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2.2自由落体运动的规律(基础版)(解析版)
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.甲物体的质量是乙物体的3倍,它们同时从同一地点由静止下落,不计空气阻力,则下列说法正确的是( )
A.甲比乙先着地 B.下落过程中,甲比乙的加速度大
C.着地时,甲比乙速度大 D.下落过程中,两者始终有相同的位移
【答案】D
【详解】
A.甲乙两物体均做自由落体运动,根据
知,高度相同,则运动的时间相同,即甲乙同时落地,故A错误。
B.甲乙均做自由落体运动,加速度都为g,故B错误。
C.根据
知,甲乙落地的速度大小相等,故C错误。
D.两物体做自由落体运动,根据
v=gt
知,下落过程中任意时刻速度大小相等,根据
h=gt2
知,任意时刻两者有相同的位移,故D正确。
故选D。
2.如图所示为一个长约1.5 m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,把玻璃筒倒过来,观察它们下落的情况,然后把玻璃筒里的空气抽出,再把玻璃筒倒立过来,再次观察金属片和小羽毛下落的情况,下列说法正确的是( )
A.玻璃筒充满空气时,金属片和小羽毛下落得一样快
B.玻璃筒充满空气时,金属片和小羽毛均做自由落体运动
C.玻璃筒里的空气被抽出后,金属片和小羽毛下落得一样快
D.玻璃筒里的空气被抽出后,金属片比小羽毛下落得快
【答案】C
【详解】
AB.玻璃筒内有空气时,金属片和小羽毛由于受到空气阻力,不是自由落体运动,由于两者受空气阻力的影响不同,则下落得不一样快,故AB错误;
CD.玻璃筒内没有空气时,金属片和小羽毛都做自由落体运动,所以下落得一样快,故C正确,D错误。
故选C。
3.钢球A自塔顶自由落下2 m时,钢球B自离塔顶竖直距离为6 m的距离处自由落下,两钢球同时到达地面,不计空气阻力,g取10 m/s2,则塔高为( )
A.24 m B.15 m C.12 m D.8 m
【答案】D
【详解】
设钢球A下落h1=2 m时的速度为v1,则有
v1=gt1
h1=gt12
解得
v1=2 m/s
设A、B同时下落的时间为t,则有
h1+=h2+gt2
将h2=6 m代入解得
t=s
所以塔高
h=h2+gt2=8 m
选项D正确。
4.跳水运动员训练时从跳台双脚朝下自由落下,某同学利用手机的连拍功能,连拍了多张照片。从其中两张连续的照片中可知,运动员双脚离水面的实际高度分别为和。由此估算手机连拍时间间隔最接近以下哪个数值( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】
运动员做自由落体运动,下落到距水面为h1=6.8m时所需时间为t,则
下落的距水面为h2=5m时,下落的时间为 ,则
解得
故选D。
5.如图所示是自来水从水龙头稳定流出的情景图(水流本身已打马赛克)。假定水流聚拢成束,则水流在空中应该呈现出的形态是( )
A.上粗下细 B.上细下粗
C.中间粗两头细 D.上下一样粗
【答案】A
【详解】
流量等于流速乘以横截面积,即
水龙头流量Q不变,由于重力作用,流出龙头后的水自由下落,流速v变大,故横截面积S变小,即呈现上粗下细状态,A正确。
故选A。
6.一个小球在离地面一定高度的O点向下运动,第一次自由落体运动,第二次以第一次落地时的速度竖直向下做匀速直线运动,在O点的正下方有一点A,A与O的距离和A与地面的距离相等,则小球两次从O点到A点的时间比为( )
A.1:1 B.2:1 C. D.4:1
【答案】C
【详解】
设总高度为h,根据,可知第一次自由落体运动从O点到A点的时间时间
小球做自由落体运动,落地的速度为
第二次以第一次落地时的速度竖直向下做匀速直线运动,从O点到A点的时间时间
则
故选C。
7.在教室内拿两张同样大小的纸,将其中一张揉成一个纸团,让该纸团和另一张纸在同样的高度由静止同时释放,你将看到纸团先落地。若在月球表面做同样的实验(月球表面没有空气阻力),你将看到的是( )
A.纸团先落地 B.另一张纸先落地
C.两者同时落地 D.两者仍保持静止
【答案】C
【详解】
若在月球表面做同样的实验(月球表面没有空气阻力),由于两张纸均做相同的自由落体运动,加速度相同,高度相同,则下落的时间相同。
故选C。
8.根据高中所学知识可知,做自由落体运动的小球,将落在正下方位置。但实际上,赤道上方200m处无初速下落的小球将落在正下方位置偏东约6cm处,这一现象可解释为,除重力外,由于地球自转,下落过程小球还受到一个水平向东的“力”,该“力”与竖直方向的速度大小成正比,现将小球从赤道地面竖直上抛,考虑对称性,上升过程该“力”水平向西,则小球( )
A.到最高点时,水平方向的加速度和速度均为零
B.到最高点时,水平方