鲁科版2023-2024学年高一物理上学期（必修1）同步练习-3.3匀变速直线运动的实例——自由落体运动

鲁科版2023-2024学年高一物理上学期（必修1）同步练习- 3.3 匀变速直线运动的实例——自由落体运动
一、单选题
1．一天，某小区居民发现一个苹果从高空坠落，所幸未造成事故。物业通过调取一楼监控录像，分析发现苹果在落地前最后0.2s内下落的高度为3.6m。已知每层楼高为3m，若苹果做自由落体运动，g取，则该苹果（ ）
A．最可能来自6楼 B．最可能来自7楼
C．刚落地时的速度为36m/s D．刚落地时的速度为2m/s
2．A是实心木球，B是形状、大小和A完全相同的实心铁球，C是质量和形状大小和A一样的空心铁球，三个球同时从同一高度由静止开始下落，如果不受阻力作用，则三个球落地的时间（　　）
A．相同 B．A先落地 C．B先落地 D．C先落地
3．野外探险常用“落石法”估测竖直洞穴的深度，在某次估测中，测得从释放石块到听到石块落地的时间约为2s，可估算出该洞穴的深度约为（　　）
A．5m B．10m C．20m D．40m
4．“用直尺测同学的反应时间”实验中，若测出直尺下落的高度为15cm，取10m/s2，则该同学的反应时间约为（　　）
A．0.03s B．0.17s C．0.3s D．1.7s
5．A、B两小球在一水平地面上方先后静止释放，它们同时落地。已知B下落时间为t，A下落时间为2t，B的质量是A的2倍，重力加速度为g，不计空气阻力，则在B刚释放时，A距离地面的高度是（　　）
A．0 B． C． D．
6．在洞穴探险过程中，可以使用落石的方法估测洞穴深度，设在某次估测中，测得从释放石块到听到石块落地的时间约为4s，可估算出该洞穴的深度约为（　　）
A．20m B．40m C．80m D．160m
7．一小球自地面上方某高度处自由下落，测得小球在最后1s内的位移是35m，不计空气阻力，g取10m/s2，则（　　）
A．小球从释放到落地的时间为5s
B．小球从释放到落地的时间为4s
C．小球释放点距地面的高度为125m
D．小球到达地面时速度为50m/s
8．无风的晴天，一个苹果在离地面高的树梢处由静止掉落，落至地面所用的时间最有可能是（　　）
A． B． C． D．
9．10月22日，在德国柏林举行的2022年跳水世界杯女子10米跳台决赛中，我国选手陈芋汐以449.85分的成绩获得冠军。如图，她从离开跳台到手接触水面的运动时间大约为（　　）
A．0.5s B．1.0s C．1.5s D．2.5s
10．如图所示，两个大小一样的金属小球用长为L的细线连接，a球在上，b球在下，用手拿着a球，测得a球释放时离地面的高度为h，某时刻静止释放a球，两球落地的时间差t，空气阻力忽略不计。下列判断正确的是（ ）
A．b球下落的时间大于 B．a球下落的时间小于
C．重力加速度 D．b球落地前a球的加速度比b球大
11．足球比赛前，裁判员用抛硬币的方法确定哪个球队先开球。若硬币抛出后从最高处自由下落h=1.8m时被裁判员接住，g取10m/s2。硬币刚落回手中时的速度大小和被接住前0.2s内硬币下落的位移大小分别为（　　）
A．6m/s 1.0m B．6m/s 0.2m C．3m/s 1.0m D．3m/s 0.2m
12．东京奥运会全红婵获女子单人10米跳台跳水冠军。她起跳至入水前的运动时间，下列估算最合理的是 （　　）
A．0.5s B．1.0s C．1.3s D．1.5s
13．如图甲是王同学制作的反应时间测量尺，尺上的A位置对应的反应时间为。图乙是王同学为张同学测反应时间的情景图。张同学先把手放在测量尺“0刻度线”的位置做好捏住测量尺的准备，但手没碰到该尺。王同学松手时，张同学立即捏向下落的测量尺，刚好捏住尺上的D位置，则张同学的反应时间为（　　）
A． B． C． D．
14．小球从离地面高度H处从静止释放，经过一段时间后落地反弹，忽略空气阻力和小球与地面的接触时间，则小球距地面高度h与时间t图像可能正确的是（　　）
A． B．
C． D．
15．一物体从H高处自由下落，经时间t落地，则当它下落时，离地面的高度为（　　）
A． B． C．H D．
16．如图所示，A、B两物体从地面上某点正上方不同高度处，同时做自由落体运动（不考虑物体落地后的反弹），已知A的质量是B的质量的3倍，下列说法正确的是（　　）。
A．A、B落地时的速度相等
B．A与B一定能在空中相撞
C．从开始下落到落地，A、B的平均速度相等
D．下落过程中，A、B速度变化的快慢相同
二、多选题
17．一物体自距地面高H处自由下落，经时间t落地，此时速度为v，则（　　）
A．时物体距地面高度为
B．时物体距地面高度为
C．物体下落时速度为
D．物体下落时速度为
18．一个物体做自由落体运动，重力加速度为g，先后经过空中M，N两点时的速度分别为v1和v2，则下列说法正确的是（　　）
A．MN的间距为
B．经过MN所需时间为
C．经过MN的平均速度为大于
D．经过M点的加速度小于N点的加速度
19．一小球从足够高的空中静止释放，若不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2.。则（　　）
A．第2s末小球的速度为20m/s
B．第2s内小球的位移为10m
C．前2s内小球的平均速度为20m/s
D．第1s内、第2s内、第3s内小球的位移之比为1：3：5
20．如图，一长L＝0.05 m的铁链用短绳悬挂在天花板上，铁链正下方h＝0.2 m处竖直放置一长度也为h、内径比铁链直径稍大的钢管。剪断轻绳，铁链由静止开始下落，不计空气阻力，取g＝10m/s2，则（　　）
A．铁链下端刚要进入钢管时的速度大小为2 m/s
B．铁链下端刚要穿出钢管时的速度大小为3 m/s
C．铁链通过钢管的时间为0.3 s
D．铁链通过钢管的时间为0.1 s
三、填空题
21．一个椰子从树上由静止掉落，空气阻力可以忽略，其下落距离h随时间t的二次方关系的图像如图所示，根据图像可求得当地的重力加速度 ；时，椰子的下落速度 。（以上结果均保留三位有效数字）
22．高空抛物是一件不文明、不道德、极其危险的行为。据报道：实验中一枚50g的生鸡蛋从10m高处自由下落，落地时对地面的撞击力为147.4N。若当地重力加速度值为，鸡蛋下落过程忽略空气阻力，则鸡蛋落地时速度为 m/s，鸡蛋在空中自由下落的时间为 s。
四、解答题
23．如图所示，一氦气球下方系有一物体从地面由静止释放，氦气球携物体以的加速度匀加速竖直上升，当物体运动到距地面高h=20m处时绳子突然断裂。不计空气阻力，重力加速度g取，求：（结果可保留根号）
（1）绳子断裂时，物体的速度大小；
（2）物体距离地面的最大高度；
（3）物体从开始上升到落地瞬间的整个过程所用的时间。
24．跳伞运动员做低空跳伞表演，从距离地面高处的飞机上开始跳下，先做自由落体运动，当自由下落时打开降落伞，降落伞打开后运动员做匀减速直线运动，跳伞运动员到达地面时的速度大小为。（）。求：
（1）从跳伞到运动员打开降落伞经历了多长时间？
（2）运动员打开降落伞时的速度大小是多少？
（3）降落伞打开后，运动员的加速度大小是多少？
25．2021年1月1日开始实施的民法典，明确提出“禁止从建筑物中抛掷物品”，将钢球从距离地面45m高空由静止释放。不计空气阻力，取g=10m/s2，求：
（1）钢球落地时速度的大小v；
（2）钢球在开始下落2s内的平均速度大小；
参考答案：
1．B
【详解】AB．设苹果下落时间为t，则
解得
h=18m
t=1.9s
则最可能来自7楼，选项A错误，B正确；
CD．刚落地时的速度为
v=gt=19m/s
选项CD错误。
故选B。
2．A
【详解】三个球不受阻力作用，三个球均做自由落体运动，加速度相同，根据
可得
可知三个球落地的时间相同。
故选A。
3．C
【详解】根据自由落体运动规律可知该洞穴的深度约为
故选C。
4．B
【详解】由题意可知，该同学的反应时间内直尺下落的高度为
根据自由落体运动位移—时间关系式
代入数据解得
故选B。
5．D
【详解】自由下落的物体，在时间t内下落的高度
在时间2t内下落的高度
在B刚释放时，A已经下落了时间t，则此时A下落距离为h1，而整个过程中A下落的时间为2t，高度为h2，因此此时A距离地面的高度为
故选D。
6．C
【详解】根据自由落体运动规律可知该洞穴的深度约为
故选C。
7．B
【详解】AB．设下落时间为t，则有
解得
A错误，B正确；
C．下落高度为
C错误；
D．小球到达地面时的速度为
D错误。
故选B。
8．C
【详解】根据题意，苹果由静止掉落，近似做自由落体运动，则有
解得
故选C。
9．C
【详解】根据自由落体运动规律可得
故选C。
10．C
【详解】某时刻静止释放a球，a球下落高度为h，b球下落高度为h－L，则根据运动学公式可得
则b球下落的时间为
A错误；
B．a球下落的时间为
B错误；
C．两球落地的时间差为t，则
故重力加速度为
D．b球落地前两球做自由落体运动，则a球的加速度与b球加速度相等，D错误。
故选C。
11．A
【详解】由自由落体公式
故硬币下落时间为
硬币刚落回手中时的速度为
被接住前0.2s内硬币下落的位移为
故选A。
12．D
【详解】根据自由落体运动规律
解得
故选D。
13．C
【详解】由于尺子做自由落体运动，下落到A点时，反应时间为t1，则
下落到D点时，反应时间为t2，则
从刻度上可知
联立可得
故选C。
14．C
【详解】小球下降过程中，距地面的高度为
为开口向下的抛物线。上升过程中，距地面的高度为
仍为开口向下的抛物线，故C正确，ABD错误。
故选C。
15．C
【详解】根据自由落体运动规律有
当物体下落时，离地面的高度为
故选C。
16．D
【详解】A．由 ，A的落地速度大，A错误；
B．由 ，同时下落，速度一样大，不会相撞，B错误；
C．由 ，A的平均速度大，C错误；
D．加速度相同，速度变化快慢也相同，D正确。
故选D。
17．BD
【详解】AB．物体做自由落体运动
时物体距地面高度为
A错误，B正确；
CD．物体下落H高度时有
设物体下落时速度为，则有
解得
C错误，D正确。
故选BD。
18．AB
【详解】A．根据速度位移关系可得
解得
故A正确；
B．根据速度时间关系得
解得
故B正确；
C．匀变速直线运动的平均速度等于初末速度的平均值，即经过MN的平均速度等于，故C错误；
D．自由落体运动的加速度不变，为重力加速度g，故D错误。
故选AB。
19．AD
【详解】A．根据速度公式得
A正确；
B．第2s内小球的位移为
B错误；
C．前2s内小球的平均速度为
C错误；
D．根据匀变速直线运动的规律得
D正确。
故选AD。
20．AD
【详解】A．由自由落体的运动公式得
故A正确；
B．由运动学公式得
故B错误；
CD．设铁链下端到达钢管上端用时t1，根据自由落体公式得
设铁链上端到达钢管下端用时t2，根据自由落体公式得
所以铁链通过钢管的时间为
故C错误，D正确。
故选AD。
21． 9.75 19.5
【详解】[1]一个椰子从树上由静止掉落，空气阻力可以忽略，则
根据图像可得
得当地的重力加速度
[2] 当
时，椰子的下落速度
22． 14 1.43
【详解】[1]根据
代入数据可得
[2]鸡蛋在空中自由下落的时间
23．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）物体从地面上升20m的过程中，有
可得绳子断裂时，物体的速度大小为
（2）绳子断裂后，物体做竖直上抛运动，则有
绳子断裂后，物体上升的高度为
所以物体距离地面的最大高度为
（3）绳子断裂前，物体的运动时间为
绳子断裂后，物体上升的时间为
物体从最高点到落地，有
解得
所以物体从开始上升到落地瞬间的整个过程所用的时间为
24．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）从跳伞到运动员打开降落，运动员做自由落体运动
解得从跳伞到运动员打开降落伞经历的时间
（2）运动员打开降落伞时的速度大小
（3）降落伞打开后，运动员做匀减速运动
解得运动员的加速度大小
25．（1）；（2）
【详解】（1）根据公式
可得，钢球落地时速度的大小为

（2）钢球在开始下落2s内的平均速度等于下落1s时瞬时速度，则有
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页