第二章 4 自由落体运动-【导与练】2023-2024学年高中物理必修第一册同步全程学习课时作业word（新教材，人教版）

4　自由落体运动 一、单项选择题:本题共6小题。每小题只有一个选项符合题目要求。 1.摇动苹果树时,苹果和树叶从同一高度同时由静止落向地面。下列说法正确的是(　B　) A.苹果和树叶下落的快慢程度一样 B.树叶下落更慢是由于树叶受到的空气阻力影响更大一些 C.苹果下落更快是由于苹果不受空气阻力 D.任何情况下苹果的下落都不能看作自由落体 解析:苹果和树叶在下落过程都受重力和空气阻力作用,但苹果受到的空气阻力相对于其受到的重力来说很小,可以忽略不计,故苹果的运动快一些,当空气阻力忽略不计时,苹果的运动可以看作自由落体运动,故A、C、D错误;树叶下落更慢是由于树叶受到的空气阻力影响更大一些,故B正确。 2.伽利略对自由落体运动的研究,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,下列说法正确的是(　A　) A.甲图是实验现象,可“冲淡”重力的作用,使实验现象更明显 B.通过上百次实验,伽利略得到:斜面的倾角一定,不同质量的小球从不同的高度滚落,小球的加速度是不同的 C.伽利略从实验得到结论:速度与位移成正比 D.丁图是实验现象,甲图是经过合理的逻辑推理得到的结论 解析:伽利略时代还无法直接测量瞬时速度,无法验证速度的变化规律,伽利略通过数学运算得到结论:若物体初速度为零,且速度随时间均匀变化,即v∝t,那么它通过的位移与所用时间的二次方成正比,即x∝t2。由于伽利略所处时代只能靠滴水计时,无法对自由落体运动进行时间测量,因此,伽利略让铜球沿阻力很小的斜面滚下,减小了下滑加速度,有效“冲淡”了重力的影响,使实验现象既明显又便于测量,故A正确;通过上百次的实验,伽利略得到结论:斜面倾角一定时,不同质量的小球从不同高度滚落的加速度相同,从而验证了小球的速度与时间成正比的设想,故B、C错误;甲、乙、丙均是实验现象,丁图是经过合理的外推得到的结论,故D错误。 3.假设航天员在某星球上做自由落体运动的实验,让一个质量为1 kg的小球从空中某一高度自由下落,测得在第5 s内的位移是4.5 m(未落地),则(　D　) A.小球在2 s末的速度是4 m/s B.小球在5 s末的速度是4.5 m/s C.该星球上的重力加速度为4.5 m/s2 D.小球在前5 s内的位移是12.5 m 解析:小球在第5 s内的平均速度=4.5 m/s,即4.5 s的瞬时速度为4.5 m/s,故在该星球上航天员所在处的重力加速度g0==1 m/s2;小球在2 s末、5 s末的速度分别是v2=g0t2=2 m/s,v5=g0t5=5 m/s,A、B、C错误;小球在前5 s内的位移x=g0=12.5 m,D正确。 4.如图所示的四幅图中,其中有一个图可以表示两个做自由落体运动的物体同时落地的vt图像(t0表示落地时刻),这个图是(　C　) 解析:自由落体运动的初速度为0,速度随时间均匀增大,加速度相同,所以图线的斜率相等;由同时落地可知两物体开始下落时一定存在时间差,在同一时刻结束运动,故C正确。 5.一条悬链长7.2 m,从悬挂点处断开,使其自由下落,不计空气阻力,则整条悬链通过悬挂点正下方20 m处的一点所需的时间是(g取10 m/s2)(　A　) A.0.4 s B.1.2 s C.1.6 s D.2.0 s 解析:设经时间t1链条的上端经过该点,经时间t2链条的下端经过该点,根据x=gt2,得t1==2 s,t2==1.6 s,则整条悬链通过悬挂点正下方20 m处的一点所需的时间是Δt=t1-t2=0.4 s,选项A正确。 6.如图甲为钟乳石的图片,钟乳石形态万千,浑然天成,绝对是大自然和时间的鬼斧神工。钟乳石的形成往往需要上万年或几十万年时间。每一个钟乳石开始于一滴载有矿物的水滴,当水滴落下,留下了很薄的一点方解石圈,接下来的水滴继续留下新的方解石圈,最终这些方解石圈形成非常细(0.5毫米)的中空的管子,俗称“苏打管”。如图乙所示为一水滴自由下落时的部分频闪照片示意图,A、B之间的实际距离为36 cm,B、C之间的实际距离为46 cm,重力加速度g取10 m/s2,下列说法正确的是(　B　) A.频闪仪每隔1 s闪光一次 B.拍摄A时水滴的速度大小为3.1 m/s C.拍摄B时水滴的速度大小为8.2 m/s D.水滴做自由落体运动的起点在A点正上方26 cm处　 解析:根据Δx=aT2,可得频闪仪的闪光周期T=== 0.1 s,即频闪仪每隔0.1 s闪光一次,故A错误;拍摄B时水滴的速度vB===4.1 m/s,拍摄A时水滴的速度大小为vA=vB-gT=4.1 m/s-10 m/s2×0.1 s=3.1 m/s,故B正确,C错误;由v2=2gx得xA==≈0.48 m=48 cm,所以水滴做自由落体运动的起点在A点正