2020届高三物理二轮专题复习-自由落体运动及其研究

第=page22页，共=sectionpages22页第=page11页，共=sectionpages11页2020届高三物理二轮专题复习——自由落体运动及其研究一、单选题（本大题共7小题，共28分）如图所示，在一个桌面上方有三个金属小球a、b、c，离桌面高度分别h1：h2：h3=3：2：1.若先后顺次释放a、b、cA.三者到达桌面时的速度之比是3：2：1

B.三者运动的平均速度之比是3：2：1

C.b与a开始下落的时间差小于c与b开始下落的时间差

D.b与a开始下落的时间差大于c与b开始下落的时间差一物体从高处自由下落，经2秒落地，则该物体下落1秒时，离地高度是(    )(g=10m/sA.5米 B.10米 C.15米 D.18米一石块由高出地面H处做自由落体运动，当它的速度大小等于落地速度的一半时，距离地面的高度为(    )A.H4 B.H2 C.3H4关于自由落体运动(g取10m/s2)，下列说法中不正确的是A.它是竖直向下的、v0=0、a=g的匀加速直线运动

B.在开始连续的三个1

s内通过的位移之比是1：3：5

C.在开始连续的三个1

s末的速度大小之比是1：2：3

D.从开始运动到距下落点5

m、10

m、15

m所经历的时间之比为1：2一个物体做自由落体运动，取g=10m/s2，则第2s末物体速度的大小为(    )A.10

m/s B.20

m/s C.30

m/s D.40

m/s蹦极”被称为是“勇敢者的游戏”。游乐园中的“蹦极”游戏一般是先将游客提升到几十米高处，然后突然释放，开始一阶段，游客作自由落体运动．在刚释放后的瞬间(    )A.游客的速度和加速度均为零 B.游客的速度为零，加速度不为零

C.游客的速度不为零，加速度为零 D.游客的速度和加速度均不为零关于自由落体运动，下列说法中正确的是(

)A.在空气中不考虑空气阻力的运动是自由落体运动

B.物体的质量越大，自由下落的加速度也越大

C.在地球表面上各处，物体自由落体加速度的大小相等

D.在同一地点，任何物体自由下落的加速度都相同二、多选题（本大题共5小题，共20分）从地面竖直上抛一物体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，则下列说法正确的是(    )A.两物体在空中运动的时间相等

B.A上抛的初速度与B落地时速度大小相等，都是2v

C.A上升的最大高度等于B开始下落时的高度

D.两物体在空中同时达到的同一高度处一定是B开始下落时高度的中点伽利略对落体运动的研究，是科学实验和逻辑思维的完美结合，如图所示可大致表示其实验和思维的过程，对这一过程的分析，正确的是(    )

A.其中的甲图是实验现象，丁图是经过合理的外推得到的结论

B.其中的丁图是实验现象，甲图是经过合理的外推得到的结论

C.运用甲图的实验，可“冲淡”重力的作用，使实验现象更明显

D.运用丁图的实验，可“冲淡”重力的作用，使实验现象更明显不计空气阻力，同时将一重一轻两石块从同一高度自由释放，则(    )A.在任一时刻两石块具有相同的加速度、位移和速度

B.在下落的这段时间内两石块的平均速度相等

C.对任一石块在第1

s内、第2

s内、第3

s内的位移之比为1：4：9

D.重的石块下落得快，轻的石块下落得慢为了测出楼房的高度，让一石块从楼顶自由落下(不计空气阻力)，测出下列哪一个物理量就可以算出楼房的高度；(当地的重力加速度已知)(    )A.石块开始下落第一秒内的位移 B.石块下落过程的平均速度

C.石块落地前最后一秒的位移 D.石块着地之前空中某点的速度在近地空中某一位置处有A、B两个小球，先让A球自由下落1s后，再让B球开始自由下落．在A球落地前，下列说法正确的是(    )A.A，B两球间的距离保持不变 B.A，B两球间的距离逐渐增大

C.A球相对于B球匀速下降 D.A球相对于B球加速下降三、填空题（本大题共2小题，共8.0分）一物体作自由落体运动，落地时的速度为30m/s，则它下落高度是______m，它在前2s内的平均速度为______m/s．一个物体从塔顶自由下落，在到达地面前最后1s内通过的位移是整个位移的925则塔高为______m.

(g=10m/s四、实验题（本大题共1小题，共12分）某同学利用光电传感器设计了测定重力加速度的实验，实验装置如图1所示，实验器材有铁架台、光电计时器、小钢球等．铁架台上端固定一个电磁铁，通电时，小钢球被吸在电磁铁上，断电时，小钢球自由下落．

(1)先将光电门固定在A处，光电计时器记录下小球经过光电门的时间△t0，量出小球释放点距A的距离为h0，测出小球的直径d(d远小于h0).则小球运动到光电门处的瞬时速度v= ______，当地的重力加速度为g= ______.(用题中所给字母表示)

(2)由于直尺的长度限制，该同学改测光电门位置与其正上方固定点P(图中未画出)之间的距离h，并记录小球通过光电门的时间△t.移动光电门在竖直杆上的位置，进行多次实验．利用实验数据绘制出如图2所示的图象，已知图象斜率为k，纵截距为b，根据图象可知重力加速度g= 五、计算题（本大题共3小题，共40分）从离地面高为H=80m的高空自由下落一个小球，(取g=10m/s2.)求：

(1)小球经过多长时间落到地面；

(2)小球落地的速度大小；

(3)小球最后1s内下落的位移．

一个小球从离地面180m处做自由落体运动，g取10m/s2，求：

(1)小球经多长时间落地？

(2)落地时的速度是多少？

(3)小球在落地前2s内的位移？

从离地125m的空中由静止开始自由落下一个小球，g取10m/s2，求：

(1)经过多长时间小球落到地面；

(2)从开始下落的时刻起，小球在第1s内通过的位移；

(3)小球落地前最后1s内的位移．

答案和解析1.【答案】D

【解析】解：A.下落过程中，机械能守恒，故有mgh=12mv2，解得v=2gh，所以三者到达桌面时的速度之比是h1：h2：h3=3：2：1，故A正确；

B.三者都做匀变速直线运动，初速度为零，所v−=v2，故平均速度之比为h1：h2：h3，故B正确；

CD.根据【解析】【分析】根据h=gt22求出下落的高度，然后再根据该公式求出1【解答】物体2s内的位移为：H=12gt2=40m；物体第一秒的位移为：h=12×10×1m=5m；故物体下落1

3.【答案】C

【解析】【分析】

自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，根据速度位移关系公式列式求解即可。

本题关键是明确自由落体运动的运动性质，然后根据速度位移关系公式列式求解。

【解答】

根据速度位移关系，全程有：

v2=2gH

前半程：(v2)2=2gH′

联立解得：

故离地高度为：H1=H−H′=34H，故ABD错误，【解析】解：A、自由落体运动是指物体在仅受重力的情况下由静止开始的匀变速直线运动，其下落的加速度a=g，故A正确；

B、自由落体运动在开始通过连续相等时间内的位移比为1：3：5：7…故B正确．

C、根据v=gt，知自由落体运动在开始连续通过相等时间末的速度比为1：2：3：4…故C正确．

D、根据t=2hg可知，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，故D不正确．

因选不正确，故选：D

自由落体的初速度为零，加速度是重力加速度；由初速度为零的匀加速度直线运动的推论，知其相等时间内位移之比为奇数比即1：3：5：7；由匀变速直线运动的规律可得出时间之比．

解决本题的关键掌握初速度为0的匀加速直线运动的一些特殊推论，在开始通过连续相等时间内的位移比为1：3：5：7…，在开始连续通过相等时间末的速度比为1：2：3：4…

5.【答案】【解析】解：第2s末物体的速度大小v=gt=10×2m/s=20m/s.故B正确，A、C、D错误．

故选：B．

自由落体运动做初速度为零，加速度为g的匀加速直线运动，根据速度时间公式求出第2s末的速度．

解决本题的关键知道自由落体运动的运动规律，结合运动学公式灵活求解，基础题．

6.【答案】B

【解析】本题主要考查了自由落体运动的速度和加速度的特点。由静止释放，所以初速度为零；只受重力，故根据牛顿第二定律可得加速度为重力加速度，不为零，故B正确。

故选B。物体的加速度是瞬时对应关系，可以发生突变，但速度需要时间积累，不能突变。

7.【答案】D

【解析】本题主要考察对自由落体运动的理解自由落体运动是从静止开始、只受重力的运动A、在空气中不考虑空气阻力的运动，且无初速度，才是自由落体运动，故A错误；

B、轻与重物体下落的加速度相同，所以物体下落加速度与自身的质量无关，故B错误；

C、

在地球表面上各处，物体自由落体加速度的大小不等，两极最大，赤道最小，故C错误；

D、在同一地点，任何物体自由下落的加速度都相同，故D正确；

故选：D

8.【答案】BC

【解析】【分析】竖直上抛运动看成向上的加速度为−g的匀减速直线运动处理，根据两物体在空中同时到达同一高度求出运动经过的时间，由运动学公式和竖直上抛运动的对称性分析求解。

本题涉及两个物体运动的问题，关键要分析两物体运动的关系，也可以根据竖直上抛运动的对称性理解。

【解答】AB.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gt=v0−gt=v解得v0=2v，根据对称性和机械能守恒知，物体B落地的速度大小也为2v，根据竖直上抛运动的对称性可知，B自由落下到地面的速度为2v，在空中运动时间为tB=2vC.物体A能上升的最大高度hA(2v)22g=2v2g，B开始下落的高度hB=12g(2vg)2=2v2g，显然两者相等，故C正确；故选BC。

9.【答案】AC

【解析】【分析】根据伽利略斜面实验，结合数学知识和合理推导得出结论，是科学实验和逻辑思维的完美结合。本题考查了伽利略对自由落体运动的研究，要了解其研究过程为什么要“冲淡”重力的方法。【解析】AB.各图中，甲、乙、丙均是实验现象，丁图是经过合理外推得到的结论，故A正确，B错误；CD在伽利略的时代无法直接测定瞬时速度，就无法验证v与t成正比的思想，伽利略通过数学运算得到，若物体初速度为零，且速度随时间均匀变化，即v正比于t，那么它通过的位移与所用时间的二次方成正比，只要测出物体通过不同位移所用的时间就可以验证这个物体的速度是否随时间均匀变化．由于伽利略时代靠滴水计时，不能测量自由落体所用的时间，伽利略让铜球沿阻力很小的斜面滚下，由于沿斜面下滑时加速度减小，所用时间长得多，所以容易测量．这个方法叫“冲淡”重力，所以C正确，D错误。故选AC。

10.【答案】AB

【解析】解：A、轻重不同的物体自由下落的加速度相等，任一时刻速度、位移也相等．故A正确．

B、下落相等的时间，根据h=12gt2，知下落的位移相等，则平均速度相等．故B正确．

C、根据初速度为零的匀变速直线运动的推论知，在第1s内、第2s内、第3s内的位移之比为1：3：5.故C错误．

D、轻重不同的物体下落的快慢相同．故D错误．

故选：AB

轻重不同的物体做自由下落的加速度相等，都为g，根据匀变速直线运动的位移时间公式和速度时间公式比较任一时刻的位移和速度

解决本题的关键知道自由落体运动是初速度为零，加速度为g的匀加速直线运动．不管轻重如何，加速度相等【解析】【分析】通过自由落体运动的位移时间公式h= 1 2gt2和速度位移公式v2=2gh知，只要知道落地的速度或下落的时间，就可以求出楼房的高度；已知小球下落的初速度为0解题的关键需要我们对所有的物理规律，所有的物理量之间的关系要有清晰的理解。【解答】A.石块下落第一秒的位移h= 1 2gt2=5m，与运动总时间无关，故A错误；

B.由石块下落过程的平均速度：v− = gt2；求得下落时间，故可求得高度，故B正确；

C.设落地的总时间为t，落地前1s内的位移等于ts内的位移减去(t−1)s内的位移，从而可以求出运动的时间t，再根据位移时间公式h= 1 2gt2

12.【答案】BC

【解析】【分析】两个球都做自由落体运动，开始运动的时间相差1s，根据速度时间关系公式和位移时间关系公式列式求解即可。本题关键是根据自由落体运动的位移时间关系公式和速度时间关系公式求出位移差和速度差，然后分析讨论。【解答】AB.两个球都做自由落体运动，开始运动的时间相差1s，故Δh=12gt2CD.△v=gt−g(t−1)=g，故C正确，D错误。故选BC。

13.【答案】45；10；

【解析】解：落地时的速度为30m/s，根据速度位移关系公式v2=2gh，有：h=v22g=9002×10=45m；

2s末速度为：v=gt=20m/s；

前2s内的平均速度为：v=v0+v2=0+202m/s=10m/s；

故答案为：45，【解析】解：设物体运动的时间为t，塔高为h，则有：

h=12gt2

h′=12g(t−1)2

h−h′=925h

联立得：h=125m

故答案为：125．

设物体从塔顶落到地面所经历时间为t，则到达地面最后一秒内的位移等于ts内的位移减去(t−1)s内的位移，根据h=12gt2结合最后1(2)

【解析】【分析】(1)根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度求出小钢球运动到光电门处时的瞬时速度，根据速度位移公式求出当地的重力加速度；(2)根据速度位移公式表示出关系式即可判断。解答本题要知道极短时间内的平均速度可以代替瞬时速度，能根据自由落体运动的基本公式分析，难度不大，属于基础题。【解答】(1)球通过光电门时的速度v= d Δt0；

根据v2=2gh，解得g= v2 2h = d2 2hΔt2；

16.【答案】解：