2.4 自由落体运动（word含解析）：物理（人教版，2019）必修一 同步卷
文档属性
| 名称 | 2.4 自由落体运动（word含解析）：物理（人教版，2019）必修一 同步卷 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 718.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-07-30 11:45:16 | ||
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文档简介
2.4自由落体运动
一、选择题
1.关于自由落体运动，下列说法正确的是( )
A.自由落体运动是竖直方向的匀加速直线运动B.重力加速度g是标量，只有大小没有方向，通常计算中g取9.8m/s2C.物体开始下落时速度为零，加速度也为零D.物体竖直向下的运动一定是自由落体运动
2.意大利科学家伽利略在研究物体变速运动规律时，做了著名的“斜面实验”，他测量了铜球在较小倾角斜面上的运动情况，发现铜球做的是匀变速直线运动，且铜球加速度随斜面倾角的增大而增大，于是他对大倾角情况进行了合理的外推，由此得出的结论是( )
A.力不是维持物体运动的原因B.力是使物体产生加速度的原因C.自由落体运动是一种匀变速直线运动D.物体都具有保持原来运动状态的属性，即惯性
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1s初的瞬时速度的大小和最后1s内的位移大小分别是(g取10m/s2)( )
A.10m/s，10m B.10m/s，5mC.5m/s，5m D.由于不知道初速度的大小，故无法计算
4.某人从井口静止释放一颗小石子,不计空气阻力,为表示小石子落水前的运动,下列四幅图像可能正确的是( )
A B C D
5.关于物体做自由落体运动(g=10m/s2)，下列说法中不正确的是( )
A.自由落体运动是竖直向下的v0=0、a=g的匀加速直线运动B.在开始连续的三个1s内，物体通过的位移之比是1∶3∶5C.在开始连续的三个1s末，物体的速度大小之比是1∶2∶3D.物体从开始运动到距下落点5m、10m、15m所经历的时间之比为1∶2∶3
6.某同学为了测出井口到井里水面的深度，让一个小石块从井口落下，经过2s后听到石块落到水面的声音，则井口到水面的深度为(不考虑声音传播所用的时间，取重力加速度g=10m/s2)( )
A.10m B.40m C.30m D.20m
7.一物体从离地h高处自由下落,经过时间t落地,则当它下落时,离地的高度为( )
A.h B.h C.h D.h
8.一种“傻瓜”相机的曝光时间是固定不变的.为了估测相机的曝光时间，有位同学提出了下述实验方案：他从墙面前某点，使一个小石子自由落下，对小石子照相，得到如图的照片，由于小石子的运动，它在照片上留下一条模糊的径迹AB，已知每块砖的平均厚度约为6cm，且下落起点到A点距离竖直距离约1.8m，从这些信息估算该相机的曝光时间最接近于( )
A.0.2s B.0.6s C.0.02s D.0.008s
9.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其正下方的盘子里，调整水龙头，让前一滴水滴到盘子里听到声音时，后一滴水恰离开水龙头，测出n次听到水击盘声的总时间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，设人耳能区别两个声音的时间间隔为0.1s，已知声速为340m/s，则( )
A.水龙头距人耳的距离至少为34m B.水龙头距盘子的距离至少为34mC.重力加速度的计算式为 D.重力加速度的计算式为
10.A、B两物体，A处在h高度处，B处在2h高度处，当B自由下落到与A相同高度时，A也开始自由下落，不计空气阻力.则( )
A.两物体同时落地 B.两物体落地时速度相同C.第一阶段B相对于A匀加速靠近 D.第二阶段B相对于A匀加速远离
11.甲球所受的重力是乙球的5倍，甲、乙分别从高H和2H处同时自由落下(H足够大)。下列说法正确的是( )
A.同一时刻甲的速度比乙的速度大B.下落1m时，甲、乙的速度相同C.在下落过程中，甲的加速度大小是乙的5倍D.在自由下落的全过程中，两球的平均速度大小相等
12.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0.1s，声音传播的速度为340m/s，则( )
A.水龙头距人耳的距离至少为34m B.水龙头距盘子的距离至少为34mC.重力加速度的计算式为2hn2t2 D.重力加速度的计算式为2h(n－1t2
二、填空题
13.一个做自由落体运动的物体，在最后1s内通过的位移是60m，则它从开始运动，到落地所用时间为______。
14.一小石子以25m/s的初速度竖直上抛，若不计空气阻力(g取10m/s2)，石子上升的最大高度为______m，石子在抛出3s时距抛出点的高度是______m。
15.一雨滴从楼顶边缘由静止自由下落，不计空气阻力。雨滴在下落过程中，第1s末与第2s末的速度大小之比为_____，第1s内与第2s内的位移大小之比为_____。
三、解答题
16.某同学为了测量一中井的深度,从井口无初速释放一小铁球,让其自由落下并同时开始记时,测得小铁球历时3.0s落到井底,根据测量结果求出井的深度.(不计空气阻力)
17.一个自由下落的物体，它在最后1秒的位移是35m，则物体落地速度是多大？下落时间是多少？
18.一个自由下落的物体，在落地前的最后1s内下落了25m.(取g=10m/s2)问：物体落到地面用了多长时间？物体从距地面多高的地方开始下落的？
19.一次消防演习时，一位从火灾中逃生的“小孩”从12楼的窗口跌下.设每层楼高3m，消防队员离该幢楼底层约10m，看到情况起跑的反应时间为1.2s，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10m/s2)
20.如图所示是某晚报报道香港新建成的一种让人体验自由落体的跳楼机，其中列出了一些数据供参考：(A)总高度60m；(B)限载12人；(C)最大时速45英里(1英里＝1609m，此速度相当于20m/s)，g取10m/s2，根据以上信息估算：
(1)跳楼机下落的总时间至少为多少？
(2)跳楼机先做自由落体运动，紧接着做匀减速运动，则减速过程的最大加速度是多少？
答案和解析
一、选择题
1.A
【解析】
A.自由落体运动是竖直方向的匀加速直线运动，选项A正确；B.重力加速度g是矢量，即有大小又有方向，通常计算中g取9.8m/s2，选项B错误；C.物体开始下落时速度为零，加速度为g，不为零，选项C错误；D.自由落体运动是初速度为零，加速度为g的匀变速运动，物体竖直向下的运动不一定是自由落体运动，选项D错误.
2.C
【解析】
铜球在较小倾角斜面上的运动情况，发现铜球做的是匀变速直线运动，且铜球加速度随斜面倾角的增大而增大，倾角最大的情况就是90°时，这时物体做自由落体运动，由此得出的结论是自由落体运动是一种匀变速直线运动，故C正确，ABD错误。
故选C。
3.B
【解析】根据竖直上抛运动的对称性，上升过程的最后1s和自由下落的第1s是可逆过程，所以v＝gt＝10×1m/s＝10m/s，
h＝gt2＝×10×12m＝5m。
故答案为：B
4.D
5.D
【解析】自由落体运动是竖直向下的v0=0、a=g的匀加速直线运动，A项正确;根据匀变速直线运动规律，在开始连续的三个1s内，物体通过的位移之比是1∶3∶5，B项正确;在开始连续的三个1s末，物体的速度大小之比是1∶2∶3，C项正确;物体从开始运动到距下落点5m、10m、15m所经历的时间之比为1∶∶，D项错误。
6.D
【解析】
由得
故选D。
7.C
【解析】根据自由落体运动的位移规律可得h=gt2,物体下落的位移为
h'=g2=h,此时,物体离地的高度h0=h-h'=h,选项C正确.
8.C
【解析】
石子做自由落体运动，它留下径迹AB的对应运动时间即为照相机的曝光时间.设开始下落点为O.由照片可以看出，AB长对应两块砖的厚度，即AB的实际长度为：AB=6×2cm=0.12m，则0A=1.8m，OB=1.92m，由OA=知，从O到A的时间为：tA==0.6s，从O到B的时间为：tB==0.62s所以曝光时间为：△t=tB-tA=0.02s.故选C.
9.D
【解析】由于人耳能区分两个声音的时间差为0.1s，因此两滴水落到盘子的时间差必须不小于0.1s，则水龙头距盘子的距离至少为h＝gt2＝0.05m。人耳听到水击盘声的时间差与水龙头距人耳的距离无关。
当听到n次声音时，时间间隔为。
h＝g()2，则g＝。
10.C
【解析】
A、A和B均从静止开始做自由落体运动，当B先释放，故在B到达A释放时已经有一个初速度，此后都有相同的位移h，可知B运动时间短，落地速度，B的落地速度更大，A、B均错误.C、A释放前，B做自由落体运动，则B相对于A在做匀加速直线运动，C正确.D、A释放后，两物体都做加速度相同为g的匀加速直线运动，则B相对于A以匀速远离，D错误.故选C.
11.B
【解析】甲、乙两球同时做初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动，所以下落过程的任一时刻两者的加速度相同、速度相同，但整个过程中的平均速度等于末速度的一半，与下落高度有关，故B项正确。
12.D
【解析】由于人耳能区分两个声音的时间差为0.1s，因此两滴水落到盘子的时间差必须不小于0.1s，则水龙头距盘子的距离至少为h＝12gt2＝0.05m.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＝12gtn－12，g＝2h(n－1t2.
二、填空题
13.6.5s
【解析】
[1]设物体在空中运动的总时间为，则有
解得
14.31.2530
【解析】
[1]由速度﹣位移关系可得石块上升离平台的最大高度为
[2]小石子在抛出3s时距抛出点的高度为
h=v0t﹣gt2=25×3m﹣×10×32m=30m
15.1：21：3
【解析】
[1]雨滴由静止下落，不受空气阻力作用，属于自由落体运动，由
可知，第1s末与第2s末的速度大小之比为1:2；
[2]由位移公式
可知，第1s内位移大小为，前2s内位移大小为，第2s内的位移大小为，因此第1s内与第2s内的位移大小之比为1:3。
三、解答题
16.解：铁球做自由落体运动，已知运动的时间为3s，则井深为：
17.解：设下落时间为t，落地速度为vH-h=35m
t=4s
落地速度v=gt=40m/s
【分析】利用位移公式结合速度公式可以求出落地速度和运动的时间。
18.解：设物体落到地面用了t秒，下落了x米，
则由
可得，t=3s，x=45m.
19.7.3m/s
【解析】12层楼共高h＝11×3m＝33m，
下落时间t1＝2hg＝2×3310s≈2.57s，
人跑动时间t2＝t1－t反＝2.57s－1.2s＝1.37s，
人跑动的最小速度v＝st2＝101.37m/s≈7.3m/s
20.(1)6s(2)5m/s2
【解析】(1)跳楼机先做自由落体运动至最大时速后立即做匀减速运动，落地时速度恰好减为零，此种情况对应的时间最短。全程的平均速度＝vm＝10m/s，最短时间tmin＝＝s＝6s。
(2)自由下落时间t1＝＝s＝2s，故减速过程的最短时间t2＝tmin－t1＝4s，最大加速度am＝=5m/s2。
一、选择题
1.关于自由落体运动，下列说法正确的是( )
A.自由落体运动是竖直方向的匀加速直线运动B.重力加速度g是标量，只有大小没有方向，通常计算中g取9.8m/s2C.物体开始下落时速度为零，加速度也为零D.物体竖直向下的运动一定是自由落体运动
2.意大利科学家伽利略在研究物体变速运动规律时，做了著名的“斜面实验”，他测量了铜球在较小倾角斜面上的运动情况，发现铜球做的是匀变速直线运动，且铜球加速度随斜面倾角的增大而增大，于是他对大倾角情况进行了合理的外推，由此得出的结论是( )
A.力不是维持物体运动的原因B.力是使物体产生加速度的原因C.自由落体运动是一种匀变速直线运动D.物体都具有保持原来运动状态的属性，即惯性
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1s初的瞬时速度的大小和最后1s内的位移大小分别是(g取10m/s2)( )
A.10m/s，10m B.10m/s，5mC.5m/s，5m D.由于不知道初速度的大小，故无法计算
4.某人从井口静止释放一颗小石子,不计空气阻力,为表示小石子落水前的运动,下列四幅图像可能正确的是( )
A B C D
5.关于物体做自由落体运动(g=10m/s2)，下列说法中不正确的是( )
A.自由落体运动是竖直向下的v0=0、a=g的匀加速直线运动B.在开始连续的三个1s内，物体通过的位移之比是1∶3∶5C.在开始连续的三个1s末，物体的速度大小之比是1∶2∶3D.物体从开始运动到距下落点5m、10m、15m所经历的时间之比为1∶2∶3
6.某同学为了测出井口到井里水面的深度，让一个小石块从井口落下，经过2s后听到石块落到水面的声音，则井口到水面的深度为(不考虑声音传播所用的时间，取重力加速度g=10m/s2)( )
A.10m B.40m C.30m D.20m
7.一物体从离地h高处自由下落,经过时间t落地,则当它下落时,离地的高度为( )
A.h B.h C.h D.h
8.一种“傻瓜”相机的曝光时间是固定不变的.为了估测相机的曝光时间，有位同学提出了下述实验方案：他从墙面前某点，使一个小石子自由落下，对小石子照相，得到如图的照片，由于小石子的运动，它在照片上留下一条模糊的径迹AB，已知每块砖的平均厚度约为6cm，且下落起点到A点距离竖直距离约1.8m，从这些信息估算该相机的曝光时间最接近于( )
A.0.2s B.0.6s C.0.02s D.0.008s
9.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其正下方的盘子里，调整水龙头，让前一滴水滴到盘子里听到声音时，后一滴水恰离开水龙头，测出n次听到水击盘声的总时间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，设人耳能区别两个声音的时间间隔为0.1s，已知声速为340m/s，则( )
A.水龙头距人耳的距离至少为34m B.水龙头距盘子的距离至少为34mC.重力加速度的计算式为 D.重力加速度的计算式为
10.A、B两物体，A处在h高度处，B处在2h高度处，当B自由下落到与A相同高度时，A也开始自由下落，不计空气阻力.则( )
A.两物体同时落地 B.两物体落地时速度相同C.第一阶段B相对于A匀加速靠近 D.第二阶段B相对于A匀加速远离
11.甲球所受的重力是乙球的5倍，甲、乙分别从高H和2H处同时自由落下(H足够大)。下列说法正确的是( )
A.同一时刻甲的速度比乙的速度大B.下落1m时，甲、乙的速度相同C.在下落过程中，甲的加速度大小是乙的5倍D.在自由下落的全过程中，两球的平均速度大小相等
12.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0.1s，声音传播的速度为340m/s，则( )
A.水龙头距人耳的距离至少为34m B.水龙头距盘子的距离至少为34mC.重力加速度的计算式为2hn2t2 D.重力加速度的计算式为2h(n－1t2
二、填空题
13.一个做自由落体运动的物体，在最后1s内通过的位移是60m，则它从开始运动，到落地所用时间为______。
14.一小石子以25m/s的初速度竖直上抛，若不计空气阻力(g取10m/s2)，石子上升的最大高度为______m，石子在抛出3s时距抛出点的高度是______m。
15.一雨滴从楼顶边缘由静止自由下落，不计空气阻力。雨滴在下落过程中，第1s末与第2s末的速度大小之比为_____，第1s内与第2s内的位移大小之比为_____。
三、解答题
16.某同学为了测量一中井的深度,从井口无初速释放一小铁球,让其自由落下并同时开始记时,测得小铁球历时3.0s落到井底,根据测量结果求出井的深度.(不计空气阻力)
17.一个自由下落的物体，它在最后1秒的位移是35m，则物体落地速度是多大？下落时间是多少？
18.一个自由下落的物体，在落地前的最后1s内下落了25m.(取g=10m/s2)问：物体落到地面用了多长时间？物体从距地面多高的地方开始下落的？
19.一次消防演习时，一位从火灾中逃生的“小孩”从12楼的窗口跌下.设每层楼高3m，消防队员离该幢楼底层约10m，看到情况起跑的反应时间为1.2s，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10m/s2)
20.如图所示是某晚报报道香港新建成的一种让人体验自由落体的跳楼机，其中列出了一些数据供参考：(A)总高度60m；(B)限载12人；(C)最大时速45英里(1英里＝1609m，此速度相当于20m/s)，g取10m/s2，根据以上信息估算：
(1)跳楼机下落的总时间至少为多少？
(2)跳楼机先做自由落体运动，紧接着做匀减速运动，则减速过程的最大加速度是多少？
答案和解析
一、选择题
1.A
【解析】
A.自由落体运动是竖直方向的匀加速直线运动，选项A正确；B.重力加速度g是矢量，即有大小又有方向，通常计算中g取9.8m/s2，选项B错误；C.物体开始下落时速度为零，加速度为g，不为零，选项C错误；D.自由落体运动是初速度为零，加速度为g的匀变速运动，物体竖直向下的运动不一定是自由落体运动，选项D错误.
2.C
【解析】
铜球在较小倾角斜面上的运动情况，发现铜球做的是匀变速直线运动，且铜球加速度随斜面倾角的增大而增大，倾角最大的情况就是90°时，这时物体做自由落体运动，由此得出的结论是自由落体运动是一种匀变速直线运动，故C正确，ABD错误。
故选C。
3.B
【解析】根据竖直上抛运动的对称性，上升过程的最后1s和自由下落的第1s是可逆过程，所以v＝gt＝10×1m/s＝10m/s，
h＝gt2＝×10×12m＝5m。
故答案为：B
4.D
5.D
【解析】自由落体运动是竖直向下的v0=0、a=g的匀加速直线运动，A项正确;根据匀变速直线运动规律，在开始连续的三个1s内，物体通过的位移之比是1∶3∶5，B项正确;在开始连续的三个1s末，物体的速度大小之比是1∶2∶3，C项正确;物体从开始运动到距下落点5m、10m、15m所经历的时间之比为1∶∶，D项错误。
6.D
【解析】
由得
故选D。
7.C
【解析】根据自由落体运动的位移规律可得h=gt2,物体下落的位移为
h'=g2=h,此时,物体离地的高度h0=h-h'=h,选项C正确.
8.C
【解析】
石子做自由落体运动，它留下径迹AB的对应运动时间即为照相机的曝光时间.设开始下落点为O.由照片可以看出，AB长对应两块砖的厚度，即AB的实际长度为：AB=6×2cm=0.12m，则0A=1.8m，OB=1.92m，由OA=知，从O到A的时间为：tA==0.6s，从O到B的时间为：tB==0.62s所以曝光时间为：△t=tB-tA=0.02s.故选C.
9.D
【解析】由于人耳能区分两个声音的时间差为0.1s，因此两滴水落到盘子的时间差必须不小于0.1s，则水龙头距盘子的距离至少为h＝gt2＝0.05m。人耳听到水击盘声的时间差与水龙头距人耳的距离无关。
当听到n次声音时，时间间隔为。
h＝g()2，则g＝。
10.C
【解析】
A、A和B均从静止开始做自由落体运动，当B先释放，故在B到达A释放时已经有一个初速度，此后都有相同的位移h，可知B运动时间短，落地速度，B的落地速度更大，A、B均错误.C、A释放前，B做自由落体运动，则B相对于A在做匀加速直线运动，C正确.D、A释放后，两物体都做加速度相同为g的匀加速直线运动，则B相对于A以匀速远离，D错误.故选C.
11.B
【解析】甲、乙两球同时做初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动，所以下落过程的任一时刻两者的加速度相同、速度相同，但整个过程中的平均速度等于末速度的一半，与下落高度有关，故B项正确。
12.D
【解析】由于人耳能区分两个声音的时间差为0.1s，因此两滴水落到盘子的时间差必须不小于0.1s，则水龙头距盘子的距离至少为h＝12gt2＝0.05m.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＝12gtn－12，g＝2h(n－1t2.
二、填空题
13.6.5s
【解析】
[1]设物体在空中运动的总时间为，则有
解得
14.31.2530
【解析】
[1]由速度﹣位移关系可得石块上升离平台的最大高度为
[2]小石子在抛出3s时距抛出点的高度为
h=v0t﹣gt2=25×3m﹣×10×32m=30m
15.1：21：3
【解析】
[1]雨滴由静止下落，不受空气阻力作用，属于自由落体运动，由
可知，第1s末与第2s末的速度大小之比为1:2；
[2]由位移公式
可知，第1s内位移大小为，前2s内位移大小为，第2s内的位移大小为，因此第1s内与第2s内的位移大小之比为1:3。
三、解答题
16.解：铁球做自由落体运动，已知运动的时间为3s，则井深为：
17.解：设下落时间为t，落地速度为vH-h=35m
t=4s
落地速度v=gt=40m/s
【分析】利用位移公式结合速度公式可以求出落地速度和运动的时间。
18.解：设物体落到地面用了t秒，下落了x米，
则由
可得，t=3s，x=45m.
19.7.3m/s
【解析】12层楼共高h＝11×3m＝33m，
下落时间t1＝2hg＝2×3310s≈2.57s，
人跑动时间t2＝t1－t反＝2.57s－1.2s＝1.37s，
人跑动的最小速度v＝st2＝101.37m/s≈7.3m/s
20.(1)6s(2)5m/s2
【解析】(1)跳楼机先做自由落体运动至最大时速后立即做匀减速运动，落地时速度恰好减为零，此种情况对应的时间最短。全程的平均速度＝vm＝10m/s，最短时间tmin＝＝s＝6s。
(2)自由下落时间t1＝＝s＝2s，故减速过程的最短时间t2＝tmin－t1＝4s，最大加速度am＝=5m/s2。