训练8自由落体运动-【勤径学升】2024-2025学年高中物理必修第一册同步练测（人教版2019）

训练八 自由落体运动 5.如图所示，某学习小组利用直 甲同学 基础练了学考测评 尺估测反应时间，甲同学捏住 1.关于自由落体运动，下列说法正确的是( 直尺上端，使直尺保持竖直， A.物体从静止开始下落的运动就叫作自 直尺零刻度线位于乙同学的 由落体运动 两指之间。当乙看见甲放开 乙同学 B.自由落体运动是物体不受任何作用力的 直尺时，立即用手指捏住直 运动 尺，根据乙手指所在位置计算 C.从静止开始下落的小钢球，因受空气阻 反应时间。为简化计算，某同学将直尺刻 力作用，不能看成自由落体运动 度进行了改进，以相等时间间隔在直尺的 D.从树上落下的树叶，因受空气阻力作用， 反面标记反应时间的刻度线，制作了“反应 不能看成自由落体运动 时间测量仪”，下列四幅图中刻度线标度正 2.关于自由落体运动，下列说法正确的是( 确的是 ) A.质量大的物体自由下落时加速度大 B.从水龙头上滴落的水滴的下落过程，可 以近似看成自由落体运动 0.2 0.2 C.一个棉花团由静止开始下落的运动是自 0.3 0. 03 由落体运动 0.2 D.雨滴经过窗子的这段运动可以看成是自 0.2 01 0.3 由落体运动 0■ 0.4 3.高速摄像机能够拍摄清晰的视频来记录高 B D 速运动物体的运动情况，一张照片，称为一 6.为了制止高楼住户向窗子外随意丢垃圾的 帧，将每一帧画面按照时间先后顺序播放， 陋习，有人提出如下设想：在底层住户窗子 形成我们看到的视频。某同学从楼顶由静 上、下边框安装光电探测装置，利用自由落 止释放一小球，并用高速摄像机拍摄到小 体运动规律发现丢弃物件住户所在的楼层 球从释放到落地的全过程。已知拍摄相邻 高度。设底层住户窗子上、下边框之间的 两帧画面的时间间隔为0.001s,利用软件 距离为0.8m,某日光电探测装置检测到 将视频中的每一帧画面提取出来，数出小 一个下落物经过该窗口的时间为0.025s, 球经过最高的一层时，共801帧画面，经过 试估计丢弃物件住户所在的楼层高度。 整栋楼时，共2401帧画面。若每层楼高度 g取9.8ms2。 相同，忽略空气阻力，g取10m/s2。则该 栋楼的楼层数为 A.3 B.8 C.9 D.10 4.(多选)每年7月份到9月份， 是我国沿海省份台风多发的 季节，每次在台风来临前，都 能力练丫索能将优 要及时检查一下家里阳台窗 台上的物品。若一生活小区 7.某电视台的一电视节目设计了“快步流星” 4楼阳台，有一质量为0.5kg 游戏，示意图如图所示，0刻度线正上方有 的塑料花盆不慎被风吹落，从静止开始自 排球，控制排球的按钮置于挑战区（刻度值 由下落。则 ) 大于8m的区域都是挑战区)。一游戏者 A.花盆经过约2.0s到达地面 将控制按钮置于10m刻度线处，他从16m B.花盆经过约1.4s到达地面 刻度线位置起跑，跑到10m刻度线处按下 C.花盆落地时速度大小约为14m/s 按钮，排球同时由静止开始自由下落，不考 D.花盆落地时速度大小约为20m/s 虑空气阻力：他运动至0刻度线时恰好接 15 高中物理·必修第一册（人教版） 到排球（即挑战成功）。若游戏者起跑的加 盘子里，调整水龙头，让前一滴水滴到盘 速度恒为6m/s2,加速到最大速度8m/s 子而听到声音时，后一滴水恰好离开水龙 后保持该速度不变，不计他按下按钮的时 头，从第1次听到水击盘声时开始计时， 间，重力加速度g取9.8m/s2,则排球下落 测出n次听到水击盘声的总时间为t,用 的高度约为 刻度尺量出水龙头到盘子的高度差为h, 排球 即可算出重力加速度。设人耳能区别两个 O 声音的时间间隔为0.1s,声速为340m/s。 ( R g取10m/s2,则 A.水龙头距人耳的距离至少为34m 17161514131211109876543210单位：m B.水龙头距盘子的距离至少为34m A.7.7m B.6.6m C.5.5m D.4.4m C.重力加速度的计算式为2m力 2 8.取一根长2m左右的细线、五个铁 ΦD5 垫圈和一个金属盘，在线端系上第 D.重力加速度的计算式为2n-1)h 一个垫圈，隔12cm再系一个，以 11.有一条竖直悬挂起来的长为 4 后垫圈之间的距离分别为36cm、 4.2m的细杆AB,在杆的正 60cm、84cm,如图所示。站在椅 3 下方离B端0.8m的地方， 子上，向上提起线的上端，让线自 本重2 有一个水平放置的圆环C, 51 由垂下，且第一个垫圈紧靠放在地 如图所示，若让杆自由下落 上的金属盘。松手后开始计时，若不计空 (g取10m/s),求： 气阻力，则第2、3、4、5个垫圈 (1)从杆下落开始，A端及B端到达圆环 A.落到盘上的时间间隔越来越大 所经历的时间。 B.落到盘上的时间间隔相等 (2)杆通过圆环的过程中所用时间。 C依次落到盘上的速率关系为12：、3：2 D.依次落到盘上的时间关系为1：(2一1)： (5-√2)：(2-√3) 9.(多选)科技馆中的一个 展品如图所示，在较暗处 有一个不断均匀滴水的 12.跳伞运动员做低空跳伞表演，他离开悬停的 水龙头，在一种特殊的间 飞机后先做自由落体运动，下落125m时打 歇闪光灯的照射下，若调 D190单位：cm 开降落伞，到达地面时速度减为 节间歇闪光时间间隔正 好与水滴从A下落到B的时间相同，可以 2m/s。如果运动员打开降落伞 后直至落地前可视为在做匀减 看到一种奇特的现象，水滴似乎不再下落， 速直线运动，加速度大小为 而是像固定在图中的A、B、C、D四个位置 12m/s2,重力加速度g取 77777n 不动，对出现的这种现象，下列描述正确的 10m/s2。求： 是(g=10mfs) () (1)运动员从离开飞机到打开降落伞过程 A.水滴在下落过程中通过相邻两点之间 的时间满足l<Lc<tm 的时间。 (2)运动员离开飞机时距地面的高度。 B间款发光的间隔时间是号。 C.水滴在相邻两点之间的位移满足xA#: xxxD=1:3:5 D.水滴在各点速度之比满足a:c:vD =1:4:9 10.滴水法测重力加速度的过程是这样的：让 水龙头的水一滴一滴地滴在其正下方的 16√2:√3:2:⋯:√n,则子弹依次进入四个水球的初速度之 比为2:3:√2:1,D错误；平均速度0=A ,因为子弹通 过连续相等位移所用时间不同，所以子弹在每个水球中 运动的平均速度不同，B错误；因为子弹通过连续相等 位移所用时间不同，由△v=a△t可知，子弹在每个水球 中的速度变化量不同，C错误。 9.BC卡车做匀减速运动，则有OM位移内的平均速度大 m=OM>5=M于MN位移内的平均速度，即 ,因 OM=MN,所以t?<t?,A错误，B正确；设卡车的加速度 大小为a,由速度与位移公式可得vm2—vo2=—2a· OM,vn2—vm=-2a·MN,因加速度大小相等，又OM =MN,所以有vo2—vm2=vm2—vn2,C正确；由速度与 时间公式有UM—vo=-at?,vN—Vm=-at?,因为t?< t?,所以v?—vm<vM—vn,D错误。 10.AD子弹做匀减速运动穿过第12块木板后速度变为 0,运用逆向思维法，子弹反向做初速度为零的匀加速 ns=2at2,当直线运动，设每块木板的厚度为s,则有 12s=2a2,穿过第1块木板后n=11,有n=12时，有 11=1×a,2,所以有z=√层,因此穿过第1块 i-√匮，木板所用的时间为 ,选项A正确，B错误；穿 3s=_at2,过前9块木板，即n=3,有 ,所以有t?=2, 即子弹穿过前9块木板所用的时间是1-壹=,选项 C错误，D正确。 11.解析(1)设车厢的长度为L,火车的节数为n,即火车 总长度为nL,第1节车厢经过他历时t?=2 s,全部车 厢经过他历时t?=8 s, L=2at,2=2a由位移—时间关系式得 ① nL=2at2=32a ② 由两式解得n=16。 (2)设前8节车厢经过人所用时间为tg,前9节车厢经 过人所用时间为t, 由位移—时间关系式得8L=2ats2 ③ 9L=1at, ④ 把①式分别代入③④解得 t?=√32 s=4√2 s,t,=6 s, 所以第9节车厢经过他所用时间 △t=t?-tg=(6-4√2)s≈0.34 s。 答案(1)16节(2)0.34 s 12.解析(1)司机反应时间内做匀速直线运动的位移是 x?=vt=10 m 加速过程：t=5 s-t?=4 s, 70 m-q?=t?+2a1t2, 代入数据解得a?=2.5 m/s2。 (2)汽车加速结束时通过的位移x?=v?t?+v?t?十 2a?t2=10 m+10×3 m+1×2×3'm=49 m, 此时离停车线间距为x?=70 m-x?=21 m, 此时速度为 v?=v?+a?t?=10 m/s+2×3 m/s=16 m/s, 匀减速过程2a?x?=v?2, 代入数据解得a=28m/s≈6.1m/s2。 答案(1)2.5m/s2(2)6.1 m/s2 训练八 自由落体运动 基础练学考测评 1.D根据自由落体运动的条件：初速度为0,只受重力作 用，选项A、B错误；从静止下落的小钢球，所受空气阻 力远小于重力，可看成自由落体运动，选项C错误；从树 上落下的树叶，所受空气阻力不能忽略，不能看成自由 落体运动，选项D正确。 2.B所有物体在同一地点的重力加速度相等，与物体的 质量大小无关，故A错误；从水龙头上滴落的水滴所受 空气阻力与重力相比可忽略不计，可认为只受重力作 用，故B正确；雨滴经过窗子的这段运动的初速度不为 零，因而不是自由落体运动，故D错误；如果空气阻力可 以忽略不计，从静止开始下落的物体的运动可以看成自 由落体运动，棉花下落，空气阻力不能忽略，故C错误。 3.C设一层楼高为h,该栋楼有x个层高，由题意得h= 2s2,其中t=800×0.001 s=0.8 s,zh=_st2,,其中 t?=2400×0.001s=2.4 s,解得x=9,故C正确，A、B、 D错误。 4.BC居民楼每层的高度大约为3 m,则从4楼阳台下落 h=2st2,的花盆的下落高度大约为10 m。根据 ,得t= √≈1.4 s,故A错误，B正确；由o=gt=10× 1.4 m/s=14 m/s,得花盆落地时速度大小约为14 m/s,故 C正确，D错误。 5.B由题可知，手的位置在开始时应放在零刻度处，所以 零刻度要在下边。根据物体做自由落体运动的位移h= 2s2,可知位移与时间的平方成正比，所以随时间的增 大，刻度尺上的间距增大，由以上的分析可知，只有选项 B正确。 6.解析 作为估计，可视物件经过窗子上、下边框之间的 过程为匀速运动，且速度等于经过窗子中心的速度v。 有0=A=0.025m/s=32 m/s, 故物件下落的高度(距窗中心) h=2g=2×9.8m≈52.2 m, 若大楼每层为3 m,则可估计是由18层住户所抛。 答案18层 能力练素能培优 7.A游戏者从起跑到达到最大速度，有v2=2ax,可知游 a?=16m<16 m-戏者加速到最大速度通过的位移为 10 m,故游戏者到达按钮处时已经达到最大速度，其从 按钮处运动到0刻度线位置所用的时间为t=10-0s =4s, h=2gt2≈这段时间内排球下落的高度为 7.7 m,故选A。 8.B松手后4个垫圈同时做自由落体运动，可以看成一 个垫圈自由下落，在连续相等时间内的位移之比为 1:3:5:7,由初始时各垫圈的间距知各垫圈落到盘上 的时间间隔相等，故A错误，B正确；因为各垫圈落到盘 上的时间间隔相等，则各垫圈依次落到盘上的时间之比为 1:2:3:4,根据v=gt可知，速率之比为1:2:3:4,故 C、D错误。 22 9.BC 若调节间歇闪光时间间隔正好与水滴从 A下落到 B的时间相同，看到水滴似乎不再下落，知相邻两个点 A=√=的时间间隔相等，根据 △x= g△t2,则 √i2 s=悟 s,故A错误，B正确；初速度为零的匀变 速直线运动，在相邻相等时间内的位移之比为1:3:5, 故C正确；根据v=gt得，vg:vc:vp=1:2:3,故 D 错误。 10.D 只要相邻两滴水滴下的时间间隔超过0.1 s,人耳 就能分辨出两滴水的击盘声，而与水龙头距人耳的距 离无关(只要人耳能够听到声音),在0.1 s内，水滴下 a=2gt2=1×10×0.12m=0.05 m,即水落的距离 龙头距盘子的距离至少应为0.05m,故选项A、B均错 误；n次响声对应(n-1)滴水下落所用的时间，所以每 4=一，由h=壹gr2得，g=2滴水滴下落时间 =(m-1°h ,故选项C错误，选项D正确。 11.解析(1)杆做自由落体运动，设杆的B端到达圆环的 时间为ta,则hg=2st2,,解得 tg=0.4s, 设杆的 A端到达圆环的时间为tA, 则hA=gst2,解得tA=1.0s。 (2)杆通过圆环的过程中所用的时间 t=tA—tn=0.6 s。 答案(1)1.0 s 0.4 s (2)0.6 s 12.解析 (1)运动员从离开飞机到打开降落伞过程为自 由落体运动，位移为h?=125 m,设运动时间为t?,由自 由落体运动公式有h?=2st2, 解得t?=5 s; (2)打开降落伞时的速度为v?=gt?=50 m/s, 运动员打开降落伞后直至落地前可视为在做匀减速直 线运动，有v?2—v?2=-2a?h?, 其中 v?=2 m/s,a?=12 m/s2,解得h?=104 m; 故运动员离开飞机时距地面的高度为 h=h?+h?= 229 m。 答案(1)5 s (2)229 m 训练九 匀变速直线运动的规律应用 基础练学考测评 1.D 由公式x=u+2at2可知，在时间t一定的情况 下，只有当初速度 v。和加速度a都较大时，位移x才较 x=+,可知，在时间1一大，选项A、B错误；由公式 定的情况下，只有当初速度 v。和末速度 v,都较大时，位 移x才较大，选项C错误；由公式x=t知，在时间t一 定的情况下，平均速度v越大，位移x一定越大，选项 D 正确。 2.B 两车共速时有 v?—at=vy,解得t=5 s,小汽车驾驶 员反应时间 △t=1 s,小汽车驾驶员刚发现货车时与货 车间的距离△x=v?△L+ot-1a2-o(1+A),解得 △x=35 m,B正确。 3.D 小车始终沿x轴运动，所以小车的运动轨迹是直 线，故 A错误；x-t 图像中图线的斜率表示速度，由题 图可知，0～8s内小车做减速运动，8～11s 内小车静 止，11～14 s内小车反向加速，故B错误，D正确；由题 图知，小车的位移先增大，再不变，之后减小，故C错误。 4.C 由题意知，扣子做初速度 v?=5 m/s、加速度为g的 匀加速直线运动，根据位移公式可得h=ot?+2gt2, 解得扣子的落地时间为t?=1s;跳伞爱好者做匀速直线 =1=2 s,所以跳伞爱好者比扣子运动，落地时间为 晚着陆的时间为△t=t?-t?=1 s,选C。 5.C 汽车制动过程，由题图乙可知其加速度 a随位移x 均匀增大，做加速度逐渐增大的减速运动，故 A错误。 根据速度与位移关系式 v2—v?2=2ax 可知，a-x 图线 与x轴所围图形的面积表示2,,末速度为0,故有 vo2=2×1×6×12,可得汽车制动时的初速度大小为 v?=6√2 m/s,故B错误，C正确。制动过程中最大加速 度为6m/s2,如果一直以最大加速度制动，所用的时间 为t=a=√2 s,实际加速度是逐渐增大的，所以制动 时间一定大于√2 s,故 D错误。 6.解析(1)根据题意，由匀变速直线运动 公式得v2—vo2=2ax, 将 v?=25 m/s,v=0,x=62.5 m, 代入公式解得a=-5m/s2。 则该汽车刹车时的加速度大小为5m/s2。 (2)汽车在驾驶员的反应时间内做匀速直线运动，位移 为x?=v?'t?=30×0.3 m=9 m。 汽车在驾驶员刹车后做匀减速直线运动直至停止， 设位移为x?,由匀变速直线运动规律得 v2—v2=2ax? 将v'=30 m/s,v=0,a=-5 m/s2,代入解得x?= 90 m, 故该汽车的安全距离x?=x?+x?=99 m。 答案(1)5 m/s2(2)99 m 能力练素能培优 7.D 根据几何知识可知，当甲车在乙车前方且O?O?= 5 m时，有xw—xz=4 m;根据运动学公式有xφ=vφt- 2at ,xz=0zt,联立解得t=2 s,t?=4 s;因为甲车做 匀减速运动而乙车做匀速运动，所以两车之间的距离先 增大后减小再增大，当0<t<2 s时，O?O?<5m;2 s<t <4 s时，O?O?>5m;t=t?=4 s时，甲车的速度为vφ1 =v,-at?=1 m/s<vz,t=4s之后至再次并排前，甲、 乙两车的距离不断减小，且甲车能够继续行驶的距离为 m=2a=0.5 m,再次并排后，乙车继续向前，甲、乙 两车的距离不断增大；根据几何关系可知，从t=4s开 始到乙车行驶至甲车前方4m的过程中，O?O?<5m 这段过程经历的时间为t=2×4m+0.5m=4.25s; 所以甲、乙两车能利用蓝牙通信的时间为ts=2 s+ 4.25 s=6.25 s。故选D。 8.AB 解本题的关键是知道 v-t 图像的物理意义。由图 像可知4 s时两物体速度大小相等，方向相反，故 A正 确；由图线与t轴围成的面积表示位移的大小可知 4 s 时两物体的位移相等，所以4 s 时两物体相遇，故 B正 确；5s时两物体速率一个为0,一个不为0,不相等，故C 错误；5 s时两者位移不同，所以没有相遇，故D错误。 9.B 小球从a点上升到最大 高度过程中，有h= 2s(三),,小球从b点上升到最大高度过程中，有 h=2s(),依据题意 h。-h,=h,联立解得 g= T,B正确。 23