2021-2022学年高一上学期物理鲁科版（2019）必修第一册 2.5自由落体运动度 跟踪训练（word解析版）

2.5自由落体运动度 跟踪训练（解析版）
1．关于自由落体运动，下列说法正确的是（　　）
A．物体质量越大下落得越快
B．物体刚下落时速度和加速度都为零
C．物体下落过程中，加速度越来越大
D．物体下落过程中，相等时间内的速度变化量相同
2．2021年4月某游客在扬州世园会乘坐热气球游玩，游客拍照时不小心将相机从距离地面30m处滑落，此时热气球上升的速度为5m/s，则相机落地时间约为（　　）
A．2s B．2.4s C．3s D．6s
3．如图所示，某运动员直立着将排球竖直向上垫起，垫起后2s内排球的位移为零，已知重力加速度，空气阻力忽略不计，排球可视为质点，则排球被垫起时的初速度大小为（　　）
A．5m/s B．10m/s C．15m/s D．20m/s
4．如图所示，在一端封闭、另一端有开关的牛顿管里，把形状和质量都不同的物体，如小金属片、小羽毛之内放于牛顿管，把牛顿管倒立过来，观察这些物理下落的快慢，符合实际情况的是（　　）
A．小金属片和小羽毛下落的快慢是随机的
B．牛顿管里空气被抽出（近似真空）后观察，它们下落的快慢还是随机的
C．牛顿管里空气被抽出（近似真空）后观察，还是小金属片下落得快
D．牛顿管里空气被抽出（近似真空）后观察，小金属片和羽毛下落一样快
5．小球做自由落体运动，与水平地面发生弹性碰撞。从释放小球开始计时，不计小球与地面发生碰撞的时间，取竖直向上为正方向，则小球运动的图像正确的是（　　）
A． B．
C． D．
6．一质点做自由落体运动，它在第几秒内的平均速度是其在第3秒内平均速度的3倍？（　　）
A．5 B．8 C．9 D．14
7．高空抛物的危害越来越受到人们的关注。若物体从45m高处由静止落下，不计空气阻力，取，则物体着地时速度的大小为（　　）
A．10m/s B．20m/s C．30m/s D．40m/s
8．物体做自由落体运动，2s内的平均速度为（g取10m/s2）（　　）
A．1m/s B．2 m/s C．10 m/s D．20 m/s
9．物体从某高处自由下落，下落过程中经过一个高为5m的窗户，窗户的上边缘距释放点为20m，已知它在落地前1s内共下落45m，g=10m/s2， 物体可视为质点，下列说法中正确的有（　　）
A．物体落地前2s内共下落80m
B．物体落地时速度为40m/s
C．物体下落后第1s内、第2s内、第3s内，每段位移之比为1∶2∶3
D．物体经过窗户所用的时间为2s
10．有一种“傻瓜”照相机，其光圈（进光孔径）随被摄物体的亮度自动调节，而快门（曝光时间）是固定不变的。为估测某架“傻瓜”照相机的曝光时间，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模糊的径迹。已知石子从地面以上2.5 m的高度下落，每块砖的平均厚度为6 cm，请估算这架照相机的曝光时间为（　　）
A．0.01s B．0.02s
C．0.1s D．0.2s
11．下列各图中，以竖直向上为正方向，其中表示做自由落体运动的物体v-t图像正确的是（　　）
A． B．
C． D．
12．如图所示，乙球静止于地面上，甲球位于乙球正上方h处，现从地面上竖直上抛乙球，初速度，同时让甲球自由下落，不计空气阻力。（取，甲乙两球可看作质点）下列说法正确的是（　　）
A．无论h为何值，甲乙两球一定能在空中相遇
B．当时，乙球恰好在最高点与甲球相遇
C．当时，乙球能在下降过程中与甲球相遇
D．当时，乙球能在上升过程中与甲球相遇
13．从高为20m的位置以20m/s的初速度竖直上抛一物体，g取10m/s2，当物体到抛出点距离为15m时，所经历的时间可能是（　　）
A．1s B．2s C．3s D．（2-）s
14．气球以=10m/s的速度匀速竖直上升，气球下面挂一重物。在重物上升到175m高处时，系重物的绳子断了。g取10m/s2，则（　　）
A．从这时刻算起，重物经过s落到地面
B．从这时刻算起，重物经过7s落到地面
C．重物落地时的速度为60m/s
D．重物落地时的速度为70m/s
15．如图是小球自由下落的频闪照片。频闪仪每隔0.04s闪光一次。照片中的数字是小球距释放点的距离。由题目的已知条件和照片所给的信息，可以判断出（　　）
A．照片中数字的单位是mm
B．小球受到的空气阻力不可忽略
C．无法求出小球运动到A位置的速度
D．释放小球的瞬间频闪仪刚好闪光
16．从离地面80m的空中自由落下一个小球，取g=10m/s2，则小球经过____________s时间落到地面；落地前1s内的位移为_____________m。
17．在地质、地震、勘探、气象和地球物理等领域的研究中，需要精确的重力加速度g值，g值可由实验精确测定。近年来测g值的一种方法叫“对称自由下落法”，它是将测g归于测长度和时间，以稳定的氦氖激光波长为长度标准，用光学干涉的方法测距离，以铷原子钟或其它手段测时间，能将g值测得很准。具体做法是：将真空长直管沿竖直方向放置，自其中O点向上抛出小球，小球又落至原处的时间为T2，在小球运动过程中经过比O点高H 的P点，小球离开P点至又回到P点所用的时间 为T1，测得T1、T2和H，可求得g等于______
18．在一次低空跳伞演练中，当直升机悬停在离地面224m高处时，伞兵离开飞机做自由落体运动。运动一段时间后，打开降落伞，展伞后伞兵以12.5m/s2的加速度匀减速下降。为了伞兵的安全，要求伞兵落地速度最大不得超过5m/s。（g取10m/s2）求：伞兵展伞时，离地面的高度至少为多少？着地时相当于从多高处自由落下？
19．原地起跳时，先屈腿下蹲，然后突然蹬地。从开始蹬地到离地是加速过程（视为匀加速），加速过程中重心上升的距离称为“加速距离”。离地后重心继续上升，在此过程中重心上升的最大距离称为“竖直高度”。现有下列数据：人原地上跳的“加速距离”d1=0.50m，“竖直高度”h1=1.0m；跳蚤原地上跳的“加速距离”d2=0.00080m，“竖直高度”h2=0.10m。求
（1）跳蚤的加速度以及能达到的最大速度；
（2）假想人具有的加速度能达到跳蚤起跳加速度的，而“加速距离”仍为0.50m，人上跳的“竖直高度”是多少？
20．一个做自由落体运动的小球，下落2s后砸坏并穿过一水平放置在空中的玻璃板，因此小球失去的速度，如果小球又用了2s到达地面，（g=10m/s2）求：
（1）小球刚到达玻璃板时的速度大小。
（2）玻璃板到地面的高度。
参考答案
1．D
【详解】
A. 做自由落体运动的物体的加速度均为g，则轻重物体下落的同样快，选项A错误；
B. 物体刚下落时速度为零，但是加速度不为零，选项B错误；
C. 物体下落过程中，加速度始终不变，选项C错误；
D. 物体下落过程中，因加速度不变，则根据
?v=gt
可知，相等时间内的速度变化量相同，选项D正确。
故选D。
2．C
【详解】
相机做竖直上抛运动，根据
则
解得
舍去
故选C。
3．B
【详解】
排球垫起后2s内小球的位移为零，则排球上升时间为1s，所以排球初速度
故选B。
4．D
【详解】
A．牛顿管里有空气时，由于空气阻力的影响，金属片的加速度大于羽毛的加速度，金属片下落的快；
BCD．?牛顿管空气抽空后，金属片和羽毛都做自由落体运动，下落时间相同，BC错误，D正确；
故选D。
5．D
【详解】
小球做自由落体运动，速度向下逐渐增大；与地面碰撞时，速度大小不变，但方向发生突变；反弹后竖直上抛运动，上升过程速度逐渐减小到零。之后再重复这种运动。
故选D。
6．B
【详解】
自由落体运动为初速度为零的匀加速直线运动，每一秒时间相同，故每一秒内的平均速度与位移成正比，相同时间的位移比为
1：3：5：7(2n-1) n=1,2,3
由题意可得
解得
n=8
即第8秒内的平均速度是第3秒内的平均速度的3倍，B正确。
故选B。
7．C
【详解】
由速度和位移的关系得
代入数据可得
故C正确，ABD错误。
故选C。
8．C
【详解】
匀变速直线运动，平均速度等于中间时刻的瞬时速度，所以2s内的平均速度等于1s时刻的瞬时速度，即
ABD错误，C正确。
故选C。
9．A
【详解】
A．设物体落地前第2s内下落的高度为h，根据运动学公式可得
解得
h=35m
所以物体落地前2s内共下落
故A正确；
B．物体落地前1s初的瞬时速度大小为
物体落地时的速度大小为
故B错误；
C．根据自由落体运动规律可知物体下落后第1s内、第2s内、第3s内，每段位移之比为1∶3∶5，故C错误；
D．设物体开始下落到运动至窗户上边缘的时间为t1，到运动至窗户下边缘的时间为t2，则有
联立以上两式可得物体经过窗户所用的时间为
故D错误。
故选A。
10．B
【详解】
解法一（公式法）：图中AB的实际长度为，A到地面的高度
B到地面的高度
则
由得
由得
曝光时间
故选B。
解法二（估算法）：自由落体运动到A点的速度为
因为0.12 m远小于1.99 m，故可以近似地将AB段当作匀速直线运动，故
故选B。
11．B
【详解】
以竖直向上为正方向，则自由落体运动的速度向下，为负值，根据
v=gt
可知，图像B正确。
故选B。
12．BCD
【详解】
A．设两球在空中相遇，所需时间为t，根据运动学公式可得
可得
而乙球的落地时间
两球在空中相遇的条件是
整理得
A错误；
B．若两球恰好在最高点相遇，满足的条件是
代入数据整理得
B正确；
C．由于
可得乙球能在下降过程中与甲球相遇，C正确；
D．当时，乙球还没有上升到最高点就与甲球相遇，D正确。
故选BCD。
13．AC
【详解】
取竖直向上方向为正方向，当物体运动到抛出点上方离抛出点15m时，位移为
x=15m
由竖直上抛运动的位移公式得
解得
t1=1s，t2=3s
当物体运动到抛出点下方离抛出点15m时，位移为
x′=－15m
由解得
或(负值舍去)
选项A、C正确，BD错误。
故选AC。
14．BC
【详解】
AB．取向下的方向为正方向，由
代值求得
故A错误，B正确；
CD．由
可得
故C正确，D错误。
故选BC。
15．BD
【详解】
AD．根据自由落体的位移公式
知道在最初的0.04s下落的位移约为0.008m，，所以照片中单位是cm，且释放小球的瞬间频闪仪刚好闪光A错误，D正确；
B．利用最后一个点，根据
算出

球受到的空气阻力不可忽略，B正确；
C．根据v2 = 2gx，可以算出A的速度，选项C错误。
故选BD。
16．4 35
【详解】
[1]小球落地的时间
[2]落地前1s内的位移为
17．
【详解】
将小球的运动分解为竖直向上的匀减速直线运动和竖直向下的自由落体运动，根据根据对称性，上升时间等于下落时间， 则从最高点下落到O点所用时间为T2/2，距离O点的高度为L，则
从最高点下落到P点所用时间为T1/2，则
联立解得
18．99m，1.25m
【详解】
设伞兵展伞时，离地面的高度至少为h，此时速度为v0，则有
联立解得
以5 m/s的速度落地相当于从h1高处自由落下
19．（1）；（2）6.25m
【详解】
（1）设跳蚤加速度为a，且设跳蚤离地时候速度最大为v，则
0-v2=-2gh2
v2-0=2ad2
解得跳蚤能达到的最大速度
加速度
a=1250m/s2
（2）假想人具有的加速度能达到跳蚤起跳加速度的，则设人离开地面时速度为v1，最大高度为H，则
v12=2a′d1
0?v12=?2gH
其中a′=125m/s2，解得
H=6.25m
20．（1）20m/s；（2）30m
【详解】
（1）小球刚刚砸上玻璃板时的速度大小为
（2）失去四分之三的速度后
因为又用了2s，所以根据位移公式可得玻璃板到地面的高度为