第04单元 自由落体运动-2018-2019学年高一物理单元巩固练习（必修1）

【满分：110分 时间：90分钟】
一、选择题（本大题共12小题，每小题5分，共60分。在每小题给出的四个选项中. 1~8题只有一项符合题目要求； 9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）
1．在学习物理知识的同时，还应当十分注意学习物理学研究问题的思想和方法，从一定意义上说，后一点甚至更重要，伟大的物理学家伽利略的研究方法对于后来的科学研究具有重大的启蒙作用，至今仍然具有重要意义请你回顾伽利略探究物体下落规律的过程，判定下列哪个过程是伽利略的探究过程　　
A． 猜想一问题一数学推理一实验验证一合理外推一得出结论
B． 问题一猜想一实验验证一数学推理一合理外推一得出结论
C． 问题一猜想一数学推理一实验验证一合理外推一得出结论
D． 猜想一问题一实验验证一数学推理合理外推一得出结论
【答案】 C
考点：伽利略对自由落体运动的研究
【名师点睛】
2．如图所示，在一个桌面上方有三个金属小球a、b、c，离桌面高度分别为。若先后顺次释放a、b、c，三球刚好同时落到桌面上，不计空气阻力，则( )
A． 三者运动时间之比为3∶2∶1
B． b与a开始下落的时间差小于c与b开始下落的时间差
C． 三者到达桌面时的速度之比是3∶2∶1
D． 三个小球运动的加速度与小球受到的重力成正比，与质量成反比
【答案】 B
【解析】
3．为研究自由落体运动，实验者从某砖墙前的高度处由静止释放一个石子，让其自由落下，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．已知每层砖的平均厚度为6.0cm，这个照相机的曝光时间为1.2×10-2s，则拍摄到的石子位置A距石子下落的起始位置的距离约为( )
A． 3.5cm
B． 5.0cm
C． 6.5cm
D． 8.0cm
【答案】 B
【解析】
试题分析：根据照片上痕迹的长度，可以估测在曝光时间内物体下落的距离，由此可以估算出AB段的平均速度的大小，在利用自由落体运动的公式可以求得下落的距离．
照相机的曝光时间同时也是石子从A运动到B下落时间，石子由静止自由下落到A高度设为，到B自由下落了约m．由得到．故照相机的曝光时间.解得，由可知，，所以正确答案为B．
4．如图所示，水龙头开口A处的直径d1=2 cm，A离地面B的高度h=80 cm，当水龙头打开时，从A处流出的水流速度v1=1 m/s，在空中形成一完整的水流束，不计空气阻力。则该水流束在地面B处的截面直径d2约为（g取10 m/s2）（ ）
A． 2 cm
B． 0.98 cm
C． 4 cm
D． 应大于2 cm，但无法计算
【答案】 B
5．如图所示，在足够高的空间内，小球位于空心管的正上方h处，空心管长为L，小球球心与管的轴线重合，并在竖直线上。当释放小球，小球可能穿过空心管，不计空气阻力，则下列判断正确的是
A． 两者同时无初速度释放，小球不能穿过管
B． 两者同时释放，小球具有竖直向下的初速度，管无初速度，则小球一定能穿过管，且穿过管的时间与当地重力加速度有关
C． 两者同时释敢，小球具有竖直向下的初速度，管无初速度，则小球一定能穿过管，但穿过管的时间与当地重力加速度无关
D． 两者均无初速度释放，但小球提前了时间释放，则小球一定能穿过管，但穿过管的时间与当地重力加速度无关
【答案】 AC
【解析】
A、若两者无初速度同时释放，则在相同时间内下降的高度相同，可知小球在空中不能穿过管，故A正确；
B、两者同时释放，小球具有向下的初速度，管无初速度，根据
，知，经过，小球穿过管，故C正确，B错误；
D、两者均无初速度释放，但小球提前了时间释放，根据
，可知小球能穿过管，穿过管的时间与当地的重力加速度有关，故D正确。
点睛：解决本题的关键掌握匀变速直线运动的运动学公式，抓住位移之差进行求解，难度不大。
6．从某高处释放一粒小石子，经过1s从同一地点再释放另一粒小石子，则在它们落地之前，两粒石子间的距离将 （ 　　）
A． 保持不变
B． 不断增大
C． 不断减小
D． 有时增大，有时减小
【答案】 B
考点：考查自由落体运动规律的应用．
7．小球自某一高度自由落下，它落地时的速度与落到一半高度时的速度之比是　　
A． ： B． ： C． ： D． ：1
【答案】 A
【解析】
【详解】
自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，前一半位移内；整个位移上：，联立解得：；即到达地面时的速度与在一半高度时的速度之比为.故选A.
【点睛】
本题关键是明确自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，然后选择恰当的公式列式后联立求解
8．石块A自塔顶从静止开始自由落下5m时，石块B从离塔顶7m处由静止开始自由落下，两石块同时落地，不计空气阻力，则塔高为　　
A． 12m B． C． D．
【答案】 D
【解析】
【点睛】
解决本题的关键知道自由落体运动做初速度为零，加速度为g的匀加速直线运动，结合运动学公式灵活求解。
9．一根轻质细线将2个薄铁垫圈A、B连接起来，一同学用手固定B，此时A、B间距为3L，距地面为如图所示，由静止释放A、B，不计空气阻力，从开始释放到A落地历时，A落地前瞬间速率为，从A落地到B落在A上历时，B落在A上前瞬间速率为，则　　
A． ：：1 B． ：：1 C． ：：2 D． ：：3
【答案】 BC
【解析】
【分析】
由静止释放A、B，AB都做自由落体运动，A运动的位移为L，B运动的位移为4L，根据自由落体运动的基本公式求解时间和速度即可；
【详解】
A、由静止释放A、B，AB都做自由落体运动，A运动的位移为L，B运动的位移为4L，根据，可知，A落地的时间，B落地的时间为，
所以，所以，即，故A错误，B正确；
C、A落地前瞬间速率为，B落地前瞬间速率为，所以，故C正确，D错误。
【点睛】
本题主要考查了自由落体运动基本公式的直接应用，平时学习过程中加强训练。
10．两个物体分别从4h和h高处自由落下，它们到达地面所需时间分别为和，到达地面的速度分别是和，则　　
A． 和的比值为
B． 和的比值为
C． 和的比值为
D． 和的比值为
【答案】 BD
11．如图所示，有一栋楼共五层，每层高相等，五楼楼顶边缘处有一水滴从静止开始下落，不计空气阻力和楼板高度，下列说法正确的是（　　）
A． 水滴到达四楼地面和三楼地面的速度之比为
B． 水滴到达三楼地面和一楼地面的速度之比为
C． 水滴通过四楼所用时间与通过二楼所用时间之比为（-1）：（2-）
D． 水滴从开始下落到三楼地面与三楼地面到达一楼地面所用时间之比为：（2-）
【答案】 AC
12．物体从h高处自由下落，它在落地前1s内共下落35m，g=10m/s2．下列说法中正确的有（　　）
A． 物体下落的时间为4s
B． 物体落地时速度为40m/s
C． 下落后第1s内、第2s内、第3s内，每段位移之比为1：2：3
D． 落地前2s内共下落60m
【答案】 ABD
【解析】A、设下落时间为t,最后1s内的位移可以表示为：
代入数据看解得： .所以A选项是正确的;
B、落地的速度为: .所以B选项是正确的;
C、自由落体运动是初速度等于0的匀加速直线运动,所以在连续相等的时间内,即下落后第1s内、第2s内、第3s内,每段位移之比为 .故C错误;
D、根据自由落体运动规律知：下落的总高度
为:，所以D选项是正确的.
综上所述本题答案是：ABD
二、非选择题（本大题共4小题，第13、14题每题10分；第15、16题每题15分；共50分）
13．如图所示一小球从离地面高度的空中自由落下，不计一切阻力。取求：
小球经过多少时间落地？
落地时速度多大？
小球下过程的平均速度多大？
【答案】 (1)3s (2)30m/s (3)15m/s
【点睛】
解决本题的关键知道自由落体运动是初速度为零，加速度为g的匀加速直线运动，结合运动学公式灵活求解。
14．人从发现情况到采取某种相应行动经过的时间叫反应时间。现在我们来测定反应时间。请一位同学用两个手指捏住一米长的木尺顶端零刻度处，另一位同学的一只手在木尺的末端做握住木尺的准备，但不要碰到尺，当看到第一位同学松开手时，第二位同学立即握住木尺，手握处的读数为0.55 m，请帮这位同学算算他的反应时间。（g取10 m/s2）
【答案】 0.3s
【解析】
【分析】
在人的反应时间内，直尺做自由落体运动，根据下降的高度求出自由下落的时间，从而求出人的反应时间；
【详解】
直尺下降的高度
根据，得，。
【点睛】
解决本题的关键知道自由落体运动的时间和人的反应时间相等，结合运动学公式进行求解。
15．某物理实验小组在游泳池做了一个实验：将一个小木球离水面5m高静止释放不计空气阻力，经后落入池底速度刚好为零假定木球在水中做匀减速运动，重力加速度求：
木球做自由落体运动的时间；
木球入水时的速度大小；
木球在水中运动的加速度的大小及游泳池水的深度．
【答案】 （1）1s（2）10m/s（3）加速度的大小为，游泳池水的深度为．
【解析】
16．如图所示，悬挂的直杆AB长为a，在B端下方距离为h处，有一长为b的无底圆筒CD，若将悬线剪断，求：
（1）直杆下端B穿过圆筒的时间是多少？
（2）整个直杆AB穿过圆筒的时间是多少？
【答案】 （1） （2）
【解析】
试题分析：直杆做的是自由落体运动，根据自由落体运动的基本公式即可求解，整个直杆AB穿过圆筒的时间是A到达D点的时间减去B到达C点的时间。
（1）B端自由下落h高度到达C处的时间为t1，
根据运动学公式：， 解得：，
B端到达D端的时间为t2，根据运动学公式：，解得：
所以直杆下端B穿过圆筒的时间是：
点睛：本题主要考查了自由落体运动的基本公式，关键是找准位移间的关系、时间关系。