【高中物理粤教版（2019）必修第一册同步练习】 第四节自由落体运动

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【高中物理粤教版（2019）必修第一册同步练习】
第四节自由落体运动
一、单选题
1．如图所示为位于瑞士的世界上最大的人工喷泉﹣﹣日内瓦喷泉，已知该喷泉竖直上喷出，喷出时水的速度为53m/s，喷嘴的出水量为0.5m3/s，不计空气阻力，则空中水的体积应为（取g=10m/s）（　　）
A．2.65m3
B．5.3m3
C．10.6m3
D．因喷嘴的横截面积未知，故无法确定
2．近年来学校都非常重视足球。在某学校举行了颠球比赛中，小明在颠球过程中脚部几乎不动，如图所示，图示时刻足球恰好运动到最高点，估算足球刚被颠起时的初速度大小最接近的是（　　）
A．6m/s B．3m/s C．1m/s D．0.5m/s
3．如图，篮球运动员站在广场上的某一喷泉水柱旁边，虚线“1”“2”“3”为水平面处。根据图中信息，水柱从地面喷出时的速度约为（　　）
A．2m/s B．6m/s C．12m/s D．20m/s
4．某位科学家通过逻辑推理，首先指出亚里士多德对落体认识的问题，然后得出重物与轻物应该下落得同样快的结论，最后用实验证实了自己的结论。这种推理与实验相结合的方法，为物理学的研究奠定了基础。这位科学家是（　　）
A．牛顿 B．爱因斯坦 C．笛卡尔 D．伽利略
5．亚里士多德认为物体的运动需要力来维持，伽利略用实验+科学推理”的方法推翻了亚里士多德的观点，关于伽利略理想实验，以下说法正确的是（　　）
A．完全是理想的，没有事实为基础
B．是以可靠事实为基础的，经科学抽象深刻反映自然规律
C．没有事实为基础，只是理想推理
D．过于理想化，所以没有实际意义
6．某人站在三楼阳台上，同时以10m/s的速率抛出两个小球，其中一球竖直上抛，另一球竖直下抛，它们落地的时间差为 ；如果该人站在六楼阳台上，以同样的方式抛出两个小球，它们落地的时间差为 ，不计空气阻力。则下列关系中正确的是（　　）
A． B． C． D．无法判断
二、多选题
7．在一定高度，将一个小球以v＝20 m/s初速度竖直上抛，则小球到达距抛出点10 m的位置所经历的时间为（g＝10 m/s2）（　　）
A． s B．(2－ ) s C．(2＋ ) s D．(2＋ ) s
三、填空题
8．如图所示，将弹性小球以10 m/s的速度从距地面2 m处的A点竖直向下抛出，小球落地后竖直反弹经过距地面1.5 m高的B点时，向上的速度为7 m/s，从A到B，小球共用时0.3 s，若规定向下为正方向，则小球的路程为　 　m，速度变化量为　 　m/s
9．某物体以30m/s的初速度竖直上抛，不计空气阻力，g取10m/s2。从抛出到落回起点过程中的平均速度大小为　 　m/s；物体在第1秒内和第4秒内速度改变量　 　（选填“大小相等、方向相同”、“大小相等、方向不同”、“大小不等、方向相同”或“大小不等、方向不同”）。
10．一气球连同装置的总质量为M，悬停于空中，某一时刻气球中一个质量为m的零件脱落，零件下落处离地面高为H，不计空气阻力，在零件从开始下落到某位置时，用时恰为全程时间的一半，此时气球速度大小为　 　 ．
11．历史上有学者认为：物体越重，下落得越快。伽利略等一些物理学家提出了质疑，伽利略通过大量实验来验证自己的观点，他提出的新的观点是　 　。在一高塔顶端同时释放一片羽毛和一个玻璃球，玻璃球先于羽毛到达地面，这主要是因为　 　； 在一高塔顶端同时释放大小相同的实心铁球和空心铁球，两球几乎同时落地，这是因为　 　。
四、计算题
12．将一小球以10m/s的初速度从离地面15米高处竖直上抛，若忽略空气阻力，g取10m/s2，求：
（1）小球上升的最大高度；
（2）小球从抛出到落回地面所用的时间。
13．海豚通过训练，可以配合驯养员完成各种高难度动作。一次表演中，海豚跃出水面时的速度方向竖直向上，跃升恰好顶到球。不计空气阻力，取。求：
（1）海豚跃出水面时的速度；
（2）海豚跃出水面后上升的时间。
五、解答题
14．以10m/s的初速度从地面竖直上抛一石子，该石子两次经过小树顶端的时间间隔为1.2s，取重力加速度g＝10m/s2，则小树高度为多少？
15．从地面竖直上抛一物体，通过楼上1.55m高的窗口的时间是0.1s，物体回落后从窗口顶部到地面的时间是0.4s，求物体能到达的最大高度（g取10m/s2）
16．如图甲所示，下端离地面处有一竖直的空管，管长L为2.8m，、为空管的上、下两端，空管由于受外力作用，由静止开始竖直向下运动，其运动图像如图乙所示，同时在处一个大小不计的小球以初速度竖直上抛，不计一切阻力和在地面的反弹，取。求：
（1）若小球初速度为8m/s，小球上升过程中离地面的最大高度；
（2）若小球初速度为8m/s，小球经过多长时间从管的端相对向上穿出；
（3）欲使在空管落地瞬间，小球必须处于空管之内，在其他条件不变的前提下，求小球的初速度大小的范围。
六、综合题
17．宇航员在某星球表面以初速度v0竖直向上抛出一个物体，物体上升的最大高度为h。已知该星球的半径为R，且物体只受该星球的引力作用，忽略该星球的自转，求：
（1）该星球的质量；
（2）从这个星球上发射卫星的第一宇宙速度。
18．如图所示，悬挂的直杆AB长为a，在B端以下h处有一长为b的无底圆柱筒CD，若将悬线剪断，问：
（1）直杆下端B穿过圆柱筒的时间是多少？
（2）整个直杆AB穿过圆柱筒的时间是多少？
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】竖直上抛运动
2．【答案】B
【知识点】竖直上抛运动
3．【答案】C
【知识点】竖直上抛运动
4．【答案】D
【知识点】伽利略对自由落体运动的研究
5．【答案】B
【知识点】伽利略对自由落体运动的研究
6．【答案】C
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系；竖直上抛运动
7．【答案】B,C,D
【知识点】匀变速直线运动的位移与时间的关系；竖直上抛运动
8．【答案】3.5；-17
【知识点】竖直上抛运动
9．【答案】0；大小相等、方向相同
【知识点】竖直上抛运动
10．【答案】
【知识点】竖直上抛运动
11．【答案】物体下落快慢与质量无关；羽毛所受阻力较大（合外力较小），产生的加速度较小，运动时间较长；两物体的加速度（运动时间）相同。
【知识点】伽利略对自由落体运动的研究
12．【答案】（1）解：小球上升的最大高度
（2）解：小球从抛出到落回地面所用的时间为t，由 其中，解得
【知识点】竖直上抛运动
13．【答案】（1）解：根据可知
海豚跃出水面时的速度大小为
（2）解：海豚跃出水面后上升的时间
【知识点】竖直上抛运动
14．【答案】解：根据竖直上抛的对称性可知，石子从最高点运动到小树顶端所用的时间为 ，则石子在小树顶端时的速度为
石子从地面到小树顶端，根据位移—速度关系有
代入数据解得
【知识点】竖直上抛运动
15．【答案】解：由竖直上抛运动的对称性知：
当物体上升时，由地面运动到窗户上檐所用的时间也是0.4s，根据推论，有： m/s
由v0.35=v0﹣gt
得v0=19m/s
物体上升的最大高度： m
答：物体上升的最大高度是18.05m
【知识点】竖直上抛运动
16．【答案】（1）9.6m；（2）0.4s；（3）
【知识点】竖直上抛运动
17．【答案】（1）物体做竖直上抛运动，有
忽略星球自转，物体的重力等于星球给的万有引力，有
联立，可得
（2）卫星贴近星球做匀速圆周运动，有
联立，可得
【知识点】竖直上抛运动
18．【答案】（1）B端自由下落h高度开始穿圆筒，所以h= gt2
解得：t1=
B端到达D端的时间为：t2= ，
所以直杆下端B穿过圆筒的时间是：△t=t2-t1= -
（2）A端运动到D点的时间为：t3=
所以整个直杆AB穿过圆筒的时间为t=t3-t1= -
【知识点】伽利略对自由落体运动的研究
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