上海市金山高中2020—2021学年高中物理沪科版（2019）必修第一册：2.3自由落体运动的规律 课时训练（含解析）

2.3自由落体运动的规律课时作业
1．关于自由落体运动的加速度，下列说法中正确的是
A．重的物体值大
B．同一地点，轻、重物体的值一样大
C．值在地球上任何地方都一样大
D．值在赤道上大于在北极处
2．“自由落体”演示实验装置如图所示，当牛顿管被抽成真空后，将其迅速倒置，管内轻重不同的物体从顶部下落到底端的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．运动时间相同，加速度相同 B．运动时间相同，加速度不同
C．运动时间不同，加速度相同 D．运动时间不同，加速度不同
3．两个物体用长为9.8m的细绳连接在一起，从同一高度以1s的时间差先后自由下落，当细绳被拉紧时，第二个物体下落的时间为（g取）（　　）
A．0.1s B．0.5s C．0.9s D．1.5s
4．一物体从高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．，
5．如图所示，桐乡市百桃乡桃园村有个檇李园．一般檇李树经过修剪后 比一个正常成人身高略高，现假设树的顶部有一颗成熟的檇李自然脱落掉下来，下落过程中没有受到任何的碰撞不计空气阻力，则檇李落地的速度大小约为（ ）
A．2m/s B．4m/s C．6m/s D．8m/s
6．某同学观察悬崖跳水者从悬崖处自由下落，准确测出他碰到水面前的下落时间为3.0s，当地重力加速度g＝9.8m/s2，如果不考虑空气阻力，可以计算出悬崖距水面的高度为44.1m，而悬崖到水面的实际高度可以通过科技手段准确测量，准确测量的高度可能为（）
A．43.0m B．45.0m C．47.0m D．49.0m
7．为测出某栋楼的高度，将一颗小石子从楼顶自由释放，空气阻力不计，测得小石子在落地前的最后1s内下落的距离是55m．取g=10m/s2，则该楼的高度为
A．80m B．125m C．180m D．245m
8．在内部空间高为h的电梯的顶部，有一电磁铁吸附着一小球，若在电梯静止时，切断电磁铁电源后，小球由顶部自由下落到底部所用时间为t1；若电梯以速度v匀速上升时，切断电磁铁电源后，小球由电梯的顶部下落到底部所用时间为t2，不考虑空气的阻力，则（ ）
A．t1＞t2 B．t1＜t2
C．t1＝t2 D．无法确定t1与t2的大小关系
9．从发现情况到采取相应行动经过的时间叫反应时间，两位同学合作，用刻度尺可测得人的反应时间：如图甲所示，A握住尺的上端，B在尺的下部做握尺的准备（但不与尺接触），当看到A放开手时，B立即握住尺，若B做握尺准备时，手指位置如图乙所示，而握住尺时的位置如图丙所示，由此测得B同学的反应时间最接近的是（ ）
A．s B．s C．s D．s
10．中国计划在2030年前后登月，向全国中学生征集太空小实验，某同学设计让宇航员登上月球后，在登月舱外由某一高度同时释放一个氢气球和铅球。若铅球与氢气球大小同，则按我们所学的知识，理应观察到的现象是（ ）
A．氢气球将加速上升，铅球加速下落
B．氢气球和铅球都下落，铅球先落到月球表面
C．氢气球和铅球都下落，氢气球先落到月球表面
D．氢气球和铅球都下落，且同时落到月球表面
11．如图所示，O点离水平地面的高度为H，A 点位于O点正下方l处。某物体从O点由静止释放，做自由落体运动，落于地面上O'点，则物体（重力加速度为 g）（　　）
A．在空中的运动时间为
B．在空中的运动时间为
C．从A点到O'点的运动时间为
D．从O点到A点的运动时间为
12．如图，小球从竖直砖墙某位置静止释放，用频闪照相机在同一底片上多次曝光，图中1、2、3、4、5为小球运动过程中每次曝光的位置。连续两次曝光的时间间隔均为T，每块砖的厚度为d。 根据图中的信息，下列判断正确的是（　　）
A．位置“1”是小球释放的初始位置
B．小球在位置“1”的速度为
C．小球下落的加速度为
D．小球在位置“4”的速度为
13．中国发射的“嫦娥四号”探测器是人类第一次近距离访问月球背面，此次访问为我国进一步探索深空积累了重要经验。一物体从月球表面某高处由静止释放，自开始下落计时，得到物体离月球表面高度h随时间t变化的图象如图所示，则（　　）
A．物体落到月球表面的速度大小为20m/s
B．1s末物体的速度大小为1.6m/s
C．月球表面重力加速度大小为3.2m/s2
D．若释放的物体质量为2kg，则该物体下落时受到3.2N的力
14．中国计划在2030年前后登月，向全国中学生征集太空小实验，某同学设计让宇航员登上月球后，在登月舱外由某一高度同时释放一个氢气球和铅球．若铅球与氢气球大小相同，则按我们所学的知识，理应观察到的现象是
A．氢气球将向上加速上升，铅球加速下落
B．氢气球和铅球都下落，且同时落到月球表面
C．氢气球和铅球都下落，铅球先落到月球表面
D．氢气球和铅球都下落，但看起来铅球较在地球上下落慢
15．一根轻质细线将2个薄铁垫片A、B连接起来，一同学用手固定B，此时A、B间距为3L，A距地面为L，如图所示。由静止释放A、B，不计空气阻力，且A、B落地后均不再弹起。从释放开始到A落地历时t1，A落地前的瞬时速率为v1，从A落地到B落在A上历时t2，B落在A上前的瞬时速率为v2，则（　　）
A．t1>t2 B．t1＝t2 C．v1:v2＝1:2 D．v1: v2＝1:3
16．如图所示，直杆长L1＝0.5m，圆筒高L2＝2.5m．直杆位于圆筒正上方H＝1m处．直杆从静止开始做自由落体运动，并能竖直穿越圆筒．试求：(取g＝10m/s2，≈2.236)
(1)直杆下端刚好开始进入圆筒时的瞬时速度v1.
(2)直杆穿越圆筒所用的时间t.
17．比萨斜塔是世界建筑史上的一大奇迹．如图所示，已知斜塔第一层离地面的高度h1=6.8m，为了测量塔的总高度，在塔顶无初速度释放一个小球，小球经过最后一层（如图所示中的第一层）层到达地面的时间t1=0.2s，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力．求：
（1）小球下落到最后一层时的速度v1；
（2）求斜塔离地面的总高度h；
（3）求小球从塔顶落到地面过程中的平均速度．
18．某自来水管的管口定时滴下水滴，现在管口的正下方放置以金属盘，水滴滴到盘上发出响声，逐渐向上平移金属盘直到看见水滴从管口刚好滴出时，恰好听到水滴滴到盘底的响声，记录盘底的高度x1，再继续上移盘，第二次，第三次看见水从管口滴出同时听到水滴落到盘底的响声，分别测出盘底离地面的高度x2和x3，实验测得x1=10cm，x2=45cm，x3=70cm，g=10m/s2。求
(1)相邻水滴滴出的时间间隔
(2)自来水管的管口离地面的高度
参考答案
1．B
【解析】
【详解】
A.重力加速度g与物体的质量无关，与地理位置有关，故A错误；
B.地球上的同一地点，重力加速度相同，故B正确；
C.在地球上，g随纬度的升高而增大，随高度的升高而减小。故C错误；
D.g值在赤道上小于在北极处，故D错误；
2．A
【解析】
【详解】
轻重不同的物体在真空管中，不受阻力，做自由落体运动，所以加速度相同，都为g，高度相同，根据知运动时间相同，故A正确，BCD错误?
故选A。
3．B
【解析】
设第二个物体下落时间t时，细绳被拉紧，则
，
代入数据解得
故B正确， ACD错误。
故选B。
4．C
【解析】
【详解】
根据v=gt，可知在和t末的速度比为1：3，所以在末的速度为，根据可知，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。
故选C。
5．C
【解析】
正常成人身高约为1.6m，檇李自然脱落，则初速度为零，下落时做自由落体运动，所以落地的速度为
。
A．2m/s，与结论不相符，选项A错误；
B．4m/s，与结论不相符，选项B错误；
C．6m/s，与结论相符，选项C正确；
D．8m/s，与结论不相符，选项D错误；
故选C.
6．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小于重力加速度g，所以使用公式h＝gt2计算的结果比实际的高度偏大，可知实际的高度要小于44.1m，故A正确。
故选A。
7．C
【解析】
最后1s内的平均速度为：
最后1s内的平均速度等于最后1s内中间时刻的瞬时速度，则落地的速度为：
石块下落的时间为：
高度为：
A．与分析不符，故A错误；
B．与分析不符，故B错误；
C．与分析相符，故C正确；
D．与分析不符，故D错误。
8．C
【解析】
物体在静止的电梯里，由于受到重力作用而下落，经过的路程是电梯的高度．物体和电梯一起匀速直线运动，由于受到重力作用而下落，物体和电梯的相对速度和电梯静止时的速度是相同的，经过的相对的高度也是电梯的高度．由于相同的作用，经过相同的距离，用时是相同的．故C正确，ABD错误；
故选C．
【名师点睛】
此题考查了运动的合成和分解问题；要知道电梯静止时物体的运动速度，和电梯匀速下落时物体和电梯的相对速度是相同的，经过相同的距离，用时是相同的．
9．A
【解析】
【详解】
由图可知，开始时的位置在20cm处，握住尺时的位置在60cm处，所以在反应时间内下落的高度为40cm=0.40m，由运动学可得
解得
故A正确，BCD错误。
故选A。
10．D
【解析】
【详解】
月球上没有空气，故登月舱外为真空，氢气球和铅球都做自由落体运动，高度相同，故下落时间相同，故D正确，ABC错误。
故选D。
11．D
【解析】
【详解】
AB．物体做自由落体运动，根据
可得
故A错误，B错误；
CD．同AB选项分析可知OA运动的时间
故从A点到点的运动时间为
故C错误，D正确。
故选D。
12．C
【解析】
【详解】
小球自由下落，根据
结合图像可知
小球在位置“4”的速度为“3~5”的平均速度，即
又根据
可得“1”的速度
故位置“1”不是初始位置；
综上分析可知C正确，ABD错误。
故选C。
13．BD
【解析】
【详解】
AC．根据题意可知，物体下落时的高度为，其运动的总时间为，因为
则月球表面的重力加速度为
故物体落在月球表面的速度为
故AC错误；
B．末物体的速度为
故B正确；
D．物体下落过程中受到的力为自身的重力，大小为
故D正确。
故选BD。
14．BD
【解析】
试题分析：月球表面没有空气，氢气球不会受到空气的浮力，只受重力，和铅球一样都做自由落体运动．在空中从同一高度同时释放氢气球和铅球，高度相同，加速度相同，所以运动的时间就相同．
由于没有空气阻力，所以两者都做自由落体运动，都向下加速运动，根据，下降高度相同，所以下落时间相同，故同时落到月球表面，因为月球表面的重力加速度比地球表面的重力加速度小，所以铅球较在地球上下落慢，BD正确
15．BC
【解析】
【详解】
AB．由静止释放A、B，A、B都做自由落体运动，A运动的位移为L，B运动的位移为4L，根据自由落体公式
可知，A落地的时间
B落地的时间为
则有
所以t1=t2，故A错误，B正确；
CD．A落地前瞬间速率为
B落地前瞬间速率为
所以v1：v2=1：2，故C正确，D错误。
故选BC。
16．(1)4.472m/s　(2)0.45s
【解析】
【分析】
【详解】
(1)直杆做自由落体运动，由运动学知识得
＝2gH
解得
v1＝＝2m/s≈4.472m/s.
(2)设直杆下端到达圆筒上方的时间为t1，则
H＝
设直杆上端离开圆筒下方时间为t2，则
L1＋H＋L2＝
由题意得
t＝t2－t1
三式联立解得
t≈0.45s.
17．（1）33m/s；（2）61.25m；（3）17.5m/s
【解析】
【分析】
【详解】
（1）在最后一层有位移时间公式可得
解得
v1=33m
（2）塔顶离第一层的高度
所以塔的总高度
h=h1+h2=61.25m
（2）小球从塔顶落到地面的总时间
平均速度
18．（1）0.1s；（2）0.9m
【解析】
【分析】
【详解】
(1)设相邻水滴的时间间隔为T，根据题意可得
x12=x2-x1=0.45 m -0.10 m =0.35m
x23=x3-x2=0.70 m -0.45 m =0.25m
根据x12-x23=gT2，联立并代入数据解得
T=0.1s
(2)利用平均速度推论公式得, 第二次看见水从管口滴出同时听到水滴落到盘底的响声时水滴的速度
则自来水水管口离地面的高度为