2023北京高一（上）期末物理汇编：自由落体运动

2023北京高一（上）期末物理汇编

自由落体运动

一、单选题

1.（2023秋•北京石景山•高一统考期末）一石块做自由落体运动，当下落速度为u时，其下落时间/和下降

高度〃分别为（）

VV2VV2Vv2Vv2

A.^=—,//=—B.t=—9//=—C./=—,h=—D.，=一,h=—

2g2gg2g2ggss

2.（2023秋・北京海淀•高一统考期末）将一个物体（可视为质点）在仁0时刻由静止释放，物体做自由落

体运动，图中可能正确反映其速度丫、位移大随时间/变化关系f勺是（)

3.（2023秋・北京西城•高一统考期末）下图中。代表加速度、y代表速度、x代表位移、，代表时间，其中

符合自由落体运动的图像是（）

4.（2023秋.北京海淀•高一校考期末）小球从高空中某处以10m/s的初速度开始竖直向卜运动,取该处为

坐标原点，竖直向上为正方向，8取lOm/s?,小球只受重力。则开始运动后，小球在第3s内（）

A.路程为25m

B.位移为15m

C,速度改变量为30m/s

D.平均速度为-为m/s

5.（2023秋・北京东城•高一汇文中学校考期末）高空坠物非常危险，现在高层住宅越来越多因此人们一定

要有安全防范意识。假设某高层住宅，一共42层，顶层阳台上有一个0.5kg的花盆不小心掉下来，下落的

高度为125m,忽略空气阻力，g=10m/s2,下列说法正确的是（）

A.花盆落地的速度大小为5（）m/s

B.花盆落地的速度大小为10m/s

C.花盆下落的时间为10s

D.花盆下落的时间为12.5s

6.（2023秋・北京海淀•高一校考期末）“笛音雷”是春节期间常放的一种鞭炮，其着火后一段时间内的速度

一时间图像如图所示（不计空气阻力，取竖直向上为正方向），其中S时刻为笛音雷起飞时刻、OE段是斜

率大小为g的直线。则关于笛音雷的运动，下列说法正确的是（）

A.“笛音雷”在〃时刻加速度最小

B.“笛音雷”在/2时刻改变运动方向

C.“笛音雷”在门时刻彻底熄火

D./3T4时间内“笛音雷”做自由落体运动

二、多选题

7.（2023秋・北京丰台•高一北京市第十二中学校考期末）如图所示，甲同学用手拿着一把长50cm的直

尺，并使其处于竖直状态；乙同学把手放在直尺0刻度线位置做抓尺的准备。某时刻甲同学松开直尺，直

尺保持竖直状态下落，乙同学看到后立即用手抓直尺，手抓住直尺位置的刻度值为20cm；重复以上实

验，乙同学第二次手抓住直尺位置的刻度值为10cm,直尺下落过程中始终保持竖直状态。若从乙同学看

到甲同学松开直尺，到他抓住直尺所用时间叫“反应时间”，取重力加速度g=l（）m/s2。则下列说法中正确

的是（）

A.乙同学第一次的“反应时间”比第二次长

B.乙同学第一次抓住直尺之前的瞬间，直尺的速度的为4m/s

C.若将尺子上原来的长度值改为对应的“反应时间''值，该尺子“反应时间”的刻度值下面（靠近支持。刻

度线位置）密、上面疏

D.某同学的“反应时间”大于0.4s,则用该直尺将无法用上述方法测量他的“反应时间

8.（2023秋・北京大兴•高一统考期末）下雨天有雨水从屋檐滴下，屋檐到地面的距离为5.0m。已知重力加

速度g=9.8m/s2,则（）

A.雨滴到达地面所需的时间约01sB.雨滴到达地面所需的时间约1s

C.雨滴到达地面时的速度约lOm/sD.雨滴到达地面时的速度约5m/s

9.（2023秋・北京海淀•高一校考期末）利用水滴下落可以粗略测量重力加速度g的大小。调节家中水龙

头，让水一滴一滴地流出，在水龙头的正下方放一个盘子，调整盘子的高度，使一滴水刚碰到盘子时，恰

好有另一滴水刚开始下落，而空中还有一滴水正在下落。测出此时出水口到盘子的高度为儿从第1滴水

开始下落到第〃滴水刚落至盘中所用时间为上下列说法正确的是（）

A.每滴水下落时间为榜

B.相邻两滴水开始下落的时间间隔为信

C.第1滴水刚落至盘中时，第2滴水距盘子的距离为g

D.此地重力加速度的大小为妁嬖

2r

10.（2023秋・北京海淀•高一校考期末）在足够高的空中某点啜直上抛一物体，抛出后第5s内物体的位移大

小为4m,设物体抛出时的速度方向为正方向，忽略空气阻力的影响，g取lOm/s?。则关于物体的运动，下

列说法正确的是（）

A.物体的上升时间可能是4.9s

B.4s末的瞬时速度可能是Im/s

C.第5s内的平均速度一定是Tm/s

D.10s内位移可能为・100m

三、填空题

II.（2023秋・北京昌平•高一统考期末）疫情居家学习期间，小明同学利用水滴下落测量重力加速度。他先

调节水龙头，让水一滴一滴地流出。在水龙头的正下方放一个盘子，调整盘子的高度，使一个水滴碰到盘

子时，恰好有另一个水滴从水龙头开始下落，而空中还有两个正在下落的水滴。测出水龙头到盘子的距离

为鼠他再用手机中的秒表测时叵，从第1个水滴离开水龙头开时计时，到第〃个水滴落到盘子中，共用

时间为人该水龙头每滴一滴水的时间间隔是;测得的重力加速度为（用题目给

定的已知量表示）。

四、实验题

12.（2023秋・北京怀柔・高一统考期末）用图1所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律。

小车纸带打点计时器

图1图3

<0/L3CDL7

I（单位:cm）（

15.00■*+*—12.70"

7.109.10下10.8115.10

图2

7p、

1LJBCD1

\1\［（单位:cm）（

5.097.109.1011.0913.1015.10

图4

（1）除图1中标明的实验器材外，在下列仪器或器材中，还需要的两项是

A.电压合适的50Hz交流电源

B.电压可调的直流电源

C.刻度尺

D.螺旋测微器

E.天平（含祛码）

F.秒表

（2）甲同学安装并调整好实验器材。接通电源后，让拖着纸带的小车沿长木板运动，重生几次，打出若

干条纸带。从中选出了如图2所示的一条纸带并确定出。、A、B、C..计数点（相邻计数点间还有4个计

时点没有标出），图中标出了相邻计数点之间的距离。他根据纸带上的数据，尽可能精确地算出打下夙

C、D、E计数点时小车的瞬时速度，记录在表中，请你在表中补上A点的数据（结果俣留3位有效

数字）。

计数点ABCDE

瞬时速度0.8100.9961.1761.390

（3）乙同学也正确地完成了上述实验，得到了小车速度£随时间/变化的图线，如图3所示，他判断该小

车做匀变速直线运动，依据是o

A.图线表示小车通过的位移随时间均匀变化

B.该图线表示小车的瞬时速度随时间均匀变化

C.该图线表示小车的加速度随时间均匀变化

（4）丙同学也正确地完成了上述实验，选出了如图4所示的一条纸带并确定出。、A、B、C...计数点（相

邻计数点间还有4个计时点没有标出），图中标出了相邻计数点之间的距离。他根据纸带上的数据，算出

小车的加速度大小是m/s2o（结果保留2位有效数字）

（5）落体运动是特殊的匀加速直线运动。在研究落体运动时，伽利略认为最简单的猜想就是速度n正比于

通过的位移X或者所用的时间八他运用逻辑推理的方法，论证了速度I，正比于位移X的运动过程是不可能

的，论证过程如下：若速度正比于位移，设物体通过位移x时的速度为V,所用时间通过2倍位移

V

2A•时的速度按比例应为2口所用时间，,=学=2,这样一来，通过第1段位移X的时间〃与通过全程

2vv

的时间/2相同，进而得出通过第2段位移X不需要时间的荒谬结论。因此，落体运动中速度I，不能正比广

位移X。你是否同意上述伽利略的论证过程，请说明理由______O

五、解答题

13.（2023秋・北京昌平•高一统考期末）某同学参加社会实践活动时，需要测量一口枯井的深度。该同学让

一个小石块从井口自由落下，经过2s后听到石块落地的声音，重:力加速度g取

（1）估算枯井的深度回

（2）以上估算结果和实际并深相比偏大还是偏小？简要说明理由。

14.（2023秋♦北京顺义•高一统考期末）某物体在距离地面高度为力处从静止开始自由下落，下落过程可视

为自由落体运动，经过/=2.0s下落至地面。重力加速度g取IOm/s2,求：

（1）物体落地时速度的大小】，；

（2）物体刚开始下落时距离地面的高度从

15.（2023秋・北京密云•高一统考期末）为了测出井口到水面的距离，让一个小石块从井口自由落下，经过

1.0s后听到石块击水的声音。重力加速度g取lOm/s?。

（1）请你估算水面到井口的距离；

（2）若考虑声音在空气中传播需要一定的时间，估算值偏大还是偏小？请说明理由。

（2023秋・北京丰台•高一统考期末）如图所示，从高出地面3m的位置以大小为四的初速度竖直向上抛出

一个小球，它上升5m后回落，最后到达地面。以抛出点为原点建立坐标系，以竖直向上为正方向。（小球

运动过程中空气阻力不计，g取lOm/s?）

16.小球从抛出到落地过程中的位移是（）

A.13mB.-3mC.-5mD.0

17.小球向上运动和向下运动过程中的加速度分别为（）

A.10m/s2-10m/s2B.-10m/s2IOm/s2

C.IOm/s210m/s2D.-IOm/s2-10m/s2

18.关于小球的运动，下列说法正确的是（）

A.小球从最高点下落到抛出点用用时间为2s

B.小球从最高点下落到抛出点所用时间为1s

C.小球落回抛出点的速度小于狈

D.小球落到地面的速度小于v0

19.下列图像中，定性描述小球从抛出到落地过程速度与时间变化规律的是（）

20.（2023秋・北京朝阳•高一统考期末）在一次低空跳伞训练中，当直升飞机悬停在离地面”=300m高处

时，伞兵离开飞机竖直向下做自由落体运动，经过4=60s打开降落伞，开始做匀减速直线运动，且落地

速度刚好为零。取重力加速度gTOm/s?。求：

（1）打开降落伞时伞兵的速度也

（2）伞兵在空中运动的总时间

21.（2023秋・北京海淀•高一校考期末）甲物体从阳台由静止下落，已知甲在下落过程中最后2s的位移是

40m,8取10nVs2,试求：

（1）最后2s的平均速度；

（2）阳台离地面的高度;

22.（2023秋・北京海淀•高一校考期末）如图所示的无人机是•和能够垂直起降的小型遥控飞行器，在•次

训练使用中，，=（）时无人机在地面上从静止开始匀加速竖直向上起飞，，=5s时无人机出现故障突然失去

升力，此时离地面高度为/?=50m,无人机运动过程中所受空气阻力不计，g取10m/s"求：（结果可用根

式表示）

（1）无人机匀加速竖直向上起飞的加速度大小：

（2）无人机运动过程中离地面的最大高度；

（3）无人机坠落到地面时的速度。

23.（2023秋・北京怀柔・高一统考期末）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”照相机曝光时间，实验者从某砖墙前的高处使一

个石子自由落卜，拍摄石子在空中的照片如图，由于右子的运动，它在照片上留卜了一条模糊的径迹，已

知每块砖平均厚度为7.9cm,径迹AB间的距离为两块砖平均厚度，拍摄到石子位置8距石子开始下落的

位置竖直距离约为3.2m,(g=10m/s2)求：

(1)石子经过3点的实际速度大小；

(2)计算这架照相机的曝光时间。

参考答案

1.B

【详解】根据/可得下落的时间

LV

g

根据声=2的可得下降的高度为

2g

故选Bo

2.B

【详解】AB.物体做自由落体运动，速度v随时间，变化关系u=g，，图像是过原点的倾斜的直线，故A

错误，B正确；

CD.物体做自由落体运动，位移x随时间，变化关系x=；g，2,图像是抛物线，故CD错误。

故选B。

3.B

【详解】自由落体运动是物体仅在重力作用下由静止开始下落的运动。

A.由于自由落体运动只受重力，则。=g不变，A错误；

BC.根据速度公式1，=/，可知自由落体运动的—I图像是一条过原点的倾斜的直线，B正确，C错误；

D.根据位移公式X=可知自由落体运动的x—/图像是一条开口向上的抛物线，D错误，

故选B。

4.D

【详解】AB.小球上升到最高点用时

/=—=Is

g

上升最大距离为

/?=—=5m

2

1~2s内，下降的距离为

.11«八・2一

/i,=-'=-x1Oxrm=5m

1~3s内，下降的距离为

/r=l^2=lxl0x22m=20m

22

则小球在第3s内路程为

5=//*—//=15m

在第3s内位移方向向下，应为负值，为

x=-s=-\5m

故AB错误；

C.在第3s内速度改变量为

Av=-^Ar=-10m/s

故C错误；

D.小球在第3s内的平均速度为

v=-=-15m/s

Ar

故D正确。

故选D。

5.A

【详解】AB.由自由落体规律有，花盆落地的速度大小为

v2=2gh

解得

v=50m/s

A正确；B错误；

CD.由速度时间公式得，花盆下落的时间为

v50

t=—=—s=5rs

gio

CD错误。

故选Ao

6.C

【详解】A.〃时刻的斜率不是最小的，所以〃时刻加速度不是最小的，故A错误；

B.及时刻速度的方向为正，仍旧往上运动，没有改变运动方向，故B错误：

C.从图中看出，“时刻开始做加速度不变的减速运动，所以“笛音雷”在订时刻彻底熄火，故C正确;

D./3T4时间内“笛音雷”做向上运动，速度方向为正，不可能做自由落体运动，故D错误。

故选C。

7.ACD

【详解】A.由自由落体位移计算公式

,12

h=Qg「

结合题意，第一次下落的位移较大，即第一次的“反应时间”比第二次长，故A正确；

B.由题意及

22

2gh=v-v0

可得，乙同学第一次抓住直尺之前的瞬间，直尺的速度的为

v=2m/s

故B错误；

C.若将尺子上原来的长度值改为对应的“反应时间”值，由上述分析可得

h=g娟

在相同的时间内，尺子下降的高度越来越大，即该尺子“反应时两'的刻度值下面(靠近支持。刻度线位

置)密、上面疏，故C正确；

D.由卜・述分析可得，当反应时间为0.4s时，尺子的位移为

%=8()67〃

此时已经超过了尺子的长度，所以无法测量其反应时间，故D正确。

故选ACDo

8.BC

【详解】AB.雨滴做自由落体运动，根据自由落体运动位移时间关系式可得

[2h]2x5,

故人错・，B正确；

CD.雨滴做自由落体运动，根据自由落体运动速度位移关系式可得

v=J2gh=J2x9.8x5«10m/s

故C正确，D错误。

故选BC.

9.BD

【详解】AB.根据自由落体运动公式，设每滴水下落时间为办，有

解得

相邻的两滴水时间间隔相同，则相邻两滴水开始卜落的时间间隔为

A错误，B正确；

C.可知第1滴水刚落至盘中时，第2滴水距盘子的距离为

2

/f=/2-l^AZ=2/2

C错误;

D.第1滴水到第〃滴水落到盘中时间间隔加的个数为n-l,则有

/=/()+(〃-1)△/=Q?+1)1/

同时根据前面分析有

加=斗=

联立解得

h(n+\)2

D正确。

故选BDo

10.AB

【洋解】A.根据竖直上抛公式，选择第4s末为初状态，则有在第5s内

12,

厂=4

或者

1,“

v0t--gr=-4

可解得

%=9〃?/s

或者

%=\m!s

根据运动学公式可知

乜=%+必

所以上升时间为4.9s或者4.1s,A正确。

B.由A可知，B正确。

C.平均速度的公式为

X

t

所以平均速度为4m/s或者-4m/s,C错误。

D.由A可知，第4s末的速度为

%=9mls

或者

%=\m!s

根据运动学公式可知

匕=%+〃

所以初始时刻的初速度为41m/s或者49m/s,根据竖直上抛公式

可知，位移为-10m或者-90m,D错误。

故选AB。

2(〃+2))

【详解】［1］从第一滴水离开水龙头开始，到第〃滴水落至盘中，即〃+3滴水离开水龙头，存在〃+2个时间

间隔，共用时间为则两滴水间的时间间隔为

⑵水从水龙头到盘子的时间为

.1,3

2/72/2(72+2)2

12.AC##CA0.605B2.0见解析

【详解】（1）［1］AB.打点计时器的工作电源是交流电，A正确.B错误；

CD.实验中测量纸带上计数点间的距离，可利用刻度尺，不需要用螺旋测微器，C正确，D错误;

E.实验中小车做变速运动即可，因此不需要天平测量重物的质量，E错误；

F.打点计时器是计时的仪器，故不需要停表，F错误。

故选ACo

⑵⑵电源的频率为50Hz,所以两相邻计数点的时间间隔为

T=5x0.02s=0.1s

匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于全程的平均速度，可知打A点时小车的瞬时速度为

(5.00+7.10)x10-2

------------』------m/s=0.605m/s

⑶⑶P-7图像表示速度随时间变化的关系，图像的斜率表示加速度，由图像可知斜率不变，加速度不

变，即速度随时间均匀变化，所以小车做匀变速直线运动。

故选B。

（4）［4］根据逐差法小车的加速度

(11.()9+13.10+15.10)xl()-2-(5.09+7.10+9.10)xl(r2

m/s2=2.0m/s2

9x0.12

（5）［5］若速度正比于位移，设物体通过位移工时的速度为i，，由于v是这一过程的末速度，而不是平均速

度，所以所用时间白工工，同理，通过2倍位移2%时的速度若为21，，所用时间4工多=二，区而无法得出

v2vv

如下结论：通过第1段位移X的时间〃与通过全程2r的时间，2相同，进而得出通过第2段位移x不需要时

间。所以不同意上述伽利略的论证过程。

13.(1)20m；(2)偏大，见解析

【详解】(1)假设石块做自由落体运动，则有

,12

h=Qgi-

解得枯井的深度为

〃=Lx10x2'm=20m

2

(2)如果考虑空气阻力影响的话，实际加速度满足

a<g=l()m/s2

如果考虑声音传播需要时间的话，石块实际下落时间

r<2s

则枯井的实际深度应满足

h=-ar<-x10x2?m=20m

22

所以计算的结果比实际深度偏大。

14.(1)20m/s；(2)20m

【详解】(1)根据

解得

v=20m/s

(2)根据

,10

h=-gt-

解得

/?=20m

15.(1)5m；(2)见解析

【详解】(1)小石块从井口自山落下，可认为做自山落体运动，则有

/?=—ez2=—xlOxl2m=5m

t22

可知水面到井口的距离为5m。

(2)若考虑声音在空气中传播需要一定的时间，则小石块实际下落时间小于1s,则有

11->I2

=—xlOxrm=5m

2

可知估算值偏大。

16.B17.D18.B19.D

【解析】16.以竖直向上为止方向，小球从抛出到落地过程中的位移是-3m。

故选Bo

17.小球做竖直上抛运动，加速度都为g,方向竖直向下，故小球向上运动和向卜运动过程中的加速度分

别为“Om/s?,-lOm/s2。

故选D。

18.AB.小球从最高点下落到抛出点,由自由落体运动公式

,12

所用时间为

7=1S

故A错误，B正确；

C.根据

22

v-v0=2gh

h=0

小球落回抛出点的速度等于血,故C错误；

D.根据

v2-%?=2gh

h=-3m,g=-10m/s2

小球落到地面的速度

V=7^+60>v0

故D错误.

故选Bo

19.小球从抛出到落地过程，加速度大小方向不变，先减速后反向加速，速度时间图像是一条倾斜直线。

故选D。

20.(1)60m/s,方向向下；(2)10s

【详解】(1)打开降落伞时伞兵的速度

v=gti-\0x6m/s=60m/s

方向向下

(2)打开降落伞时伞兵下落的距离

h=；gf；=180m

之后伞兵下落的平均速度

-v+0”

v=---=3()m/s

2

下落时间

H-h

—=-=4As

v

伞兵在空中运动的总时间

/=/1+/2=1Os

21.(1)20m/s；(2)45m

【详解】(l)根据题意，由平均速度公式