4 自由落体运动-【无敌原创】2025-2026学年高中物理必修第一册同步课时卷

16无敌原创同步必刷点物理·必修第一册 4自由落体运动 基础过关) B.下落过程中，下落1s末时，它们的速度 相同 1.关于重力加速度，以下说法正确的是 C.下落过程中，各自下落1m时，它们的 ( 速度相同 A.重力加速度g是标量，只有大小没有方 D.下落过程中，甲的加速度比乙的加 向，通常计算中g取9.8m/s2 速度大 B.在地球上所有地方的重力加速度都是 相同的 4.一个物体从某一高度开始做自由落体运 C.在地球上同一地点，离地面高度越大， 动，已知它第一秒内的位移恰为它最后一 重力加速度g越大 秒内位移的亏，g取10m/s,则它开始下 D.在地球上高纬度地面处的重力加速度 落时距地面的高度为 ( ) 大于低纬度地面处的重力加速度 A.15m B.25m 2.如图，一根竖直铁棒上焊接着5个水平放 C.35m D.45m 置的等间距排列的铁圆环，它们的圆心都 5.一物体从地面竖直向上抛出，在运动过程 在同一竖直线上，一个小球（可视为质点） 中忽略空气阻力的作用，从抛出到落回地 在圆环的公共中轴线上从某个高度自由 面，下列关于物体运动的速度v随时间t 释放，不计空气阻力，小球经过第 ● 变化的图像中，正确的是 ( 一个圆环的圆心速度为1m/s,经 过第二个圆环的圆心速度为 √3m/s,则它经过第五个圆环的 圆心时，瞬时速度大小为( A.2 m/s B.√7m/s C.3 m/s D.4 m/s 3.(多选)甲物体的质量是乙物体的2倍，甲 从2H高处自由下落，乙从H高处与甲同 时自由下落，下述正确的是 () A.两物体下落过程中，同一时刻甲的速度 比乙的速度大 第二章匀变速直线运动的研究17 6.如图所示，是一种巨型娱乐器械“自由落 7.如图所示，在t=0时刻，小 体机”，由一个可乘坐二十多个人的环形 球从高出地面H=15m的 座舱套装在竖直柱子上，由升降机送上 位置竖直向上抛出，小球上 76m的高处，然后让座舱自由落下，不计 升到最高点时距抛物点 H=15m 阻力。落到离地面31m时，制动系统启 h=5m,之后开始做自由落 动，座舱做匀减速运动到离地面1m时刚 体运动到达地面，g取 777777777777777 好停下。(g取10m/s2,竖直向下为正方 10m/s2。求： 向)求： (1)小球竖直上抛的初速度o; (2)小球运动全过程所用的时间。 (1)自由下落的时间t; (2)制动过程的加速度a。 18无敌原创同步必刷点物理·必修第一册 能力提升) 3.如图所示，篮球架下的运 动员原地垂直起跳扣篮， 1.在对自由落体运动的研究过程中，关于伽 离地后重心上升的最大高 利略提出的假设、采用的推理过程和科学 方法等，下列叙述不正确的是 () 度为H。上升第-个号所 7777777777777777 A.伽利略认为自由落体运动可以认为由 斜面的倾角外推增大为90°时的特例 用的时间为，第三个号所用的时间为 B.为了解决无法测量瞬时速度的困难，伽 2。不计空气阻力，则学满足 利略改测位移与时间的关系 C.为了解决没有准确的计时工具的困难， A.1<2<2 B.2<<3 t t 伽利略利用“冲淡重力”的斜面实验 D.通过观察与思考，伽利略提出自由落体运 C.3<<4 D.4<2<5 t t 动该是一种速度随位移均匀变化的加速 4.在离地面高h处，沿竖直方向同时向上和 直线运动 向下抛出两个小球，它们的初速度大小均 2.有一串珠子（珠子可视为质点），穿在一根 为2，不计空气阻力，两球落地的时间差 长1.8m的细线上，细线的首尾各固定1 为 ( ) 个珠子，中间还有5个珠子。从最下面的 珠子算起，相邻两个珠子之间的距离依次 A B.2h U 为5cm、15cm、25cm、35cm、45cm、 C.4v D2% 55cm,如图所示。某人向上提起细线的 g g 上端，让细线自由垂下，且第1个珠子紧 5.在地质、地震、勘探、气象和地球物理等领 贴水平桌面，松手后开始计时，若不计空 域的研究中，需要精确重力加速度g值，g 气阻力，g取10m/s2,假设珠子落到桌面 值可由实验精确测定。近年来测g值的 上不再反弹，则第2、3、4、5、6、7个珠子 一种方法叫“对称自由下落法”，它是将测 ( g值归于测长度和时间，具体做法是：将真 07 空长直管沿竖直方向放置，自其中O点向 06 上抛小球又落至原处的时间为T2,在小球 05 04 运动过程中经过比O点高H的P点，小 3 球从离开P点到落回P点所用的时间为 mmmiMMMMMm T1,测得T1、T2和H,可求得g等于 A.依次落到桌面上的速率之比为1：3： ( 5:7:9:11 8H 4H B.落到桌面上的时间间隔相等 A.T-Ti B.T-Ti C.落到桌面上的时间间隔越来越大 C. 8H D H D.第4个珠子落到桌面上的速率为4m/s √T-T 4T-T 第二章匀变速直线运动的研究 19 6.如图是高中物理必修第一册课本封面上 7.某节目中有一“跑步接球”的挑战项目：水 的沙漏照片。若近似认为砂粒下落的初 平直跑道的终点线正上方H=8.5m处 速度为0，不计砂粒间下落时的相互影响， 固定一抓球装置，可通过跑道上的按钮装 设砂粒随时间均匀漏下，忽略空气阻力， 置控制球的释放，按钮装置可沿跑道移 重力加速度g取10m/s2。 动。挑战者首先确定按钮到终点线的水 (1)求一颗砂粒下落过程第2个0.1s内 平距离，然后在跑道上由静止起跑，经过 的位移大小； 按钮时按下，同时球被释放；若挑战者经 (2)同学们发现照片中的砂粒在空中时都 过终点时能接住球，则为挑战成功，按钮 看不出砂粒本身的形状，而是成了条条痕 到终点的水平距离即为挑战成绩，水平距 迹，砂粒的疏密分布也不均匀，若出口下 离越大挑战成绩越好。挑战者经过按钮 方0~1cm范围内有20粒砂粒，则出口 前后运动状态可视为不变，起跑加速度 下方4~9cm范围的砂粒数约为多少？ a=3m/s2,可达最大速度v=9m/s,假设 球下落时做自由落体运动，每次接球高度 物理 都在h=1.3m,取重力加速度g=10m/s2。 问： (1)若挑战者发挥正常，能取得最好的成 绩，跑道长度至少为多少？ (2)若跑道长L=15.3m,求挑战者能取 得的最好成绩。距离先减小后增大，A错误，B正确：3~4s内甲前行的位 移为△CDG的面积x'=之X2X1m=1m,乙前行的位 2+ 移为四边形CDG的面积，2'-2X1m=号m,则 口4s时甲在乙前△=5十('一2)=号m处，C错误4 6s内，甲静止，乙前行的位移为△DEF的面积。”=子×2X m=专m,则1=6s时甲在乙前3m处，即两物体无第 4 二次相遇，D错误。故选B。 7.ABC【解析】匀加速的末速度和匀减速运动的初速度相 等，根据。=知，品一冬，再根据速度位移公式得，心- 2a,则%-二，即三=去，故ABC正确；根据x=2a12, 1 'a2x1 x2 t2 =之4：42得，分-兰，所以D错误。放选ABC. 1 't22a1x2 【能力提升】 1.D【解析】xt图像的斜率表示速度，小车先做匀加速运 动，因此速度变大，即0一t1图像斜率变大，t一t2做匀减速 运动，则图像的斜率变小，在t2时刻停止，图像的斜率变为 零。故选D。 2.C【解析】由于题目中使用了a这个字母用作表达位移 的比值，故在推算中加速度记为α。用作区分，防止混淆。 匀减速直线运动减速至速度为0可以看作初速度为0的匀 加速直线运动的逆过程，设整个过程时间为t,则开始刹车 第一秒内位移=合4P一之a4-12利车最后一秒内 位移=分。·1P,由题意可知斗=a,代入数据得1= 2 a+1 ，所以平均速度。=÷。系·故选C。 2s 3.A【解析】根据题述，汽车做匀减速直线运动，则根据匀 变速直线运动的公式有)2一u2=2a知1，)=at,代入数据 有a=2.5m/s2,t=4s,则经过4s汽车速度减小到36km/h= 10m/s,然后匀速运动到中心线缴费，汽车从开始匀速运动 到通过中心线10m后所用的时间为2=二=2s,随后汽 1 车开始匀加速，由于加速度大小相同，并加速到= 20m/s,由逆向思维法可知，加速时间为t3=4s,然后正常 行驶。故选A。 4.D【解析】根据x=t十2aP可知，物体的初速度为 o=5m/s,加速度为a=4m/s2,所以A错误；前2s内位 移为x=5t+22=(5×2+2×22)m=18m,所以B错误； 第1s内的位移是x1=5×1m+2×12m=7m,第2s内的 位移是x2=x一=11m,所以C错误；前2s内的平均速 参考答案 59 度是7=工=18 t-2 m/s=9m/s,所以D正确。故选D。 5.(1)24.0080(2) 105emg 95目 5 75用 65 5.0202 (3)70.059.0(4)b2k 【解析】(1)根据纸带的数据可得△xD=xAB十xc十xCD= 6.60cm+8.00cm+9.40cm=24.00cm。 (2)平均速度为Ua如= 器=80cm/s。根据第(1)小题结果 补充表格和补全实验点图像如图。 105 /(cm's2) 95用 85 75用 65用 5,2 (3)从实验结果可知，小车运动的△t图线可视为一条直 线，图像如下，此直线用方程=k△t十b表示，由图像可知 其中k=101.059.0cm/g=70.0cm/g,6=59.0cm/s. 0.6 /(cm's 95 85曲 75 65 (4)小球做匀变速直线运动，由位移公式x=t十子a,整 理得子=%十之at,即0=a十分a,故根据图像斜率和截 t 距可得vA=b,a=2k 6.解：(1)由题意知，该同学先加速后匀速，最大速度0= 2m/s,根据v=at1,可得加速的时间为t1=2s,加速的位移 为x=之a,2=2m,从开始到达关卡2的时间为a=4十 L一x=5s9 (2)2<6s,所以可以通过关卡2继续运动，从关卡2到达 关卡3的时间为4=上=45，从开始到达关卡3的总时间 U 为t=5十4=9s,关卡放行和关闭的时间分别为6s和4s,由 于6<9<6+4，此时关卡3是关闭的，所以最先挡住他前进 的是关卡3。 4自由落体运动 【基础过关】 1.D【解析】重力加速度g是矢量，既有大小又有方向，A 错误；地球上不同的地方，重力加速度不同，但相差不大，B 60无敌原创同步必刷点物理·必修第一册 错误；地球上的同一地点，随高度的升高，重力加速度减小， C错误；随纬度的升高，重力加速度增大，D正确。故选D。 2.C【解析】小球从第一个圆环的圆心运动到第二个圆环 的圆心的过程中，由速度与位移的关系式可知2一2 2ax;小球从第一个圆环的圆心运动到第五个圆环的圆心的 过程中，由速度与位移的关系式可知2一v12=2a(4x),解 得经过第五个圆环的圆心时瞬时速度大小为5=3m/s,所 以C正确，ABD错误。故选C。 3.BC【解析】根据v=gt,两物体下落过程中，同一时刻甲 的速度等于乙的速度，A错误，B正确；根据=2gh,下落 过程中，各自下落1m时，它们的速度相同，都等于√2g,C 正确；下落过程中，甲的加速度与乙的加速度一样大，都等 于g,D错误。故选BC。 4.D【解析】做自由落体运动的物体，第一秒内的位移为 西=2=5m,则物体的总位移为x=立g,最后一秒 前的位移=立8：一1，最后一秒的位移△x=一士 5x1=25m,可得x=45m,所以D正确。故选D。 5.A【解析】在运动过程中忽略空气阻力的作用，则上升 和下降过程中加速度均为g,则上升和下降的时间相同，回 到出发点时速度大小相同，所以A正确。故选A。 6.解：(1)自由下落的高度为h=76一31=45m,则下落的时 间√臣√=3 (2)开始减速时的速度v=gt=30m/s,制动的加速度a= 2 302 27-2×30m/s2=15m/s2。 7.解：(1)由%2=2gh,可得小球竖直上抛的初速度为o= √2gh=10m/s。 (2)由6=g,可得小球上升过程的时间为==1s,由 g 位移公式可得人十H=立g,则下落过程所用时间为台= 2h+面=2s,小球运动全过程所用的时间为1=十 g t2=3s。 【能力提升】 1.D【解析】伽利略认为自由落体运动可以认为由斜面的 倾角外推增大为90°时的特例，A正确，不符合题意；为了解 决无法测量瞬时速度的困难，伽利略改测位移与时间的关 系，B正确，不符合题意；落体下落很快，不容易计时，伽利 略让小球沿阻力很小的斜面滚下，用“冲淡”重力的巧妙方 法加以突破，C正确，不符合题意；通过观察与思考，伽利略 提出自由落体的运动速度与下落时间成正比，D错误，符合 题意。故选D。 2.B【解析】各珠子同时做自由落体运动，下降的位移之比 为5：20：45：80：125：180=1：4：9：16：25：36；根 据h=78g,可知落地的时间之比为1：2：3：4：5：6， 则各珠子落到桌面上的时间间隔相等；根据v=g,可知依 次落到桌面上的速率之比为1：2：3：4：5：6，B正确， AC错误；第4个珠子距离桌面的高度为45cm,则第4个珠 子落到桌面上的速率为v=√/2gh=√/2×10×0.45m/s= 3m/s,D错误。故选B。 3.C【解析】逆向分析可以看作是自由落体运动，由初速度 是零的匀加速直线运动中，连续相等的位移内所用时间之 比等于1：(W2-1):(3-√2)：(2-√3)：…： （m-√n-1),可得丝 1 t√3-√2 5+巨.则有3<冬< 4,ABD错误，C正确。故选C。 4.C【解析】小球分别做竖直上抛和竖直下抛运动，当上抛 的小球落到出发点时，继续下落到地面的时间与做竖直下 抛的小球落地时间相同，则两球落地的时间差即为上抛小 球落回抛出点的时间，根据竖直上抛运动的对称性可得t= 2×2v=4”,故C正确。故选C。 gg 5.A【解析】小球从O点上升到最大高度过程中h2= 合8（受》广，小球从P点上升的最大商度=名s(受）， 8H 依据题意：一h=H,解得g一T,A正确，BCD错 误。故选A。 6.解：(1)一颗砂粒下落过程第2个0.1s内的位移大小为 1 △x=x4-x1=2g号-乞g听=0.15m。 (2)根据初速度为零的匀加速直线运动的比例关系可知，在 连续相等时间内的位移之比为1：3：5：…，而出口下 方0~1cm范围和出口下方4~9cm范围位移之比为 x0-1:x1~4:x4~g=1:3:5,所以出口下方0~1cm范围和 出口下方4~9cm范围的时间相等，则出口下方4~9cm 范围的砂粒数约为20粒。 72.解：(1)球由静止释放到被接住，有H-A=之g,可得 t=1.2s,若能取得最好成绩，球释放时挑战者已达到最大 速度，经过按钮后匀速跑到终点，匀速运动的位移x1== 10.8m,由运动学方程，加速运动的位移-品-13.5m 跑道长度至少为L=x1十2=24.3m。 (2)跑道长L=15.3m>x2,取得最好成绩时先加速到最大 速度后匀速，匀速运动的位移x3=L一x2=1.8m,经过按 钮后又加速的时间4=t一三=1s,经过按钮后加速的位移 x=一之a片=7.5m,最好成绩为x=x十x=9.3m。