2.4 第1课时自由落体运动及其规律-【经纶学霸】2026-2027学年高一物理必修第一册4星学霸黑白题（人教版）

学霸黑白题物理·必修第一册·RJ 第4节自由 第1课时自由落体 白题基础过关 题型1对自由落体运动的理解 1.*关于自由落体运动，下列说法正确的是 ) A.物体从静止开始下落的运动就是自由落体 运动 B.如果空气阻力比重力小得多，空气阻力可 以忽略不计，这时由静止开始下落的运动 是自由落体运动 C.一个棉花团由静止开始下落的运动是自 由落体运动 D.雨滴经过窗子的这段运动可以看作是自 4 由落体运动 题型2伽利略对自由落体运动的研究 2.*伽利略对自由 落体运动的研究， 是科学实验和逻 Q 6 辑思维的完美结 甲乙丙 合，如图可大致表示其实验和思维的过程.让 小球沿斜面滚下，测量相关量，然后多次改变 斜面倾角进行实验，最后推理出自由落体运 动是一种匀加速直线运动.关于该实验，下列 说法正确的是 A.伽利略直接测量的是小球运动的速度，验 6 证速度随时间均匀变化 B.伽利略直接测量的是小球自由落体的位 移，验证位移与时间的平方的关系 C.图甲所示实验，可“冲淡”重力的作用，使 时间容易测量 D.图丁所示是实验现象，图甲所示是经过合 理外推后的现象 题型3自由落体运动规律 3.★(2025·山东临沂期末)地球表面赤道处 的重力加速度与两极处的重力加速度之比为 28 落体运动 运动及其规律 限时：15min 99：100,分别在赤道处和北极处由静止释放 两个小球甲和乙，不考虑空气阻力，则() A.甲、乙两小球下落相同的高度，所用时间 之比为100：99 B.甲、乙两小球下落相同的高度，速度大小 之比为99：100 C.甲、乙两小球下落相同的时间，速度之比 为99：100 D.甲、乙两小球下落相同的时间，下落的高 度之比为100：99 *(2025·广东东莞月 x/m 78.4 考)高层住宅楼上某居民 58.8--- 家住27层，阳台离地面 2 78.4m.某日其家中一个 花盆不慎坠落至地面摔得粉碎，幸好没造成人 员伤亡如果花盆竖直下坠且忽略空气阻力，其 位置(x)一时间(t)图像如图所示，下列说法正 确的是 A.t=2s时该图像切线的斜率为20m/s B.当地重力加速度为9.74m/s2 C.花盆落地时的速度为39.2m/s D.花盆落地用时3.92s *(2026·山东山师大附中月 ○甲 考)如图所示，甲的质量是乙质 量的3倍，两物体同时从离地 2H 高度为2H和H的位置自由下 落，不计空气阻力，下列说法正 确的是 A.甲落地时的速率是乙落地时速率的√2倍 B.甲下落的时间是乙下落时间的2倍 C.乙落地之前，两者之间的距离逐渐增大 D.乙落地之前，两者之间的距离逐渐减小 黑题应用提优 1.**(2025·浙江台州期末)如图所示， 82 某同学为测量一个地洞的深度，将两个 石块1、2用长为L=0.5m的不可伸长 的细线相连.用手抓住石块2使其与洞口边 缘等高，让石块1悬挂在其正下方，将两石块 由静止释放，测得二者落到地洞底部的时间 差约为△t=0.02s,试估算地洞的深度约为 ( A.6m B.20m C.31m D.49m 2.*多选甲、乙两物体从同 ↑/m·s 一高度做自由落体运动，记甲 甲7入 开始下落时t=0,乙开始下落 时，甲的速度vo=10m/s,且0。 3to 乙比甲晚t开始下落，甲在t=3t,时落地，两物体 的v-t图像如图所示，重力加速度g取10m/s2, 下列说法正确的是 A.在t。~3t内，甲相对乙做匀加速直线运动 B.乙开始下落时，甲离地的高度为40m C.甲落地时，乙离地的高度为20m D.图像中梯形对应的面积（阴影部分），大小等 于0~3t时间间隔内甲、乙的位移大小之差 3.**新情境(2026·浙江湖州期末)如图新 示为某款“眼疾手快”玩具，该玩具的圆棒长 度为0.25m.游戏者将手放在圆棒的正下方， 保持拇指的夹持位置离圆棒下端的距离为 1.25m.不计空气阻力，√/30≈5.5.以圆棒由静 止释放时为0时刻，则游戏者能抓住圆棒的 时刻可能是 A.0.40sB.0.44sC.0.54sD.0.60s 第二章匀变速直线运动的研究黑白题学霸 限时：25min1答案P16 4.(2025·北京北大附中期中)科技馆中有 一个展品，该展品放置在暗处，顶部有一个每 隔相同时间由静止向下滴水的装置，在频闪 光源的照射下，可以看到水滴好像静止在空 中固定位置不动；若适当调整频闪光源的发 光时间间隔T,还可以看到这些水滴在空中 “缓慢上升”的场景.若每当一个水滴从49m 高处开始滴下，就会有一个水滴正好落地，且 空中另外还有19个水滴正在下落，取重力加 速度为9.8m/s2.下列说法错误的是（) A.当T=0.05s时，可以看到水滴好像静止在 空中固定的位置 B.当T=0.1s时，可以看到水滴好像静止在 空中固定的位置 C.当T略大于0.05s时，可以看到水滴在空 中“缓慢上升” D.当T略小于0.05s时，可以看到水滴在空 中“缓慢上升” 压轴挑战0 5.禁1新考法一根长为 的木棒，上端悬挂在天花板上 的0点，如图所示，木棒的正 下方距棒的下端2m处固定着 一个高为H=1m的中空圆筒，H 木棒被释放后自由落下，重力 加速度大小g取10m/s2,不计空气阻力， 下列说法正确的是 A.木棒的下端到圆筒上端时的速度大小 为√/10m/s B.木棒的下端到圆筒上端时的速度大小 为2W5m/s C.木棒通过圆简所用的时间为1 5 D.木棒通过圆简所用的时间为(1-5)】 29确：A.逆向思维，由公式L=了叶有列车进站时的加速 度大小为a-号2 2L =2(7-43)为，故A错 误；B.逆向思维，a点经过2号候车线时，列车的瞬时速 度大小，==2=2(2-3)放B错误；n.从a点经 过5号候车线到列车停下的过程，列车的总时间'为 =[(2-3)+(3-2)+(2-1)*1]- T 2-√3 23解得 t'=2(2+√3)T,所以列车从a点经过5号候车线到列车 停下的过程巾平均速度为=业-22-3)，故D正 确故选CD. 念压轴挑战 10.(1)0.6m/s2(2)(150W5+75π)m2 解析：(1)设无人机在上升过程中的加速度大小为a, 根据对称性可如，加速上升的高度为h=之H=7.5m, 根据速度一位移关系可得v2=2ah,解得a=0.6m/s2. (2)据图可得视野半径r=Htan30°=5√3m,直径 d=2r=10W3m, 30 5.3mN 矩形的长为水平方向加速、匀速和减速的位移，即 x=2a'号x2+w'h,=2a'x2+a'4142=15m, 矩形面积S1=15×103m2=150W3m2, 两个半圆的总面积S2=2=75mm2, 能拍摄的最大面积为S=S1+S2=(1503+75π)m2. 实验探究测量匀变速直线运动的加速度 黑题 专题强化 1.(1)DCBA(2)0.1(3)42 或3，ts+56 47 (4s55,-(st,+s)】 9T2 解析：(1)在实验过程中应先固定打点计时器，再放置小 车，然后接通电源，释放小车，最后关闭电源，所以正确的顺 序是DCBA (2)50Hz交流电下每隔4点或每5个点取一个计数点 时，相邻计数点的时间间隔均为0.1s. (3)根据确定时间段内的平均速度等于中间时刻的瞬时 S4+s5 53+54+85+56 速度可得，=27或= 4T (4)当有6组数据时，应采用逐差法计算加速度a= (s4+s5ts6)-(s1+s2+3）) 9T2 2.(1)1.00(2)0.0500.20(3)C 解析：(1)由图乙可知，该刻度尺分度值为0.1cm,故读 数要估读到0.01cm,所以d=2.00cm-1.00cm= 1.00cm; (2)根据题意滑块经过光电门1、光电门2时的速度分 别为，=1，，=，设滑块加速度为a,由速度位移公 式好-=2aL,联立整理得，1、20L+,1 (a,)2F(4,结合图 (△，)户=4x102s2,解得4，=0.050s;结合图 丙分析得、1 丙分析得 =0.1m1·s2,其中d=1.00cm,联立 a800-400、 解得a=0.20m/s2 (3)减小实验误差的核心在于使测得滑块通过光电门的 速度大小更准确，通过光电门的时间由光电计时器测 出，准确性较高，而遮光条的宽度是人工测出的，存在一 定误差，可以多次测量取平均值以减小误差.故选C. 第4节自由落体运动 第1课时自由落体运动及其规律 白题 基础过关 1.B解析：A.当物体只受重力，且由静止下落的运动为 自由落体运动，故A错误；B.空气阻力比重力小得多，故 空气阻力可忽略不计，此时只受重力且由静止下落，故 为自由落体运动，故B正确；C.棉花团由静止开始下落 的运动过程中受到的阻力不能忽略，故不是自由落体运 动，故C错误；D.雨滴在下落的过程中阻力不能忽略，同 时，雨滴经过窗子的这段运动的初速度不等于0，所以不 是自由落体运动，故D错误故选B. 2.C解析：A.伽利略所处的时代无法直接测定瞬时速 度，所以无法直接得到速度的变化规律，故A错误； BC.伽利略所处的时代自由落体时间无法准确测量，所 以伽利略让小球从阻力很小的斜面下滑，用来“冲淡”重 力的作用，延长运动时间，便于测量时间，所以直接测量 的是斜面上小球的位移，便于验证位移与时间的平方的 关系，故B错误，C正确；D.甲、乙、丙是现象，丁是合理 外推的结论，故D错误故选C 3.C解析：A.根据h=2g,可得=，可知甲、乙两 12h N8 小球下落相同的高度，所用时间之比为√100：√99，故 A错误；B.根据v2=2gh,可得v=√2gh,可知甲、乙两小 球下落相同的高度，速度大小之比为√99：√/100，故 B错误；C.根据v=gt可知甲、乙两小球下落相同的时 间，速度之比为99：10，故C正确；D.根据h=262可 知甲、乙两小球下落相同的时间，下落的高度之比为 99：100,故D错误故选C. 4.C解析：AB.由图可知，前2s花盆下落的高度为h1= 2h 78.4m-58.8m=19.6m,该处的重力加速度为g= 2 参考答案黑白题学霸t15 19.6x2m/s2=9.8ms2,t=23时该图像切线的斜率即 22 为t=2s时的速度，即1=gt=19.6m/s,故AB错误； CD.根据题意可知，花盆下落的总高度为h=78.4m,则 花盆落地时间为t'= 2h2×78.4 √g√9.8s=4s,则落地时 的速度为v=gt'=39.2m/s,故C正确，D错误故选C. 5.A解析：AB.甲、乙做自由落体运动，甲、乙落地时间分 别为12，根据位移一时间公式A=得：=√名 2h 所以甲=西=2，甲_甲-甲-2，故A正确，B错 v乙tztz 误；CD.乙落地之前，甲、乙运动时间一致，根据位移一时 间公式A=习9：2可得甲、乙下落的距离一致，下落过程 甲、乙的距离保持不变，距离为△h=2H-H=H,故CD错 误故选A. 黑题 应用提优 1 1 1.C解析：设地洞深h,则h-L=28,h=285,-6= △t,联立解得h=31m.故选C. 2.BD解析：A.在to~3to内，甲和乙具有相同的加速度， 因此相同时间内甲、乙速度增加量相同，故甲相对乙做 匀速直线运动，故A错误；BC.由题意可得=go,解得 t。=1s,且由题意知甲在t=3t。时落地，故甲开始下落时 离地面高度为h=了g=45m,乙开始下落时，甲离地的 高度为△h=h-h1,h1=26,解得△h=40m,同理甲落 地时，乙距离地面为△h'=h-h2,2=号g(2o)2,解得 △h'=25m,故B正确，C错误；D.因为v-t图像面积表示 位移，所以图像中梯形对应的面积（阴影部分），大小等 于0~3t。时间间隔内甲、乙的位移大小之差，故D正确。 故选BD. 3.C解析：设圆棒下端下落到手的位置所用的时间为t1, 由自由落体运动位移公式有4√g10 /2h2×1.25 0.5s,设圆棒上端下落到手的位置所用的时间为t2,由 2(h+t)= 自由落体运动位移公式有，=√ 2×(1.25+0.25】8≈0.55s,即游戏者能够抓住圆棒的 10 时间范围为0.5s≤t≤0.55s,故选C. 4.C解析：A.每当一个水滴从4.9m高处开始滴下，该水 滴下落过程有A=2g,解得：=18，由于空中另外还有 19个水滴正在下落，令相邻水滴滴落的时间间隔为△t, 则有4=，1 -19+8=0.05s,当T=0.05s时，即频闪时间间 16学霸黑白题物理·必修第一册·RJ 隔等于相邻水滴滴落的时间间隔，此时可以看到水滴好 像静止在空中固定的位置，故A正确；B.由于T= 0.1s=2△t,即频闪时间间隔等于相邻水滴滴落的时间 间隔的两倍，此时也可以看到水滴好像静止在空中固定 的位置，故B正确；C.当T略大于0.05s时，即频闪时间 间隔略大于相邻水滴滴落的时间间隔，可知，在频闪时， 水滴下落的高度略大于△t内水滴下落的高度，则频闪 时水滴的位置略微下降，即可以看到水滴在空中“缓慢 下降”，故C错误；D.当T略小于0.05s时，即频闪时间 间隔略小于相邻水滴滴落的时间间隔，可知，在频闪时， 水滴下落的高度略小于△t内水滴下落的高度，则频闪 时水滴的位置略微上升，即可以看到水滴在空中“缓慢 上升”，故D正确.本题选错误选项，故选C ©压轴挑战 5.C解析：设木棒下落L时的速度为v,由位移一速度关 系式解得v=√2gL=2√10m/s,故AB错误；木棒刚进入 圆筒时的位移大小为L,由位移时间关系得L=。 解得t= -10s,刚通过圆简的总位移大小h= ΓNg 5 1 2L+H=- 25,解得2= 2x(2L+D=1s,所以木棒通过 9 圆简所用的时间=-5=（1-√0 s,故C正确， D错误故选C. 第2课时自由落体运动推论竖直上抛运动 白题 基础过关 1.D解析：ACD.自由落体运动第1s内，第2s内，第3s 内，第4s内，第5s内位移之比为x1:x2:x3:x4:x5= 9 1:3:5:7:9,设前5s的位移为x,则x25x=18m, 解得x=50m,由匀变速的位移公式x=,解得重力 加速度为g=4m/s2,小球在2s末的速度为v2=g2= 8m/s,故AC错误，D正确；B.小球在第5s内的平均速 度为，点18s,敬B错误放选D 2.B解析：A.由逐差法可知△h=△h2-△h1=gT,则频闪 Ah2-△h1_1.2-0.8 照相的时间间隔为T=√g 10 8=0.2s, 故A错误；C.运动员在B位置时的速度大小为vg= △h1+△h2_0.8+1.2 2T=2x0.2m/s=5m/s,故C错误；B.由自由落 体运动公式vg=U+gT,解得运动员在A位置时的速度 大小为vA=3m/s,故B正确；D.由自由落体运动公式 vc=v+gT,解得运动员在C位置时的速度大小为vc= 7m/s,故D错误故选B. 3.D解析：匀速上升的热气球上掉下的物体，具有向上的 初速度，所以做竖直上抛运动，故选D.