2.5 自由落体运动-【学霸黑白题】2024-2025学年新教材高中物理必修第一册(教科版2019)

第5节 自由落体运动 第1课时 自山落体运动及其规律 白题基础过美 很时：15min 题型1对自由落体运动的理解 A.它是竖直向下，=0，a=g的匀加速直线运动 1,关于自由落体运动，下列说法正确的是( B.在开始连续的三个1s内通过的位移大小 A.物体从静止开始下落的运动就是自由落体 之比是1：3：5 运动 C.在开始连续的三个1s末的速度大小之比 B.如果空气阻力比重力小得多，空气阻力可 是1：2：3 以忽略不计，这时由静止开始下落的运动 D.从开始运动到距下落点5m、10m、15m所 是自由落体运动 经历的时间之比为1：2：3 C.一个棉花团由静止开始下落的运动是自由 4.(2024·山东滨州期中)高层 78.4 落体运动 住宅楼上某居民家住27层， 58.8 D.雨滴经过窗子的这段运动可以看作是自由 阳台离地面78.4m某日其 落体运动 家中一个花盆不慎坠落至地 题型2伽利略对自由落体运动的研究 面摔得粉碎，幸好没造成人员伤亡如果花盆竖 2.(2023·江苏南京 8 直下坠且忽略空气阻力，其位移(x)一时间()图 二十九中质检)伽 像如图所示，下列说法正确的是 利略对自由落体运 A.1=2s时该图像切线的斜率为20m/s 动的研究，是科学 甲乙 B.当地重力加速度为9.74m/s 实验和逻辑思维的完美结合，如图可大致表示 C.花盆落地时的速度为39.2m/s 其实验和思维的过程让小球沿斜面滚下，测量 D.花盆落地用时3.92s 相关量，然后多次改变斜面倾角进行实验，最 5.如图所示，水平桌面上方有三个金属小球abc, 后推理出自由落体运动是一种匀加速直线运 离桌面高度分别为h,:h,:h=5:3:1若同时 动.关于该实验，下列说法正确的是( 由静止释放a,b、c,不计空气阻力，则()】 A.伽利略直接测量的是小球运动的速度，验 8 证速度随时间均匀变化 B.伽利略直接测量的是小球自由落体的位 h 移，验证位移与时间的平方的关系 V15C6V1100161605605053801 C.图甲所示实验，可“冲淡”重力的作用，使时 A.三个小球运动时间之比为5：3：1 间容易测量 B.三个小球到达桌面时的速度之比是5： D.图丁所示是实验现象，图甲所示是经过合 3:1 理外推后的现象 C.三个小球下落到距桌面相同高度处速度大 题型3自由落体运动规律 小相等 3.关于自由落体运动(g取10m/2),下列说法 D.b与a落到桌面的时间差等于c与b落到 中不正确的是 桌面的时间差 第二章黑白题027 黑题 应用提优 限时：25min 1.(多选)甲、乙两物体从同一高度做自由落体 运动，记甲开始下落时1=0，乙开始下落时，甲 的速度。=10m/s,且乙比甲晚t。开始下落， 甲在1=31，时落地，两物体的-1图像如图所 示，重力加速度g取10m/s2,下列说法正确的 是 ,A.下落的加速度大小为 中m·8 B.经过位置3时的速度大小为址 C.经过位置4时的速度大小为 A.在o~31。内，甲相对乙做匀加速直线运动 D.小球的释放位置在位置1上方处 8 B.乙开始下落时.甲离地的高度为40m 压轴挑战！ C.甲落地时，乙离地的高度为20m D.图像中梯形对应的面积（阴影部分），大小等 4.一根长为2m的木棒，上端悬挂在天花板上 于0-3时间间隔内甲、乙的位移大小之差 的O点，如图所示，木棒的正下方距棒的下 2.(2024·河南驻马店期末)跳水运动员训练时 端2m处固定着一个高为1m的中空圆筒， 从10m跳台双脚下自由落下，某同学利用 木棒被释放后自由落下，取重力加速度大 手机的连拍功能，连续拍摄了多张照片，从其 小g=10m/s2,不计空气阻力，下列说法正 中两张连续的照片中可知，运动员双脚距离 确的是 水面的实际高度分别为5.0m和4.0m.由此 估算手机连拍时间间隔最接近 A.木棒的下端到圆筒上端时的速度大小为 √/10m/s A.0.1sB.0.2s C.0.01sD.0.02s B.木棒的下端到圆筒上端时的速度大小为 3.(2024·山东潍坊期末)某同学利用手机频闪 25m/s 拍摄法测小球的速度和加速度.让小球从靠近 C木棒通过圆筒所用的时间为(-)。 竖直砖墙的某位置由静止释放，用频闪拍摄 法得到连续的小球位置如图中1、2、3、4所示. D.木棒道过圆简所用的时间为1-？)。 已知连续两次闪光的时间间隔均为T,每块砖 的厚度为d,由此可估算小球 进阶突破拔高练PO5 必修第一册JK黑白题028 第2课时竖直上抛运动 白题 基础过关 限时：15min 题型竖直上抛运动 B.小球落回抛出点时的速度为50m/s 1,一物体做竖直上抛运动（不计空气阻力），在 C.小球上升的最大高度为40m 连续相等的两段时间内，物体运动的速度变 D.小球在5s内的平均速度为12.5m/s 化量 ( 5.“嫦娥五号”是我国首个实施无人月面采样返 A.大小相等，方向可能不同 回的航天器，这是人类时隔44年再一次采 B.大小不等，方向可能不同 集月球样品并返回地球.若某一物体在月球表 C.大小相等，方向一定相同 面竖直向上抛出，抛出时开始计时，得到了该 D.大小不等，方向一定相同 物体0~12s内的x-t图像，如图所示.则下列 2.(2023·浙江杭州期中)一匀速上升的热气球 说法正确的是 上掉下一个物体，取竖直向下为正方向，其速 x/m 30 度一时间图像正确的是 ( n·9 m·s5 0 12s 0 A.该物体上升的时间为12s 6 B.该物体被抛出时的速度为20m/s 4m·s +cm·$ C.该物体从抛出到落回月球表面的位移为 60m D.月球表面的重力加速度大小约为1.67m/s2 D 6.(2024·江西宜春期初)如图所示，AB为空心 3.(2023·四川成都期中)（多选）一物体自空中 圆管、C为小质点，AB长度为L=1m,AB与C 在同一竖直线上，AC之间距离为h=20m.零 的A点以一定的初速度竖直向上抛出，3s后 时刻，AB做自由落体运动，C从地面以初速度 物体的速率变为10m/s,则关于物体此时的 位置和速度方向的说法可能正确的是（不计 开始做竖直上抛运动，g取10m/s2 (1)要使C在AB落地前穿过AB,。应大于 空气阻力，g取10m/s2) 多少？ A.在A点下方15m处，速度方向竖直向上 (2)若。=20m/s,求C从A端穿过AB所用 B.在A点上方15m处，速度方向竖直向下 的时间. C.在A点下方75m处，速度方向竖直向下 D.在A点上方75m处，速度方向竖直向上 4.(2024·湖北荆州联考)将一小球以某一初速 度竖直向上抛出，以抛出时刻为计时起点，经 Gn. 1=5s落回抛出点.不计空气阻力，重力加速 度g取10m/s2,下列说法正确的是(）》 A.小球在第3s内的平均速度为0 第二章黑白题029 黑题 应用提优 限时：25min 1.(2024·山东临沂检测)无人机是一种能够垂 4.(2023·福建连城一中质检)（多选）将甲、乙 直起降的小型遥控飞行器.在一次训练使用 两小球先后以同样的速度在距地面不同高度 中，1=0时刻无人机在地面上从静止开始匀加 处竖直向上抛出，抛出时间相隔2s,它们运动 速竖直向上起飞，3s后无人机出现故障突然 的图像分别如图中直线甲、乙所示.则() 失去升力，此后无人机又经过相同时间落回 ↑田·) 30 地面.无人机运动过程中所受空气阻力不计， 20 重力加速度g取10m/s.则无人机落地时的速 -10 度大小为 ( A.20 m/s B.30 m/s C.40 m/s D.50 m/s A.1=2s时.两球的高度相差一定为40m 2.(2024·江西南昌联考)某杂技演员练习抛 B.=4s时，两球相对于各自的抛出点的位移 球，每次竖直向上抛出的小球初速度相同，抛 相等 出位置相同，每次当前一个抛出的球上升到 C.两球从抛出至落到地面所用的时间相等 最大高度的一半时，抛出后一个球当小球回 D.甲球从抛出至到达最高点的时间间隔与乙 球相等 落到初始位置的高度时，会被杂技演员接住， 压轴挑战 不计空气阻力，不计球的大小，则空中球的个 数最多为 ( 5.(2024·山东聊城期末)近年来有一种测g A.4个 B.5个C.6个 D.7个 值的方法叫“对称自由下落法”，如图所示， 3.如图所示，两根长度均为1m的细杆ab、cd,ab 将真空长直管沿竖直方向放置，自其中O 杆从高处自由下落，cd杆同时从地面以 点竖直上抛小球，测得小球从离开O点到落 20m/s的初速度竖直上抛，两杆开始运动前 回O点所用的时间为T,小球在运动过程中 ab杆的下端和cd杆的上端相距10m,在运 经过比O点高H的P点，小球从离开P点 动过程中两杆始终保持竖直.则以下说法正 到落回P点所用的时间为T2,则g等于 确的是 10m 'D A.经过0.4s,两杆刚好相遇 4H A. B.、8H B.经过0.5s,两杆恰好分离 T-T - C.两杆相遇（但不相碰）到分离的时间是0.1s 8H H C. D. D.两杆相遇（但不相碰）时，cd杆已经开始 (T-T2) (T,-T2)2 下降 进阶突破拔高练PO6 必修第一册JK黑白题0302xm3=-2m2,由x=,+之a2,得13m=T 9-13 27 解析：(1)遮光条经过光电门1和2的速度分别为，= dd 解得o=14m/s,汽车刹车时间t。= 0-0=7s>6s,故利车后 d △2-1211 ,滑块的加速度a= △△ 6s内的位移为，=，+或=(14x6-×2x6 m 48m故选A (2)消块做由静止开始的匀加速直线运动，有2加=（仁）了 5.C解析：A.末速度为零的匀减速运动的逆过程为初速度为 整理得x= 1 2×子，依题意，有去=2整理得=2 -X- 零的匀加速运动，刚刹车时，由2-哈=2ax可得汽车的初速 度大小为E。=√2ar=√2×8×36m/s=24m/s,故A错误： 第5节自由落体运动 BC.刹车后第18末的速度大小为r=6-a,=24/s-8× 1m/s=16m/s,放B错误，C正确：D.速度减小到零的时间 第1课时自由落体运动及其规律 为=-24、 白题 基础过关 。8。=38,第38未汽车的速度减小到零，刹车后 1.B2.C3.D 4s内的位移大小为36m,故D错误.故选C 4.C 解析：AB.由图可知，前2s花盆下落的高度为h,= 6.A解析：AB.设斜面倾角为B,两球加速度大小均为a= 2h 78.4m-58.8m=19.6m,该处的重力加速度为g= mgsin 0 =gsi加6，可知，二者运动规律具有互逆性，当两球同 19.6×2 m/s2=9.8m/s2,t=2s时该图像切线的斜率即为 时运动到同一水平面时，速度大小相同均为：，则球B继续 22 上滑至静止时，与A球释放时高度相同，不会飞出：小球A继 t=2s时的速度大小，即n,=g,=19.6m/s,故AB错误： 续下滑至B球初位置时的速度大小为。，且二者运动时间 CD,根据题意可知，花盆下落的总高度为h=78.4m,则花盆 相等，故A正确，B错误：CD.每个球在斜面运动过程时间相 落地时间为t产 2h2×78.4 等，根据初速度为零的匀加速直线运动推论可知。：=2： 二√985=4，则落地时的速度为 1,s,:a=1:3,故CD错误故选A v=g=39.2m/s,故C正确，D错误故选C. 压轴挑战 7.(1)0.6m/s(2)(150W3+75π)m 5.B解析：由自由落体位移公式h= ,可得臣故 解析：(1)设无人机在上升过程中的加速度大小为：，根据对 三个小球运动时间之比为5：3：1，进一步可知b与a落 称性可知，加速上升的高度为A=了=75。， 到桌面的时间差与c与b落到桌面的时间差不相等， AD错误： 根据速度一位移关系可得2=2h.解得a=0.6ms. 由自由落体速度公式=√2可知三个小球到达桌面时的 速度之比是√5：√3：1，B正确：三个小球下落到距桌面相同 高度处时，下落的位移不同，由=√2g可知，此时速度大小 5.3 m 不相等，C错误，故本题选B. 黑题应用优 (2)据图可得视野半径r=n30°=53m.直径d=2r= 103m, 1.BD解析：A在。~3。内，甲和乙具有相同的加速度，因此 相同时间内甲、乙速度增加量相同，故甲相对乙做匀速直线 矩形边长为水平方向加速、匀速和碱速的位移，即 运动，故A错误：BC由题意可得。=go,解得。=I,且由题 =2a'ix2+w%,=2a'x2+6=l5m 意知甲在1=31。时落地，故甲开始下落时离地面高度为h= 2=45m,乙开始下落时，甲离地的高度为△h=h-h,么= 矩形面积S,=15×103m2=1503m32, 两个半圆的总面积S,=r=75πm, 能拍摄的最大面积为S=5,+S,=(1503+75π)m2 2,解得△h=40m,同理甲落地时，乙距离地面为 。1 微专题实验：测量匀变速直线运动的加速度 △h'=h-h,h=28(2,)广.解得△h'=25m,故B正确.C错 误：D.因为-1图像面积表示位移，所以图像中梯形对应的 黑题 专圆强化 面积（阴影部分），大小等于0~31。时间间隔内甲、乙的位移 1.(1)DCBA(2)0.1 (3)* 成5t+ 大小，之差，故D正确.故选BD, 2T 47T 2.A解析：依题意，连续拍照的两个瞬间，运动员下落的高 (4)核，)-(s+55) 度分别为k,=10m-5.0m=5.0m,h2=10m-4.0m=6.0m, 97 根据=，解得下落时间分别为1=16=0由 2w2 d 此估算手机连拍时间间隔最接近△1=12-4,0.095s,故A正 确：BCD错误故选A 必修第一册·JK黑白题08 3.D解析：A.根据匀变速直线运动相邻相等时间间隔内发生 的位移差的关系x2~x:=T=d,下落的加速度大小为a= 设C遇到B点的时间为，有（之G）小=+忆， ，故A错误：B.根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度 d C从A端穿过AB所用的时间为△1=2-41，解得△1=0.05 果题 应用提优 等于该过程的平均速度，经过位置3时的速度大小为= 1.A解析：设无人机加速上升时间为t,加速过程末速度为， 会产-放B错误：心经过位置4时的速度大小为 则无人机加速上开位移为么：学，无人机出现故陈失去升 =乌+7=故C错误：D.小球的释放位置在位置1上方 力后至落地过程中，可视为做竖直上抛运动，此段运动时间 的距离为-2an9 85 49d g,故D正确故选D 也为1，则有-h=H-2,联立方程，代人数据解得： 10m/s,落地时速度为：w'=r-gt=(10-10×3)m/s=-20m/s, 压轴挑战 则无人机落地时的速度大小为20m/s.故选A. 4.C解析：设木棒下落L时的速度为，由位移一速度关系式 2.D解析：设每个球在空中运动时间为1，每个球上升的最大 解得=√2gL=2/10m/s,选项AB错误：木棒刚进人圆简 高度为H.相邻两个球抛出的时间间隔为△，根据逆向思维 时的位移大小为L,由位移一时间关系得L=了，解得4，一 可得（行广行如）广联立可得 2L10 “,刚通过圆筒的总位移大小h=2L+H= (4+22)△山6.828△1，因此空中球的个数最多为7个.故 5 28, 选D. 解得=入 2x(2+D。1s,所以木棒通过圆筒所用的时间 3.C解析：A.以ab杆为参考系，d杆向上做匀速直线运动，根 10 据1=得1=片8=Q5,故人错误，L以心杆为参考 1=42-41= 5 s,选项C正确，D错误故本题选C 系，d杆向上做匀速直线运动，根据L+21=1',解得= 第2课时 竖直上抛运动 10+2×1 s=0.6s,故B错误：C.根据AB知两杆相遇（但不相 白题 基础过关 20 1.C2.D3.BD 碰)到分离的时间是△1='-1=0.1s,故C正确：D.cd杆向上 4.A解析：A.小球做竖直上抛运动，具有对称性，上升和下降 运动的时间为T==2,相遇的时间为Q.5,d杆仍向上 的时间均为2.5s,则第3s内的位移为零，平均速度为 运动，故D错误故选C 零，A正确：B.小球落回抛出点的速度为=g2=25m, 4.BD解析：根据速度一时间图像与时间轴所围的“面积”表 B错误：C小球上升的最大高度为么= 252 F2g2×10m= 示质点的位移，知1=28时，甲球通过的位移为x=2×一 31.25m,C错误：D.小球在5s内的位移为零，平均速度为 (30+10)×2m=40m,乙球的位移为零，两球位移之差等于 零，D错误.故选A. 40m,但两球初始的高度未知，故1=2s时两球的高度相差不 5.D解析：由图像可知，物体从抛出到落回的总时间为12， 一定为40m,A错误：1=4时，甲球相对于抛出点的位移为 根据竖直上抛运动对称性可知，物体上升的时间为6s, 2×30x3m- 2×10x1m=40m,乙球相对于抛出点的位移 放A错误：物体上升的最大高度为0m,则=受，物体 为×(30+10)×2m=40m,放两球相对于各自的抛出点的 _2h2x 被抛出时的速度为。=。 6ms=10m/s,故B错误： 位移相等，B正确：两球从不同的高度以同样的速度竖直向 由位移定义可知，物体从抛出到落回月球表面的位移为0， 上抛出，可知两球从抛出至落地所用的时间不相等，C错误： 故C错误：由速度公式可知，月球表面的重力加速度为g'= 由图知，甲球从抛出至到达最高点的时间间隔与乙球相等， 都是3s,D正确。 。=6m/s21.67.2,故D正确。 压轴挑战 6.(1)10.5ms(2)0.058解析：(1)要使C在AB落地前穿 5.B解析：将小球的运动分解为竖直向上的匀成速直线运动 过AB的条件是，圆管落地的解间小球与B点相遇：圆管的 和竖直向下的自由落体运动，根据上=，则从最高点下落 落地时同为=，解得12， 到0点所用时间为，则小球从0点上升的最大高度为h, 1 此时C恰好与B点相遇2=L,解得=10.5m/a 则=g 2 ,小球从P点上升的最大高度为2， (2)由上可知，小球一定在空中穿过圆管，设C遇到A点的 ,依据题意有h,-h2=H,联立解得g= 时间为1， 2 8H T-T ,故B正确，ACD错误故选B 参考答案与解析黑白题09