4.自由落体运动（分层作业）物理人教版2019必修第一册

4.自由落体运动 目录 【攻核心·技能提升】 1 一、自由落体运动 1 二、自由落体运动的规律及应用 2 三、探究自由落体加速度 4 【拓思维·重难突破】 7 【链高考·精准破局】 10 一、自由落体运动 1．如图所示把质量不相同的铁片和羽毛放入竖直放置的牛顿管中，让铁片和羽毛从牛顿管上方同时开始下落，观察物体下落的情况。下列说法正确的是（　　） A．图甲为管内空气没被抽掉时的实验现象 B．图乙为管内空气没被抽掉时的实验现象 C．图乙中，铁片和羽毛均做匀速直线运动 D．图甲中，铁片和羽毛在下落过程中，间距会不变 2．下列关于自由落体运动的说法正确的是（　　） A．伽利略利用逻辑推理与实验结合的方法总结出了自由落体运动的规律 B．做自由落体运动的物体通过的位移与所用的时间成正比 C．做自由落体运动的物体受到的重力的施力物体是物体自身 D．做自由落体运动的物体不受任何力 3．关于自由落体运动，下列说法正确的是（　　） A．物体在下落的过程中，每秒速度变化量都相同 B．物体刚下落时，速度和加速度都为零 C．自由落体运动是一种匀速直线运动 D．物体的质量越大，下落时加速度就越大 4．关于自由落体运动，下列说法错误的是（　　） A．物体竖直向下的运动一定是自由落体运动 B．自由落体运动是初速度为零、加速度为g的竖直向下的匀加速直线运动 C．伽利略采用“冲淡”重力的方法，使小球下落时间变长，便于测量 D．当空气阻力的作用比较小、可以忽略不计时，物体自由下落可视为自由落体运动 5．在真空中，将苹果和羽毛同时从同一高度由静止释放，下列频闪照片（记录物体运动的闪光照片，每隔相等的时间拍摄一次）中符合事实的是（    ） A． B． C． D． 6．关于自由落体运动，下列说法正确的是（　　） 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 C．一个棉花团由静止开始下落的运动是自由落体运动 D．雨滴经过窗子的这段运动可以看成是自由落体运动 二、自由落体运动的规律及应用 7．一个物体以的速度水平抛出，落地时的速度大小是，不计空气阻力，取，则下列说法正确的是（    ） A．物体落地的时间为 B．落地点距离抛出点的水平距离为 C．抛出点的高度为 D．抛出点的高度为 8．乙同学为测量自己反应时间，进行了如下实验。如图所示，请甲同学用手捏住直尺，乙用一只手在直尺“0刻度”位置处做捏住直尺准备，在看到甲松手后，乙立刻捏住直尺，读出捏住直尺的刻度，即可算出自己反应时间。后期甲乙同学又合作设计了一种测量反应时间的“反应时间测量尺”，如图所示，重力加速度，以下说法正确的是（    ） A．乙同学捏住直尺处的刻度值越大，其反应时间越短 B．尺子未竖直对实验结果没有影响 C．直尺刻度20cm处对应“反应时间测量尺”示数0.2s D．直尺刻度40cm处对应“反应时间测量尺”示数0.4s 9．小明将一石块从井口静止释放，经过1s小明听见了石块落水的声音，取，在忽略空气阻力和声音在空气中传播的时间后，小明得到了井口到水面的距离，则（　　） A．石块落水的速度约为 B．井口到水面的距离约为10m C．若考虑空气阻力，则小明求得的距离偏小 D．若考虑声音在空气中传播的时间，则小明求得的距离偏大 10．从高度为的塔顶自由释放小球，不计空气阻力。有关小球在空中的运动，以下判断不正确的是（    ） A．小球在最后1s内下落的高度为 B．在小球接触地面之前，速度和加速度均逐渐增加 C．小球下落的高度为时，小球的速度大小为 D．小球下落过程中，第内和第内的位移之比为 11．一矿井深80m，在井口每隔一定时间自由释放一个小球（下落过程可视为自由落体运动），当第9个小球刚从井口下落时，第1个小球恰好到井底（重力加速度取g=10m/s2），则（　　） A．第1个小球落至井底时的速度为30m/s B．此时第1个小球与第2个小球相距45m C．相邻两个小球下落的时间间隔是1s D．第1、2两个小球都在空中时，第1个小球相对第2个小球做匀速直线运动 12．如图所示，长度为5m的细杆，上端悬挂在O点，A点在细杆正下方且距离细杆底端4m。若由静止释放细杆，让其自由下落，不计空气阻力，取重力加速度大小，则细杆通过A点所用的时间为（    ） A． B． C． D． 三、探究自由落体加速度 13．用如图的装置研究自由落体运动规律。已知打点计时器的工作频率为。 (1)本实验采用电火花计时器，所接电源应为 V， （填“直流电”或“交流电”） (2)如图中标出的相邻两计数点之间还有4个计时点未画出，则计数点对应的瞬时速度大小 ；（计算结果保留三位有效数字） (3)根据实验记录的数据计算重锤的加速度大小 。（计算结果保留三位有效数字） 14．某同学在学习完自由落体这一节后，用如图甲所示的装置测量自由落体加速度，得到如图乙所示的一段纸带。 (1)该实验使用电火花计时器，对于其使用的电源，下列说法正确的是_______。 A．可以使用两节干电池对其供电 B．左右的交流电源 C．的交流电源 D．的直流电源 (2)关于该实验的操作，下列说法正确的是_______。 A．在固定电火花计时器时，应调整计时器上下限位孔在同一竖直线上 B．在手松开纸带时，不用保证纸带与限位孔在同一竖直线上 C．在实验时，应该先启动电火花计时器后再松开纸带 D．为了保证纸带竖直下落，应该将拉纸带的手靠在电火花计时器限位孔上，再释放纸带 (3)选取一条符合要求的纸带从中截取一段，其中A、、、、、、为纸带上选取的连续计时点，用刻度尺测量出各点的间距如图乙所示。已知实验使用的交流电源频率为，则打点时重物的瞬时速度大小为 ，测得的自由落体加速度 。造成实验误差的主要原因是 。（计算结果均保留3位有效数字） 15．某学习小组利用如图甲所示的装置测量重力加速度.钢球一开始被通电的电磁铁衔住，电磁铁断电即释放钢球。小球下落途中会经过一光电门，光电门发射端与接收端在同一高度，且钢球经过光电门时，发射端发出的光能对准钢球的球心（如图乙）。钢球从光电门中经过时，光电门可以记录它的遮光时间t，光电门的安装位置可以上下调整，从而改变释放时钢球球心到光电门发射端的竖直高度差h，测得实验时所用钢球的直径为d（d很小）。完成下面的问题： (1)钢球球心经过光电门时的速度大小为v= （用所测物理量的符号表示）； (2)多次改变h，该学习小组得到了多组h和t的实验数据，并画出了图像，如图丙，算得图像的斜率为k。利用图像的斜率k和小球的直径d可算得重力加速度g= （用字母k和d表示）； (3)若某同学在安装器材时小球的释放点稍向左边偏移了一些，导致小球经过光电门时，虽然小球也能遮光，但光线无法对准球心。大家都没注意到这个问题，用这样的装置完成了实验，这会导致重力加速度的测量值 （填“偏小”“偏大”或“不变”）。 16．某同学用如图甲所示装置测量重力加速度g，所用交流电频率为50Hz。在所选纸带上取某点为0计数点，然后每3个点取一个计数点，所有测量数据及其标记符号如图乙所示。该同学用两种方法处理数据（T为相邻两计数点的时间时隔）。 方法A：由，，…，，取平均值g=8.667m/s2。 方法B：由，，，取平均值g=8.673m/s2。 从数据处理方法看，在x1、x2、x3、x4、x5、x6中，对实验结果起作用的，方法A中有 ，方法B中有 。因此，选择方法 （填“A”或“B”）更合理，本实验误差的主要来源有 （试举出两条）。 17．某同学用如图所示的装置来测量当地的重力加速度，OD为竖直木板，让小球从О点等高处由静止释放，右侧用一束平行光照射小球，小球在下落的过程中在木板上留下影子。在释放小球的同时用频闪照相机连续拍摄小球在木板上影子的位置，如图中的O、A、B、C、D点。现测得О点到各点的距离分别为h1、h2、h3、h4，回答下列问题： (1)为了减小空气阻力的影响，应选择体积小，质量 （选填“小”或“大"）的小球来做实验。 (2)由匀加速直线运动的规律可得影子在D点时的速度是在B点时的速度的 倍，若照相机的闪光周期为T，则当地重力加速度的表达式为g= （用T、h2、h4表示）。 18．某同学设计了利用自由落体运动规律估测桌子高度的实验。紧靠桌边竖直放置一刻度尺，从桌面等高处自由释放一金属小球，同时用手机连拍功能拍出小球运动的照片（如图甲）。图乙是某同学选取中间部分的照片，e点之后还有6个小球，其中第6个小球刚好落地。已知手机每秒拍摄30张照片，忽略空气阻力。（结果均保留两位有效数字） (1)图乙中小球从a点运动到d点用的时间 s。 (2)小球运动到c点时的速度vc ＝ m/s，当地的重力加速度大小为g＝ m/s2。 (3)该桌子高度为h＝ m。 19．利用水滴下落可以粗略测量重力加速度的大小。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，恰好有另一滴水开始下落，而空中还有一滴水正在下落。测出水龙头出水口到盘子的高度为，从第1滴水开始下落到第滴水开始下落，所用时间为。下列说法正确的是（　　） A．一滴水在空中运动的时间为 B．相邻两滴水开始下落的时间间隔为 C．此地重力加速度的大小为 D．第1滴水刚落至盘中时，第2滴水距盘子的距离为 20．甲、乙两球同时从距地面高度处开始运动，甲做自由落体运动，乙以的初速度做竖直上抛运动，重力加速度取。空气阻力不计，下列说法正确的是（　　） A．竖直上抛运动不是匀变速直线运动 B．甲落地时的速度大小为 C．开始运动的内，甲、乙两球的位移相同 D．在甲落地之前，甲、乙两球相同时间内的速度变化量相同 21．海鸥捕到外壳坚硬的鸟蛤（贝类动物）后，有时飞到空中将它丢下，利用地面的冲击打碎硬壳后食用。已知鸟蛤撞击地面前的速度需要达到，才能打碎硬壳，若海鸥在某高度将鸟蛤由静止丢下，恰好碎壳，不计空气阻力，重力加速度取。下列说法正确的是（　　） A．鸟蛤应该在距地面高处被丢下 B．鸟蛤在空中运动的时间为 C．鸟蛤最后1s内下落的距离为 D．鸟蛤下落过程的平均速度大小为 22．如图所示，小球乙从距离地面高度为h2=20m处开始自由下落，1s后小球甲从距离地面高度为h1=15m处开始自由下落，小球运动的过程中不计空气阻力，重力加速度取g=10m/s2，则下列说法正确的是（   ） A．小球甲和小球乙同时落地 B．小球甲下落1s后，小球乙落地 C．落地前的运动过程中两小球的速度差不变 D．落地时甲、乙的速率之比为3∶4 23．在某地将甲乙两小球从距离水平地面同一高度处先后释放，它们做自由落体运动的v-t图像如图所示。则（　　） A．时，两球的高度相差为40m B．两球在空中运动过程中，距离逐渐变大 C．该地区重力加速度 D．乙球释放时距离甲球20m 24．某人在室内以窗户为背景摄影时，恰好把窗外从高处落下的一个小石子拍摄在照片中，已知本次摄影的曝光时间为0.01s。测得照片中石子运动痕迹的长度为0.8cm，实际长度为100cm的窗框在照片中的长度为4.0cm，g取10m/s2，下列说法正确的是（　　） A．曝光时间内石子实际下落距离为0.2m B．曝光时间内石子实际下落距离为0.4m C．石子大约是从窗户上方20m处落下 D．石子大约是从窗户上方40m处落下 25．如图所示是用频闪周期为的相机拍摄的一张真空中羽毛与苹果从同一高度自由下落的局部频闪照片。关于提供的信息及相关数据处理，下列说法中正确的是（   ） A．羽毛下落到C点的速度大小为 B．苹果下落的加速度大小为 C．若满足关系，则A为苹果释放的初始位置 D．一段时间后苹果会在羽毛下方 26．如图是某班物理兴趣小组由刻度尺改造的一把测反应时间的尺子（0刻线在下端，时间刻度已标在尺上）。测量时，被测试者食指和拇指成钳状与0刻线同一水平线上，看到尺子下落的同时去捏尺子，通过捏到的刻度可以直接读出反应时间。关于这把尺子的说法正确的是（　　） A．该尺子是根据自由落体运动规律制成的 B．该尺子刻度是均匀的 C．该尺子刻度是上密下疏 D．如果此尺子在高海拔处使用，相同情况下测得的反应时间偏慢 27．（24-25高一上·上海·期末）关于重力加速度，下面几种说法中正确的是（    ） A．重力加速度表示自由下落的物体运动的快慢 B．重力加速度表示自由下落的物体运动速度变化的大小 C．重力加速度表示自由下落的物体运动速度变化的快慢 D．质量大的物体重力加速度大，质量小的物体重力加速度小 28．（24-25高一上·云南昭通·期末）云南镇雄县是菠萝蜜的重要产地之一，这里的菠萝蜜味道鲜美、营养丰富，深受当地人民的喜爱。采菠萝蜜时，假设菠萝蜜从树上高处坠落，树下有人用弹性网袋接住菠萝蜜，假设接住菠萝蜜时速度不变，之后菠萝蜜向下做匀减速运动的加速度大小为。菠萝蜜落地时速度小于时才不会损坏。假设菠萝蜜可视为质点，不计空气阻力，重力加速度，则用弹性网袋接住菠萝蜜时菠萝蜜离地面的最小高度为（　　） A． B． C． D． 29．（24-25高一上·贵州遵义·期末）某同学从砖墙前离地2.6m处静止释放一个石子，同时另一位同学用相机拍摄石子在空中的照片，如图所示，由于石子的运动，它在照片上留下了一条模糊的径迹，已知每块砖的平均厚度为6cm，则这张照片的曝光时间约为（　　） A． B． C． D． 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 4.自由落体运动 目录 【攻核心·技能提升】 1 一、自由落体运动 1 二、自由落体运动的规律及应用 4 三、探究自由落体加速度 7 【拓思维·重难突破】 14 【链高考·精准破局】 20 一、自由落体运动 1．如图所示把质量不相同的铁片和羽毛放入竖直放置的牛顿管中，让铁片和羽毛从牛顿管上方同时开始下落，观察物体下落的情况。下列说法正确的是（　　） A．图甲为管内空气没被抽掉时的实验现象 B．图乙为管内空气没被抽掉时的实验现象 C．图乙中，铁片和羽毛均做匀速直线运动 D．图甲中，铁片和羽毛在下落过程中，间距会不变 【答案】A 【详解】AB．铁片和羽毛在空气中下落时受到重力与空气阻力的作用，由于空气阻力对羽毛的影响大，羽毛比铁片下落的慢，在相等时间内羽毛下落高度小，所以图甲为管内空气没被抽的实验现象，A正确,B错误； C．在真空中，铁片和羽毛只受重力作用，羽毛与铁片都做自由落体运动，C错误； D．图甲中，受空气阻力的影响，随速度的增大，其间距会增大，D错误。 故选A。 2．下列关于自由落体运动的说法正确的是（　　） A．伽利略利用逻辑推理与实验结合的方法总结出了自由落体运动的规律 B．做自由落体运动的物体通过的位移与所用的时间成正比 C．做自由落体运动的物体受到的重力的施力物体是物体自身 D．做自由落体运动的物体不受任何力 【答案】A 【详解】A．伽利略利用逻辑推理与实验结合的方法总结出了自由落体运动的规律，选项A正确； B．根据 可知，做自由落体运动的物体通过的位移与所用的时间平方成正比，选项B错误； C．做自由落体运动的物体受到的重力的施力物体是地球，选项C错误； D．做自由落体运动的物体只受重力作用，选项D错误。 故选A。 3．关于自由落体运动，下列说法正确的是（　　） A．物体在下落的过程中，每秒速度变化量都相同 B．物体刚下落时，速度和加速度都为零 C．自由落体运动是一种匀速直线运动 D．物体的质量越大，下落时加速度就越大 【答案】A 【详解】A．加速度等于单位时间内速度的变化量，由于下落加速度恒定，则每秒速度变化量都相同，故A正确； B．物体刚下落时，速度为零，加速度为重力加速度，故B错误； C．自由落体运动只受重力，所以是一种匀变速直线运动，故C错误； D．物体下落时加速度与质量无关，故D错误。 故选A。 4．关于自由落体运动，下列说法错误的是（　　） A．物体竖直向下的运动一定是自由落体运动 B．自由落体运动是初速度为零、加速度为g的竖直向下的匀加速直线运动 C．伽利略采用“冲淡”重力的方法，使小球下落时间变长，便于测量 D．当空气阻力的作用比较小、可以忽略不计时，物体自由下落可视为自由落体运动 【答案】A 【详解】AB．自由落体运动是初速度为零、加速度为g的竖直向下的匀加速直线运动，所以物体竖直向下的运动不一定是自由落体运动，故A错误，满足题意要求；B正确，不满足题意要求； C．伽利略采用“冲淡”重力的方法，使小球下落时间变长，便于测量，故C正确，不满足题意要求； D．空气阻力的作用比较小、可以忽略不计时，物体自由下落可视为自由落体运动，故D正确，不满足题意要求。 故选A。 5．在真空中，将苹果和羽毛同时从同一高度由静止释放，下列频闪照片（记录物体运动的闪光照片，每隔相等的时间拍摄一次）中符合事实的是（    ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】在真空中，苹果和羽毛只受重力，做自由落体运动。苹果和羽毛的加速度相同，任意时刻两物体位置相同，相同时间内位移越来越大。 故选A。 6．关于自由落体运动，下列说法正确的是（　　） 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 C．一个棉花团由静止开始下落的运动是自由落体运动 D．雨滴经过窗子的这段运动可以看成是自由落体运动 【答案】B 【详解】A．自由下落的物体在同一地点的加速度均为重力加速度，与物体的质量大小无关，故A错误； B．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，即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，故B正确； C．一个棉花团由静止开始下落，由于棉花所受重力与棉花所受空气阻力相比较，空气阻力不能够忽略，则一个棉花团由静止开始下落的运动不能够看为自由落体运动，故C错误； D．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。 故选B。 二、自由落体运动的规律及应用 7．一个物体以的速度水平抛出，落地时的速度大小是，不计空气阻力，取，则下列说法正确的是（    ） A．物体落地的时间为 B．落地点距离抛出点的水平距离为 C．抛出点的高度为 D．抛出点的高度为 【答案】C 【详解】A．物体做平抛运动，落地速度大小 可得 在竖直方向做自由落体运动，则 解得 故A错误； B．在水平方向做匀速直线运动，则 解得 故B错误； CD．物体下落的高度为 解得 故C正确，D错误。 故选C。 8．乙同学为测量自己反应时间，进行了如下实验。如图所示，请甲同学用手捏住直尺，乙用一只手在直尺“0刻度”位置处做捏住直尺准备，在看到甲松手后，乙立刻捏住直尺，读出捏住直尺的刻度，即可算出自己反应时间。后期甲乙同学又合作设计了一种测量反应时间的“反应时间测量尺”，如图所示，重力加速度，以下说法正确的是（    ） A．乙同学捏住直尺处的刻度值越大，其反应时间越短 B．尺子未竖直对实验结果没有影响 C．直尺刻度20cm处对应“反应时间测量尺”示数0.2s D．直尺刻度40cm处对应“反应时间测量尺”示数0.4s 【答案】C 【详解】A．直尺做自由落体运动，根据 可得 乙同学捏住直尺处的刻度值越大，其反应时间越长，故A错误； B．尺子做自由落体运动，则尺子必须竖直释放，故B错误； C．直尺做自由落体运动，根据 将h=20cm代入可得 故C正确； D．直尺做自由落体运动，根据 将h=40cm代入可得 故D错误。 故选C。 9．小明将一石块从井口静止释放，经过1s小明听见了石块落水的声音，取，在忽略空气阻力和声音在空气中传播的时间后，小明得到了井口到水面的距离，则（　　） A．石块落水的速度约为 B．井口到水面的距离约为10m C．若考虑空气阻力，则小明求得的距离偏小 D．若考虑声音在空气中传播的时间，则小明求得的距离偏大 【答案】D 【详解】A．小石块落到水面时的速度大小为 故A错误； B．井口到水面的距离为 故B错误； C．若考虑空气阻力，则下落加速度变小，实际位移小于计算位移，则小明求得的距离偏大，故C错误； D．若考虑声音在空气中传播的时间，则小石块在空中运动的时间小于1s，根据AB选项的速度时间关系和位移时间关系可知井口到水面的距离应小于，小明求得的距离偏大，故D正确。 故选D。 10．从高度为的塔顶自由释放小球，不计空气阻力。有关小球在空中的运动，以下判断不正确的是（    ） A．小球在最后1s内下落的高度为 B．在小球接触地面之前，速度和加速度均逐渐增加 C．小球下落的高度为时，小球的速度大小为 D．小球下落过程中，第内和第内的位移之比为 【答案】B 【详解】A．小球下落的总时间 小球在最后1s内下落的高度为 选项A正确； B．在小球接触地面之前，速度逐渐增加，加速度不变，选项B错误； C．小球下落的高度为时，小球的速度大小为 选项C正确； D．根据初速度为零的匀变速运动在相邻相等时间的位移之比为1:3:5:7:9，可知小球下落过程中，第内和第内的位移之比为，选项D正确。 此题选择不正确的，故选B。 11．一矿井深80m，在井口每隔一定时间自由释放一个小球（下落过程可视为自由落体运动），当第9个小球刚从井口下落时，第1个小球恰好到井底（重力加速度取g=10m/s2），则（　　） A．第1个小球落至井底时的速度为30m/s B．此时第1个小球与第2个小球相距45m C．相邻两个小球下落的时间间隔是1s D．第1、2两个小球都在空中时，第1个小球相对第2个小球做匀速直线运动 【答案】D 【详解】C．第1个小球自由下落的时间满足 解得 根据题意，第1个小球刚落至井底的瞬间，第9个小球刚好在井口，因此空中存在8个相等的时间间隔，故相邻两个小球下落的时间间隔是 故C错误； A．第1个小球落至井底时的速度为 故A错误； B．此时第1个小球与第2个小球相距 故B错误； D．第1个小球与第2个小球的相对速度为 即第1个小球相对第2个小球做匀速运动，故D正确。 故选D。 12．如图所示，长度为5m的细杆，上端悬挂在O点，A点在细杆正下方且距离细杆底端4m。若由静止释放细杆，让其自由下落，不计空气阻力，取重力加速度大小，则细杆通过A点所用的时间为（    ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】细杆下端到达A点 解得 细杆上端到达A点 解得 则细杆通过A点所用的时间为 故选B。 三、探究自由落体加速度 13．用如图的装置研究自由落体运动规律。已知打点计时器的工作频率为。 (1)本实验采用电火花计时器，所接电源应为 V， （填“直流电”或“交流电”） (2)如图中标出的相邻两计数点之间还有4个计时点未画出，则计数点对应的瞬时速度大小 ；（计算结果保留三位有效数字） (3)根据实验记录的数据计算重锤的加速度大小 。（计算结果保留三位有效数字） 【答案】(1) 交流电 (2)2.20 (3)9.85 【详解】（1）[1][2] 本实验采用电火花计时器，所接电源应为交流电； （2）图中标出的每相邻两点之间还有4个记录点未画出，则相邻两计数点的时间间隔 匀变速直线运动中，平均速度等于中间时刻的瞬时速度，故计数点对应的瞬时速度大小为 （3）根据逐差法可得重锤的加速度大小 14．某同学在学习完自由落体这一节后，用如图甲所示的装置测量自由落体加速度，得到如图乙所示的一段纸带。 (1)该实验使用电火花计时器，对于其使用的电源，下列说法正确的是_______。 A．可以使用两节干电池对其供电 B．左右的交流电源 C．的交流电源 D．的直流电源 (2)关于该实验的操作，下列说法正确的是_______。 A．在固定电火花计时器时，应调整计时器上下限位孔在同一竖直线上 B．在手松开纸带时，不用保证纸带与限位孔在同一竖直线上 C．在实验时，应该先启动电火花计时器后再松开纸带 D．为了保证纸带竖直下落，应该将拉纸带的手靠在电火花计时器限位孔上，再释放纸带 (3)选取一条符合要求的纸带从中截取一段，其中A、、、、、、为纸带上选取的连续计时点，用刻度尺测量出各点的间距如图乙所示。已知实验使用的交流电源频率为，则打点时重物的瞬时速度大小为 ，测得的自由落体加速度 。造成实验误差的主要原因是 。（计算结果均保留3位有效数字） 【答案】(1)C (2)AC (3) 0.388 9.72 见解析 【详解】（1）该实验使用电火花计时器，则应使用的电源是220V的交流电源。 故选C。 （2）AB．为了减小纸带与打点计时器之间的摩擦，在固定电火花计时器时，应调整计时器上下限位孔在同一竖直线上；在手松开纸带时，应保证纸带与限位孔在同一竖直线上，故A正确，B错误； CD．为了保证纸带竖直下落，并充分利用纸带，应该将重物靠近电火花打点计时器，先启动电火花计时器再手松开纸带，故C正确，D错误。 故选AC。 （3）[1]相邻两计时点的时间间隔为 根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度，则打B点时重物的瞬时速度大小为 [2]根据逐差法可得自由落体加速度为 [3]造成实验误差的主要原因是：纸带与打点计时器的摩擦阻力。 15．某学习小组利用如图甲所示的装置测量重力加速度.钢球一开始被通电的电磁铁衔住，电磁铁断电即释放钢球。小球下落途中会经过一光电门，光电门发射端与接收端在同一高度，且钢球经过光电门时，发射端发出的光能对准钢球的球心（如图乙）。钢球从光电门中经过时，光电门可以记录它的遮光时间t，光电门的安装位置可以上下调整，从而改变释放时钢球球心到光电门发射端的竖直高度差h，测得实验时所用钢球的直径为d（d很小）。完成下面的问题： (1)钢球球心经过光电门时的速度大小为v= （用所测物理量的符号表示）； (2)多次改变h，该学习小组得到了多组h和t的实验数据，并画出了图像，如图丙，算得图像的斜率为k。利用图像的斜率k和小球的直径d可算得重力加速度g= （用字母k和d表示）； (3)若某同学在安装器材时小球的释放点稍向左边偏移了一些，导致小球经过光电门时，虽然小球也能遮光，但光线无法对准球心。大家都没注意到这个问题，用这样的装置完成了实验，这会导致重力加速度的测量值 （填“偏小”“偏大”或“不变”）。 【答案】(1) (2) (3)偏大 【详解】（1）由于小球直径很小，挡光时间很短，可认为钢球球心经过光电门时的速度大小等于挡光过程的平均速度，则有 （2）根据自由落体运动规律有 解得 可知图像的斜率为 解得重力加速度为 （3）若某同学在安装器材时小球的释放点稍向左边偏移了一些，导致小球经过光电门时，虽然小球也能遮光，但光线无法对准球心，则实际挡光宽度d实小于小球直径d，测得小球经过光电门的时间偏小，则图像的斜率偏小，由 可知重力加速度的测量值偏大。 16．某同学用如图甲所示装置测量重力加速度g，所用交流电频率为50Hz。在所选纸带上取某点为0计数点，然后每3个点取一个计数点，所有测量数据及其标记符号如图乙所示。该同学用两种方法处理数据（T为相邻两计数点的时间时隔）。 方法A：由，，…，，取平均值g=8.667m/s2。 方法B：由，，，取平均值g=8.673m/s2。 从数据处理方法看，在x1、x2、x3、x4、x5、x6中，对实验结果起作用的，方法A中有 ，方法B中有 。因此，选择方法 （填“A”或“B”）更合理，本实验误差的主要来源有 （试举出两条）。 【答案】 x1，x6 x1，x2，x3，x4，x5，x6 B 见解析 【详解】[1]在方法A中，重力加速度平均值为 只有x1、x6起作用； [2]在方法B中，重力加速度平均值为 可知x1，x2，x3，x4，x5，x6都起作用； [3]选择方法B数据应用更充分，因此选择方法B更合理，这样可以减少实验的偶然误差。 [4]本实验误差的主要来源有：阻力（空气阻力，振针的阻力，限位孔的阻力，复写纸的阻力等）影响，长度测量。 17．某同学用如图所示的装置来测量当地的重力加速度，OD为竖直木板，让小球从О点等高处由静止释放，右侧用一束平行光照射小球，小球在下落的过程中在木板上留下影子。在释放小球的同时用频闪照相机连续拍摄小球在木板上影子的位置，如图中的O、A、B、C、D点。现测得О点到各点的距离分别为h1、h2、h3、h4，回答下列问题： (1)为了减小空气阻力的影响，应选择体积小，质量 （选填“小”或“大"）的小球来做实验。 (2)由匀加速直线运动的规律可得影子在D点时的速度是在B点时的速度的 倍，若照相机的闪光周期为T，则当地重力加速度的表达式为g= （用T、h2、h4表示）。 【答案】(1)大 (2) 2 【详解】（1）为了减小空气阻力的影响，应选择体积小，质量大的小球来做实验。 （2）[1]B点位于O、D两点的中间时刻，由匀加速直线运动的规律，可得影子在D点时的速度是在B点时速度的2倍。 [2]由公式可得 则当地重力加速度的表达式为 18．某同学设计了利用自由落体运动规律估测桌子高度的实验。紧靠桌边竖直放置一刻度尺，从桌面等高处自由释放一金属小球，同时用手机连拍功能拍出小球运动的照片（如图甲）。图乙是某同学选取中间部分的照片，e点之后还有6个小球，其中第6个小球刚好落地。已知手机每秒拍摄30张照片，忽略空气阻力。（结果均保留两位有效数字） (1)图乙中小球从a点运动到d点用的时间 s。 (2)小球运动到c点时的速度vc ＝ m/s，当地的重力加速度大小为g＝ m/s2。 (3)该桌子高度为h＝ m。 【答案】(1)0.10 (2) 1.3 9.8 (3)0.78/0.77 【详解】（1）已知手机每秒拍摄30张照片，相邻两张照片的时间间隔为 故图乙中小球从a点运动到d点用的时间为 （2）[1]小球运动到c点时的速度为 [2]由逐差法可知，当地的重力加速度大小为 （3）自由下落到c点的时间为 从c点到地面共有8段，则 故该桌子高度为 19．利用水滴下落可以粗略测量重力加速度的大小。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，恰好有另一滴水开始下落，而空中还有一滴水正在下落。测出水龙头出水口到盘子的高度为，从第1滴水开始下落到第滴水开始下落，所用时间为。下列说法正确的是（　　） A．一滴水在空中运动的时间为 B．相邻两滴水开始下落的时间间隔为 C．此地重力加速度的大小为 D．第1滴水刚落至盘中时，第2滴水距盘子的距离为 【答案】AD 【详解】A．根据公式 可得一滴水在空中运动的时间为 故A正确； B．根据题意可知，第一滴水落至盘中时，第三滴水刚要落下，可知相邻两滴水开始下落的时间间隔为 故B错误； C．从第1滴水开始下落到第滴水开始下落，所用时间为，则 结合 可得 故C错误； D．根据初速度为零的匀加速直线运动的规律可知，一滴水落至盘中时，第二滴水下落的高度为 则第1滴水刚落至盘中时，第2滴水距盘子的距离为 故D正确。 故选AD。 20．甲、乙两球同时从距地面高度处开始运动，甲做自由落体运动，乙以的初速度做竖直上抛运动，重力加速度取。空气阻力不计，下列说法正确的是（　　） A．竖直上抛运动不是匀变速直线运动 B．甲落地时的速度大小为 C．开始运动的内，甲、乙两球的位移相同 D．在甲落地之前，甲、乙两球相同时间内的速度变化量相同 【答案】BD 【详解】A．竖直上抛运动的加速度为重力加速度，恒定不变，则竖直上抛是匀变速直线运动，故A错误； B．根据速度—位移公式有 解得 故B正确； C．开始运动的内，甲的位移为m 乙的位移为m 二者方向相反，故C错误； D．根据速度—时间公式有，所以在甲落地之前，甲、乙两球相同时间内的速度变化量相同，故D正确； 故选BD。 21．海鸥捕到外壳坚硬的鸟蛤（贝类动物）后，有时飞到空中将它丢下，利用地面的冲击打碎硬壳后食用。已知鸟蛤撞击地面前的速度需要达到，才能打碎硬壳，若海鸥在某高度将鸟蛤由静止丢下，恰好碎壳，不计空气阻力，重力加速度取。下列说法正确的是（　　） A．鸟蛤应该在距地面高处被丢下 B．鸟蛤在空中运动的时间为 C．鸟蛤最后1s内下落的距离为 D．鸟蛤下落过程的平均速度大小为 【答案】BD 【详解】A．根据速度位移关系 代入数据可得高度 故A错误； B．根据速度时间关系 可得鸟蛤在空中运动的时间为 故B正确； C．鸟蛤最后1s内下落的距离为 代入数据可得 故C错误； D．鸟蛤下落过程的平均速度大小为 故D正确。 故选BD。 22．如图所示，小球乙从距离地面高度为h2=20m处开始自由下落，1s后小球甲从距离地面高度为h1=15m处开始自由下落，小球运动的过程中不计空气阻力，重力加速度取g=10m/s2，则下列说法正确的是（   ） A．小球甲和小球乙同时落地 B．小球甲下落1s后，小球乙落地 C．落地前的运动过程中两小球的速度差不变 D．落地时甲、乙的速率之比为3∶4 【答案】BC 【详解】AB．根据 可得小球甲下落所用时间为 小球乙下落所用时间为 则有 由于小球乙比甲先下落，则小球乙比小球甲先落地；小球甲下落1s后，小球乙落地，故A错误，B正确； C．落地前的运动过程中两小球的速度差为 可知落地前的运动过程中两小球的速度差不变，故C正确； D．落地时甲、乙的速率之比为 故D错误。 故选BC。 23．在某地将甲乙两小球从距离水平地面同一高度处先后释放，它们做自由落体运动的v-t图像如图所示。则（　　） A．时，两球的高度相差为40m B．两球在空中运动过程中，距离逐渐变大 C．该地区重力加速度 D．乙球释放时距离甲球20m 【答案】BCD 【详解】A．时，两球的高度相差为 A错误； B．落地之前，甲球相对乙球做匀速直线运动，两球在空中运动过程中，距离逐渐变大，B正确； C．该地区重力加速度等于图像的斜率 C正确； D．乙球释放时与甲球的距离为 D正确。 故选BCD。 24．某人在室内以窗户为背景摄影时，恰好把窗外从高处落下的一个小石子拍摄在照片中，已知本次摄影的曝光时间为0.01s。测得照片中石子运动痕迹的长度为0.8cm，实际长度为100cm的窗框在照片中的长度为4.0cm，g取10m/s2，下列说法正确的是（　　） A．曝光时间内石子实际下落距离为0.2m B．曝光时间内石子实际下落距离为0.4m C．石子大约是从窗户上方20m处落下 D．石子大约是从窗户上方40m处落下 【答案】AC 【详解】AB．曝光时间内石子下落的距离约为 cm=0.2m 故A正确，B错误； CD．曝光时间内石子下落的速度约为 石头下落的位移为 m 故C正确，D错误； 故选AC。 25．如图所示是用频闪周期为的相机拍摄的一张真空中羽毛与苹果从同一高度自由下落的局部频闪照片。关于提供的信息及相关数据处理，下列说法中正确的是（   ） A．羽毛下落到C点的速度大小为 B．苹果下落的加速度大小为 C．若满足关系，则A为苹果释放的初始位置 D．一段时间后苹果会在羽毛下方 【答案】AC 【详解】A．根据题意，由中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度，可得羽毛下落到C点的速度大小为 故A正确； B．根据题意，由逐差法有 解得 故B错误； C．根据初速度为零的匀加速直线运动连续相等时间内的位移比可知若，则A为苹果释放的初始位置，故C正确； D．真空中苹果和羽毛只受重力，同时释放，做自由落体运动的下落快慢相同，故D错误。 故选AC。 26．如图是某班物理兴趣小组由刻度尺改造的一把测反应时间的尺子（0刻线在下端，时间刻度已标在尺上）。测量时，被测试者食指和拇指成钳状与0刻线同一水平线上，看到尺子下落的同时去捏尺子，通过捏到的刻度可以直接读出反应时间。关于这把尺子的说法正确的是（　　） A．该尺子是根据自由落体运动规律制成的 B．该尺子刻度是均匀的 C．该尺子刻度是上密下疏 D．如果此尺子在高海拔处使用，相同情况下测得的反应时间偏慢 【答案】AD 【详解】A．该尺子是根据自由落体运动规律，尺子下落的高度与时间对应制成的，故A正确； BC．根据，下落的高度和时间不是线性关系，可知该尺子刻度不是均匀的，应该是下密上疏，故BC错误； D．如果把此尺子移到赤道上使用，因重力加速度偏小，则相同时间内下落的高度偏小，则相同情况下测得的反应时间偏慢，故D正确。 故选AD。 27．（24-25高一上·上海·期末）关于重力加速度，下面几种说法中正确的是（    ） A．重力加速度表示自由下落的物体运动的快慢 B．重力加速度表示自由下落的物体运动速度变化的大小 C．重力加速度表示自由下落的物体运动速度变化的快慢 D．质量大的物体重力加速度大，质量小的物体重力加速度小 【答案】C 【详解】ABC．重力加速度方向竖直向下，反应速度变化的快慢，包括速度变化的大小和方向，故AB错误，C正确； D．质量大、质量小的物体的重力加速度一样大，故D错误。 故选C。 28．（24-25高一上·云南昭通·期末）云南镇雄县是菠萝蜜的重要产地之一，这里的菠萝蜜味道鲜美、营养丰富，深受当地人民的喜爱。采菠萝蜜时，假设菠萝蜜从树上高处坠落，树下有人用弹性网袋接住菠萝蜜，假设接住菠萝蜜时速度不变，之后菠萝蜜向下做匀减速运动的加速度大小为。菠萝蜜落地时速度小于时才不会损坏。假设菠萝蜜可视为质点，不计空气阻力，重力加速度，则用弹性网袋接住菠萝蜜时菠萝蜜离地面的最小高度为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】菠萝蜜下落可分为两个阶段，第一阶段是自由落体运动，设下落高度为，根据运动学公式 第二阶段是匀减速直线运动，设弹性网袋接住菠萝蜜时菠萝蜜离地面的最小高度，菠萝蜜落地时速度为1m/s，则有 又 代入题中数据，联立解得 故选D。 29．（24-25高一上·贵州遵义·期末）某同学从砖墙前离地2.6m处静止释放一个石子，同时另一位同学用相机拍摄石子在空中的照片，如图所示，由于石子的运动，它在照片上留下了一条模糊的径迹，已知每块砖的平均厚度为6cm，则这张照片的曝光时间约为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】由图可知，石子下落处与径迹上端的高度约为 根据速度位移关系可得 所以石子到达径迹上端的速度为 由于曝光时间较短，该段时间内石子可近似处理成匀速运动，则有 故选A。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$