2.4 自由落体运动 同步练习-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，通过基础与提升分层设计，以生活情境和实验探究为载体，落实物理观念与科学思维培养。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础达标|自由落体运动公式应用、v-t图像分析、频闪实验数据处理|结合桂花雨、抓直尺等生活情境，通过单选（6题）、多选（1题）、实验题（1题）巩固基本公式与科学推理，题量占比约78%| |能力提升|多体运动时间与速度比较、复杂过程位移计算|以无人机投弹、攀岩落石为情境，通过比例计算（1题）、分段运动分析（1题）深化模型建构与科学论证，题量占比约22%|

　　自由落体运动 【基础达标】 (25分钟　50分) 一、选择题(本题共6小题,每小题6分,共36分) 1.杭州亚运会闭幕式时再次下起了“桂花雨”,橙红色的大朵桂花状彩带从体育场上空飘散而来,伴随四处散发着的桂花香氛,全场沉浸式感受杭州的秋日浪漫,假设仿真花瓣从20 m高空由静止开始下落在观众席上,问花瓣在该过程中所用时间可能为(重力加速度取10 m/s2) (　　) A.1 s B.1.5 s C.2 s D.5 s 2.如图所示,男生用手拿着一把长50 cm的直尺,并使其处于竖直状态;女生把手放在直尺零刻度线位置做抓尺的准备。某时刻男生松开直尺,女生看到后立即用手抓直尺,手抓住直尺位置的刻度值为20 cm。若从女生看到男生松开直尺到她抓住直尺所用时间叫“反应时间”。已知直尺下落过程中始终保持竖直状态,重力加速度g取10 m/s2,则本次实验中该女生的反应时间为 (　　) A.0.2 s B.0.4 s C.0.5 s D.1 s 3.下图所示的各图像中能正确反映自由落体运动过程的是(设向上为正方向) (　　) 4.(多选)如图所示,一滴雨滴从离地面20 m高的楼房屋檐自由下落,下落途中用Δt=0.2 s的时间通过一个窗口,窗口的高度为2 m,g取10 m/s2,不计空气阻力,则 (　　) A.雨滴落地速度为20 m/s B.雨滴最后1 s的位移为15 m C.雨滴到窗口中间位置时的速度为10 m/s D.屋檐距离窗口上边框的距离为6 m 5.(2024·苏州高一检测)跳水运动员训练时从5 m跳台双脚朝下由静止开始自由落下。某同学利用手机的连拍功能连拍了多张照片,测得其中两张连续的照片中,运动员双脚离水面的高度分别为3.2 m和1.8 m。取g=10 m/s2,手机连拍时间间隔是 (　　) A.0.16 s B.0.20 s C.0.24 s D.0.28 s 6.一个石子从高处释放,做自由落体运动,已知它在第1 s内的位移大小是s,则它在第3 s内的位移大小是 (　　) A.3s　　　B.5s　　　C.7s　　　D.9s 二、非选择题(14分) 7.频闪摄影是研究变速运动常用的实验手段。在暗室中,照相机的快门处于常开状态,O点是小球的释放点,频闪仪每隔一定时间发出一次短暂的强烈闪光,照亮运动的物体,于是胶片上记录了物体在几个闪光时刻的位置。如图是小球自由下落时的频闪照片示意图,频闪仪每隔0.04 s闪光一次。(g取10 m/s2) (1)(多选)某同学仔细研究了这幅照片后,经过分析,提出以下说法,你认为正确的是　B、C　。  A.O、A之间的运动时间等于0.04 s B.由h=gt2估算O、A之间的距离应该约为0.8 cm,可能是频闪后,过了一定时间小球才开始由静止释放 C.如果用这幅图来测量重力加速度,应该舍去O、A之间的数据,用后面的间距测量 (2)根据这幅图像测得小球经过B点时速度的大小为　　m/s,小球下落的加速度为 　　m/s2。(结果均保留2位有效数字)  【能力提升】 (15分钟　20分) 8.(6分)如图所示,有三架无人机静止在空中,离地面的高度之比为h1∶h2∶h3=3∶2∶1。若同时由静止释放炸弹a、b、c,不计空气阻力,则以下说法正确的是 (　　) A.a、b、c下落时间之比为3∶2∶1 B.a、b、c落地前瞬间速度大小之比为3∶2∶1 C.a与b落地的时间差等于b与c落地的时间差 D.a与b落地的时间差小于b与c落地的时间差 9.(14分)攀岩运动以其独特的魅力吸引了世界各地越来越多的年轻人参加,在我国近两年的发展也初具规模。一名攀岩运动员在即将登上陡峭的峰顶时碰落了一块石块,石块自由落下,当石块自由下落6 s时运动员看到石块落水时激起的水花,设石块自由下落点到水面的高度为h(不考虑空气阻力,g取10 m/s2)。求: (1)石块落水时速度的大小。 (2)石块下落时所用的时间。 (3)石块落水前最后2 s内下落的高度。 答案解析 【基础达标】 (25分钟　50分) 一、选择题(本题共6小题,每小题6分,共36分) 1.杭州亚运会闭幕式时再次下起了“桂花雨”,橙红色的大朵桂花状彩带从体育场上空飘散而来,伴随四处散发着的桂花香氛,全场沉浸式感受杭州的秋日浪漫,假设仿真花瓣从20 m高空由静止开始下落在观众席上,问花瓣在该过程中所用时间可能为(重力加速度取10 m/s2) (　　) A.1 s B.1.5 s C.2 s D.5 s 【解析】选D。如果做自由落体运动,则h=gt2,解得t==2 s,所以落地时间大于2 s。故D正确。 2.如图所示,男生用手拿着一把长50 cm的直尺,并使其处于竖直状态;女生把手放在直尺零刻度线位置做抓尺的准备。某时刻男生松开直尺,女生看到后立即用手抓直尺,手抓住直尺位置的刻度值为20 cm。若从女生看到男生松开直尺到她抓住直尺所用时间叫“反应时间”。已知直尺下落过程中始终保持竖直状态,重力加速度g取10 m/s2,则本次实验中该女生的反应时间为 (　　) A.0.2 s B.0.4 s C.0.5 s D.1 s 【解析】选A。自由落体运动的公式:h=gt2,其中h=20 cm=0.20 m,代入公式解得t=0.2 s,故A正确,B、C、D错误。 3.下图所示的各图像中能正确反映自由落体运动过程的是(设向上为正方向) (　　) 【解析】选C。自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动,v=gt,其v-t图像是一条倾斜直线。因取向上为正方向,则C正确,A、B、D错误。 4.(多选)如图所示,一滴雨滴从离地面20 m高的楼房屋檐自由下落,下落途中用Δt=0.2 s的时间通过一个窗口,窗口的高度为2 m,g取10 m/s2,不计空气阻力,则 (　　) A.雨滴落地速度为20 m/s B.雨滴最后1 s的位移为15 m C.雨滴到窗口中间位置时的速度为10 m/s D.屋檐距离窗口上边框的距离为6 m 【解析】选A、B。由公式v2=2gh,可得雨滴落地的速度大小为v== m/s= 20 m/s,A正确;由公式h=gt2,可知雨滴在空中运动的时间为t== s=2 s 雨滴前1 s的位移为h1=×10×12 m=5 m,雨滴落地前最后1 s内的位移为h2=(20-5) m=15 m,B正确;窗口的高度为2 m,雨滴用Δt=0.2 s的时间通过窗口,则通过窗口过程的平均速度为== m/s=10 m/s,由匀变速直线运动的特点可知,10 m/s等于通过窗口过程中间时刻的瞬时速度,由于雨滴做加速运动,所以该速度小于雨滴经过窗口中间位置的速度,C错误;设屋檐与窗口上边框之间的距离为x0,雨滴从屋檐运动到窗的上边框时间为t0,则有x0=g,且x0+2 m =g(t0+Δt)2,联立解得t0=0.9 s,x0=4.05 m,D错误。 5.(2024·苏州高一检测)跳水运动员训练时从5 m跳台双脚朝下由静止开始自由落下。某同学利用手机的连拍功能连拍了多张照片,测得其中两张连续的照片中,运动员双脚离水面的高度分别为3.2 m和1.8 m。取g=10 m/s2,手机连拍时间间隔是 (　　) A.0.16 s B.0.20 s C.0.24 s D.0.28 s 【解析】选B。由题意可知两张照片中运动员下降的高度分别为h1=5 m-3.2 m=1.8 m;h2=5 m- 1.8 m=3.2 m,设拍摄第一张照片时下落的时间为t,时间间隔为Δt,则有h1=gt2;h2=g(t+Δt)2,联立解得Δt=0.20 s, 故B正确。 6.一个石子从高处释放,做自由落体运动,已知它在第1 s内的位移大小是s,则它在第3 s内的位移大小是 (　　) A.3s　　　B.5s　　　C.7s　　　D.9s 【解析】选B。石子做自由落体运动,自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,在第1 s、第2 s、第3 s内的位移之比为1∶3∶5,已知石子在第1 s内的位移大小是s,则它在第3 s内的位移大小是5s,B正确。 二、非选择题(14分) 7.频闪摄影是研究变速运动常用的实验手段。在暗室中,照相机的快门处于常开状态,O点是小球的释放点,频闪仪每隔一定时间发出一次短暂的强烈闪光,照亮运动的物体,于是胶片上记录了物体在几个闪光时刻的位置。如图是小球自由下落时的频闪照片示意图,频闪仪每隔0.04 s闪光一次。(g取10 m/s2) (1)(多选)某同学仔细研究了这幅照片后,经过分析,提出以下说法,你认为正确的是　B、C　。  A.O、A之间的运动时间等于0.04 s B.由h=gt2估算O、A之间的距离应该约为0.8 cm,可能是频闪后,过了一定时间小球才开始由静止释放 C.如果用这幅图来测量重力加速度,应该舍去O、A之间的数据,用后面的间距测量 【解析】(1)若O、A之间的运动时间等于0.04 s,由h=gt2估算O、A之间的距离应该约为 0.8 cm,题图中O、A间距仅0.4 cm,原因应该是频闪后,过了一定时间小球才开始由静止释放,所以小球在O、A之间的运动时间应该小于0.04 s,A错误,B正确;由于O、A之间的运动时间小于0.04 s,测量重力加速度,应该舍去O、A之间的数据,用后面的间距测量,C正确。 (2)根据这幅图像测得小球经过B点时速度的大小为　0.79　m/s,小球下落的加速度为 　9.7　m/s2。(结果均保留2位有效数字)  【解析】(2)根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于该过程的平均速度,可知B点的速度 vB==×10-2 m/s≈0.79 m/s 根据逐差法求得小球加速度为a==[×10-2] m/s2≈9.7 m/s2 【能力提升】 (15分钟　20分) 8.(6分)如图所示,有三架无人机静止在空中,离地面的高度之比为h1∶h2∶h3=3∶2∶1。若同时由静止释放炸弹a、b、c,不计空气阻力,则以下说法正确的是 (　　) A.a、b、c下落时间之比为3∶2∶1 B.a、b、c落地前瞬间速度大小之比为3∶2∶1 C.a与b落地的时间差等于b与c落地的时间差 D.a与b落地的时间差小于b与c落地的时间差 【解析】选D。根据h=gt2,可得t=∝,可知a、b、c下落时间之比为ta∶tb∶tc=∶1,则a与b落地的时间差与b与c落地的时间差之比为=<1,可知a与b落地的时间差小于b与c落地的时间差,A、C错误,D正确;根据v=gt,可知a、b、c落地前瞬间速度大小之比为va∶vb∶vc=ta∶tb∶tc=∶1,B错误。 9.(14分)攀岩运动以其独特的魅力吸引了世界各地越来越多的年轻人参加,在我国近两年的发展也初具规模。一名攀岩运动员在即将登上陡峭的峰顶时碰落了一块石块,石块自由落下,当石块自由下落6 s时运动员看到石块落水时激起的水花,设石块自由下落点到水面的高度为h(不考虑空气阻力,g取10 m/s2)。求: (1)石块落水时速度的大小。 答案:(1)60 m/s　 【解析】(1)根据题意可知,石块做自由落体运动的时间为6 s,故v=gt=10×6 m/s=60 m/s。 (2)石块下落时所用的时间。 答案:(2)3 s　 【解析】(2)石块在6 s内下落的高度为h, 则h=gt2=×10×62 m=180 m, 设下落=90 m的时间为t0,则g=,代入数据可得t0=3 s。 (3)石块落水前最后2 s内下落的高度。 答案:(3)100 m 【解析】(3)设石块在4 s时间内下落的高度为h1,则h1=g=×10×42 m=80 m,故石块在最后2 s下落的高度为Δh=h-h1=180 m-80 m=100 m。 学科网（北京）股份有限公司 $