2.5自由落体运动——2022-2023学年高一物理鲁科版（2019）必修第一册同步课时训练（Word版含答案）

2.5自由落体运动
一、练概念
1.关于自由落体运动，下列说法中正确的是( )
A.自由落体运动是匀变速直线运动 B.自由落体运动是物体不受力的运动
C.自由落体运动是加速度为g的曲线运动 D.纸片在大气中的下落是自由落体运动
2.意大利著名物理学家伽利略开科学实验之先河,奠定了现代物理学的基础。图示是他做了上百次的铜球沿斜面运动的实验示意图。关于该实验,下列说法中错误的是( )
A.它是伽利略研究自由落体运动的实验
B.伽利略研究发现:斜面倾角一定,从不同高度开始滚动,小球的加速度各不相同
C.伽利略设想,图中斜面的倾角越接近90°,小球沿斜面滚下的运动就越接近自由落体运动
D.伽利略认为,若发现斜面上的小球都做匀加速直线运动,则自由落体运动也是匀加速直线运动
3.关于自由落体运动，下列说法正确的是( )
A.物体做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.物体做自由落体运动的位移与时间成正比
4.一物体以足够大的初速度做竖直上抛运动，在上升过程最后1 s初的瞬时速度的大小和最后1 s内的位移大小分别是（g取）( )
A.10 m/s，10 m B.10 m/s，5 m
C.5 m/s，5 m D.由于不知道初速度的大小，故无法计算
二、练能力
5.下列关于自由落体运动的叙述中，不正确的是( )
A.两个质量不等，高度不同但同时自由下落的物体，下落过程中任何时刻的速度、加速度一定相同
B.两个质量不等，高度相同，先后自由下落的物体，通过任一高度处的速度、加速度一定相同
C.做自由落体运动的物体，在第1 s内的位移数值上一定等于
D.做自由落体运动的物体位移都与下落时间成正比
6.山东大学趵突泉校区内，高大的银杏树耸立在校园里，银杏叶片片金黄，挂在枝头干硬的银杏果随着微风进行摇摆，金黄的银杏落叶成为校园秋天里一道美丽的风景线。某银杏树上一个干硬的银杏果从5m高的树梢由静止下落，银杏果下落到地面的时间为( )（忽略空气阻力，重力加速度g取）
A.0.5s B.1.0s C.1.5s D.2.0s
7.如图所示，两小球从不同高度，同时做自由落体运动。已知A的质量比B大，则在两小球落地之前，下列说法正确的是( )
A.两小球可能在空中相撞 B.两小球之间的距离越来越大
C.两小球的速度差越来越大 D.两小球速度变化的快慢相同
8.一物体从高H处自由下落，当它运动到P点时所用的时间恰好为整个过程时间的一半，不计空气阻力，则P点离地面的高度为( )
A. B. C. D.
9.（多选）某同学依次将两小球从同一高度竖直上抛，A球从抛出至回到抛出点的时间为t，B球从抛出至回到抛出点的时间为。不计空气阻力，则( )
A.两小球的初速度之比是1:2 B.两小球的初速度之比是1:4
C.两小球达到的最大高度之比是1:2 D.两小球达到的最大高度之比是1:4
10.如图所示，一杂技演员用一只手抛球、接球，他每隔0.4 s抛出一球，接到球便立即把球抛出。已知除抛、接球的时刻外，空中总有4个球，将球的运动近似看作是竖直方向的运动，球到达的最大高度是（高度从抛球点算起，取）( )
A.1.6 m B.2.4 m C.3.2 m D.4.0 m
11.滴水法测重力加速度的过程是这样的：让水龙头的水一滴一滴地滴在其正下方的盘子里，调整水龙头的滴水速度，让前一滴水滴到盘子里而听到声音时，后一滴水恰好离开水龙头。从第1次听到水击盘声时开始计时，测出n次听到水击盘声的总时间t，用刻度尺量出水龙头到盘子的高度差h，即可算出重力加速度。已知人耳能区别两个声音的最小时间间隔为0.1 s，声速为340 m/s，则( )
A.水龙头距人耳的距离至少为34 m B.水龙头距盘子的距离至少为34 m
C.重方力加速度的计算式为 D.重力加速度的计算式为
12.如图所示，小球从竖直砖墙某位置静止释放，用频闪照相机在同一底片上多次曝光，得到了图中1、2、3、4、5、…所示小球运动过程中每次曝光的位置，连续两次曝光的时间间隔均为T，每块砖的厚度为d。根据图中的信息，下列判断不正确的是( )
A.位置“1”是小球释放的初始位置 B.小球做匀加速直线运动
C.小球下落的加速度为 D.小球在位置“3”的速度为
13.小区阳台坠物事件层出不穷，假如在45m高的阳台以初速为零释放一小石块．求：（空气阻力不计，取）
(1)石块第1秒下落的位移的大小？
(2)石块落地的速度多大？
14.如图所示，直杆长，圆筒高直杆位于圆筒正上方处．直杆从静止开始做自由落体运动，并能竖直穿过圆筒取），求：
(1)直杆下端刚到圆筒上端的时间；
(2)直杆穿越圆筒所用的时间。
答案以及解析
1.答案：A
解析：A、根据自由落体运动的概念，物体只在重力作用下从静止开始下落的运动，可知自由落体运匀变速直线运动，故A正确；
B、由物体只在重力作用下从静止开始下落的运动，可知，物体下落受到重力的作用，故B错误；
C、根据自由落体运动的概念，物体只在重力作用下从静止开始下落的运动。可知自由落体运动是匀变速直线运动，故C错误；
D、纸片在空气中的下落受到空气的阻力和重力作用，所以纸片的运动不是自由落体运动，故D错误。
故选A。
2.答案：B
解析：题图所示实验是伽利略研究自由落体运动的实验,在本实验中,伽利略将实验和逻辑推理和谐地结合在一起,如选项A、C、D所述。斜面倾角一定,从不同高度开始滚下,小球的加速度相同,故选项B所述是错误的。
3.答案：C
解析：自由落体运动是仅受重力，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A、B错误；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；根据知，位移与时间的平方成正比，故D错误。
4.答案：B
解析：根据竖直上抛运动的对称性，上升过程的最后1 s和自由下落的第1 s是可逆过程，所以，，故选项B正确。
5.答案：D
解析：自由落体运动的加速度相等，未落地前，根据，知经过相等时间速度相等，故A正确；轻重不同的物体自由下落的加速度相等，根据和可知，通过任一高度处的速度、加速度一定相同，故B正确；做自由落体运动的物体在第1 s内的位移，故C正确；根据可知，做自由落体运动物体的位移都与下落时间的平方成正比，故D错误。
6.答案：B
解析：由自由落体位移公式
解得
故ACD错误，B正确。
故选：B。
7.答案：D
解析：因为两小球均做自由落体运动，故两小球的加速度均为g，与质量无关，下落过程中，速度变化的快慢相同，故D正确；两小球同时做自由落体运动，设初始高度相差L，由可知，两小球之间的距离，所以两球之间的距离不变，不可能在空中相撞，故选项A、B错误；由可知，两球运动时间相同，则在相同时刻速度也相同，故选项C错误。
8.答案：A
解析：物体做自由落体运动，根据位移公式，当时间为总时间的一半时，下落的高度，所以离地高度为，所以A正确，BCD错误。
所以A选项是正确的。
9.答案：AD
解析：根据竖直上抛运动的对称性，可知小球从抛出至回到出发点的时间，可知两小球的初速度之比是1:2，选项A正确，B错误；根据，可知两小球达到的最大高度之比是1：4，选项C错误，D正确。
10.答案：C
解析：将4个小球依次抛出后均做相同的竖直上抛运动，但同时研究4个小球的运动比较复杂，将4个小球的运动转换为一个小球所做的连续运动，小球每隔0.4 s对应的位置，对应各小球在同一时刻的不同位置，小球在空中的时间共1.6 s，上升的时间为0.8 s，则，故选项C正确。
11.答案：D
解析：由于人耳能区别两个声音的最小时间间隔为0.1 s，故相邻两滴水落进盘子里的时间间隔要大于0.1 s，由可知，水龙头距盘子的距离至少为，B错误；声音从发出至传到人耳的时间越短，误差越小，所以人耳应尽可能靠近水龙头，A错误；由于从第1次听到水击盘声时开始计时，故从第1次到第n次听到水击盘声中间经历，结合可得，C错误，D正确。
12.答案：A
解析：由题图可以知道每两个相邻位置之间的距离差是一样的，由可知，，B、C正确；小球在位置3的瞬时速度的大小为2、4之间的平均速度的大小，所以，D正确；由于，故，A错误。
13.答案：（1）5m
（2）30m/s
解析：（1）石块第1s落的位移的大小.
（2）由自由落体运动的规律，得.
14.答案：（1）0.4s
（2）0.6s
解析：解：设直杆下端到达圆筒上端的时间为，上端离开圆筒下端的时间为
根据自由落体运动规律有，解得
根据自由落体运动规律有，解得
则直杆穿越圆筒所用的时间
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