2.4 自由落体运动 同步练习-2024-2025学年高一上学期物理人教版必修第一册

2.4自由落体运动同步练习 一、单选题 1．关于重力加速度以下说法不正确的是（ ） A．重力加速度g是标量，只有大小没有方向 B．在地面上不同的地方，g的大小是不同的，但是相差不是很大 C．在地球上同一个地点，一切物体在自由落体运动中的加速度都是相同的 D．重力加速度g是矢量，方向竖直向下 2．“三塔路的银杏叶”是嘉兴著名秋景之一，秋天某日，金黄的银杏叶纷纷落下枝头。其中一片从高为5m的枝头自静止落至地面，所用时间可能是（ ） A．0.2s B．0.6s C．1s D．3s 3．下列关于自由落体运动的说法正确的是（　　） A．做自由落体运动的物体不受任何力 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．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 4．在离地面一定高度处以的初速度竖直向上抛出一个小球，不计空气阻力，取。则（　　） A．小球运动到最高点时处于平衡状态 B．小球上升阶段所用的时间为 C．抛出后，小球位于抛出点上方，且速度向上 D．小球上升的最大高度为 5．严冬屋檐下有冰凌，冰凌可看成质点（如图）。人在屋檐下行走要防止冰凌砸到头部，因此一定要有安全防范意识。假设冰凌做自由落体运动，冰凌最后1s内下落的高度为25m，重力加速度大小g=10m/s2，则冰凌自由下落的总时间为（     ）    A．3s B．3.2s C．3.6s D．3.8s 6．直杆正下方有一管道，A、B和C、D分别为直杆和管道的上下两端。现将直杆由图中位置静止释放并开始计时，当B到达C位置时将管道由静止释放，已知AB、CD以及直杆和管道间的距离均为h，下列说法正确的是（　　） A．直杆通过管道的时间为 B．直杆通过管道的时间为 C．直杆通过管道的时间为 D．直杆通过管道的时间为 7．甲球从离地面H高处从静止开始自由下落，同时使乙球从甲球的正下方地面处做竖直上抛运动．欲使乙球上升到处与甲球相撞，则乙球上抛的初速度应为(      ) A． B． C． D． 8．跳伞运动员从某高度的直升机上跳下，经过拉开绳索开启降落伞，此后再过落地，整个跳伞过程中的图像如图所示，根据图像信息可知（　　） A．前跳伞运动员做自由落体运动 B．前两秒的加速度大于9.8m/s2 C．跳伞运动员下落的总高度约为156m D．跳伞运动员4-14s加速度越来越小 9．沪上海宁南京高速公路，上海高速公路网编号为A11公路，属沪蓉高速，起自上海真如，途经沪苏交界的安亭，江苏的昆山、苏州、硕放、无锡、横山、常州、丹阳、镇江、句容，终于南京东郊的马群，全长274公里，沪宁高速公路于1992年6月14日正式开工，1993年1月18日，该高速公路开始进行主体工程建设，1996年2月全线贯通，9月15日建成营运，11月28日正式通车，设计车速为每小时120公里，下列关于本段描述中正确的说法是（　　） ①“274公里”指位移 ②“1992年6月14日”指时间间隔 ③“11月28日”指时刻 ④“每小时120公里”指平均速度 A．①③④ B．②③ C．③④ D．③ 10．苹果从某一高度静止释放，已知落地前倒数第二秒内的位移是10m，苹果的运动视作自由落体运动，重力加速度为10m/s2，则苹果释放的高度为（　　） A．45m B．36.75m C．31.25m D．11.25m 二、多选题 11．在塔顶边缘将一物体竖直向上拋出，抛出点为，物体上升的最大高度为，不计空气阻力，，设塔足够高，则物体位移大小为时，物体运动的时间可能为（　　） A． B． C． D． 12．一物体以的初速度竖直向上运动，经过时间物体位移的大小为，忽略空气阻力，重力加速度大小为，则时间可能为（　　） A． B． C． D． 13．物体以15m/s速度竖直上抛，当速度大小变为10m/s时经历时间可以是（空气阻力不计，g=10m/s2）（　　） A．0.5s B．1.0s C．1.5s D．2.5s 三、填空题 14．做竖直上抛运动的物体，通过最大高度的中点位置时的速率为，则物体上抛时的初速度大小为 m/s，物体上升的最大高度为 m. 15．为测量甲同学的反应时间，进行了如图1所示的实验。请乙同学捏住直尺的上端，使直尺竖直且保持静止，甲同学将拇指和食指放在直尺“0刻度”位置处做捏住直尺的准备，但手不碰到直尺。当甲同学看到自由释放的直尺下落时即捏直尺，读出捏住位置的刻度，即可算出甲同学的反应时间。测量后，两位同学又利用所学知识，合作设计了一把测量反应时间的“反应时间测量尺”，如图2所示，标度单位为秒。 （1）经过多次实验，甲同学捏住直尺处刻度值的平均值为，取重力加速度，则该同学的反应时间约为 （计算结果保留2位有效数字）； （2）图2中反应测量尺的标度合理的是 （选填“A”或“B”）； （3）实验时甲同学以手指恰不接触直尺为宜。如果两手指间距较大，则测得的反应时间比实际值 （选填“偏小”“无影响”或“偏大”）。 四、解答题 16．气球下挂一重物，以v0=10m/s匀速上升，当到达离地高h=175m处时，悬挂重物的绳子突然断裂，空气阻力不计，取g=10m/s2，那么： （1）重物经多少时间落到地面； （2）落地的速度多大； （3）平均速度多大。 17．如图所示，一圆管放在水平地面上，长为L=2.7m，圆管的上表面离天花板距离h=5m，在圆管的正上方紧靠天花板放一小球（可看成质点），让小球由静止释放，同时给圆管一竖直向上大小为8m/s的初速度，g取10m/s2。（计算结果均用小数表示） （1）求小球释放后经多长时间与圆管相遇； （2）试判断在圆管落地前小球能不能穿过圆管？如果不能，小球和圆管落地的时间差多大？如果能，小球穿过圆管的时间多长？ 18．如图所示细棒长为d，上端固定在某一点，由静止放开后，细棒自由下落，始终保持竖直状态，并沿圆筒AB的轴线通过圆筒。已知圆筒的长为L，整根细棒通过圆筒上端A所用的时间为，通过圆筒下端B所用的时间为，不计空气阻力，取重力加速度为g，求： （1）整根细棒通过圆筒上端A的平均速度； （2）细棒下端离圆筒上端A的高度差h； （3）细棒的下端通过圆筒的时间t。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《2.4自由落体运动同步练习》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A D D D A B B D D C 题号 11 12 13 答案 AC AC AD 1．A 【详解】重力加速度g是矢量，即有大小又有方向，选项A错误；在地面上不同的地方，g的大小是不同的，但是相差不是很大，选项B正确；在地球上同一个地点，一切物体在自由落体运动中的加速度都是相同的，选项C正确；重力加速度g是矢量，方向竖直向下，选项D正确；此题选项不正确的选项，故选A. 2．D 【详解】设银杏叶做自由落体运动，由，可得 由于银杏叶下落时受空气阻力影响，加速度小于，实际下落时间应大于自由落体时间，则所用时间可能是3s。 故选D。 3．D 【详解】A．自由落体运动是物体仅在重力作用下由静止开始下落的运动，即物体仅受重力，初速度为0，故A错误； B．做自由落体运动的物体通过的位移为，可知物体的位移跟时间的平方成正比，故B错误； C．做自由落体运动的物体只受到重力，重力的施力物体是地球，故C错误； D．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，故D正确。 故选D。 4．D 【详解】A．小球运动到最高点时加速度不为零，则不是处于平衡状态，选项A错误； B．小球上升阶段所用的时间为 选项B错误； C．小球落回到抛出点需要1s，则抛出后，小球位于抛出点下方，且速度向下，选项C错误； D．小球上升的最大高度为 选项D正确。 故选D。 5．A 【详解】冰凌最后1内下落的高度为25，则最后1中间时刻的速度 根据自由落体运动规律 则冰凌自由下落的总时间 故选A。 6．B 【详解】根据题意可得，当直杆B到达C位置时，有 设直杆通过管道的时间为t，则有 联立解得 故选B。 7．B 【详解】取乙为参考系，甲相对乙做匀速直线运动，速度大小为乙的初速度v0，则有 取甲分析 两式联立可得 A. ，与分析不符，故A项错误； B. ，与分析相符，故B项正确； C. ，与分析不符，故C项错误； D. ，与分析不符，故D项错误． 8．D 【详解】AB．前两秒运动员做匀加速运动，根据加速度定义式前两秒的加速度为 所以前跳伞运动员做的不是自由落体运动，AB错误； C．速度时间图像与横轴围成的面积表示位移，题中可以通过数方格的个数来计算，内格数大约为49格，所以跳伞运动员下落的总高度约为 C错误； D．图线斜率的绝对值表示加速度大小，所以可得4-14s加速度越来越小，D正确。 故选D。 9．D 【详解】由题可知，274公里是该高速公路的长度，是路程，不是位移．故①错误； 1992年6月14日”是时间轴上的点，是时刻．故②错误； “11月28日”是时间轴上的点，指时刻．故③正确； 每小时120公里”是该高速公路限制的最高时速，指瞬时速度，故④错误 由以上的分析可知，选项D正确． 10．C 【详解】设最后一秒内的位移为，由运动学公式有 得最后一秒内的位移为 所以高度为 故选C。 11．AC 【详解】物体抛出时的初速度 设向上为正方向，则物体位移大小为时 即 解得 （舍掉） 故选AC。 12．AC 【详解】根据题意，取向上为正方向，若物体运动到出发点上方处，由公式有 解得 ， 若物体运动到出发点下方处，由公式有 解得 ，（舍掉） 故选AC。 13．AD 【详解】物体做竖直上抛运动，以向上为正，则物体的加速度为-g，做匀变速直线运动，根据匀变速直线运动的速度时间关系公式，有 v=v0-gt 速度大小变为10m/s，分两种情况讨论： ①当速度向上时，v=10m/s，故有 ②当速度向下时，v=-10m/s，故有 选项AD正确，BC错误。 故选AD。 【点睛】本题关键：（1）竖直上抛运动具有对称性，向上和向下经过同一点时速度等大、反向；（2）竖直上抛运动的向上和向下的过程中加速度不变，整个过程是匀变速直线运动，匀变速直线运动的公式都适用。 14． 126.5 800 【详解】[1][2]．由题意可知： 联立解得 h=800m 15． 0.20 A 偏大 【详解】（1）[1] 由公式 解得 （2）[2] 直尺做自由落体运动，初速度为零，下落得越来越快，在相等时间内下落的距离越来越大，故A测量尺的标度合理 （3）[3] 如果两手指间距较大，反应时间还包括了手向直尺运动的时间，故测得的反应时间偏大 16．（1）7s；（2）60m/s；（3）25m/s 【详解】（1）取竖直向上为正方向，绳子断裂后重物做竖直上抛运动，则有 解得重物落到地面所需时间为 （2）根据匀变速直线运动速度与时间的关系可得重物落地的速度为 重物落地的速度为60m/s，方向竖直向下； （3）根据平均速度的定义可得 17．（1）0.625s；（2）能穿过，0.3375s 【详解】（1）小球与圆管相遇时与管的上端相遇，从位移关系看满足圆管的上端位移大小与小球下落的位移大小之和等于h，设经过时间t相遇,则有 解得 （2）小球落到地面用时为t1，则 解得 圆管落地的时间为t2，则 由于t1＜t2，所以小球能穿过圆管。设t′时刻小球到达圆管的下端，有 解得 因此小球穿过圆管的时间为 【点睛】本题关键是明确小球和圆筒的运动规律，搞清小球和圆筒的位置关系；此题还可以通过参考系的转换时问题得到简化。 18．（1）；（2）；（3） 【详解】（1）整根细棒通过圆筒的上端A的平均速度 （2）匀变速运动中平均速度等于中间时刻的速度，可得细棒下端到达圆筒上端A的瞬时速率 细棒下端离圆筒上端A的高度差h满足 解得 （3）整根细棒通过圆筒的下端B的平均速度 细棒速度由增大到经历的时间 细棒的下端通过圆筒的时间 解得 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $