2.4 自由落体运动 分层练习 -2026-2027学年高一上学期物理同步备课系列【基础题】

**基本信息** 高一物理自由落体运动同步练习采用A、B、C三层设计，题量配比9:5:2，从基础公式应用到综合情境问题，构建循序渐进的知识巩固路径，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| |----|----------|----------| |A组同步训练|自由落体公式、图像分析、概念辨析|以选择和基础计算为主，如反应时间测量实验题，强化运动观念| |B组难点突破|多过程运动、图像综合、实验分析|含频闪照片分析等情境题，提升科学推理能力| |C组综合拓展|复杂运动合成、实际问题解决|水火箭、平板车小球相遇等综合题，培养科学探究能力|

2.4 自由落体运动 分层练习 2026-2027学年高一物理同步备课系列【基础题】——解析版 【A组同步训练】 1．（2026高一下·江门期中）小球从高h处做自由落体运动，落地的速度为v。若将高度提高到2h，则小球落地时的速度为（　　） A．v B． C．2v 【答案】B 【解析】小球做自由落体运动，根据速度位移公式可知，下落2h，根据速度位移公式可知，两式联立得 故选B。 2．（2026高一下·舟山期中）深秋时节，柿子树上挂满了金黄的柿子。一个熟透的柿子从高的枝头由静止落下，若认为柿子下落过程中只受重力，则柿子到达地面时的速度大小约为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解析】柿子由静止自由下落，只受重力，做自由落体运动，已知下落高度，初速度，取。选用匀变速直线运动速度—位移公式：，代入已知条件：，解得落地速度。 故答案为：C。 3．（2025高一下·浙江月考）雨后，某人用高速相机拍下一幅水滴下落的照片，如图所示，其中第4滴水刚要离开屋檐，若滴水的时间间隔相同，第1滴水与第2滴水的实际间距为，取重力加速度，不计空气阻力，则拍下照片的瞬间，图中第1滴水的速度大小为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解析】不计空气阻力， 水滴在空中做自由落体运动，设滴水间隔为T，据题意可得 解得 则第1滴水的速度大小 故选C。 4．（2025·丰台模拟）某同学在地面上，把一物体以一定的初速度竖直向上抛出，物体达到最高点后落回抛出点。如果取竖直向上为正方向，不计空气阻力。下列描述该运动过程的图像或图像正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【解析】物体做竖直上抛运动，其加速度大小始终为g，方向竖直向下，上升阶段：匀减速直线运动，达到最高点时速度为零，加速度还是g。故为加速度不变的匀变速直线运动，故B正确，ACD错误。故选：B。 5．（2025高一上·安顺期末）甲、乙两人利用直尺估测人的反应时间，如图所示，甲捏住直尺的上端并保持直尺竖直，乙手指对齐直尺下方的零刻度线做捏尺准备，当乙看到甲放开直尺时立即用手捏住，捏住的刻度为20cm。则乙的反应时间约为（　　）（取） A．0.2s B．0.02s C．0.4s D．0.1s 【答案】A 【解析】直尺可以近似看成做自由落体运动，根据自由落体运动位移—时间关系可得 可得乙的反应时间为，故A正确，BCD错误。 故选：A。 6．（2025高一上·柳州期末）下列说法正确的是（　　） A．对跳水运动员跳水过程进行技术分析时，可以把运动员看做质点 B．动车组列车行驶从柳州抵达南宁，这里的“”指的是位移大小 C．竖直上抛的小球运动至最高点位置时，速度和加速度均为零 D．运动员绕田径场跑动一圈回到出发点的过程平均速度为0 【答案】D 【解析】A． 研究跳水运动员的技术动作（如转体、压水花等）时，运动员的形状、姿态是关键因素，不能忽略，因此不能将其视为质点。质点模型适用于物体形状、大小对研究问题没有影响或影响可忽略的情况 ，故A 错误； B． “252 km”是从柳州到南宁列车实际行驶的轨迹长度，因此是路程，而不是位移大小（位移是初位置指向末位置的有向线段，大小一般小于或等于路程） ，故B错误； C． 竖直上抛运动到最高点时，瞬时速度为零，但加速度始终是重力加速度 g（方向竖直向下），并不为零。若加速度为零，小球将保持静止，而不会下落 ，故C错误； D．平均速度等于位移与时间的比值，运动员绕田径场跑动一圈回到出发点，初末位置相同，位移为0，则平均速度为0，故D正确。 故选D。 （多选）7．（2025高一上·浙江期中）关于自由落体的研究，下列说法正确的是（　　） A．自由落体加速度g随着纬度升高而变大 B．从静止开始下落的运动就是自由落体运动 C．亚里士多德认为物体下落快慢与物体的轻重无关 D．伽利略在研究中开创了“实验和逻辑推理”相结合的科学研究方法 【答案】A,D 【解析】解：A选项，地球是两极稍扁、赤道略鼓的球体，纬度越高，物体到地心的距离越近，所受万有引力越大，自由落体加速度g越大，因此g随着纬度升高而变大，该选项正确。 B选项，自由落体运动的定义是物体只在重力作用下，从静止开始下落的运动，若物体下落过程中受到空气阻力等其他力的作用，即使从静止开始下落，也不属于自由落体运动，该选项错误。 C选项，亚里士多德的观点是在同一地点，重的物体比轻的物体下落得快，即认为物体下落快慢与轻重有关，该选项错误。 D选项，伽利略在研究自由落体运动时，通过斜面实验减小加速度，延长运动时间，再通过逻辑推理将实验结论推广到竖直下落情况，开创了“实验和逻辑推理”相结合的科学研究方法，该选项正确。 故答案为：AD 8．（2025高一上·电白期中）学习“自由落体运动”后，小明根据所学的内容制作了一把“人的反应时间测量尺”，重力加速度取，关于该测量尺样式正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【解析】解：根据可得 当时，可得 当时，可得 当时，可得 当时，可得 故答案为：B。 9．（2025高一上·邵阳期末）某跳伞运动员进行低空跳伞训练，他离开悬停的飞机后可以认为先做自由落体运动，当下落高度时打开降落伞做加速度大小的匀减速运动，速度减为后做匀速运动，g取。求： （1）运动员打开降落伞时的速度大小； （2）运动员在自由落体运动和匀减速运动过程中的总时间t。 【答案】（1）解：运动员打开降落伞前做自由落体运动，根据 解得 则运动员打开降落伞时的速度大小为 （2）解：设运动员在匀减速运动的时间为，由公式 可得运动员匀减速运动过程的时间为 则运动员在自由落体运动和匀减速运动过程中的总时间为 【B组难点突破】 10．（2025·重庆市模拟）如图是高中物理必修第一册封面上的沙漏照片。同学们发现照片中的砂粒在空中时都看不出砂粒本身的形状，而是成了条条痕迹，砂粒的疏密分布也不均匀。若近似认为砂粒下落的初速度为0，忽略空气阻力，不计砂粒间的相互影响，设砂粒随时间均匀漏下，同学们有以下推断，其中正确的是（　　） A．出口下方处的痕迹长度约是处的倍 B．出口下方处的痕迹长度约是处的3倍 C．出口下方围内的砂粒数约与范围内的砂粒数相等 D．出口下方范围内的砂粒数远少于范围内的砂粒数 【答案】A 【解析】AB．根据可知，出口下方6cm处的速度约是2cm处的倍，出口下方6cm处的痕迹长度约是2cm处的倍，故A正确，B错误； CD．根据初速度是零的匀变速运动在相邻相等时间内的位移之比为可知从出口下落0～2cm与2～8cm的时间是相等的，因砂粒随时间均匀漏下，可知出口下方0～2cm范围内的砂粒数约与2～8cm范围的砂粒数相等，故CD错误。 故答案为：A。 11．（2026高一下·江门期中）某次救援任务采用直升机空投救援物资的方式，如图所示，直升机悬停在空中，两包物资先后被无初速度投下，物资均落在水平地面上，不计物资大小，忽略空气阻力，则（　　） A．较重的物资下落到地面所用时间较长 B．先被投下的物资下落到地面所用时间较长 C．落地前，两包物资之间的距离越来越大 D．落地前，两包物资之间的距离保持不变 【答案】C 【解析】AB．由于物资只受重力，在竖直向下做自由落体运动，根据位移公式有 ，两物资下落高度相同，所用时间相等，故AB错误； CD．由于位移公式可知两物资下落过程中的距离为，根据两物资之间距离的表达式可知，随着下落时间t增大，两物资的距离增大，故C正确，D错误。 故选C。 12．（2026·长沙模拟）如图所示，将小球自A处竖直向上抛出。传感器记录的数据显示：自抛出起计时，经过时间和小球的速率均为v0。小球向上抛出后的位移、速度、运动时间分别用x、v、t表示。不计空气阻力，关于小球竖直向上抛出的运动过程，下列图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解析】A．分析运动过程：小球做竖直上抛运动，加速度为（方向向下）。已知和时速率均为。根据竖直上抛运动的对称性，最高点（速度为0）的时刻位于这两个时刻的中点，此时速度。求解初速度和加速度关系：设初速度为，在时，小球处于上升阶段（因为），速度为，由，解得 在时，速度为0，有，联立解得，且 图像纵轴表示速度（矢量）。竖直上抛运动的速度随时间均匀减小，过最高点后变为负值。图像应为一条斜率为负的直线，穿过轴。选项A画的是速率（标量）图像，故A错误； B．根据位移—速度公式，整理得 这是一个关于的一次函数，截距为，代入，截距应为，选项B中截距为，故B错误； C．位移公式，这是一个关于的二次函数，图像为开口向下的抛物线， 对称轴（最高点）为，选项C的图像是抛物线，且最高点对应，故C正确； D．表示时间内的平均速度，有，这是一个关于的一次函数，斜率为，纵轴截距为，当时（即回到抛出点），，选项D中图像与横轴交点为，故D错误。 故答案为：C。 （多选）13．（2025高二下·靖远期末）小球从靠近竖直砖墙的某位置由静止释放，用频闪方法拍摄的小球位置如图中0、1、2、3、4所示。已知连续两次闪光的时间间隔均为，每块砖的厚度为，重力加速度为，空气阻力不计。由此可知（　　） A．小球下落过程中的加速度大小为 B．小球经过位置2时的瞬时速度大小为 C．小球经过位置3时的瞬时速度大小为 D．小球从位置1到位置4过程中的平均速度大小为 【答案】A,D 【解析】A．已知连续两次闪光的时间间隔均为，每块砖的厚度为， 由匀变速直线运动的推论Δx=aT2可得小球在下落过程中的加速度为，故A正确； B．匀变速直线运动某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，可得小球经过位置2时的瞬时速度大小为，故B错误； C．小球经过位置3时的瞬时速度大小为，故C错误； D．小球从位置1运动到位置4过程中的平均速度大小，故D正确。 故选AD。 14．（2026·浙江模拟）纵跳仪是运动员用来测试体能的一种装备，运动员用力从垫板上竖直跳起，后又自由落回到垫板上，仪器上会显示跳起的最大高度。运动员某次测试时，仪器显示的高度为80cm，运动员的质量为50kg，不计空气阻力，下列有关运动员说法正确的是（　　） A．在空中运动的时间约为0.4s B．在空中上升的过程处于超重状态 C．起跳时测试板支持力对其做功约为400J D．起跳过程和落回过程中，测试板对其冲量的方向相同 【答案】D 【解析】A、由竖直上抛运动规律，上升时间，总运动时间，故A错误； B、在空中上升过程，运动员只受重力，加速度向下，处于完全失重状态，故B错误； C、起跳过程中，测试板对运动员的支持力作用点没有发生位移，支持力不做功，运动员的动能来自自身化学能，并非测试板做功，故C错误； D、起跳过程和落回过程，测试板对运动员的支持力方向都是竖直向上，冲量方向与力的方向一致，所以冲量方向相同，故D正确； 故答案为：D。 【C组综合拓展】 15．（2026高一下·高州月考）一中学某物理兴趣小组自制了一个如图所示的水火箭。在发射过程中，将参数理想化处理如下：水火箭由静止从地面以a=10m/s2的加速度竖直向上运动了h=20m，然后失去动力做竖直上抛运动，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2。在水火箭上升过程中，求： （1）水火箭的最大速度vm； （2）水火箭上升过程所用的时间t； （3）水火箭离地的最大高度H； 【答案】（1）根据速度位移关系有 可得最大速度 （2）火箭加速上升，根据速度时间关系有 代入数据可得 失去动力做竖直上抛运动有 代入数据解得 所以水火箭上升运动的时间为 （3）水火箭做竖直上抛运动，根据速度位移公式有 代入数据解得 即火箭先加速上抛再减速上抛到最高点，则水火箭上抛的最大高度即离地的最大高度为 16．（2026高一上·河池期末）如图所示，水平地面上一辆平板车以的速度向前匀速行驶，时刻，在平板车前端的正前方距离处有一个小球在离地面高度处正以的初速度竖直向上抛出。已知平板车上表面离地高度为，车身长度，重力加速度。不计空气阻力。求： （1）小球运动过程中距离地面的最大高度； （2）小球从抛出到落到平板车上的时间； （3）小球落在平板车上的位置到平板车后端的距离。 【答案】（1）小球上抛运动所能到达的高度为 则小球离地面的最大高度 ​​​​​​​​​​​​​​ （2）小球上升的时间 小球距离平板车的最大高度为 则小球下落的时间 则小球从抛出到落到平板车上的时间 ​​​​​​​ （3）从小球抛出到落到平板车上的过程中，平板车通过的位移为 则小球落在平板车上的位置到平板车后端的距离 ​​​​​​​ 学科网（北京）股份有限公司 $ 2.4 自由落体运动 分层练习 2026-2027学年高一物理同步备课系列【基础题】——原卷版 【A组同步训练】 1．（2026高一下·江门期中）小球从高h处做自由落体运动，落地的速度为v。若将高度提高到2h，则小球落地时的速度为（　　） A．v B． C．2v 2．（2026高一下·舟山期中）深秋时节，柿子树上挂满了金黄的柿子。一个熟透的柿子从高的枝头由静止落下，若认为柿子下落过程中只受重力，则柿子到达地面时的速度大小约为（　　） A． B． C． D． 3．（2025高一下·浙江月考）雨后，某人用高速相机拍下一幅水滴下落的照片，如图所示，其中第4滴水刚要离开屋檐，若滴水的时间间隔相同，第1滴水与第2滴水的实际间距为，取重力加速度，不计空气阻力，则拍下照片的瞬间，图中第1滴水的速度大小为（　　） A． B． C． D． 4．（2025·丰台模拟）某同学在地面上，把一物体以一定的初速度竖直向上抛出，物体达到最高点后落回抛出点。如果取竖直向上为正方向，不计空气阻力。下列描述该运动过程的图像或图像正确的是（　　） A． B． C． D． 5．（2025高一上·安顺期末）甲、乙两人利用直尺估测人的反应时间，如图所示，甲捏住直尺的上端并保持直尺竖直，乙手指对齐直尺下方的零刻度线做捏尺准备，当乙看到甲放开直尺时立即用手捏住，捏住的刻度为20cm。则乙的反应时间约为（　　）（取） A．0.2s B．0.02s C．0.4s D．0.1s 6．（2025高一上·柳州期末）下列说法正确的是（　　） A．对跳水运动员跳水过程进行技术分析时，可以把运动员看做质点 B．动车组列车行驶从柳州抵达南宁，这里的“”指的是位移大小 C．竖直上抛的小球运动至最高点位置时，速度和加速度均为零 D．运动员绕田径场跑动一圈回到出发点的过程平均速度为0 （多选）7．（2025高一上·浙江期中）关于自由落体的研究，下列说法正确的是（　　） A．自由落体加速度g随着纬度升高而变大 B．从静止开始下落的运动就是自由落体运动 C．亚里士多德认为物体下落快慢与物体的轻重无关 D．伽利略在研究中开创了“实验和逻辑推理”相结合的科学研究方法 8．（2025高一上·电白期中）学习“自由落体运动”后，小明根据所学的内容制作了一把“人的反应时间测量尺”，重力加速度取，关于该测量尺样式正确的是（　　） A． B． C． D． 9．（2025高一上·邵阳期末）某跳伞运动员进行低空跳伞训练，他离开悬停的飞机后可以认为先做自由落体运动，当下落高度时打开降落伞做加速度大小的匀减速运动，速度减为后做匀速运动，g取。求： （1）运动员打开降落伞时的速度大小； （2）运动员在自由落体运动和匀减速运动过程中的总时间t。 【B组难点突破】 10．（2025·重庆市模拟）如图是高中物理必修第一册封面上的沙漏照片。同学们发现照片中的砂粒在空中时都看不出砂粒本身的形状，而是成了条条痕迹，砂粒的疏密分布也不均匀。若近似认为砂粒下落的初速度为0，忽略空气阻力，不计砂粒间的相互影响，设砂粒随时间均匀漏下，同学们有以下推断，其中正确的是（　　） A．出口下方处的痕迹长度约是处的倍 B．出口下方处的痕迹长度约是处的3倍 C．出口下方围内的砂粒数约与范围内的砂粒数相等 D．出口下方范围内的砂粒数远少于范围内的砂粒数 11．（2026高一下·江门期中）某次救援任务采用直升机空投救援物资的方式，如图所示，直升机悬停在空中，两包物资先后被无初速度投下，物资均落在水平地面上，不计物资大小，忽略空气阻力，则（　　） A．较重的物资下落到地面所用时间较长 B．先被投下的物资下落到地面所用时间较长 C．落地前，两包物资之间的距离越来越大 D．落地前，两包物资之间的距离保持不变 12．（2026·长沙模拟）如图所示，将小球自A处竖直向上抛出。传感器记录的数据显示：自抛出起计时，经过时间和小球的速率均为v0。小球向上抛出后的位移、速度、运动时间分别用x、v、t表示。不计空气阻力，关于小球竖直向上抛出的运动过程，下列图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． （多选）13．（2025高二下·靖远期末）小球从靠近竖直砖墙的某位置由静止释放，用频闪方法拍摄的小球位置如图中0、1、2、3、4所示。已知连续两次闪光的时间间隔均为，每块砖的厚度为，重力加速度为，空气阻力不计。由此可知（　　） A．小球下落过程中的加速度大小为 B．小球经过位置2时的瞬时速度大小为 C．小球经过位置3时的瞬时速度大小为 D．小球从位置1到位置4过程中的平均速度大小为 14．（2026·浙江模拟）纵跳仪是运动员用来测试体能的一种装备，运动员用力从垫板上竖直跳起，后又自由落回到垫板上，仪器上会显示跳起的最大高度。运动员某次测试时，仪器显示的高度为80cm，运动员的质量为50kg，不计空气阻力，下列有关运动员说法正确的是（　　） A．在空中运动的时间约为0.4s B．在空中上升的过程处于超重状态 C．起跳时测试板支持力对其做功约为400J D．起跳过程和落回过程中，测试板对其冲量的方向相同 【C组综合拓展】 15．（2026高一下·高州月考）一中学某物理兴趣小组自制了一个如图所示的水火箭。在发射过程中，将参数理想化处理如下：水火箭由静止从地面以a=10m/s2的加速度竖直向上运动了h=20m，然后失去动力做竖直上抛运动，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2。在水火箭上升过程中，求： （1）水火箭的最大速度vm； （2）水火箭上升过程所用的时间t； （3）水火箭离地的最大高度H； 16．（2026高一上·河池期末）如图所示，水平地面上一辆平板车以的速度向前匀速行驶，时刻，在平板车前端的正前方距离处有一个小球在离地面高度处正以的初速度竖直向上抛出。已知平板车上表面离地高度为，车身长度，重力加速度。不计空气阻力。求： （1）小球运动过程中距离地面的最大高度； （2）小球从抛出到落到平板车上的时间； （3）小球落在平板车上的位置到平板车后端的距离。 学科网（北京）股份有限公司 $