2.4 自由落体运动 同步评价练-2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册

**基本信息** 本同步练通过基础概念辨析、规律应用及综合问题解决的三级分层设计，强化自由落体运动规律的理解与科学思维能力培养，适配新授课知识巩固需求。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础|自由落体条件、重力加速度|以牛顿管实验（单选1）、反应时间测量（单选2）考查运动观念，强化概念辨析| |中档|竖直上抛规律、v-t图像应用|通过竖直上抛运动（单选3、5）、图像分析（单选4）训练科学推理，衔接规律应用| |提升|实验探究与综合问题|实验题（11）考查打点计时器操作与数据处理，解答题（15）以跳伞情境整合自由落体与匀减速，体现模型建构与科学探究|

2.4 自由落体运动 同步评价练 2026-2027学年高中物理人教版高一上学期 一、单选题 1．牛顿管实验如图所示：长玻璃管一端封闭、另一端有开关，把形状和质量都不相同的金属片和小羽毛放到玻璃管里。先打开开关使管内空气与大气连通，把玻璃管迅速倒转，让金属片和羽毛同时下落：当金属片落到管底时，羽毛还悠悠地飘在空中。抽掉玻璃管里的空气（近似真空）再倒转玻璃管，可看到它们同时落到管底。对这个实验，下列说法正确的是（　　） A．抽气后，在赤道和北京分别做该实验，金属片的下落时间会略有差异 B．真空中的羽毛重力比空气中羽毛重力大 C．它们能同时落到底端是因为抽气后他们没有重力了 D．抽气前羽毛比金属片下落的慢，原因是羽毛受到空气阻力而金属片不受空气阻力 2．很多同学都做过测量“反应时间”的实验，如图所示，甲同学手握直尺，某时刻甲同学放开直尺，从乙同学看到甲同学松开直尺，到他抓住直尺所用时间就叫”反应时间"，直尺长20cm，处于竖直状态，乙同学的手放在直尺0刻度线位置。甲、乙两位同学做了两次测量“反应时间”的实验，第一次乙同学抓住直尺位置的刻度值为11.25cm，第二次手抓住直尺位置的度值为5cm。直尺下落过程中均保持竖直状态，取重力加速度g=10m/s2，则下列说法错误的是（　　） A．乙同学第一次的“反应时间”为1.25s B．乙同学第二次的“反应时间”为0.1s C．乙同学第一次抓住直尺之前的瞬间，直尺的速度约为1.5m/s D．若将尺子上原来的长度值改为对应的“反应时间“值，则测量量程为0.2s 3．某物体以的初速度竖直上抛，不计空气阻力，取，则5s内物体的（　　） A．路程为45m B．位移大小为25m，方向向下 C．速度改变量的大小为10m/s D．平均速度大小为5m/s，方向向上 4．一个弹性小球从距水平地面某一高度的位置静止落下，被水平地面反弹后，竖直向上运动到最高点，运动过程中速度随时间变化的图像如图所示，（小球与地面碰撞的时间忽略不计，空气阻力不计，）下列说法正确的是（　　） A．弹性小球静止下落时距离水平地面的高度为 B．弹性小球下落过程的平均速度的大小为 C．弹性小球从开始下落至再次运动到最高点过程的平均速度的大小为 D．弹性小球与水平地面碰撞过程中速度变化量的大小为 5．某物体以30m/s的速度竖直上抛，不计空气阻力，，则前4s内物体（　　） A．能上升的最大高度为55m B．位移大小为30m C．平均速度大小为20m/s，方向向上 D．速度改变量大小为40m/s，方向向下 6．某同学从砖墙前的某一高度处使一个石子自由落下，该同学用相机拍摄到石子下落过程中的一张照片，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，相机的曝光时间为2.0×10-2s，不计空气阻力，则该石子由静止下落至A位置所需的时间和在A位置的速度大小最接近（　　） A．1.2s B．0.6s C．1.2m/s D．0.6m/s 二、多选题 7．下列各种情景中，物体的运动可看作自由落体运动的是（　　） A．冬天下雪时雪花的下落 B．从3m高处由静止释放的石子 C．熟透的苹果从树枝静止下落的运动 D．跳水运动员从跳台起跳到入水的运动 8．如图所示，甲同学用手拿着一把长50cm的直尺，并使其处于竖直状态：乙同学把手放在直尺0刻度线位置做捏尺的准备。某时刻甲同学松开直尺，直尺保持竖直状态下落，乙同学看到后立即用手指捏住直尺，手捏住直尺位置的刻度值为20cm；重复以上实验，乙同学第二次手捏住直尺位置的刻度值为。直尺下落过程中始终保持竖直状态。若从乙同学看到甲同学松开直尺，到他捏住直尺所用时间叫“反应时间”，取重力加速度则下列说法中正确的是（    ） A．乙同学第一次捏住直尺之前的瞬间，直尺的速度约为 B．乙同学第一次的“反应时间”比第二次长 C．若某同学的“反应时间”大于0.4s，则用该直尺将可以用上述方法测量他的“反应时间” D．若将尺子上原来的长度值改为对应的“反应时间”值，则可用上述方法直接测出“反应时间” 9．假设宇航员在某行星上从一定高度处由静止释放一重物，不计空气阻力，测得下落过程中前5s内重物的位移为75m，后5s内重物的位移为165m，则下列说法正确的是（   ） A．物体下落的时间为9s B．该行星表面的重力加速度大小为 C．重物下落过程中，任意相邻2s内的位移之差为24m D．重物全程的平均速度为12m/s 10．一竖直墙壁上被分成四段相等的部分，一物体由A点从静止释放做自由落体运动，如图所示，下列结论正确的是（　　） A．物体到达各点的速率之比 B．物体通过每一部分时，其速度增量 C．物体从A到的平均速度大小等于 D．物体从A到的平均速度大小等于 三、实验题 11．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。 (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．8V左右的交流电源 C．220V的交流电源 D．220V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，应保证纸带与限位孔在同一竖直线上 C．应该在手松开纸带后再启动电火花计时器 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)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。已知打点计时器打点的频率为50Hz，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。（结果均保留三位有效数字） 四、解答题 12．如图为“眼疾手快”游戏装置示意图，游戏者小明需接住从支架上随机落下的圆棒。已知圆棒长，圆棒下端距A点0.45m，某次游戏中一未被接住的圆棒下落经过A、B两点，A、B间距0.40m。圆棒下落过程中始终保持竖直，不计空气阻力。取。求： (1)圆棒下端到达A点时的速度大小； (2)圆棒经过段所需的时间； 13．某同学在单元楼下观察空调外机滴水现象，他观察到A、B两个水滴先后从同一高度由静止下落。已知A水滴在落地前最后1s内下落的高度为，其落地瞬间B水滴刚好经过C点，C点距地面的距离恰好也为15m。水滴的下落可视为自由落体运动，重力加速度g取。求： (1)A水滴在落地前最后1s内的平均速度大小； (2)水滴下落的总高度H； (3)A、B两水滴先后滴下的时间间隔。 14．2021年东京奥运会已落下帷幕，中国跳水梦之队表现优异，在男子和女子的单人三米板跳水比赛中，均包揽冠、亚军（如图甲所示）。现将三米板跳水的情景模拟如下：一可视为质点的小球在跳板上某次“跳水”过程中的速度一时间（v-t）图像如图乙所示，t=0时刻给小球一个竖直向上的初速度，可视为小球向上“起跳”的瞬间（此时跳板处于平衡位置），已知跳板到水面的高度为3m，t3=5.5t1，不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2。求： （1）小球离开跳板后，向上运动的最大距离是多少； （2）小球入水时的速度大小为多少； （3）小球入水的深度为多少。 15．在一次低空跳伞训练中，当直升机悬停在离地面229m高处时，伞兵离开飞机做自由落体运动，运动一段时间后，打开降落伞，展伞后伞兵以的加速度匀减速下降，为了伞兵的安全，要求伞兵落地速度最大不得超过2m/s，g取，求： （1）伞兵展伞时，离地面的高度至少为多少？ （2）伞兵在空中的最短时间为多少？ 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A A D C D B BC BD BC AC 1．A A．抽气后，两者均做自由落体运动，由于赤道和北京两处的重力加速度不同，根据知，下落的时间会略有差异，故A正确； B．真空中羽毛重力和空气中羽毛重力大小相等，故B错误； C．抽气后，两者均只在重力作用下做自由落体运动，根据知，下落的时间相同，故C错误； D．管内空气未抽出时，两者都受到空气阻力，空气阻力对羽毛的影响比对金属片的影响大，所以抽气前羽毛比金属片下落得慢，故D错误。 故选A。 2．A AB．即自由落体位移公式 两次自由下落的位移分别为11.25cm和5cm，代入可得反应时间分别为 ， A错误，B正确； C．乙同学第一次抓住直尺之前的瞬间，直尺的速度约为 C正确； D．下落的最大位移为20cm，代入位移公式可得 若将尺子上原来的长度值改为对应的“反应时间”值，则测量量程为0.2s，D正确。 本题选择错误的，故选A。 3．D A．上升到最高点的时间 上升最大高度 总时间，下落时间 下落高度 路程为上升高度加下落高度，即，故A错误； B．位移是从抛出点到末位置的有向线段，，末位置在抛出点上方，方向向上，故B错误； C．末速度 速度改变量，大小为，故C错误； D．平均速度，位移方向向上，故平均速度方向向上，故D正确。 故选D。 4．C A．小球反弹过程做竖直上抛运动，初速度为，由 得上升时间为 则下落时间为 由，故A错误； B．下落过程的平均速度，故B错误； C．上升高度，则从开始下落至再次运动到最高点过程的平均速度，故C正确； D．小球落地前瞬间的速度，设竖直向上的方向为正方向，由 知小球与水平地面碰撞过程中速度变化量的大小为，故D错误。 故选C。 5．D AB．以初速度方向为正方向，物体到达最高点所需时间为 则4s内物体做自由落体运动的时间为 所以物体向上运动位移大小为 物体向下运动位移大小为 所以4s内物体能上升的最大高度 物体运动位移大小为 方向向上，AB错误； C．4s内物体平均速度大小为 方向向上，C错误； D．4s末物体速度大小为 方向向下，4s内物体速度的改变量为 即速度改变量的大小为40m/s，方向向下，D正确。 故选D。 6．B 径迹约两块砖的厚度，则曝光时间内石子的速度约为 石子由静止下落至A位置所需的时间约为 故B正确，ACD错误。 故选B。 7．BC A．冬天下雪时雪花的下落过程，空气阻力不可忽略，所以不能看成自由落体运动，故A错误； B．从3m高处由静止释放的石子，可以忽略空气阻力，且只受到重力的作用从静止开始运动，是自由落体运动，故B正确； C．熟透的苹果从树枝静止下落的运动，可以忽略空气阻力，且只受到重力的作用从静止开始运动，是自由落体运动，故C正确； D．跳水运动员从跳台起跳时初速度不为0，不是自由落体运动，故D错误。 故选BC。 8．BD A．根据可知，乙第一次抓住直尺的速度，A错误； B．直尺下降的高度，根据 得 所以下落的高度最大时用的时间最长，所以第一次测量的反应时间最长，B正确； C．若某同学的反应时间为0.4s，则下落的高度 大于该直尺的长度，所以将无法测量该同学的反应时间，C错误； D．将计算出的反应时间对应到尺子上的长度时，可用上述方法直接测出“反应时间”，D正确。 故选BD。 9．BC B．根据题意，设行星表面的重力加速度为g，前5s内重物的位移为75m，由自由落体运动公式，有 解得，故B正确； A．设物体下落的时间为t，根据位移-时间公式，有 解得t=8s，故A错误； C．根据题意，由逐差法有 其中，可得任意相邻2s内的位移之差为，故C正确； D．根据题意可知，全程下落的高度为 则重物全程的平均速度为，故D错误。 故选BC。 10．AC A．由自由落体运动规律可得 物体到达各点的速率与下落高度的二次方根成正比，故物体到达各点的速率之比为 A正确； B．物体通过每一部分时，其速度增量为 物体做匀加速直线运动，相同位移所用时间逐渐减小，故通过每一部分的速度增量逐渐减小，B错误； CD．由自由落体位移公式可得 物体从A到B下落的高度为A到E下落的高度的，可知从A到B的时间为A到E的时间的一半，中间时刻的速度等于整段的平均速度，故物体从A到的平均速度大小等于，小于，C正确，D错误。 故选AC。 11．(1)C (2)AB (3) 1.56 9.69 （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．为了减小纸带与电火花计时器之间的摩擦，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AB正确； CD．为了保证纸带竖直下落，并充分利用纸带，应用手捏住纸带上端，先启动计时器再松开纸带，故CD错误。 故选AB。 （3）[1]相邻计时点间的时间间隔为 纸带上打出C点时重物的速度大小为 [2]重物下落过程中的加速度大小为 12．(1)3m/s (2)0.2 （1）圆棒下端到达A点过程，根据速度与位移的关系式则有 解得 （2）圆棒下端到达A点过程，根据自由落体运动规律则有 解得 同理，圆棒上端到达B点过程，则有 解得 则圆棒经过段所需的时间 13．(1) (2) (3) （1）A水滴在落地前最后1s内下落的高度为，根据平均速度公式得最后1s内的平均速度大小 （2）最后1s内的平均速度为落地前的瞬时速度，即 解得 所以A水滴下落的总时间为 故下落高度为 （3）当A水滴落地时，B水滴刚好经过C点，即B下落了，则B水滴的下落时间为 故A、B两水滴下落的时间差 14．（1）；（2）；（3） （1）由图可知，小球在时刻入水，根据速度一时间图像的面积表示位移可知，小球入水前向上运动的位移大小为向下运动的位移大小的，设小球上升的位移大小为x，则有 得 （2）小球向下运动的位移为 设小球入水速度大小为，根据自由落体运动规律有 得 （3）小球入水前做竖直上抛运动，加速度等于重力加速度g，设入水后的加速度大小为a，则有 ， 则有 根据速度位移关系有 15．（1）；（2） （1）设伞兵展伞时，离地面的高度至少为h，此时速度为，着地时速度为，在匀减速运动阶段 在自由落体运动阶段 联立解得 （2）设从离开直升机到达地面需用时间t，在自由落体运动阶段 得 在匀减速运动阶段 则伞兵在空中的最短时间为 学科网（北京）股份有限公司 $