-1）s内位移之差：
代入数据有：
得
t=4s．
下落时的高度：
18． 建立物理模型 加速时间很短，可以忽略
【详解】
[1]将树叶下落过程视为匀速直线运动，研究某个物理过程，需要建立物理模型，所以这种做法体现了建立物理模型的物理方法和思想；
[2]树叶从高约5m处由静止开始下落，约8s落地。为估算树叶受到的空气阻力和落地速度，由于加速时间较短，所以可以忽略加速的时间，认为树叶在下落过程中做匀速直线运动。
19．（1）50m/s；（2）-12.5m/s2；（3）9s
【详解】
（1）伞兵做自由落体运动，根据运动学公式，有
解得
（2）设向下为运动的正方向，伞兵展伞后做匀减速直线运动，有
解得
（3）物体做自由落体运动，有匀变速的规律可得
匀减速直线运动的时间为
总时间为
联立求解得
20．（1）10.6s；（2）
【详解】
（1）喷泉中水珠的运动视为竖直上抛运动，由
得
即水珠在空中运动的时间为
（2）若喷嘴的出水量为，空中水的体积为
21．（1）10m/s；（2）1s.
【详解】
（1）根据
得落地时速度
（2）根据
落地时间
22．（1）；（2）
【详解】
（1）根据
解得
（2）前2s下降的高度
物体下落最后1s内的位移
答案第1页，共2页
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