2.4自由落体运动第2课时基础达标（Word含解析）-2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一册

2.4自由落体运动第2课时基础达标（含解析）
一、单选题
1.在竖直上抛运动中，当物体到达最高点时（??
）
A.?速度为零
，加速度也为零???????????????????????????????????B.?速度为零
，加速度不为零
C.?加速度为零，速度方向竖直向下?????????????????????????D.?速度和加速度方向都向下
2.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
3.一物体以足够大的初速度做竖直上抛运动，在上升过程的最后1
s初的瞬时速度的大小和最后1
s内的位移大小分别是(g取10
m/s2)(??
)
A.?10
m/s，10
m?????B.?10
m/s，5
m?????C.?5
m/s，5
m?????D.?由于不知道初速度的大小，故无法计算
4.将一个物体以一定的初速度竖直向上抛出，0.8
s末物体的速度大小为8
m/s，不计空气阻力，g取10
m/s2
，
下列说法正确的是（??
）
A.?物体在3.2
s末回到抛出点????????????????????????????????????B.?0.8
s时物体的运动方向可能向下
C.?物体的初速度为20
m/s???????????????????????????????????????D.?0.8
s时物体可能位于抛出点下方
5.某人站在楼房顶层O点竖直向上抛出一个小球，上升的最大高度为20m，然后落回到抛出点O下方25m的B点，则小球在这一运动过程中通过的路程和位移分别为（规定竖直向上为正方向）（??
）
A.?25m，25m????????????????????B.?65m，25m????????????????????C.?25m，－25m????????????????????D.?65m，－25m
6.将一物体以一初速度竖直上抛，在下列四幅图中，能正确表示物体在整个运动过程中的速率v与时间t的关系(不计空气阻力)的图是(?
)
A.??????????????B.??????????????C.??????????????D.?
7.金属桶侧面有一用木塞封住的小孔A，当桶内盛水时，水面距离孔高度为H,拨去木塞水会从小孔A中流出；如果让装满水的桶自由下落，同时拨去木塞，不计空气阻力，重力加速度为g，则
(?
)
A.?若桶静止，拨去木塞时孔口水流速度为
B.?若桶静止，拨去木塞时孔口水流速度为
C.?若桶自由下落，水从小孔流出速度为
D.?若桶自由下落，水从小孔流出速度为
8.有一喷泉，喷水管口的横截面积为S，流量（单位时间内流出的水的体积）为Q．已知水的密度为ρ，重力加速度为g．假设喷出的水做竖直上抛运动，不计水流之间的相互作用和空气阻力的影响，则空中水的质量为（
??）
A.????????????????????????????????????B.????????????????????????????????????C.????????????????????????????????????D.?
9.蹦床运动要求运动员在一张绷紧的弹性网上蹦起、腾空并做空中运动。为了测量运动员跃起的高度，训练时可在弹性网上安装压力传感器，利用传感器记录弹性网所受的压力F，并作出F—t图像如图所示。设运动员在空中运动时可视为质点，则运动员跃起的最大高度是（??
）
A.?1.8
m??????????????????????????????????B.?3.6
m??????????????????????????????????C.?5.0
m??????????????????????????????????D.?7.2
m
10.利用手机的照相功能可以研究自由落体运动。实验者从某砖墙前的高处使一个石子自由落下，拍摄石子在空中的照片如图所示。由于石子的运动，它在照片上留下了一条径迹，已知手机照相的曝光时间为0.02s，每块砖的平均厚度为6cm，估算石子释放点距地面的高度最接近（　　）
A.?2.3m???????????????????????????????????B.?2.5m???????????????????????????????????C.?1.8m???????????????????????????????????D.?2.0m
11.如图，一小船以1.0m/s的速度匀速前行，站在船上的人竖直向上抛出一小球，小球上升的最大高度为0.45m。当小球再次落入手中时，小船前进的距离为（假定抛接小球时人手的高度不变，不计空气阻力，g取10m/s2）（??
）
A.?0.3m????????????????????????????????????B.?0.6m????????????????????????????????????C.?0.9m????????????????????????????????????D.?1.2
12.如图所示，某次蹦床运动员竖直向上跳起后，在向上运动的过程中依次通过O、P、Q三点，这三个点距蹦床的高度分别为
、
、
，并且从O至P所用时间和从P至Q所用时间相等，已知重力加速度
，蹦床运动员可以上升的最大高度（距离蹦床）（??
）
A.???????????????????????????????B.???????????????????????????????C.???????????????????????????????D.?
13.如图所示，水平线OO'在某竖直平面内，距地面高度为h，一条长为l（l)
?
A.?小球1将与小球B同时落地
B.?h越大，小球A与小球B的落地时间差越小
C.?在小球B下落过程中，轻绳对B的拉力竖直向上
D.?在小球1落地前，小球1与2之间的距离始终保持不变
14.如图所示，将可视为质点的小球置于空心管的正上方h处，空心管长度为H，小球与管的轴线重合。当释放小球，小球可能会穿过空心管，假设空间足够大，不计空气阻力，重力加速度为g，则下列判断正确的是（??
）
A.?两者同时静止释放，小球有可能穿过管
B.?将管先由静止释放，间隔一小段时间
后再将小球由静止释放，则之后小球有可能穿过管
C.?将小球先由静止释放，间隔一小段时间
后再将管由静止释放，则若
较小，小球可能不会穿过管
D.?若释放小球时给它一竖直向下的初速度
，同时管由静止释放，则之后小球一定能穿过管，且小球从出发到运动至管底所用时间
15.关于竖直上抛运动，下列说法错误的是（??
）
A.?竖直上抛运动先后两次经过同一点时速度相同
B.?竖直上抛运动的物体从某点到最高点和从最高点回到该点的时间相等
C.?以初速度v0竖直上抛的物体升高的最大高度为
D.?竖直上抛运动是匀变速直线运动
16.从地面竖直上抛物体A，同时在离地面某一高度处有一物体B自由下落,两物体在空中同时到达同一高度时速度大小均为v，不计空气阻力，则下列说法正确的是（
??）
A.?物体A在空中运动的时间
B.?物体B开始下落时高度的中点一定不是两物体在空中同时达到的同一高度处
C.?物体A上抛的初速度与物体B落地时速度大小不相等
D.?物体A上升的最大高度小于物体B开始下落时的高度
二、解答题
17.以10m/s的速度将质量是m的物体从地面竖直向上抛出．若不计空气阻力。（g=10m/s2）求：物体上升的最大的高度．
18.如图所示，长为0.5m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h=2m．某时刻烧断悬挂AB的悬绳，同时将小钢球C以v0=20m/s的初速度竖直上抛．空气阻力不计，取g=10m/s2
，
求小钢球C从圆筒AB中穿过的时间．
19.如图所示，有一根长为l=0.5m
的木棍AB，悬挂在某房顶上，它自由下落时经过一高为d=1.5m的窗口，通过窗口所用的时间为0.2s，求木棍B端离窗口上沿的距离h．（不计空气阻力，取g=10m/s2）
答案解析
1.【答案】
B
【解析】在竖直上抛运动中，即使瞬时速度等于零，加速度依然为重力加速度，方向竖直向下，所以答案为B。
故答案为：B。
竖直上抛运动，物体到达最高点其速度等于0，加速度等于重力加速度。
2.【答案】
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
故答案为：D。
自由落体的条件是物体只受到重力，且初速度为零的运动，故自由落体运动为匀变速直线运动，结合匀变速直线运动公式求解即可。
3.【答案】
B
【解析】根据竖直上抛运动的对称性，
上升过程的最后1
s和自由下落的第1
s是可逆过程，所以v＝gt＝10×1
m/s＝10
m/s，
h＝
gt2＝
×10×12
m＝5
m。
故答案为：B
小球做竖直上抛运动，明确小球的运动过程，先减速再反向加速，结合竖直上抛的初速度，利用匀变速直线运动公式，根据题目条件列方程求解即可。
4.【答案】
A
【解析】BD、物体做竖直上抛运动，在0.8s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，
B、D不符合题意；
AC、根据
可知初速度
，则上升到最高点的时间
，则回到抛出点的时间
，A符合题意，C不符合题意。
故答案为：A
小球做竖直上抛运动，明确小球的运动过程，先减速再反向加速，结合竖直上抛的初速度，利用匀变速直线运动公式，根据题目条件列方程求解即可。
5.【答案】
D
【解析】小球整个运动过程如图所示
整个过程小球的路程为
规定竖直向上为正方向，其位移为－25m，“－”表示其方向竖直向下，
故答案为：D。
路程是物体运动轨迹的长度，位移的大小等于初位置到末位置有向线段的长度，方向由初位置指向末位置。
6.【答案】
B
【解析】做竖直上抛运动的物体的加速度恒定为g，上升过程中速度减小，到最高点时速度减为零，下降过程中速度增大，据此可知B符合题意，ACD不符合题意。
故答案为：B。
v-t图像中，横坐标为时间，纵坐标为速度，图像与时间轴所围成的面积是位移，图像的斜率是加速度，结合竖直上抛运动和选项分析即可。
7.【答案】
B
【解析】AB.若桶静止，可选取水面上质量为?m的小水滴，由水面到孔口，根据机械能守恒定律：
，
解得拨去木塞时孔口水流速度为
，
A不符合题意，B符合题意；
CD.水桶自由下落，处于完全失重状态，故其中的水也处于完全失重状态，对容器壁无压力，故水不会流出；CD不符合题意。
故答案为：B
水桶静止，水流出的速度相当于液面顶部的水做自由落体运动；如果水桶做自由落体运动，相当于水不受重力，自然不会往外流。
8.【答案】
D
【解析】设喷出的水初速度为
，不计水流之间的相互作用和空气阻力的影响，则从喷出到落回喷口所用时间为
，上升的高度为
，在空中水的体积关系有：
，即
，联立解得：
；质量
故答案为：D
水做竖直上抛运动，明确水的运动过程，先减速再反向加速，结合竖直上抛的初速度求解竖直上抛的距离，结合水的截面积和密度求解水的质量即可。
9.【答案】
C
【解析】由图可知运动员在空中竖直上抛运动的时间为：t=4.3s-2.3s=2s；根据对称性可知，下落的时间为：t1=0.5t=1s；运动员做竖直上抛运动，所以跃起最大高度为：h=
gt12=
×10×12m=5m。ABD不符合题意，C符合题意。
故答案为：C。
运动员做竖直上抛运动，明确运动员的运动过程，先减速再反向加速，结合竖直上抛的初速度，利用匀变速直线运动公式，根据题目条件列方程求解即可。
10.【答案】
A
【解析】石子在曝光时间内的平均速度为
，可近似将此速度看成是石子到A点时的瞬间速度，取
，根据
，解得
，释放总高度
，
故答案为：A。
利用位移和时间可以求出瞬时速度的大小；结合速度位移公式可以求出下落的高度，利用下落的高度及距离地面的高度可以求出总的高度。
11.【答案】
B
【解析】根据运动的独立性，小球在竖直上抛运动的过程中，小船以1.0m/s的速度匀速前行，由运动学知识
小球上升的时间
小球上抛到再次落入手中的时间为2t，则小船前进的距离为
故答案为：B。
利用上抛运动可以求出小球运动的时间，结合船的速度可以求出前进的距离大小。
12.【答案】
A
【解析】ABCD.
由题意可知
，根据
，可知运动员从O至P所用时间为
过P点时的速度为
设最高点距P点的高度为h，有
解得
最高点距蹦床的高度
故答案为：A。
利用邻差公式可以求出运动的时间；结合平均速度公式可以求出P点的速度，在利用竖直上抛运动的速度位移公式可以求出上升的高度。
13.【答案】
B
【解析】A、设小球1下落到与B等高的位置时的速度为v，设小球1还需要经过时间t1落地，则：
①，设B运动的时间为t2
，
则：
?
②，比较①②可知，t1＜t2,A不符合题意.B、设A运动时间为t3
，
则：
③,可得：
.可知l是一个定值时，h越大，则小球A与小球B的落地时间差越小．B符合题意．C、小球A与B都做自由落体运动，所以二者之间的轻绳没有作用力．C不符合题意．D、1与2两球的距离
，可见两球间的距离随时间的推移，越来越大；D不符合题意．
故答案为：B.
由于B开始运动时小球1初速度不等于0所以不是同时落地；；高度越高其小球B落地时小球A的速度越大导致接下来小球A运动时间比较小；小球B下落和小球A一起做自由落体运动所以绳子的拉力等于0；小球1和2之间利用位移公式可以判别随着时间变长距离不断变大。
14.【答案】
D
【解析】A．两者同时静止释放，根据
可知，两者的速度时刻相等，相对静止，故小球有不可能穿过管，A不符合题意；
B．将管先由静止释放，间隔一小段时间
后再将小球由静止释放，根据
可知，管的速度
小球的速度
可知
则之后小球与管之间的距离越来越大，小球个不能穿过管，B不符合题意；
C．将小球先由静止释放，间隔一小段时间
后再将管由静止释放，则若
较小，根据
可知，管的速度
小球的速度
可知
则之后小球与管之间的距离越来越小，小球一定会穿过管，C不符合题意；
D．设历时
穿过管，则小球的位移和管的位移关系如下
又
联立解得
D符合题意。
故答案为：D。
小球做自由落体运动，加速度为定值即重力加速度g，且初速度为零的运动，结合小球到管子的长度和管子的长度求解运动时间即可。
15.【答案】
A
【解析】A．竖直上抛运动的上升阶段和下降阶段具有对称性，物体在上升过程和下降过程中经过同一位置时速度大小相等，方向相反，A错误，符合题意；
B．竖直上抛运动的上升阶段和下降阶段具有对称性，竖直上抛运动的物体从某点到最高点和从最高点回到该点的时间相等，B正确，不符合题意；
C．由推论公式
可得
解得最大高度为
C正确，不符合题意；
D．竖直上抛运动只受重力作用，根据牛顿第二定律可知物体的加速度
，所以竖直上抛运动是匀变速直线运动，D正确，不符合题意。
故答案为：A。
小球做竖直上抛运动，明确小球的运动过程，先减速再反向加速，结合竖直上抛的初速度，利用匀变速直线运动公式，根据题目条件列方程求解即可。
16.【答案】
B
【解析】AC．设两物体从下落到相遇的时间为t，竖直上抛物体的初速度为v0
，
则由题可知：
计算得出
，根据竖直上抛运动的对称性可以知道B自由落下到地面的速度为2v，空中运动时间为：
A竖直上抛物体在空中运动时间：
A不符合题意，C不符合题意.
B．两物体在空中同时达到同一高度为：
即物体B开始下落时高度的中点一定不是两物体在空中同时达到的同一高度处，B符合题意.
D．物体A能上升的最大高度：
B开始下落的高度：
显然两者相等.D不符合题意
故答案为：B
物体A做竖直上抛运动，物体B做自由落体运动，结合两者之间的距离，利用运动学公式列方程求解即可。
17.【答案】
解：上升过程中只受重力作用，运动到最高点，速度为0
由动能定理可得：
代入数据解得：
。
【解析】利用重力加速度求出物体向上运动的时间，再利用公式s=at2代入数据求解即可。
18.【答案】解：球C竖直上抛，筒自由落体，假设C刚到B点，经历时间为t1
，
得：
；
代入数据得：t1=0.2s；
此时桶下落速度：v1=gt1=10×0.2=2m/s；
球上升速度：v2=v0﹣gt1=20﹣10×0.2=18m/s；
假设小球从B到A点，经历时间为t2
则筒长为：
；
解得：t2=0.025s；
答：小钢球C从圆筒AB中穿过的时间为0.025s．
【解析】应用匀变速直线运动位移速度公式可以解出棒的下端到圆筒上端时的速度；应用位移时间关系式可解得棒通过圆筒所花的时间．
19.【答案】
解：设木棍B端下落到窗口上沿所用的时间为t，则A端下落到窗口下沿所用的总时间为t+0.2s
B下落到上沿有：h=
gt2…①
A下落到下沿有：h+d+l=
g（t+0.2s）2…②
①②联立得：t=0.9
s，h=4.05
m．
答：木棍B端离窗口上沿的距离h为4.05
m，
【解析】已知木棒通过窗口所用的时间，这个时间是从B端到达窗口的上边缘开始，到木棒的A端到达窗口的下边缘结束，据此列方程组可解。