人教版（2019）高一 物理必修一 3.4自由落体运动 巩固练习（word版带解析答案）

自由落体运动巩固练习
一、单选题（每小题只有一个正确答案）
伽利略在自由落体运动的研究中，其科学研究方法的核心是
A.
把提出问题和大胆猜想结合起来
B.
把提出问题和实验研究结合起来
C.
把实验研究和逻辑推理结合起来
D.
把实验研究和大胆猜想结合起来
伽利略曾通过做“铜球沿斜面运动的实验”来研究自由落体运动．关于该实验的相关描述正确的是?
A.
质量大的铜球沿斜面向下运动的加速度比质量小的铜球大
B.
铜球沿斜面向下做匀加速运动，加速度与斜面倾角有关，而与铜球的质量无关
C.
铜球在斜面上的运动与自由落体运动完全相同
D.
通过做“铜球沿斜面运动的实验”不可能了解到自由落体运动的特点
一物体从高h处做自由落体运动，经时间t到达地面，落地速度为v，那么当物体下落时间为时，物体的速度和距地面高度分别是????
A.
，
B.
，
C.
，
D.
，
一个物体从房檐自由落下，通过一个高为的窗户用了，g取，则房檐距窗户下沿的高度为
A.
B.
C.
5m
D.
一个物体从H高处自由下落，当其速度达到着地时速度的一半时，下落的高度为
A.
B.
C.
D.
某一质点做竖直上抛运动，在上升阶段的平均速度是，则下列说法正确的是取
A.
从抛出到落回抛出点所需时间为4s
B.
从抛出到最高点所需时间为2s
C.
上升的最大高度为5m
D.
上升的最大高度为15m
如图所示，水平地面上不同位置的三个物体沿三条不同的路径抛出，最终落在同一点，三条路径的最高点是等高的，若忽略空气阻力的影响，下列说法正确的是
A.
沿路径3抛出的物体落地的速率最大
B.
沿路径3抛出的物体在空中运动的时间最长
C.
三个物体抛出时初速度的竖直分量相等，水平分量不等
D.
三个物体抛出时初速度的水平分量相等，竖直分量不等
一重物由A点静止开始自由下落，下落过程中依次经过B、C两点，经过B?点的速度为v，经过C点的速度为3v，已知AB距离为H，则AC距离为
A.
3H
B.
5H
C.
8H
D.
9H
将一个物体在时刻以一定的初速度竖直向上抛出，时刻物体的速度大小变为，取则下列说法正确的是
A.
物体一定是在时回到抛出点
B.
时刻物体的运动方向可能向下
C.
物体的初速度一定是
D.
时刻物体一定在初始位置的下方
关于伽俐略对自由落体运动的研究，下列哪个过程是他的探究过程
A.
猜想--问题--数学推理--实验验证--合理外推--得出结论
B.
猜想--问题--实验验证--数学推理--合理外推--得出结论
C.
问题--猜想--实验验证--数学推理--合理外推--得出结论
D.
问题--猜想--数学推理--实验验证--合理外推--得出结论
将一块橡皮从楼上某一高度自由下落，橡皮在空中依次经过三个完全相同的窗户1、2、图中直线为橡皮在空中的运动轨迹。若不计空气阻力的影响，以下说法正确的是
A.
橡皮通过第1个窗户的平均速度最大
B.
橡皮通过第3个窗户所用的时间最长
C.
橡皮通过第1个窗户重力做的功最大
D.
橡皮通过第3个窗户重力的平均功率最大
二、多选题（每题有多个选项，多选、错选均不得分）
A物体自高为H的塔顶自由下落的同时，B物体自塔底以初速度竖直上抛，B物体上升至最高点时，A物体正好落地，则下面说法中正确的是
A.
两物体相遇时，A、B两物体的速度大小均为
B.
两物体相遇时离地面的高度为
C.
B物体上升的最大高度高于H
D.
A物体落地时速度小于
在足够高的塔顶上以的初速度竖直上抛一个小球不计空气阻力，g取，从抛出至位移大小为15m这段时间内，小球
A.
通过的路程可能为25m
B.
平均速率可能为
C.
平均速度可能为，方向竖直向上
D.
平均速度可能为，方向竖直向下
对于自由落体运动，取，则下列说法正确的是
A.
从开始下落起，下落1m，2m，3m所用的时间之比是1：：
B.
从开始下落起，在1s末，2s末，3s末的速度之比是1：3：5
C.
从开始下落起，在第1s内，第2s内，第3s内的平均速度之比是1：3：：5
D.
在相邻两个1s内的位移之差都是
三、计算题（每题需要写明详细的解题过程）
一小球从空中处自由下落，与水平地面碰撞后以碰前速度的竖直反弹到某一高度。取，不计空气阻力。求：
小球第一次落地时的速度大小；
反弹的高度；
从开始下落到第二次落地，经过多长时间。
某校一课外活动小组自制一枚火箭，设火箭从地面发射后，始终在垂直于地面的方向上运动。火箭点火后可认为做匀加速直线运动，经过到达离地面高处时燃料恰好用完，若不计空气阻力，取，求：
燃料恰好用完时火箭的速度；
火箭上升离地面的最大高度；
火箭从发射到残骸落回地面过程的总时间。
如图所示，长为的圆筒AB悬挂于天花板上，在AB的正下方有直径小于圆筒内径的小钢球C，C距圆筒下端B的距离某时刻烧断悬挂AB的悬绳，同时将小钢球C以的初速度竖直上抛．空气阻力不计，取，求小钢球C从圆筒AB中穿过的时间．
如图，在离地面15m的高处，以的初速度竖直上抛一小球，忽略空气阻力的影响，重力加速度，求：
小球上升最高点与抛点的距离；
小球落地时的速度大小；
小球从抛出到落地所用的时间．
答案和解析
1.C
伽利略在研究自由落体运动时，对下落快慢与下落时间成正比的假设及用数学工具推导出下落位移与下落时间的平方成正比，最后用斜面实验验证并合理外推，外推至斜面时实验结论同样成立，，开创了将实验和逻辑推理结合起来的研究方法．故ABD错误，C正确．
2.B
解：A、B、伽利略曾通过做“铜球沿斜面运动的实验”发现铜球沿斜面向下做匀加速运动，加速度与斜面倾角有关，而与铜球的质量无关．故A错误，B正确．
C、D、伽利略分析斜面上的小球都做匀加速直线运动，加速度与斜面倾角有关，与自由落体运动的规律是相似的，所以他得出的结论是：自由落体运动也是匀加速直线运动．故C错误，D错误．
3.C
解：根据，可知在和t末的速度比为1：3，所以在末的速度为。
??根据公式，可知在和t内的位移比为1：9，所以内的位移为，离地面的高度为，故C正确，ABD错误。
4.C
解：根据得物体通过窗户上沿的速度为：
，
则屋檐距离窗户上沿的高度为：，
则屋檐距窗户下沿的高度为：。
5.B
解：设物体落地时的速度大小为v。
由得
下落H的过程中有：??
下落速度为着地时速度的一半的过程中有：?
由解得：
6.C
解：上抛过程有：，
得：；
A、从抛出到落回抛出点所需时间为：，故A错误；
B、从抛出到最高点所需时间为：，故B错误；
C、上升的最大高度，故C正确，D错误；
7.C
三球在竖直方向上上升的最大高度相同，根据知，三球抛出时初速度在竖直方向上分量相等，根据，结合对称性知，物体在空中运动的时间相等，因为小球1的水平位移最大，时间相等，可知小球1的水平分速度最大，根据平行四边形定则知，沿路径1抛出的物体落地速率最大，故C正确，ABD错误。
故选C。
8.D
根据自由落体运动位移速度公式得：
AB段有：
AC段有：
解得：
9.A
解：物体做竖直上抛运动，在内的速度变化量，由于初速度不为零，可知时刻速度的方向一定竖直向上，不可能竖直向下，物体处于抛出点的上方。故B错误，D错误。
可知初速度，代入数据解得，则上升到最高点的时间，则回到抛出点的时间，故A正确，C错误。
10.D
解：伽利略在研究物体下落规律时，首先是提出问题即对亚里士多德的观点提出疑问，然后进行了猜想即落体是一种最简单的变速运动，而最简单的变速运动就是速度变化是均匀的，接着进行了实验，伽利略对实验结果进行数学推理，然后进行合理的外推得出结论，故ABC错误，D正确．
11.D
A.橡皮做自由落体运动，速度逐渐增加，可知通过第一个窗户的时间最长，平均速度最大，故A错误；
B.橡皮的速度逐渐增加，则通过相同位移时间越来越少，可知通过第三个窗户的时间最短，故B错误；
通过三个窗户的位移相同，重力做功相同，时间逐渐减小，则平均功率逐渐增大，即通过第三个窗户平均功率最大，故C错误，D正确。
12.AB
CD、因为A、B两物体的加速度相同，时间相同，速度变化量相等，
则A物体落地时速度与B物体上抛时初速度大小相等，都等于，
B物体上升的最大高度与A物体的下落高度相等，都等于H，故CD错误；
AB、设两物体相遇时所用的时间为t
由位移时间公式得，对于A物体有：，
对于B物体有：，，?
联立以上式子可解得：，
则两物体相遇时，A、B两物体的速度大小，
联立以上各式可解得：，两物体相遇时离地面的高度为，故AB
正确．
13.AC
解：取竖直向上为正方向，则小球的初速度：；
A、小球上升的最大高度为，所以通过的路程可能为，也可能为，故A正确；
B、当位移方向向上时，即时，设用时为t，由位移公式得：
代入得，解得：，
当位移方向向下时，即时，设用时为，由位移公式得：
代入得，解得：，另一值不合理舍去
根据平均速率，可得：平均速率可能为，，，故B错误；
C、平均速度可能为，方向竖直向上，故C正确；
D、根据，知平均速度不可能为，故D错误。
14.ACD
A、根据位移公式知，下落1m，2m，3m所用的时间之比是1：：，A正确；
B、根据速度公式得知，在1s末、2s末、3s末的速度之比是1：2：3，故B错误，
C、根据位移公式得知，物体在第1s内、第2s内、第3s内的位移之比是1：3：5，故第1s内，根据平均速度定义式可知：在第1s内，第2s内，第3s内的平均速度比是1：3：5，故C正确；
D、根据匀变速直线运动的特征公式，相邻两个内的位移之差为，故D正确；
15.解：小球第一次落地时有：
解得：
反弹的速度
反弹的高度：
第一次下落的时间
反弹后做竖直上抛运动，运用整体法有
落地时，得
故从开始下落到第二次落地的时间
???s
16.解：燃料用完前火箭做匀加速直线运动，设燃料恰好用完时火箭的速度为v，
根据
得：
火箭燃料耗尽后能够继续上升的高度
故火箭离地的最大高度：。
残骸落回地面的过程是自由落体运动，
设下落的时间为，则
解得
设火箭燃料耗尽后能够继续上升的时间为，则
所以总时间
17.球C竖直上抛，筒自由落体，假设C刚到B点，经历时间为，得：
；
代入数据得：；
此时桶下落速度：；
球上升速度：；
假设小球从B到A点，经历时间为
则筒长为：；
解得：；
18.解：取竖直向上为正方向
小球上升最高点与抛出点的距离；
由导出公式：即
得小球落地时的速度大小：；
小球落地时速度的方向向下，所以小球从抛出到落地所用的时间：
。
答：小球上升最高点与抛点的距离是5m；小球落地时的速度大小是；小球从抛出到落地所用的时间是3s．
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