2024-2025学年新教材高中物理第二章匀变速直线运动的研究4自由落体运动分层集训含解析新人教版必修第一册

PAGE7-自由落体运动[合格达标练]题组一自由落体运动和自由落体加速度的理解1．下列对物体做自由落体运动的说法中正确的是()A．物体自由下落时，速度为0，加速度也为0B．物体下落过程中速度增大，加速度大小保持不变，方向变更C．物体下落过程中，速度和加速度同时增大D．物体下落过程中，速度的变更率是个恒量2．某同学摇动苹果树时，一个苹果和一片树叶从同一高度处同时由静止落向地面．下列说法正确的是()A．苹果和树叶都是自由落体运动B．苹果和树叶都不能看成自由落体运动C．假如地球上没有空气，则苹果和树叶会同时落地D．由于苹果受到空气阻力，所以苹果不能看作自由落体3．下列关于自由落体运动的说法中正确的是(g取9.8m/s2)()A．自由落体运动是一种匀速运动B．下落过程中，物体速度每秒增加9.8m/sC．物体越重，下落得越快D．物体刚下落时，速度和加速度都为零4．拿一个长约1.5m的玻璃筒，一端封闭，另一端有开关，把金属片和小羽毛放到玻璃筒里，把玻璃筒倒立过来，视察它们下落的状况．然后把玻璃筒里的空气抽出，再把玻璃筒倒立过来，再次视察它们下落的状况．下列说法正确的是()A．玻璃筒充溢空气时，金属片和小羽毛下落得一样快B．玻璃筒充溢空气时，金属片和小羽毛均做自由落体运动C．玻璃筒抽出空气后，金属片和小羽毛下落一样快D．玻璃筒抽出空气后，金属片比小羽毛下落快题组二自由落体运动的规律5．下图是某探讨者在地面上拍摄的小球做自由落体运动的频闪照片．假设在月球上运用相同的设备，并保持频闪光源闪光的时间间隔不变，拍摄小球在月球表面做自由落体运动的频闪照片，可能是图中的()6.如图所示，质量不同的两个小球从同一高度同时做自由落体运动，则()A．质量大的下落得快B．质量小的下落得快C．两球下落的时间相同D．两球下落的加速度不同7．小球在离地面不同高度处同时从静止释放，不计空气阻力，从起先运动的时刻起每隔相等的时间间隔，小球将依次遇到地面，则如下所示各图中，能大致正确反映出刚起先运动时各小球相对地面的高度的是()8.如图是用频闪周期为t的相机拍摄的一张真空中羽毛与苹果自由下落的局部频闪照片．关于供应的信息及相关数据处理，下列说法中正确的是()A．肯定满意关系x1:x2:x3＝1:4:9B．肯定满意关系x1:x2:x3＝1:3:5C．苹果下落的加速度大小为eq\f(x3－x1,2Δt2)D．羽毛下落的加速度大小为eq\f(2x2,Δt2)9．一名航天员在某星球上完成自由落体运动试验，让一个质量为1kg的小球从肯定的高度自由下落，测得在第5s内的位移是18m，则()A．小球在2s末的速度为20m/sB．小球在第5s内的平均速度是3.6m/sC．该星球上的重力加速度为5m/s2D.小球在5s内的位移是50m题组三重力加速度的测量10．某同学运用打点计时器测量当地的重力加速度．(1)请完成以下主要试验步骤：按图(a)安装试验器材并连接电源；竖直提起系有重物的纸带，使重物__________(填“靠近”或“远离”)计时器下端；________，________，使重物自由下落；关闭电源，取出纸带；换新纸带重复试验．(2)图(b)和(c)是试验获得的两条纸带，应选取________(填“(b)”或“(c)”)来计算重力加速度．在试验操作和数据处理都正确的状况下，得到的结果仍小于当地重力加速度，主要缘由是空气阻力和________________________________________________________________________．11．甲乙两位同学设计了利用数码相机的连拍功能测重力加速度的试验．试验中，甲同学负责释放金属小球，乙同学负责在小球自由下落的时候拍照．已知相机每间隔0.1s拍1幅照片．(1)若要从拍得的照片中获得必要的信息，在此试验中还必需运用的器材是____________．(填正确答案标号)A．米尺B．秒表C．光电门D．天平(2)简述你选择的器材在本试验中的运用方法．________________________________________________________________________.(3)试验中两同学由连续3幅照片上小球的位置a、b和c得到ab＝24.5cm、ac＝58.7cm，则该地的重力加速度大小为g＝________m/s2.(保留2位有效数字)[素养提升练]12．(多选)如图所示，竖直方向上的线段AE被分成四个长度相等的部分，即AB＝BC＝CD＝DE.一物体从A点由静止释放，不计空气阻力，下列结论正确的是()A．物体通过每一部分的过程中速度增量相等B．物体到达各点的速度之比为vB:vC:vD:vE＝1:eq\r(2):eq\r(3):2C．物体从A点运动到E点的全过程平均速度eq\o(v,\s\up6(－))＝vBD．物体经过各段的时间之比为tAB:tBC:tCD:tDE＝1:3:5:713．(多选)小球从空中某处起先自由下落，与水平地面碰撞后上升到空中某一高度处，此过程中小球速度随时间变更的关系如图所示，则()A．在下落和上升两个过程中，小球的加速度不同B．小球起先下落处离地面的高度为0.8mC．整个过程中小球的位移为1.0mD．整个过程中小球的平均速度大小为1m/s14．雨后，屋檐上还在不断滴着水滴，如图所示．小红仔细视察后发觉，这些水滴都是由静止起先下落的．她测得屋檐到窗台的距离H＝3.2m，窗户的高度为h＝1.4m．g取10m/s2，试计算：(1)水滴下落到窗台时的速度大小；(2)水滴经过窗户的时间．分层集训7自由落体运动1．解析：做自由落体运动的物体，加速度不变，速度增大，而速度的变更率为加速度，是恒量，故选项D正确．答案：D2．解析：苹果和树叶都受重力和空气阻力，但空气阻力相对苹果的重力来说很小，可以忽视不计，故苹果的运动可以看作自由落体运动，而树叶的运动不能看作自由落体运动，故A、B、D项错误；假如地球上没有空气，苹果和树叶都只受重力，都做自由落体运动，同时落地，故C项正确．答案：C3．解析：自由落体运动从静止起先运动，不行能是匀速运动，是初速度为零加速度为g的匀加速直线运动，故A项错误；加速度为g＝9.8m/s2，依据加速度的意义可知物体速度每秒增加9.8m/s，故B项正确；重力加速度与物体的质量无关，重物与轻物下落一样快，故C项错误；物体刚下落时，速度为零，而物体受到重力，加速度为g，故D项错误．答案：B4．解析：玻璃筒内有空气时，金属片和小羽毛因所受的重力和空气阻力不同，导致加速度不同，所以下落得不一样快，A、B错误．玻璃筒内没有空气时，金属片和小羽毛均做自由落体运动，加速度都为g，所以下落得一样快，C正确，D错误．答案：C5．解析：由h＝eq\f(1,2)gt2知g越小，相同的频闪时间内h越小，C正确．答案：C6．解析：两小球都做自由落体运动，加速度都为重力加速度g，因此两小球下落的快慢相同，选项A、B、D错误；依据自由落体运动的公式h＝eq\f(1,2)gt2可知t＝eq\r(\f(2h,g))，故两个物体同时落地，故C正确．答案：C7．解析：每隔相等的时间间隔小球依次遇到地面，可以知道第一个小球经过T时间落地，其次个小球落地的时间为2T，第三、四个小球落地的时间依次为3T、4T.各球位移之比为14916，故选项C正确．答案：C8．解析：由于这是局部照片，A点并不肯定是起点，故不能依据初速度为零的匀变速直线运动的位移规律求解，故A、B项均错误；由Δx＝at2可得：a＝eq\f(x3－x1,2Δt2)，故C项正确，D项错误．答案：C9．解析：第5s内的位移为前5s内的位移与前4s内的位移之差，故有eq\f(1,2)g(5s)2－eq\f(1,2)g(4s)2＝18m，解得g＝4m/s2，故小球在2s末的速度为v＝gt＝8m/s，小球在第5s内的平均速度为eq\o(v,\s\up6(－))＝eq\f(x,t)＝18m/s，小球在5s内的位移为x＝eq\f(1,2)g(5s)2＝50m，故D正确．答案：D10．解析：(1)为使纸带上打出的点较多，应使重物靠近打点计时器的下端，并先接通电源，后释放纸带，使重物自由下落．(2)由于重物下落过程做匀加速运动，因此打出的纸带上的点迹间隔应渐渐增大，故应选用题图(b)中的纸带．在试验操作和数据处理都正确的状况下，试验结果仍小于当地的重力加速度，主要缘由是空气阻力和纸带与打点计时器间的摩擦．答案：(1)靠近先接通电源再释放纸带(2)(b)纸带与打点计时器间的摩擦11．解析：(1)此试验用数码相机替代打点计时器，故试验原理是相同的，仍旧须要米尺来测量点与点之间的距离，故选A.(2)米尺在本试验中的运用方法为：将米尺竖直放置，使小球下落时尽量靠近米尺，这样便于测量连续几张照片上小球位置之间的距离．(3)利用逐差法Δx＝aT2求加速度a.则a＝eq\f(Δx,T2)＝eq\f(58.7－24.5－24.5×10－2m,0.1s2)＝9.7m/s2.答案：(1)A(2)将米尺竖直放置，使小球下落时尽量靠近米尺(3)9.712．解析：自由落体运动是匀加速直线运动，故通过相等位移对应的时间不相等，所以物体通过每一部分的过程中速度增量不相等，A错误；由v2＝2gh得，vBvCvDvE＝1eq\r(2)eq\r(3)2，B正确；因为hABhBE＝13，且物体做初速度为零的匀变速运动，所以B点对应AE的中间时刻，所以物体从A点运动到E点的全过程平均速度eq\o(v,\s\up6(－))＝vB，C正确；tABtBCtCDtDE＝1(eq\r(2)－1)(eq\r(3)－eq\r(2))(2－eq\r(3))，D错误．答案：BC13．解析：小球在下落和上升过程中，均只受重力作用，故加速度相同，A错误；小球在0.4s末落到地面，小球下落的距离h＝eq\f(1,2)×4×0.4m＝0.8m，故小球下落处离地高度为0.8m，B正确；小球反弹后上升的高度h′＝eq\f(1,2)×2×0.2m＝0.2m，故小球的位移为x＝0.6m，方向向下，C错误；整个过程中小球的平均速度eq\o(v,\s\up6(－))＝eq\f(x,t)＝eq\f(0.6,0.6)m/s＝1m/s，故D正确．答案：BD14．解析：(1)水滴下落至窗台通过的距离为H＝3.2m，由v