高中物理人教新课标版必修1： 自由落体运动 针对训练（含解析）

考点过关练：自由落体运动
1．甲、乙两同学通过如下实验测量反应时间：甲用两个手指轻轻捏住木尺上端，并让尺子自然下垂，乙在下方刻度L1处（手未碰到尺）准备用手指夹住下落的尺。甲突然松手，尺子下落，乙则快速用手指夹住尺子，记下夹住尺子的位置刻度L2。已知。重力加速度为g，则该实验测得（　　）
A．甲的反应时间为 B．甲的反应时间为
C．乙的反应时间为 D．乙的反应时间为
2．一个石块由高出地面上方H处做自由落体运动，当它的速度大小等于落地速度的一半时，距离地面的高度为(????)
A． B． C． D．
3．下列表述中符合实际情况的是（　　）
A．小华正常步行的速度约为10m/s
B．小强正常上楼时的功率约为0.2kW
C．小球从10楼自由下落到地面，时间约为10s
D．小明将一个鸡蛋举过头顶，克服重力做功约为10J
4．2019年1月3日“嫦娥四号”成功实现月球背面软着陆。她调整姿态缓慢下降到着陆点上方4m处，最终以自由落体方式完美着陆在月球表面。在自由下落阶段某物理量随时间的变化关系如图所示，由图可知，纵轴表示的这个物理量可能是（　　）
A．位移
B．速度
C．加速度
D．路程
5．如图甲，现代城市里面高楼林立。如图乙，是某地两高楼示意图，左边的楼高98m，右边的楼高200m，水平间距为136m。左边楼顶一人拿着1kg的尽球，右边楼顶另一人拿着4kg的F球；若右边楼顶的人静止释放F球的同时大喊一声，左边楼顶的人一旦听到声音后即刻静止释放E球，不计空气阻力，人和球均看成质点，声音在空气中传播的速度为340m/s，则下列说法正确的是（本题取，本题仅供理论讨论，严禁高空抛物）（　　）
A．F球先落地
B．在两球均释放后且落地前的过程中，在相等的时间内E球的速度变化量小于F球的
C．两球落地的时间差为1.92s
D．在E球落地的一瞬间，F球离地面的高度小于左边楼的高度
6．随着人们生活水平的提高，打高尔夫球将逐渐成为普通人的休闲娱乐方式。如图所示，某人从高出水平地面h的坡上水平击出一个质量为m的高尔夫球。由于恒定的水平风力的作用，高尔夫球竖直地落入距击球点水平距离为L的A穴。则（　　）
A．球被击出后做平抛运动
B．球被击出时的初速度大小为
C．该球从被击出到落入A穴所用的时间为
D．球被击出后受到的水平风力的大小为
7．一个物体从某一高度做自由落体运动，已知它第1秒内的位移是它落地前最后一秒内位移的一半，g取10m/s2，则它开始下落时距地面的高度为
A．5m B．20m C．31.25m D．11.25m
8．有一个勇敢的跳水者走到跳台边缘时，先释放一个石子来测试一下跳台的高度，由于空气阻力的影响，现测出石子在空中下落的时间为1.0s，当地重力加速度g=9.8m/s2，则跳台实际离水面的高度可能为（　　）
A．4.7m B．4.9m C．5.0m D．9.8m
9．关于自由落体运动,下列说法正确的是( )
A．加速度为g B．是匀速直线运动
C．物体受重力和空气阻力 D．质量越大的物体下落越快
10．跳伞运动员以5 m/s的速度竖直匀速降落，在离地面h＝10 m的地方掉了一颗扣子，跳伞运动员比扣子晚着陆的时间为(扣子受到的空气阻力可忽略，g取10 m/s2)( )
A．2 s B．s
C．1 s D．(2－) s
11．如图所示，真空玻璃管内的鸡毛、铜钱由静止开始自由下落。能表示铜钱在自由下落过程中速度随时间变化的图象是
A． B．C．D．
12．如图所示，真空玻璃管内的鸡毛、铜线由静止开始下落。能表示铜线在自由下落过程中加速度随时间变化的图象是（　　）
A．B．C． D．
13．将质量为1kg的物块从距地面20m处自由释放，不计空气阻力，重力加速度，则物块在落地前1s内重力做功的功率为（　　）
A．100W B．150W C．175W D．200W
14．假设在质量与地球质量相同，半径为地球半径两倍的天体上，发生的下列事件中，不可能的是（　　）
A．跳高运动员的成绩会更好 B．用弹簧秤称体重时，体重数值变小
C．从静止降落的棒球落下的速度变慢 D．用手投出的蓝球，水平方向的分速度变大
15．游乐园的小型“摩天轮”上对称站着质量均为m的8位同学，如图所示，“摩天轮”在竖直平面内逆时针匀速转动，若某时刻转到顶点a上的甲同学让一小重物做自由落体运动，并立即通知下面的同学接住，结果重物掉落时正处在c处（如图）的乙同学恰好在第一次到达最低点b处接到，己知“摩天轮”半径为R，重力加速度为g，（不计人和吊篮的大小及重物的质量）。问：
(1)接住前重物下落运动的时间t=？
(2)人和吊篮随“摩天轮”运动的线速度大小v=？
(3)乙同学在最低点处对地板的压力FN=？
16．树上有一个苹果，离地2.7 m，成熟后自由落下。在与苹果水平距离1.5 m处的小孩看到其落下，经0.2 s反应时间，从1.5 m的高度平抛出一颗小石子。g取10 m/s2，不计空气阻力，求：
（1）若石子未击中苹果，求石子在空中运动的时间（结果保留2位有效数字）。
（2）若石子能击中苹果，求石子被抛出时的速度。
17．一宇航员为了估测某一星球表面的重力加速度和该星球的质量，在该星球的表面做自由落体实验：让小球在离地面h高处自由下落，他测出经时间t小球落地，又已知该星球的半径为R，忽略一切阻力，求：
(1)该星球表面的重力加速度；
(2)该星球的质量。
18．水平放置的圆筒绕其中心对称轴匀速转动，转动的角速度，简壁上P处有一小圆孔，筒壁很薄，筒的半径。如图所示，圆孔正上方某高度h处有一小球由静止开始下落，已知圆孔的半径略大于小球的半径，试通过计算求小球恰好落入圆筒小孔时，释放小球的高度h（空气阻力不计，g取）。
19．要测定个人的反应速度，按图所示，请你的同学用手指拿着一把长30cm的直尺的零刻度处，当他松开直尺，你见到直尺向下落，立即用手抓住直尺，记录抓住处的数据，重复以上步骤多次。现有A、B、C三位同学相互测定反应速度得到的数据，如表所示（单位：）。这三位同学中反应速度最快的是________，他的最快反应时间为____________。
第一次 第二次 第三次
A 25 24 26
B 28 24 21
C 24 22 20
20．某活动小组利用图甲所示装置测定重力加速度．钢球自由下落过程中，先后通过光电门A、B，计时装置测出钢球通过A、B的时间分别为tA、tB。用钢球通过光电门的平均速度表示钢球球心通过光电门的瞬时速度．测出两光电门间的距离为h，小球的直径d。
(1)小球通过光电门A的速度是____，通过光电门B的速是____；
(2)测得重力加速度为____。（用题中字母表示）
参考答案
1．D
【解析】
该实验测量甲放手后，尺子下落，乙反应过来夹住尺子的反应时间，这段时间尺子落的高度
根据
则可得乙的以应时间
故D正确，ABC错误。
故选D。
2．C
【解析】
试题分析：自由落体运动是初速度0的匀加速直线运动，设末速度为v，则有距地面高度，速度等于时，距离地面的高度则有，整理得选项C对．
考点：自由落体运动
3．B
【解析】
A．小华步行的速度不可能达到10m/s，故A错误；
B．小强正常上楼的功率等于克服重力做功的功率，根据
P=mgv
知
P=500×0.5W=250W
故B正确；
C．小球从10楼自由下落到地面，高度约为40m，则有
可得时间为
故C错误；
D．鸡蛋的质量大约0.05kg，举过头顶，克服重力做功大约
W=mgh=0.05×10×0.5J=0.25J
故D错误。
故选B。
4．B
【解析】
在自由下落阶段，“嫦娥四号”的加速度不变，做匀加速直线运动，速度随时间均匀增大，因此，纵轴表示的这个物理量速度，故ACD错误，B正确；
故选B。
5．D
【解析】
AC．根据
解得F球落地的时间为
E球从听到声音释放小球到小球落地所用时间为
即
则E球先落地，两球落地的时间差为
故AC错误；
B．根据
可知两球都只受重力作用，加速度等于重力加速度，在相等的时间内E球的速度变化量等于F球的，故B错误；
D．在E球落地的一瞬间，F球离地面的高度为
故D正确。
故选D。
6．D
【解析】
A．小球受到重力和水平风力作用，不是平抛运动，故A错误；
B．小球在水平方向上做匀减速直线运动，则平均速度为
变形可得，初速度为
故B错误；
C．小球在竖直方向上做自由落体运动，则根据
变形可得，运动时间为
故C错误；
D．根据牛顿第二定律可得，水平风力为
故D正确。
故选D。
7．D
【解析】
由可得：第1秒内的位移，则最后一秒内的位移，则设下落总时间为t，最后1s内的位移：，解得：则物体下落的总高度。
8．A
【解析】
由于跳水者在向下运动的过程中要受到空气的阻力，所以他向下的运动的加速度要略小于重力加速度g，如果是自由落体运动，则
计算的结果比实际的高度偏大，可知实际的高度要小于4.9m，故A符合实际的情况。
故选A。
9．A
【解析】
物体只在重力的作用下，初速度为零，加速度为g的匀加速直线运动，叫做自由落体运动，故A正确，BC错误；自由落体运动的初速度为零，加速度a=g的匀加速直线运动，运动的快慢与物体的质量无关，故D错误．所以A正确，BCD错误．
10．C
【解析】
试题分析：设扣子下落时间为，则由解得（或舍去）
运动员下落时间，所以跳伞运动员比扣子晚着陆的时间．
故选C
考点：匀变速直线运动
点评：本题扣子的运动不是自由落体运动，因为它的初速度不为零，所以不能用求解．
11．A
【解析】
根据v=gt可知，自由落体运动中下落的速度和时间成正比，故图象为过原点的倾斜的直线。
A. 图像与分析相符，故A正确。
B. 图像与分析不符，故B错误。
C. 图像与分析不符，故C错误。
D. 图像与分析不符，故D错误。
12．A
【解析】
铜线在自由下落过程中受到的空气阻力可以忽略不计，所以可以看成是自由落体运动，自由落体运动只受重力，加速度为重力加速度，大小方向均不变，故A正确，BCD错误；
故选A。
13．B
【解析】
根据
知下落时间为
最后一秒下降的高度为
重力做功为
根据
知物块在落地前1s内重力做功的功率为
故B正确，ACD错误。
故选B。
14．D
【解析】
A．已知地球表面的重力加速度为
质量与地球质量相同，半径为地球半径两倍的天体上，重力加速度为地球上的四分之一，又跳高运动员挑起的高度为
所以跳高运动员跳得更高，成绩会更好，但是不符合题意，所以A错误；
B．重力为mg，所以用弹簧秤称体重时，体重数值会变为原来的四分之一，但是不符合题意，所以B错误；
C．有自由落体运动可知，落地速度为
由于g变小，所以v变小，但是不符合题意，所以C错误；
D．用手投出的篮球，水平方向不受力，由于惯性做匀速直线运动，速度不变，符合题意，所以D正确。
故选D。
15．(1)；(2)；(3)
【解析】
(1)重物做自由落体运动，由运动学公式知
解得
(2)人和吊篮随“摩天轮”运动的线速度为
(3)设支持力为F，由牛顿第二定律得
解得
由牛顿第三定律得人对地板的压力
16．（1）0.55 s；（2）3 m/s
【解析】
（1）由得，石子在空中运动的时间
（2）若石子能击中梨，竖直方向梨比石子多运动0.2 s，多运动了1.2 m，则
，，
解得
由得
故石子被抛出时的速度为3 m/s。
17．(1)；(2)
【解析】
【分析】
【详解】
(1)根据
可得该星球表面的重力加速度
(2)在星球表面，万有引力等于重力，则
解得
18．（n=1，2，3，…）
【解析】
【详解】
设小球做自由落体运动下落h高度所用时间为t，则
要使小球恰好落入圆筒小孔，则圆筒的运动应满足
（n=1，2，3，…）
联立以上两式并代入数据，解得释放小球的高度为
（n=1，2，3，…）
19．C 0.2s
【解析】
【分析】
【详解】
[1]从表格可以看出，同学C抓住尺子的距离最短，故反应速度最快；
[2]最短距离为，故他的最快反应时间为
20．
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，由此可以求出
小球通过光电门A的速度为
[2]小球通过光电门B的速度为
(2)[3]根据可得重力加速度为