高中物理人教版必修1第二章5自由落体运动练习题-普通用卷

高中物理人教版必修1第二章5自由落体运动练习题
一、单选题
将一物体从地面竖直向上抛出，又落回抛出点，运动过程中空气阻力忽略不计，下列说法正确的是
A.
上升过程和下落过程，时间相等、位移相同
B.
物体到达最高点时，速度和加速度均为零
C.
整个过程中，任意相等时间内物体的速度变化量均相同
D.
竖直上抛的初速度越大，物体上升过程的最后1s时间内的位移越大
以h表示在时间t内下落的高度，以v表示经时间t后下落物体的速度，则下列各图中，能大致正确反映自由落体运动规律的是
A.
B.
C.
D.
取一根长2m左右的细线，5个铁垫圈和一个金属盘．在线下端系上第一个垫圈，隔12cm再系一个，以后垫圈之间的距离分别为36cm、60cm、84cm，如图所示，站在椅子上，向上提起线的上端，让线自由垂下，且第一个垫圈紧靠放在地上的金属盘．松手后开始计时，若不计空气阻力，则第2、3、4、5个垫圈
A.
落到盘上的声音时间间隔越来越大
B.
落到盘上的声音时间间隔相等
C.
依次落到盘上的速率关系为1：：：2
D.
依次落到盘上的时间关系为1：：：
关于自由落体运动及重力加速度的说法，正确的是
A.
竖直向下的运动一定是自由落体运动
B.
熟透的苹果从树枝开始自由下落的运动可被视为自由落体运动
C.
同一地点，轻重物体的g值可能不一样大
D.
g值在两极处小于在赤道处
一同学在三楼窗口外以相同的速率v抛出甲、乙两个物体，甲被竖直上抛，乙被竖直下抛，这两个物体落地时间相差是；如果该同学在五楼窗口外同样以相同的速率v抛出丙、丁两个物体，丙被竖直上抛，丁被竖直下抛，这两个物体落地时间相差是，不计空气阻力，则
A.
B.
C.
D.
无法比较
高空坠物会对人身和财产安全造成严重危害，如果一只花盆从45m高处的阳台意外坠落，忽略空气阻力，重力加速度取，则花盆落到地面所需时间为
A.
1s
B.
3s
C.
5s
D.
7s
滴水法的重力加速度的过程是这样的：让水龙头的水一滴一滴的地滴在其正下方的盘子里，调整水龙头，让前一滴水滴到盘子而听到声音时后一滴水恰离开水龙头，测出n次听到水击盘子的总时间为t，用刻度尺量出龙头到盘子的高度差为h，即可算出重力加速度，设人耳能区分两个声音的时间间隔为秒，声速为，则
A.
水龙头距人耳的距离至少为34米
B.
水龙头距盘子的距离至少为34米
C.
重力加速度的计算式为
D.
重力加速度的计算式为
自高为H的塔顶自由落下A物的同时B物自塔底以初速度竖直上抛，且A、B两物体在同一直线上运动，A物体和B物体的加速度都为g，方向竖直向下。则
?
A.
若，两物体相遇时，B正在下降途中
B.
若，两物体在地面相遇
C.
若，两物体相遇时B物体正上升
D.
若，则两物体在地面相遇
甲物体的重力比乙物体的重力大5倍，甲从高处自由落下，乙从高处同时自由落下，以下几种说法中正确的是
A.
两物体下落过程中，同一时刻甲的速度比乙大
B.
下落末，它们的速度相等
C.
各自自由下落时，它们的速度不相等
D.
下落过程中甲的加速度比乙大
小球做自由落体运动，与地面发生碰撞，反弹后速度大小与落地时速度大小相等。若从释放小球时开始计时，且不计小球与地面发生碰撞的时间，则小球运动的速度图像可能是
A.
B.
C.
D.
二、多选题
从不同高度做自由落体运动的甲、乙两物体，所受的重力之比为，下落高度之比为，则
A.
下落时间之比是
B.
落地速度之比是
C.
落地速度之比是
D.
下落过程中的加速度之比是
质量为m的物体从高为h处自由下落，开始的用时为t，则??
A.
物体落地所用的时间为
B.
物体落地所用的时间为3t
C.
物体落地时的速度为
D.
物体落地时的速度为3gt
一小球自高处自由下落，当它与水平地面每碰撞一次后，速度大小均减小为碰撞前的，不计空气阻力，重力加速度g取，则下列说法正确的是?
???
A.
第1次下落的时间与第2次下落的时间之比为
B.
第2次弹起的高度为第1次弹起高度的
C.
小球运动的总时间约为
D.
小球运动的总位移为
关于自由落体运动，下列说法正确的是
A.
初速度为零的竖直向下的运动是自由落体运动
B.
只在重力作用下的竖直向下的运动是自由落体运动
C.
自由落体运动在任意相等的时间内速度变化量相等
D.
自由落体加速度表示物体自由下落时速度变化的快慢
三、填空题
自由落体运动规律
自由落体运动是初速度为、的匀加速直线运动。
数学表述：
速度时间关系?
_______________________________________；
位移时间关系?
_______________________________________；
位移速度关系?
_______________________________________。
在原高中物理教科书中，有一张用频闪相机拍摄小球做自由落体运动的图片。已知频闪相机每间隔拍摄一次。如图所示是图片的一部分。从图片中可以得到AB的距离为，BC间的距离为。则小球从A下落到或从B下落到的时间为_____________s。在拍摄小球运动到B点时，小球的速度为_____________。不计空气阻力，当地的重力加速度_____________。计算结果保留三位有效数字
长为5m的竖直杆下端距离一竖直隧道口为5m，若这个隧道长也为5m，让这根杆自由下落，它通过隧道的时间为_________。
某重物从某一高度自由落下，经2s刚好到达地面，到达地面时重物的速度为______，重物开始下落时离地高度为______取
一个质量为m的物体自由下落，下落t秒内重力做功为____________
，t秒末重力的功率为__________
。
四、实验题
如图所示，将打点计时器固定在铁架台上，使重物拖着纸带从静止开始自由下落，利用此装置可以测定重力加速度。
???
所需器材有打点计时器带导线、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外还需_________填字母序号中的器材。
???
直流电源、天平及砝码?
直流电源、毫米刻度尺
???
交流电源、天平及砝码?
交流电源、毫米刻度尺
???
通过作图的方法可以剔除偶然误差较大的数据，提高实验的准确程度。为使所作图线的斜率等于重力加速度，除作图象，还可作_________图象，其纵轴表示的是_________，横轴表示的是_________。
某物理实验小组利用如图所示装置通过自由落体运动测定重力加速度。已知当地重力加速度g为，打点计时器频率为。按实验要求安装好装置，打开打点计时器的开关，打点稳定后，把小球由静止释放，在纸带上打下一系列的点迹。通过多次实验，得到多条打下点迹的纸带。
纸带的选择：应选择最初两点之间的距离约为_________结果保留一位有效数字。
为达到较好的实验效果，小球应该选择__________。
A.小木球?
小塑料球?
小铝球?
小铁球
在选择好的纸带上，测量出各点到第一个点的距离x和对应的运动时间t。在坐标纸上，以x为纵坐标，以__________为横坐标，描绘出的图像为一条过原点的直线，测得斜率为k，可测得重力加速度__________。
若测得的加速度略小于当地重力加速度g，其原因可能是_______________________。
五、综合题
为了测量一高楼的高度，某人设计了如下实验，在一根长为l的绳两端各栓一重球，一人站在楼顶上，手拿着绳上端无初速度的释放两球，使其自由下落，另一人在楼下测量两球落地的时间差，即可根据l、、g得出楼的高度不计空气阻力．
从原理上讲，这个方案是否正确？
从实际测量看，你估计最大困难是什么？
若测得，，g取，则楼高多少？
现用某一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生。下列说法正确的是
。
A.保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大
B.入射光的频率变高，饱和光电流变大
C.入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大
D.保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生遏止电压的大小与入射光的频率有关，与入射光的光强无关
某游乐园入口旁有一喷泉，喷出的水柱将一质量为M的卡通玩具稳定地悬停在空中。为计算方便起见，假设水柱从横截面积为S的喷口持续以速度v竖直向上喷出玩具底部为平板面积略大于S水柱冲击到玩具底板后，在竖直方向水的速度变为零，在水平方向朝四周均匀散开。忽略空气阻力。已知水的密度为，重力加速度大小为g。求
喷泉单位时间内喷出的水的质量
玩具在空中悬停时，其底面相对于喷口的高度。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解：A、根据对称性可知，上升过程和下落过程的时间相等、位移大小相等、方向相反，则位移不同，故A错误。
B、物体到达最高点时，速度为零，加速度为g，故B错误。
C、根据，知t相同，则整个过程中，任意相等时间内物体的速度变化量相同，故C正确。
D、逆向分析看成自由下落第1s，物体上升过程中最后1s内的位移：，与初速度无关，故D错误。
故选：C。
物体做竖直上抛运动，可以看成一种匀减速直线运动，整个过程加速度为重力加速度。上升和下落过程具有对称性，速度变化量由公式分析。由此分析即可。
本题主要考查对竖直上抛运动基本规律的理解，要求同学们知道，竖直上抛运动是初速度向上，只在重力作用下的运动，加速度为g，上升和下落过程具有对称性，同一位置速度大小相等，方向相反。上升和下落的时间相等。
2.【答案】A
【解析】
【分析】
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。
【解答】
根据自由落体公式，有：，即，图象是开口向上的抛物线，故A正确，B错误；
根据速度时间关系公式，有：，即，图象是过原点的倾斜的直线，故CD错误；
故选A。
3.【答案】B
【解析】解：AB、4个铁垫圈同时做自由落体运动，下降的位移之比为1：4：9：依次落到盘上的时间关系为1：2：3：4，故各垫圈落到盘中的时间间隔相等．故A错误，B正确．
CD、因为各垫圈落到盘中的时间间隔相等，则各垫圈依次落到盘中的时间比为1：2：3：4，则速度之比为1：2：3：故CD错误．
故选：B．
4个铁垫圈同时做自由落体运动，下降的位移之比为1：4：9：可以确定落地的时间间隔是否相等，从而根据得出落到盘中的速率之比．
解决本题本题的关键掌握自由落体运动的规律，知道初速度为零的匀加速直线运动的一些推论．
4.【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查自由落体运动及重力加速度。
自由落体运动：物体只在重力的作用下从静止开始下落的运动。重力加速度是一个物体只受重力作用的情况下所具有的加速度，也叫自由落体加速度，用g表示，方向竖直向下。g值与物体离地面的高度h有关，与物体质量无关。
解题的关键是知道自由落体运动及重力加速度特点。
【解答】
A.自由落体运动：物体只在重力的作用下从静止开始下落的运动。竖直向下的运动不一定是自由落体运动，故A错误；?
B.熟透的苹果从树枝开始自由下落的运动，空气阻力可以忽略不计，只受重力，可被视为自由落体运动，故B正确；?
C.同一地点，轻重物体的g值一样大，?与物体质量无关，故C错误；
D.重力加速度随着纬度的增加而增加，故两极重力加速度大于赤道上的重力加速度，故D错误。
故选B。?
5.【答案】A
【解析】解：
设甲落地时间为，乙落地时间
同理
所以
故选：A
竖直下抛是匀加速直线运动，竖直上抛是匀减速直线运动，根据速度公式分别列式得到四个物体运动的时间，即可比较．
本题的关键要熟练运用运动学速度时间公式列出竖直上抛时间表达式，并能明确各个运动时间关系．
6.【答案】B
【解析】略
7.【答案】D
【解析】
【分析】
前一滴水滴到盘子里面听到声音时后一滴水恰好离开水龙头，测出n次听到水击盘的总时间为t，知道两滴水间的时间间隔，根据公式求出重力加速度。
解决本题的关键知道相邻水滴下落的时间间隔。
【解答】
A.从自由落体运动位移公式出发进行分析。只要相邻两滴水滴下的时间间隔超过，人耳就能分辨出两滴水的击盘声，而与水龙头距人耳的距离无关只要人耳能够听到声音，故A错误；
B.在内，水滴下落的距离，即水龙头距盘子的距离至少应为，故B错误；
从前一滴水滴到盘子里面听到声音时后一滴水恰好离开水龙头，测出n次听到水击盘的总时间为t，知道两滴水间的时间间隔为，所以水从水龙头到盘子的时间为，由得：，故D正确，C错误。
故选D。
8.【答案】D
【解析】
【分析】
先求出B球正好运动到最高点时相遇的初速度，再求出两球正好在落地时相遇的初速度，分情况讨论即可求解。
解决本题的关键知道两物体在空中相碰，两物体的位移之和等于H，结合物体运动时间的范围，求出初始度的范围。
【解答】
若B球正好运动到最高点时相遇，则有：
B速度减为零所用的时间
?
由
由解得
当AB两球恰好在落地时相遇，则有：?
?
此时A的位移
解得：
A.若，则两物体在B上升途中相遇，故A错误；
B.若，则B球正好运动到最高点时相遇，故B错误；?
C.若，则两物体在B下落途中相遇，故C错误；
D.若，则AB两球恰好在落地时相遇，故D正确。
故选D
。
9.【答案】B
【解析】
【分析】
解决本题的关键知道自由落体运动的特点，做初速度为零，加速度为g的匀加速直线运动，掌握自由落体运动规律。
自由落体运动的快慢程度与物体的质量无关，由自由落体运动的规律分析速度大小。
【解答】
A.两物体同时下落，根据，在下落的过程中，同一时刻甲乙的速度相等，故A错误；
B.根据可知，下落1s时速度大小相等，故B正确；
C.各自下落1m时，根据可知，下落同一高度，则速度大小相等，故C错误；
D.它们均做自由落体运动，所以加速度相等，均为重力加速度，故D错误。
故选B。
10.【答案】D
【解析】
【分析】
小球做自由落体运动，落地前做匀加速直线运动，与地面发生碰撞反弹速度与落地速度大小相等，方向相反，然后向上做匀减速直线运动，根据速度时间关系得到速度时间关系图象。
本题关键要注意速度的方向用正负来表示，然后结合自由落体运动和竖直上抛运动的速度时间关系来找出函数图象。
【解答】
A.小球与地面碰撞时，速度大小不变，但方向发生突变，A图中速度没有突变，故A错误；
B.小球与地面碰撞时，速度大小不变，但方向发生突变，B图中速度没有突变，故B错误；
C.由图象可以看出，速度先减小到零，再反向增加到原来的值竖直上抛运动，然后反弹速度大小不变、方向突变，再重复这种运动，是上抛运动，故C错误；
D.由图象可以看出，速度先增加自由落体运动，然后反弹速度大小不变、方向突变，再减小到零竖直上抛运动中的上升过程，再重复这种运动，故D正确。
故选D。
11.【答案】CD
【解析】由自由落体运动的规律知，自由落体运动快慢与物体的质量无关，高度，故，故下落时间之比是，选项A错误；由知落地速度之比是，选项B错误，C正确；自由落体运动的加速度与物体的质量无关，与高度无关，选项D正确．
本题考查自由落体运动的规律，自由落体运动的快慢与物体的质量无关，根据，分析时间和速度等比值关系。
12.【答案】A
【解析】
【分析】
本题考查自由落体运动。
根据位移公式先求得小球下落h的时间与下落的时间，根据速度公式求出速度。
解题的关键是知道自由落体规律。解决自由落体的题目时，应注意自由落体的公式应从静止开始应用，不要将自由落体中的一部分作为自由落体处理，如本题中直接代公式求离地高度。
【解答】
根据得：?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
联立得：，故A正确，B错误；
物体落地时的速度：，故C、D错误。
故选A。
13.【答案】AC
【解析】
【分析】
该题主要考查自由落体运动、匀变速直线运动规律等相关知识。分析好物理情景，灵活应用各相关公式是解决本题的关键。
根据自由落体公式和分析求解下落时间之比和弹起高度之比；由求解第一次下落时间，并由此分析第一次碰撞到第二次碰撞的时间、第二次碰撞到第三次碰撞的时间，由此应用数学归纳法求解第n次碰撞到第次碰撞的时间，再根据等比数列求和公式求解总时间；小球运动的总位移看初位置和末位置即可求解。
【解答】
A.第二次下落的落地的速度为第一次落地速度的，根据自由落体公式可知，第二次下落的时间为第一次的，所以第一次下落的时间与第二次下落的时间之比为，故A正确。
B.第二次下落的落地的速度为第一次落地速度的，根据自由落体速度公式可知，第二次下落的时间为第一次的，由公式可知，第二次弹起的高度为第一次弹起高度的，故B错误。
C.由公式可知，第一次下落的时间为1s，第一次碰撞到第二次碰撞的时间共，第二次碰撞到第三次碰撞的时间共，由数学归纳法可知第n次碰撞到第次碰撞的时间共，所以总时间为，根据等比数列求和公式解得总时间为，故C正确。
D.小球运动的总位移看初位置和末位置即可，总位移为5m，故D错误。
故选AC。
14.【答案】CD
【解析】
【分析】
自由落体运动是初速度为零，加速度为得力加速度g的匀变速直线运动，在相等的时间内速度变化相等。
掌握自由落体运动的性质及运动特点是求解的关键。
【解答】
A.初速度为零的竖直向下的运动，有可能受到空气阻力或其他力的影响，下落的加速度不等于g，这样就不是自由落体运动，故A错误；
B.只在重力作用下竖直向下运动的物体，可能具有初速度，不是自由落体运动，故B错误；
C.因自由落体运动是匀变速直线运动，加速度恒定，由加速度的概念可知，，所以若时间相等，则速度的变化量相等，故C正确；
D.根据自由落体运动的性质可知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，加速度表示速度变化的快慢，故D正确。
故选CD。
15.【答案】；；。
【解析】
【分析】
自由落体运动是匀加速运动的一个特例，要注意对运动形式的理解和计算公式的掌握。
理解自由落体运动的特点，掌握计算公式。
【解答】
自由落体运动速度时间关系为：
位移时间关系为：?
位移时间关系为：
故答案为：；；。
16.【答案】?
??
。
【解析】
【分析】
根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出拍摄B球的速度。根据连续相等时间内的位移之差是一恒量，求出小球的加速度。
解决本题的关键掌握匀变速直线运动的运动学公式和推论，并能灵活运用，有时用推论求解会使问题更加简捷。
【解答】
频闪相机每间隔拍摄一次，所以小球从A下落到或从B下落到的时间为；
小球运动到B点时的速度等于AC段的平均速度，则；
根据，得小球的加速度为。
故答案为?
??
?
。
17.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了自由落体运动的规律；解决本题的关键知道直杆通过隧道的时间等于直杆自由释放到直杆的下端离开隧道的时间和直杆上端到达隧道口的时间之差。
分别求出直杆自由释放到直杆的下端到达隧道口的时间和直杆上端到达隧道的口的时间，两时间之差即为通过隧道的时间。
【解答】
根据，直杆自由下落到下端运动到隧道口的时间为：；
直杆上端到达隧道底部的时间为：；
所以它通过隧道口的时间为：。
故答案为：。
18.【答案】20；20
【解析】
【分析】
重物做自由落体运动，根据速度公式求解落地速度，根据位移时间关系公式求解位移。
本题关键是明确物体的运动规律，然后根据运动学公式列式求解，记住基本公式即可
【解答】
重物做自由落体运动，经过2s刚好到达地面；
到达地面时重物的速度为：；
位移为：；
故答案为：20，20
19.【答案】；。
【解析】
【分析】
由求出重力做功，再由公式求重力的平均功率；由自由落体运动的速度公式求出t秒末的速度，然后由功率公式求出瞬时功率。
本题要区分清楚平均功率与瞬时功率，分析清楚物体运动过程，应用匀变速直线运动的速度公式、功率公式即可解题。
【解答】
t秒内下落的高度，重力做的功，故重力做功的平均功率
物体做自由落体运动，下落t秒末速度为，重力做功的瞬时功率。
故答案为：；。
20.【答案】?
?
?
?
速度平方的二分之一?
?
?
?
重物下落的高度
【解析】
【分析】
本题考查测定重力加速度实验。
根据用打点计时器测重力加速度的原理，和实验的步骤可以判断遗漏的器材，用图象法处理实验的数据比较简单直观。
解题的关键是根据用打点计时器测重力加速度的实验原理，可以判断实验需要的器材，同时还要知道利用图象处理数据可以使实验结果简单直观的展现出来。
【解答】
打点计时器需接交流电源。重力加速度与物体的质量无关，所以不要天平和砝码。计算速度需要测相邻计数的距离，需要刻度尺，故D正确，ABC错误。
故选D。
由公式，如绘出图象，其纵轴表示的是速度平方的二分之一，横轴表示的是?重物下落的高度，其斜率也等于重力加速度。
故答案为：
?
?
?
?
速度平方的二分之一?
?
?
?
重物下落的高度
21.【答案】；；；2k；小球受空气阻力或纸带受限位孔、振针的阻力
【解析】
【分析】
若阻力相对小球的重力不计，小球运动的加速度等于重力加速度，由分析；
为有较好的实验效果，应该减小小球运动过程中的阻力；
根据位移时间关系进行分析；
小球在下落过程中要受到空气阻力作用，纸带与打点计时器之有阻力作用，即可分析。
本题的关键是掌握实验原理及误差的主要来源。
【解答】
打点计时器的打点为50Hz，若小球下落过程中，阻力可不计，小球下落的加速度接近重力加速度g，则可知最初两点之间的距离约为
为达到较好的实验效果，应该尽可能的减小阻力，所以应选择密度大一些、体积小一些的小球，故应该选择小铁球，故D正确，ABC错误。
故选D。
根据位移时间关系有：，则可知在坐标纸上，以x为纵坐标，以为横坐标，描绘出的图像为一条过原点的直线，测得斜率为k，则有，可得；
若测得的加速度略小于当地重力加速度g，其原因可能是小球受空气阻力或纸带受限位孔、振针的阻力合理即可。
故答案为：；；；2k；小球受空气阻力或纸带受限位孔、振针的阻力
22.【答案】解：设楼高h，设第一个小球下落时间为t，第二个小球落地时间，
对第一个落地小球列一个位移时间关系：?
对第二个落地小球列一个位移时间关系：
两式中含有h和t两个未知数，所以从原理上讲这个方案正确．
从实际测量来看，最大的困难是太小，难以测量．
将测量值，，代入公式可得：
答：这个方案是正确的；
从实际测量来看，最大的困难是太小，难以测量．
此楼高为．
【解析】可设第一个小球下落时间为t，由自由落体的位移时间公式可表示出下落的位移，即楼的高度；在对第二个落地小球列一个位移时间关系式．
解决自由落体运动的题目关键在于明确自由落体中的公式应用，一般情况下，研究由落点开始的运动列出的表达式最为简单；并且最好尝试一题多解的方法．
23.【答案】
v
S
【解析】根据光电效应的实验规律可知，选项A、C正确，选项B、D错误根据U
可知，遏止电压的大小与入射光的频率有关，与入射光的强度无关，选项E正确。
设t时间内，从喷口喷出的水的体积为V，质量为m，则VSt由式得，单位时间内从喷口喷出的水的质量为vS
设玩具悬停时其底面相对于喷口的高度为h，水从喷口喷出后到达玩具底面时的速度大小为v。对于t时间内喷出的水，由能量守恒得mvmm在h高度处，t时间内喷射到玩具底面的水沿竖直方向的动量变化量的大小为mv设水对玩具的作用力的大小为F，根据动量定理有Fp由于玩具在空中悬停，由力的平衡条件得联立式
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