2020-2021学年高一物理人教版（2019）必修第一册课时作业　2.4自由落体运动

2020-2021学年高中物理人教版（2019）必修第一册
课时作业　自由落体运动
一、单项选择题
1．在物理学的发展历程中，下面的哪位科学家首先建立了平均速度、瞬时速度和加速度等概念用来描述物体的运动，并首先采用了实验检验猜想和假设的科学方法，把实验和逻辑推理和谐地结合起来，从而有力地推进了人类科学的发展(　　)
A．亚里士多德
B．伽利略
C．牛顿
D．爱因斯坦
2．甲球的重力是乙球的5倍，甲和乙从同一高度同时释放，不考虑空气阻力，则(　　)
A．两球同时落地
B．甲球先落地
C．乙球先落地
D．无法确定
3．关于伽利略对自由落体运动的研究，下列说法中正确的是(　　)
A．伽利略认为在同一地点，重的物体和轻的物体下落快慢不同
B．伽利略猜想运动速度与下落时间成正比，并直接用实验进行了验证
C．伽利略通过数学推演并利用小球在斜面上的运动验证了位移与时间的平方成正比
D．伽利略利用小球在斜面上的运动验证了运动速度与位移成正比
4.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(1)所示，甲握住尺的上端，乙在尺的下部作握尺的准备(但不与尺接触)，当看到甲放开手时，乙立即握住尺．若乙作握尺准备时，手指位置如图(2)所示，而握住尺时的位置如图(3)所示，由此测得乙的反应时间约为(　　)
A．2.0
s
B．0.30
s
C．0.10
s
D．0.04
s
5．滴水法测重力加速度的过程是这样的：让水龙头的水一滴一滴地滴在正下方的盘子里，调节水龙头，让前一滴水滴到盘子而听到声音时，后一滴水恰好离开水龙头，测出n次听到水击盘声的总时间为t，用刻度尺量出水龙头到盘子的高度差为h，即可算出重力加速度．设人耳区别两个声音的时间间隔为0.1
s，声音传播的速度为340
m/s，则(　　)
A．水龙头距人耳的距离至少为34
m
B．水龙头距盘子的距离至少为34
m
C．重力加速度的计算式为
D．重力加速度的计算式为
6．从某高度先后由静止释放两个相同的小球甲和乙，若两球被释放的时间间隔为1
s，在不计空气阻力的情况下，它们在空中运动的过程中(　　)
A．甲、乙两球的距离越来越大，甲、乙两球的速度之差越来越大
B．在相等的时间内甲、乙两球速度的变化量相等
C．甲、乙两球的距离越来越大，甲、乙两球的速度之差保持不变
D．甲、乙两球的距离始终保持不变，甲、乙两球的速度之差保持不变
7．关于自由落体运动的加速度g，下列说法正确的是(　　)
A．同一地点轻重不同的物体的g值一样大
B．北京地面的g值比上海地面的g值略大
C．g值在地面任何地方都一样
D．g值在赤道处大于在南北两极处
8．如图所示，有一根长L＝5
m的铁链悬挂在某楼顶上，楼中有一窗口，窗口上沿离铁链的悬点H＝25
m．当铁链从静止开始下落后始终保持竖直，不计空气阻力，g取10
m/s2，则(　　)
A．铁链的下端A下落到窗口的上沿B时，铁链的速度大小为20
m/s
B．若铁链经过整个窗口用了t＝0.3
s的时间，窗口的高度h为0.45
m
C．若升高悬点的高度，铁链经过整个窗口所用时间变长
D．若升高悬点的高度，铁链经过整个窗口所用时间变短
二、非选择题
9．某同学用图甲所示装置测量重力加速度g，所用交流电频率为50
Hz.在所选纸带上取某点为0号计数点，然后每3个点取一个计数点，所有测量数据及其标记符号如图乙所示．
该同学用两种方法处理数据(T为相邻两计数点间的时间间隔)：
方法A：由g1＝，
g2＝…g5＝，取平均值＝8.667
m/s2；
方法B：由g1＝，g2＝，
g3＝，取平均值＝8.673
m/s2.
从数据处理方法看，在x1、x2、x3、x4、x5、x6中，对实验结果起作用的，方法A中有
；方法B中有
.因此，选择方法
(选填“A”或“B”)更合理，这样可以减少实验的
(选填“系统”或“偶然”)误差．本实验误差的主要来源有
(试举出两条)．
10．一次消防演习时，一位从火灾中逃生的“小孩”从12楼的窗口跌下．设每层楼高3
m，消防队员离该幢楼底层约10
m，看到情况起跑的反应时间为1.2
s，若这位消防队员恰能赶到楼下接住“小孩”，那么他跑动的速度至少是多少？(g取10
m/s2)
11．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＝6.8
m，为了测量塔的总高度，在塔顶无初速度释放一个小球，小球从第一层顶部到达地面的时间为t1＝0.2
s．求：(重力加速度g取10
m/s2，不计空气阻力)
(1)求小球下落过程中，通过第一层的平均速度大小；
(2)求斜塔离地面的总高度h.
12．伽利略用一刻有光滑凹槽的长木板做成一个斜面，让小铜球沿斜槽由静止滚下一段位移x，同时用滴水钟测量小铜球的运动时间t，实验数据如下表：
t/时间单位
1
2
3
4
5
6
7
8
x/位移单位
32
130
298
526
824
1
192
1
600
2
104
　试由以上实验数据在下图上作出x－t2图象，并根据图象说明x与t间的关系．
答案及解析
1.答案：B
解析：伽利略之前的科学踯躅于泥途荒滩，伽利略创立了一套科学方法后，近代科学的大门从此打开，此后牛顿建立了经典物理的基础，爱因斯坦建立了狭义和广义相对论，可谓，大师辈出，经典如云．
2.答案：A
解析：在不考虑空气阻力的情况下，轻重物体下落得一样快．
3.答案：C
4.答案：B
解析：根据自由落体运动规律x＝gt2得，反应时间t＝，将x＝(60.00－20.00)
cm＝0.40
m,
g＝9.8
m/s2，代入得，t＝
s≈0.30
s，故选项B正确．
5.答案：D
解析：由于人耳能区分两个声音的时间差为0.1
s，因此两滴水落到盘子的时间差必须不小于0.1
s，则水龙头距盘子的距离至少为h＝gt2＝0.05
m．它与水龙头距人耳的距离无关．因为不管人耳距水龙头多近或多远，时间差都由水滴落到盘子的时间差决定．当听到n次声音时，事实上的时间间隔为(n－1)次，则h＝g2，g＝.
6.答案：BC
解析：Δh＝g(t＋1)2－gt2＝gt＋g,
Δh随t增大．Δv＝g(t＋1)－gt＝g，与t无关，保持不变．
7.答案：AB
解析：在同一地点g值相同，在地球表面纬度越高，g值越大，故选项A、B正确．
8.答案：AD
解析：根据v2＝2g(H－L)得v＝
m/s＝20
m/s，故A正确；继续下落的过程有L＋h＝vt＋gt2＝(20×0.3＋×10×0.09)
m＝6.45
m，所以h＝6.45
m－L＝1.45
m，故B错误；若升高悬点的高度，速度v变大，由上式可知铁链经过整个窗口所用时间t变短，故C错误，D正确．
9.某同学用图甲所示装置测量重力加速度g，所用交流电频率为50
Hz.在所选纸带上取某点为0号计数点，然后每3个点取一个计数点，所有测量数据及其标记符号如图乙所示．
该同学用两种方法处理数据(T为相邻两计数点间的时间间隔)：
方法A：由g1＝，
g2＝…g5＝，取平均值＝8.667
m/s2；
方法B：由g1＝，g2＝，
g3＝，取平均值＝8.673
m/s2.
从数据处理方法看，在x1、x2、x3、x4、x5、x6中，对实验结果起作用的，方法A中有x1、x6或37.5_mm、193.5_mm；方法B中有x1、x2、x3、x4、x5、x6或37.5_mm、69.0_mm、100.5_mm、131.5_mm、163.0_mm、193.5_mm.因此，选择方法B(选填“A”或“B”)更合理，这样可以减少实验的偶然(选填“系统”或“偶然”)误差．本实验误差的主要来源有阻力(空气阻力、振动的阻力、限位孔的阻力、复写纸的阻力等)，交流电频率波动，长度测量，数据处理方法等(试举出两条)．
解析：方法A的实质：
＝/5＝
方法B的实质：＝/3
＝
故方法A中2个数据起作用，方法B中6个数据起作用
10.答案：7.3
m/s
解析：12层楼共高h＝11×3
m＝33
m，
下落时间t1＝＝
s≈2.57
s，
人跑动时间t2＝t1－t反＝2.57
s－1.2
s＝1.37
s，
人跑动的最小速度v＝＝
m/s≈7.3
m/s
11.答案：(1)34
m/s　(2)61.25
m
解析：(1)小球通过第一层的平均速度＝＝34
m/s.
(2)设小球到达第一层顶部时的速度为v1，则有
h1＝v1t1＋gt
代入数据得v1＝33
m/s，
塔顶离第一层顶部的高度h2＝＝54.45
m
所以塔的总高度h＝h1＋h2＝61.25
m.
12.解析：根据数据点的分布，作出的图象如图所示．
由于该图象是过原点的直线，说明小铜球滚下的位移x与运动时间t的平方成正比，即x∝t2.