第1章第3讲 自由落体运动 专项练习-2027届高考物理一轮专题复习

**基本信息** 聚焦自由落体运动概念辨析、实验原理及规律应用，通过分层题型构建从基础到综合的知识逻辑链，渗透物理观念与科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |概念辨析|1题|重力加速度大小/方向/影响因素判断|从现象到本质，建立重力加速度物理观念| |实验探究|1题|伽利略斜面实验思想分析|科学推理与实验结合，理解自由落体运动规律的探究过程| |规律应用|6题|公式v²=2gh、h=½gt²的直接/间接应用（如光电门测g、反应时间测量尺）|模型建构，强化运动和相互作用观念| |综合拓展|3题|多体运动（连接体）、非惯性系、实际情境（曝光时间、竖直上抛与自由下落相遇）|综合运用科学思维，提升复杂问题解决能力|

第3讲　自由落体运动 1 关于重力加速度，下列说法正确的是(　　) A. 在地球上不同地点，重力加速度的值是不同的，在两极略大，赤道略小 B. 从—张纸比一块砖下落得慢的事实，可知重力加速度和物体的质量成正比 C. 以初速v0竖直下抛物体比自由下落物体先到地面，则竖直下抛时重力加速度比自由下落的重力加速度大 D. 重力加速度方向是垂直于地面的 2 [2026常州阶段练习]如图所示，伽利略为了研究自由落体运动的规律，设计了著名的斜面实验．下列说法正确的是(　　) A. 转化为斜面实验，加速度没有变化 B. 斜面实验可以直接得到速度与时间成正比的运动规律 C. 转化为斜面实验是为了缩短小球运动的时间 D. 伽利略研究方法的核心是实验和逻辑推理相结合 3 [2026南通石庄中学月考]如图所示，小铁球、光电门在同一竖直直线上，让小铁球从光电门上方h高度处由静止开始自由下落，小铁球通过光电门的遮光时间为t，小铁球的直径d远小于h，不计空气阻力，则当地的重力加速度大小为(　　) A. B. C. D. 4 [2026教材改编]某同学在墙前连续拍照时，恰好有一小白色重物从墙前的某高度处由静止落下，拍摄到重物下落过程中的一张照片如图所示. 由于重物的运动，它在照片上留下了一条模糊的径迹. 已知每层砖的平均厚度为6.0 cm，这个照相机的曝光时间为2.0×10-2 s，则(　　) A. 重物下落到A位置时的速度约为60 m/s B. 重物下落到A位置时的速度约为12 m/s C. 重物下落到A位置所需的时间约为0.6 s D. 重物下落到A位置所需的时间约为1.2 s 5 [2026苏大附中月考]学习“自由落体运动”后，小明根据所学的内容制作了一把“人的反应时间测量尺”，重力加速度g取10 m/s2，关于该测量尺样式正确的是(　　) A B C D 6 [2026南京阶段练习]某物理研究小组利用小球自由落体运动测量教学楼楼顶到地面的高度．如图所示，小组中一个成员将两个铁球1、2用细线连接，用手抓住球2使其与楼顶等高，悬在空中，然后由静止释放．小组其他成员测量下列哪组数据，不能测出楼顶到地面的高度(当地的重力加速度值已知，不计空气阻力)(　　) A. 只需测出球1落到地面的总时间 B. 只需测出球2落到地面的总时间 C. 只需测出细线长度和两球落到地面的时间差 D. 需测出细线长度和球1落到地面的总时间 7 [2026南京月考]一杂技演员把三个球依次竖直向上抛出，形成连续的循环．他每抛出一个球后，经过一段与刚才抛出的球曾经在手中停留时相等的时间接到下一个球．这样，在总的循环中，便形成有时空中有一个球，有时空中有两个球，而演员手中则有一半时间有一个球，有一半时间没有球，设每个球上升的最大高度为0.8 m，(重力加速度g取10 m/s2)则每个球在手中停留的时间是(　　) A. Δt＝0.32 s B. Δt＝0.26 s C. Δt＝0.16 s D. Δt＝0.13 s 8 [2026苏州阶段练习]一长为L＝0.45 m的金属管从地面以2 m/s的速率竖直上抛，管在运动过程中保持竖直，管口正上方高h处有一小球同时自由下落，已知重力加速度g取10 m/s2，不计空气阻力，若金属管落地前小球从管中穿过，则h可能是(　　) A. 0.3 m B. 0.4 m C. 0.5 m D. 0.6 m 9 [2025南通二模]在一辆向右匀加速直线运动的车厢里，将光滑的小球从高h处相对车厢静止释放，小球与车厢水平地板发生弹性碰撞，部分相邻落点a、b、c如图所示，已知小方格边长为d，重力加速度为g，不计空气阻力．则 (　　) A. 可以求出车厢的加速度 B. 可以求出小球释放时车厢的速度 C. 可以求出车厢在落点a、c对应时间内的位移 D. 可以判断c是小球与地板第一次碰撞的落点 10 [2026教材改编]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是0.01 s．测得照片中石子运动痕迹的长度为0.6 cm，实际长度为100 cm的窗框在照片中的长度为2 cm(重力加速度g取10 m/s2). (1) 根据照片估算曝光时间内石子下落的距离； (2) 估算曝光时刻石子运动的速度大小； (3) 估算这个石子大约是从距离窗户多高的地方落下的？ 第3讲　自由落体运动 1 A　在地球上纬度不同的地方，重力加速度的大小不同，高纬度地区的重力加速度比低纬度地区的重力加速度大，所以重力加速度在两极略大，赤道略小，A正确；—张纸比一块砖下落得慢，是空气阻力形成的，地球上的同一地点的重力加速度相同，与物体的质量无关，B错误；地球上的同一地点的重力加速度相同，与物体的初速度无关，C错误；地球上所有地方的重力加速度的方向都是竖直向下，不是垂直于地面的， D错误． 2 D　转化为斜面实验，加速度变小，A错误；斜面实验可以直接得到位移和时间的平方成正比，从而可以间接得到速度与时间成正比的运动规律，B错误；转化为斜面实验是为了“冲淡重力”，增大小球运动的时间，C错误；伽利略研究方法的核心是实验和逻辑推理相结合，D正确． 3 B　小铁球通过光电门的速度为v＝，根据速度—位移公式有v2＝2gh，可得g＝，B正确． 4 C　由图可以看出，在曝光时间内，重物下降了大约有两层砖的厚度，即12 cm，曝光时间为2.0×10-2 s，所以AB段的平均速度为 ＝ m/s＝6 m/s；由于时间极短，故A点的速度近似为 6 m/s，由v＝gt可得下降的时间为 t＝＝ s＝0.6 s．故C正确，A、B、D错误． 5 B　根据h＝gt2可得t＝，当h1＝10 cm时，可得t1≈0.14 s，当h2＝20 cm时，可得t2＝0.20 s，当h3＝30 cm时，可得t3≈0.25 s，当h4＝40 cm时，可得t4≈0.28 s，B正确． 6 A　设楼顶到地面的高度为h，绳长为L，球1的运动时间为t1，则有h－L＝gt，故只测出球1落到地面的总时间不能测出楼顶到地面的高度，A符合题意；设球2的运动时间为t2，则由h＝gt，可知只测出球2落到地面的总时间能测出楼顶到地面的高度，B不符合题意；由上述分析可知h－L＝gt，h＝gt，且Δt＝t2－t1，所以要测量楼顶到地面的高度，需测出细线长度L和两球落到地面的时间差Δt，C不符合题意；设楼顶到地面的高度为h，绳长为L，球1的运动时间为t1，则有h－L＝gt，故测出细线长度和球1落到地面的总时间能测出楼顶到地面的高度，D不符合题意．故选A． 7 C　小球上升的最大高度为0.8 m，根据匀变速直线运动规律有h＝gt2，解得t＝0.4 s，球上升与下落的时间是相同的，所以一个球在空中运行的总的时间为T空中＝0.8 s，设每个球在手中停留的时间为Δt，根据题意，抛球的时间间隔为2Δt.一个球从被抛出到再次被抛出，其循环时间为在空中的时间与在手中的时间之和，即T空中＋Δt.此时间也等于杂技演员将3个球各抛出一次所需的时间，即3×2Δt＝6Δt.因此T空中＋Δt＝6Δt，可得5Δt＝T空中＝0.8 s，解得Δt＝0.16 s．C正确． 8 A　根据竖直上抛运动的速度公式可得金属管上升的时间为t上＝＝0.2 s，根据对称性可知金属管在空中运动的时间为t＝2t上＝0.4 s，t时间内小球下落的高度为h′＝gt2＝0.8 m，假设金属管和小球同时落地，则有h＝h′－L＝0.35 m，所以若金属管落地前小球从管中穿过，h的取值范围为0≤h<0.35 m，A正确． 9 A　由题意，小球相对车厢静止释放，小球在水平方向上与车厢具有相同的初速度，小球与车厢水平地板发生弹性碰撞，可知每次小球与车厢相撞前后竖直方向的速度大小不变，则相邻落点a、b、c之间的时间间隔相同，根据h＝gt2，Δx＝3d－2d＝aT2，T＝2t，联立可求出车厢的加速度a＝，故A正确；要想求出小球释放时车厢(及小球本身)相对于地面的初速度v0 ，需要知道小球相对于地面的水平运动情况；而题中仅给出了车厢内相邻落点的示意图，并无对地速度的任何参照，故无法求出释放时车厢相对于地面的速度，故B错误；车厢相对于地面的位移x＝v0t＋at2，其中v0是车厢初速度，题中并不知道v0的数值，故无法明确计算从碰撞a到碰撞c所经历时间内车厢相对于地面的位移，故C错误．根据已知条件，可知落点的先后次序为c、b、a，若落点c为小球第一次碰撞地板的位置，则xbc∶xab＝1∶2，故D错误． 10 (1) 设在曝光时间0.01 s内，石子实际下落的距离为L，由题意得 ＝， 解得L＝30 cm＝0.3 m. (2) 考虑到曝光时间极短，石子的平均速度近似等于瞬时速度，则石子在这0.01 s内的速度为v＝， 解得v＝30 m/s， (3) 石子做自由落体运动，故h＝， 解得h＝45 m. 学科网（北京）股份有限公司 $