第2章 第5节 第2课时 课后 达标检测-【优学精讲】2024-2025学年高中物理必修第一册教用Word(教科版)

题组1　竖直上抛运动 1．从地面上将一个小球竖直上抛，经t时间小球经过空中的某点A，再经过t时间小球又经过A点。不计空气阻力，下列说法正确的是(　　) A．小球上升的最大高度为gt2 B．A点到抛出点的距离为gt2 C．小球抛出时的速率为2gt D．小球抛出时的速率为3gt 解析：选A。根据竖直上抛运动的对称性，知小球竖直上抛运动到最高点的时间为t＋t＝t，则竖直上抛的初速度v0＝gt，故C、D错误；小球上升的最大高度h＝g＝gt2，故A正确；从A点上升到最高点的时间为t，则A点距离最高点的高度h1＝g2＝gt2，则A点距地面的高度h2＝h－h1＝gt2，故B错误。 2．(2024·南京师大附中开学考)升降机从井底以5 m/s的速度向上匀速运行，某时刻一螺钉从升降机底板松脱，再经过4 s升降机底板上升至井口，此时螺钉刚好落到井底，不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2，下列说法正确的是(　　) A．螺钉松脱后做自由落体运动 B．矿井的深度为45 m C．螺钉落到井底时的速度大小为40 m/s D．螺钉随升降机从井底出发到落回井底共用时16 s 解析：选D。螺钉松脱后先做竖直上抛运动，到达最高点后再做自由落体运动，A错误；规定向下为正方向，螺钉落到井底时的速度大小v＝－v0＋gt＝－5 m/s＋10×4 m/s＝35 m/s，C错误；螺钉下降的距离h1＝－v0t＋gt2＝－5×4 m＋×10×42m＝60 m，因此井深h＝v0t＋h1＝80 m，B错误；螺钉随升降机从井底出发到落回井底的时间与升降机从井底上升到井口的时间相同，t′＝＝16 s，D正确。 题组2　测定自由落体运动的加速度 3．(2024·新疆伊犁联考期中)“求知”兴趣小组用如图甲所示的实验装置来研究自由落体运动的规律。 (1)下列关于打点计时器的说法正确的是________。 A.打点计时器连接的是直流电源 B．只使用打点计时器就可以测出重物的速度大小 C．实验时应用手捏住纸带上端，先启动打点计时器再释放重物 (2)某同学按照正确的操作完成实验后，得到的纸带如图乙所示，其中纸带上的A、B、C、D、E为连续的5个计时点，A点到O点之间有部分点未画出。已知打点计时器连接的电源频率为50 Hz，则纸带上打出C点时重物的速度大小vC＝________m/s，重物下落过程中的加速度大小a＝________m/s2(计算结果均保留3位有效数字)。 (3)查阅资料可知，实验测得的加速度小于当地的重力加速度，原因可能是____________________________________。 解析：(1)根据打点计时器原理可知，打点计时器连接的是交流电源，A错误；使用打点计时器可以记录重物相应时间间隔内的位移，需借助刻度尺才能测出位移大小，这样才能测出重物的速度大小，B错误；实验时应用手捏住纸带上端，先启动打点计时器再释放重物，C正确。 (2)根据打点计时器测速原理可知vC＝×10－2 m/s＝1.56 m/s，根据匀变速直线运动规律可知a＝×10－2 m/s2≈9.69 m/s2。　 (3)实验时，空气阻力的影响、纸带与打点计时器间的阻力影响会导致测出的加速度偏小。 答案：(1)C　(2)1.56　9.69　(3)空气阻力的影响，纸带与打点计时器间的阻力影响 4.(2024·广东校联考期中)某学习小组想利用数字计时器及光电门测量重力加速度，设计了以下实验，安装的实验装置如图所示，实验步骤如下： ①测量出铁球A和铁球B的直径均为d； ②将铁球A和铁球B用一段透明细线(可透光)连接起来； ③测量出此时透明细线的长度l； ④接通数字计时器和光电门； ⑤将铁球B放置至某一高度，透明细线拉着铁球A，待铁球A稳定后，释放铁球B； ⑥数字计时器先后记录的两个遮光时间分别为t1、t2。 (1)铁球A通过光电门时的速度大小vA＝________，铁球B通过光电门时的速度大小vB＝__________(均用题中所给物理量字母表示)。 (2)根据题目测量的物理量可以求出当地的重力加速度大小g＝________(用d、l、t1、t2表示)。 解析：(1)由光电门原理知，铁球A通过光电门时的速度大小vA＝ 铁球B通过光电门时的速度大小vB＝。 (2)由运动学公式2g(l＋d)＝v－v 得g＝。 答案：(1)　　(2) 5．在某塔顶上将一物体竖直向上抛出，抛出点为A，物体上升的最大高度为20 m，不计空气阻力，设塔足够高，重力加速度g取10 m/s2。 (1)求物体抛出时的初速度大小。 (2)求物体位移大小为15 m时，物体的运动时间。 (3)若塔高H＝105 m，求物体从抛出到落到地面的时间。 解析：(1)设物体抛出的初速度大小为v0，根据速度位移关系可得v＝2gh 解得v0＝20 m/s。 (2)当物体的位移大小为15 m时，若在抛出点上方， 则有x＝v0t1－gt，解得t1＝1 s，t′1＝3 s， 若在抛出点下方，则有－x＝v0t2－gt， 解得t2＝(2＋)s，t′2＝(2－) s(舍去)。 (3)若塔高H＝105 m，物体从抛出到落到地面的时间为t3，则－H＝v0t3－gt 解得t3＝7 s，t′3＝－3 s(舍去)。 答案：(1)20 m/s　(2)见解析　(3)7 s 6．受中国探月计划的鼓舞，某同学自制了一枚玩具火箭，火箭从地面发射后做匀加速直线运动，加速度大小为4 m/s2，经过5 s火箭燃料恰好用完。若火箭始终在竖直方向上运动，不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2。求： (1)燃料恰好用完时火箭离地面的高度及速度大小； (2)燃料用完后火箭继续上升所能达到的最大离地高度。 解析：(1)初始对火箭 h＝at 代入数据解得h＝50 m 由速度与时间关系公式可得v1＝at1 得v1＝20 m/s。 (2)燃料用完后火箭继续上升的位移为x，由速度与位移关系公式，则有x＝ 得x＝20 m 可得火箭离地面的最大高度为 H＝h＋x＝50 m＋20 m＝70 m。 答案：(1)50 m　20 m/s　(2)70 m 7．(2024·广东惠州校考期中)如图所示，竖直悬挂的直杆AB长为10 m，在杆的正下方距杆下端5 m处有一长为5 m的无底圆筒CD，若将悬线剪断让杆自由落下，重力加速度g取10 m/s2。求： (1)杆的下端B抵达圆筒顶端C点时的速度大小； (2)从B抵达C到杆全部通过圆筒需要的时间。 解析：(1)根据v2＝2ghBC 解得杆的下端B抵达圆筒顶端C点时的速度 v＝10 m/s。 (2)根据 hBC＝gt＝5 m hAD＝gt＝20 m 从B抵达C到杆全部通过圆筒需要的时间 Δt＝t2－t1 联立解得Δt＝1 s。 答案：(1)10 m/s　(2)1 s 学科网（北京）股份有限公司 $