2.4 自由落体运动 课时检测-2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册

**基本信息** 高中物理新授课同步练，聚焦自由落体运动，分层覆盖概念辨析、规律应用、实验探究，梯度合理，通过基础判断-综合计算-实验操作的路径巩固知识，培养物理观念与科学思维。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |概念理解层|自由落体运动特点（定义、图像、重力加速度）|基础判断（如第1题概念辨析）、图像分析（第2题v-t图像），强化运动观念| |规律应用层|自由落体运动规律（公式、多过程问题）|比例计算（第5题）、多体/多过程问题（第7题双石子、第8题悬链），提升科学推理能力| |实验探究层|自由落体运动实验（重力加速度测量）|实验步骤分析（第13题光电门位置作用）、数据处理公式推导，落实科学探究素养|

第4节 自由落体运动 课时检测 一．选择题： 考点1 自由落体运动的特点 1.关于自由落体运动,下列说法错误的是(　　)。 A.物体竖直向下的运动就是自由落体运动 B.自由落体运动是初速度为零、加速度为g的竖直向下的匀加速直线运动 C.只在重力作用下从静止开始下落的运动就是自由落体运动 D.自由落体运动只有在没有空气的空间里才能发生,在有空气的空间里,如果空气阻力的作用比较小,可以忽略不计时,物体从静止开始下落也可以看作是自由落体运动 2.一个做自由落体运动的物体,下落速度v值随时间t变化的图像,在图中正确的是(　　)。 3.关于重力加速度的说法中,不正确的是(　　)。 A.重力加速度g是标量,只有大小没有方向,通常计算中g取9.8 m/s2 B.在地面上不同的地方,g的大小不同,但它们相差不是很大 C.在地球上同一地点且同一高度,一切物体在自由落体运动中的加速度都相同 D.在地球上的同一地方,离地面高度越大,重力加速度g越小 4.(多选)关于自由落体运动,下列说法中正确的是(　　)。 A.在教室内,小钢球以一定初速度竖直下落 B.自由落体运动,在任意相等的时间内速度变化量相等 C.某段时间的中间时刻的速度等于初速度与末速度和的一半 D.从静止开始的竖直向下的匀加速直线运动是自由落体运动 考点2 自由落体运动的规律 5.做自由落体运动的物体,落到全程的一半和全程所用的时间之比是(　　)。 A.1∶2 B.2∶1 C.∶2 D.∶1 6.一名宇航员在某星球上完成自由落体运动实验,让一个质量为1 kg的小球从一定的高度自由下落,测得在第5 s内的位移是18 m,则(　　)。 A.小球在2 s末的速度是8 m/s B.小球在第5 s内的平均速度是3.6 m/s C.该星球上的重力加速度为5 m/s2 D.小球在5 s内的位移是100 m 7.从某高处释放一粒小石子,经过1 s从同一地点再释放另一粒小石子,不计空气阻力,则在它们落地之前的任一时刻(　　)。 A.两粒石子间的距离将保持不变,速度之差保持不变 B.两粒石子间的距离将不断增大,速度之差保持不变 C.两粒石子间的距离将不断增大,速度之差也越来越大 D.两粒石子间的距离将不断减小,速度之差也越来越小 8.一条悬链长5.6 m,从悬点处断开,使其自由下落,不计空气阻力。则整条悬链通过悬点正下方12.8 m处的一点所需的时间是(g取10 m/s2)(　　)。 A.0.3 s B.0.4 s C.0.7 s D.1.2 s 9.长为5 m的竖直杆下端距离一竖直隧道口5 m,若这个隧道长也为5 m,让这根杆自由下落,它通过隧道的时间为(g取10 m/s2)(　　)。 A. s B.(-1)s C.(+1)s D.(+1)s 10.(多选)如图所示,小球从竖直砖墙某位置静止释放,用频闪照相机在同一底片上多次曝光,得到了图中1、2、3、4、5所示小球运动过程中每次曝光的位置,连续两次曝光的时间间隔均为T,每块砖的厚度为d,根据图中的信息,下列判断正确的是(　　)。 A.位置“1”是小球释放的初始位置 B.小球做匀加速直线运动 C.小球下落的加速度为 D.小球在位置“3”的速度为 二．计算题：(计算要有必要的文字说明和解题步骤，有数值的要注明单位) 11.设宇航员在某行星上从高32 m处自由释放一重物,测得在下落最后1 s内所通过的距离为14 m,则重物下落的时间是多少?该星球表面的重力加速度为多大? 12.一只小球自屋檐自由落下,在Δt=0.25 s内通过高度为Δh=2 m的窗口,求窗口的顶端距屋檐多高?(g取10 m/s2) 考点3自由落体运动的实验探究 三．实验题： 13.自由落体仪如图所示,其主体是一个有刻度尺的立柱,其上装有磁式吸球器、光电门1、光电门2、捕球器、小钢球(直径d=1 cm)。利用自由落体仪测量重力加速度实验步骤如下: ①将自由落体仪直立于水平地面上,调节水平底座使立柱竖直,固定好吸球器。 ②适当调节两光电门1、2的位置,由刻度尺读出两光电门的高度差为h1,用吸球器控制使小球自由下落,由光电计时器读出小球从光电门1到光电门2的时间,重复数次,求出时间的平均值为t1。 ③光电门1不动,改变光电门2的位置,由刻度尺读出两光电门的高度差为h2,用吸球器控制使小球自由下落,由光电计时器读出小球由光电门1到光电门2的时间,重复数次,求出时间的平均值为t2。 ④计算重力加速度值g。 请回答下列问题: (1)在步骤③中光电门1的位置保持不动的目的是。 A.保证小球每次从光电门1到光电门2的时间相同 B.保证小球每次通过光电门1时的速度相同 C.保证小球每次通过光电门1时的重力加速度相同 (2)用测得的物理量表示重力加速度值g=　　　　。  参考答案： 1.答案：A解析：物体只受重力作用,并且从静止开始下落的运动才是自由落体运动,实际下落中,空气阻力很小,可以忽略不计时,也可以看作是自由落体运动,C、D正确,A错误;自由落体运动的性质是初速度为零、加速度为g的竖直向下的匀加速直线运动,B正确。 2.答案：D 3.答案：A解析：重力加速度是矢量,方向竖直向下,与重力的方向相同。在地球表面,不同的地方,g的大小略有不同,但都在9.8 m/s2左右,所以A不正确,B正确。在地球表面同一地点且同一高度,g的值都相同,随着高度的增大,g的值逐渐变小,所以C、D正确。 4.答案：BC解析：只受重力作用且由静止开始的竖直向下的运动是自由落体运动,A、D两项错误;自由落体运动的加速度恒定为g,则根据Δv=gt可知,在任意相等的时间内速度变化量相等,B项正确;因为自由落体运动是匀变速直线运动,则某段时间的中间时刻的速度等于初速度与末速度和的一半,C项正确。 5.答案：C解析：设物体自由下落总高度为h,由h=gt2得t=,下落全程的一半历时t'=,则=,C项正确。 6.答案：A解析：小球在第5 s内的位移是18 m,则第5 s内的平均速度为:== m/s=18 m/s。第5 s内的平均速度等于4.5 s末的速度,所以有:a== m/s2=4 m/s2,小球在2 s末的速度是:v2=at2=4×2 m/s=8 m/s,故A项正确,B、C两项错误;小球在前5 s内的位移是:x=a=×4×25 m=50 m,故D项错误。故选A。 7.答案：B解析：当第一粒石子运动的时间为t时,第二粒石子运动的时间为(t-1)。则有h1=gt2①,v1=gt②,h2=g(t-1)2③,v2=g(t-1)④。由①③得:Δh=gt-g,由②④得:Δv=g。因此,Δh随t增大而增大,Δv不变,选项B正确。 8.答案：B解析：设悬链的长度为L,从悬点至悬点正下方12.8 m处的一点的高度为h,经t1悬链的下端经过该点,则h-L=g,代入数据解得:t1=1.2 s,经t2悬链的上端经过该点,则有:h=g,代入数据解得:t2=1.6 s,则经历的时间为:Δt=t2-t1=0.4 s,故B项正确,A、C、D三项错误。 9.答案：B解析：画出直杆穿过隧道的图示, Δt=-=-s=(-1)s,故B项正确。 10.答案：BCD解析：如果位置“1”是小球释放的初始位置, 则有h12∶h23∶h34∶h45=1∶3∶5∶7,而题图提供的信息是 h12∶h23∶h34∶h45=2∶3∶4∶5,故A项错误;因h45-h34=h34-h23=h23-h12=d,故B项正确;由Δx=aT2得a==,故C项正确;小球在位置“3”的速度v3==,故D项正确。 11.解析：设重物下落时间为t,该星球表面重力加速度为g,则 32 m=gt2, 32 m-14 m=g(t-1)2, 联立得t=4 s,g=4 m/s2。 12. 解析：方法一: 设窗顶离屋檐的距离为s,球落到窗顶处的速度为v1,落到窗底处的速度为v2。 根据v=gt得v1=gt1,v2=g(t1+Δt)。 分别代入公式-=2g·Δh得g2(t1+Δt)2-g2=2g·Δh, 代入数据:Δt=0.25s,Δh=2m,g=10m/s2,解得t1=0.675s。 所以s=g=×10m/s2×(0.675s)2=2.28m。 方法二:-=2g·Δh,又因为v2-v1=g·Δt。 所以v1=-gΔt=×-10m/s2×0.25s=6.75m/s。 根据=2gs得s===2.28m。 方法三:小球经过窗口Δh=2m这段位移的中间时刻的瞬时速度为v中===8m/s。 由v中=gt中得,到此时,所用时间t中===0.8s,所以小球从屋檐落到窗顶时所用时间为 t=t中-=0.8s-s=0.675s。 所以s=gt2=×10m/s2×(0.675s)2=2.28m。 13.答案：(1)B (2) 解析： (2)h1=v0t1+g,h2=v0t2+g, 由此可得g=。 学科网（北京）股份有限公司 $