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

**基本信息** 分层清晰，从基础巩固到创新挑战，覆盖自由落体运动概念、公式应用及实验探究，通过生活情境与科学问题结合，强化物理观念与科学思维。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |合格考基础巩固|自由落体运动条件、公式（h=1/2gt²、v=gt）及图像|单选（毽子下落情境）、多选（比较运动）、实验题（打点计时器测g），夯实物理观念| |等级考拓展提高|多过程运动、比例关系、实际问题（曝光时间测距离）|复杂情境题（竖直杆过平台）、科学推理题（三段位移比），提升科学思维| |挑战创新|实验设计与数据处理（滴水法测g）|图像法分析数据，培养科学探究与质疑创新能力|

第2章4　自由落体运动 合格考基础巩固 一、单项选择题 1.踢毽子是我国一项传统的体育活动。毽子以羽毛和铜钱为材料制成,在下落时总是铜钱在下羽毛在上。下列分析正确的是(　　) A.铜钱重,所以总是铜钱在下羽毛在上 B.毽子的自由下落是自由落体运动 C.因为存在空气阻力,所以总是铜钱在下羽毛在上 D.如果没有空气阻力,也总是出现铜钱在下羽毛在上的现象 2.有一弹性小球,在某高度由静止开始自由下落,与桌面碰撞后反弹,不计空气阻力与碰撞时间,其v-t图像可能正确的是(　　) 3.一物体自距地面高h处自由下落,经时间t落地,此时速度为v,则(　　) A.时物体距地面高度为 B.时物体距地面高度为h C.物体下落时速度为 D.物体下落时速度为v 4.如图所示,将长度为0.8 m的牛顿管抽成真空后,快速倒置,则管中羽毛从顶端下落到底端的时间为(g取10 m/s2)(　　) A.0.2 s B.0.4 s C.0.8 s D.1.0 s 二、多项选择题 5.甲物体的重力比乙物体的重力大5倍,甲从20 m高处自由落下,乙从40 m高处同时自由落下,在两物体下落过程中,以下几种说法正确的是(　　) A.下落1 s末,它们的速度相等 B.两物体下落过程中,同一时间甲的速度比乙大 C.下落过程中甲的加速度比乙大 D.各自下落1 m时它们的速度相等 6.一石块从30 m高处开始做自由落体运动(g取10 m/s2),则石块下落后(　　) A.第1 s内的位移为5 m B.第3 s末的速度为30 m/s C.第2 s内的平均速度为10 m/s D.3 s内的平均速度为10 m/s 7.关于自由落体运动,下列说法正确的是(　　) A.自由落体运动是竖直方向的匀加速直线运动 B.竖直方向的位移只要满足x1∶x2∶x3∶…=1∶4∶9∶…的运动就是自由落体运动 C.自由落体运动在开始连续的三个2 s内的路程之比为1∶3∶5 D.自由落体运动在开始连续的三个1 s末的速度之比为1∶3∶5 三、非选择题 8.用如图所示的装置测定重力加速度。 (1)所需器材有:电磁打点计时器、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物,此外还需　　　(填字母代号)中的器材。  A.直流电源 B.天平及砝码 C.约8 V交流电源 D.毫米刻度尺 (2)实验中得到的一条纸带如图所示,图中五个数据中不符合有效数字要求的一组数据应改为　　　　 cm。物体在打下点D时的速度大小为　　　　 m/s。物体的加速度大小为　　　　 m/s2。该实验中测得的重力加速度偏小,其主要原因是　  　。  等级考拓展提高 一、单项选择题 1.自由下落的物体,它开始下落全程的高度所用的时间和下落全程所用的时间的比值为(　　) A.1∶2 B.1∶() C.(-1)∶() D.∶2 2.长为5 m的竖直杆下端距离一平台为15 m,让这根杆自由下落,它全部通过平台的时间为(g取10 m/s2)(　　) A.2 s B. s C.(2-) s D.(+1) s 3.一个做自由落体运动的物体,从开始运动起,连续通过三段位移的时间分别是1 s、2 s、3 s。这三段位移的大小之比和这三段位移对应的平均速度之比分别是(　　) A.1∶22∶32,1∶2∶3 B.1∶2∶3,1∶1∶1 C.1∶23∶33,1∶22∶32 D.1∶3∶5,1∶2∶3 4.为研究自由落体运动,实验者从某砖墙前的某高度处由静止释放一个石子,让其自由落下,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。已知每层砖的平均厚度为6.0 cm,这个照相机的曝光时间为1.2×10-2 s,则拍摄到的石子位置A距石子下落的起始位置的距离约为(　　) A.3.5 m B.5.0 m C.6.5 m D.8.0 m 二、多项选择题 5.甲、乙两球从同一高度处相隔1 s先后自由下落,则在下落过程中(　　) A.两球速度差始终不变 B.两球速度差越来越大 C.两球距离始终不变 D.两球距离越来越大 6.某科技馆有一个展品,该展品放在较暗处,有一个不断均匀滴水的水龙头(刚滴出的水滴速度为零),在平行光源的照射下,只要耐心地、缓慢地调节水滴下落的时间间隔,在适当的情况下参观者可以观察到一种奇特的现象:水滴好像都静止在各自的位置不动(如图中的A、B、C、D所示,刻度尺上的单位是cm)。g取10 m/s2,要想出现这一现象,所用光源应满足的条件是(　　) A.持续发光的光源 B.间歇发光,间隔时间为1.6 s C.间歇发光,间隔时间为0.14 s D.间歇发光,间隔时间为0.28 s 7.为了求出楼房的高度,让一小石块从楼顶上自由下落(不计空气阻力,g为常数),只测出下列哪个物理量可以计算出楼的高度(　　) A.石块下落的时间 B.石块落地的速度 C.石块第1 s内的位移 D.最后1 s的位移 挑战创新 　某同学在水龙头下面固定一块挡板A,使水一滴一滴地滴落到挡板上,如图所示,仔细调节水龙头,使刚好听到前一个水滴滴在挡板上的声音的同时,下一个水滴刚好开始下落。首先量出水龙头口离挡板的高度h,再用停表计时,计时方法是当听到某一水滴滴在挡板上的声音的同时,开启停表开始计时,并数“1”,以后每听到一声水滴声,依次数“2,3,…”一直数到“n”时,按下停表按钮停止计时,读出停表的示数t0。 (1)写出用上述测量方法计算重力加速度g的表达式:g=　　　　　。  (2)为了减小误差,改变h的数值,测出多组数据,记录在表格中(表中t'是水滴从水龙头口到A板所用的时间,即水滴在空中运动的时间),请在图中所示的坐标纸上作出适当的图像,并利用图像求出重力加速度g的值:g=　　　　　　　(要求保留3位有效数字)。  次数 高度h/cm 空中运动时间t'/s 1 20.10 0.20 2 25.20 0.23 3 32.43 0.26 4 38.45 0.28 5 44.00 0.30 6 50.12 0.32 第2章4　自由落体运动 合格考基础巩固 一、单项选择题 1.C 羽毛受到的空气阻力与自身重力相差不多,对运动的影响很大,而羽毛又和铜钱具有相同的运动情况,故羽毛要受铜钱较大的拖动作用,即羽毛的运动主要是靠铜钱的带动,所以毽子下落时总是铜钱在下面拉着羽毛。铜钱重不是根本原因,选项A错误,C正确;由于空气阻力不能忽略,毽子不是自由落体运动,选项B错误;如果没有空气阻力,铜钱和羽毛的相对位置是随机的,选项D错误。 2.A 小球从某高度处由静止开始自由下落,与桌面碰撞后反弹,则速度方向改变,图像应在横轴上下方分别存在,并且先是向下匀加速,然后碰撞后向上匀减速,选项A正确。 3.B 根据位移时间公式h=gt2可知,在前一半时间和后一半时间内的位移之比为1∶3,则前一半时间内的位移为,此时距离地面的高度为,选项A错误,选项B正确;根据v2=2gh知,当物体下落时的速度为v'=v,选项C、D错误。 4.B 牛顿管抽成真空后,羽毛从顶端下落到底端的过程可看作自由落体运动,由位移公式得h=gt2,h=0.8 m,g取10 m/s2,解得t=0.4 s,选项A、C、D错误,B正确。 二、多项选择题 5.AD 下落1 s末,由v=gt可知,它们的速度相等,选项A正确;因为甲、乙两物体同时做自由落体运动,它们的初速度为零,加速度为g,任意时刻的速度为v=gt,所以两物体下落过程中,在同一时刻甲的速度与乙的速度相等,选项B错误;因为甲、乙两物体均做自由落体运动,加速度为g,所以下落过程中甲的加速度与乙的加速度相同,选项C错误;根据v=可知,下落1 m时,甲、乙速度相等,选项D正确。 6.AD 第1 s内的位移为h1=×10×12 m=5 m,选项A正确;物体下落的时间为t= s= s,可知3 s末已经落地,所以3 s末速度为零,选项B错误;前2 s内的位移为h2=×10×22 m=20 m,所以第2 s内的平均速度为v= m/s=15 m/s,选项C错误;3 s内的平均速度为v= m/s=10 m/s,选项D正确。 7.AC 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,选项A正确;自由落体运动从开始下落起,位移之比x1∶x2∶x3∶…=1∶4∶9∶…,但位移之比是1∶4∶9∶…的运动不一定是自由落体运动,选项B错误;自由落体运动服从初速度为零的运动的所有规律,选项C正确,D错误。 三、非选择题 8. (1)C、D　(2)2.00　1.482 5　9.625 实验中存在摩擦力及空气的阻力 (1)电磁打点计时器需接约8 V交流电源。重力加速度与物体的质量无关,所以不需要天平和砝码。计算速度需要测相邻计数点的距离,需要毫米刻度尺,故选项A、B错误,C、D正确。 (2)毫米刻度尺测量长度,要求估读,即读到分度值的下一位,这五个数据中不符合有效数字读数要求的是2.0,应改为2.00 cm。ABCDEF是打点计时器连续打出的点,因此计数点之间的时间间隔为T=0.02 s;根据匀变速直线运动中间时刻的速度等于平均速度求出D点速度为vD= m/s=1.482 5 m/s。根据逐差法有a= m/s2=9.625 m/s2。由于重锤下落的过程中不可避免地存在摩擦力及空气的阻力,因此所测重力加速度比实际的要小。 等级考拓展提高 一、单项选择题 1.D 根据自由落体运动规律h=gt2,它落到h时有h=,解得所用时间t1=,全程有h=gt2,所用时间t=,所以t1∶t=∶2,选项D正确,A、B、C错误。 2.C 根据h=gt2,直杆自由下落到下端运动到平台的时间t1= s= s;直杆上端到达平台的时间t2= s=2 s,所以它通过平台的时间为Δt=t2-t1=(2-) s,选项C正确。 3.C 根据x=gt2知,物体在1 s内、3 s内、6 s内的位移之比为1∶32∶62,则三段位移之比为1∶23∶33;根据v=知,所用的时间之比为1∶2∶3,则平均速度之比为1∶22∶32。故选项C正确。 4.B 由题图可知,AB占据大约两层砖的厚度,已知每层砖的平均厚度为0.06 m,可得AB段的实际长度为hAB=0.12 m。已知曝光时间为t=1.2×10-2 s,故AB段的平均速度为=10 m/s,即A点瞬时速度为vA=9.94 m/s。根据自由落体速度和位移公式v2=2gh可知h==5 m,选项B正确。 二、多项选择题 5.AD 设v甲 =v0+gt,v乙=gt,所以v甲-v乙=v0恒定,选项A正确,B错误;x甲=v0t+gt2,x乙=gt2,所以两球距离x甲-x乙=v0t随时间均匀增加,选项C错误,D正确。 6.CD 水龙头滴下的每一滴水都可认为是做自由落体运动,A、B、C、D相邻两点间的时间间隔相等,设为T,根据hCD-hBC=gT2,得T==0.14 s,只要发光的时间间隔是T的整数倍,就可以看到题述现象,选项C、D正确。 7.ABD 根据h=gt2可知,知道石块下落的时间就可以求出楼的高度,选项A正确;根据2gh=v2可知,知道石块落地的速度就可以求出楼的高度,选项B正确;石块第1 s内的位移可以根据h=gt2直接计算,是一个已知量,如果只知道石块第1 s内的位移,没有其他条件,无法计算楼的高度,选项C错误;设运动时间为t,根据Δx=xt-xt-1,即gt2-g(t-1 s)2=Δx,可以算出下落的时间,由A的分析可知,可以求出楼的高度,选项D正确。 挑战创新 (1) (2)图见解析　9.68 m/s2 水滴在较小的距离内下落,空气阻力比重力小得多,水滴做自由落体运动。 (1)由题意知,滴水的周期就是水滴自由下落的时间,所以T=,由h=gT2得g=。 (2)由h=,只要作出h-t'2图像,根据图像的斜率就可以求出g。由表格中的数据可得: 次数 1 2 3 4 5 6 t'2/s2 0.040 0.053 0.068 0.078 0.090 0.102 描点作出图像如图所示。 由图像知斜率k==4.84 m/s2 故g=2k=9.68 m/s2。 1 学科网（北京）股份有限公司 $