第二章 4.自由落体运动-【突破课堂】2026-2027学年高中物理必修第一册基础提升练（人教版）

**基本信息** 本同步练习按A组（教材夯基础）、B组（单一知识点）、C组（综合知识点）、D组（高考怎么考）分层，梯度清晰，覆盖自由落体运动全知识点，从基础巩固到高考应用，适配新授课教学。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |A组|教材实验改编、基础公式应用、概念辨析|以人教版教材为依托，通过选择、判断题强化物理观念| |B组|自由落体运动、加速度、规律、竖直上抛|单一知识点聚焦，结合地方期中题，培养科学思维| |C组|多物体比较、星球重力加速度、实验测定g|综合应用，含实验题，提升科学探究能力| |D组|高考真题及改编题|对接高考，强化知识迁移与问题解决能力|

4.自由落体运动 教材改编题 1.BD　牛顿管内存在空气时,铁片比羽毛下落快,这是由于铁片和羽毛所受空气阻力的影响不同,A错误,B正确。牛顿管抽成真空后,铁片和羽毛下落一样快,可见,没有了空气阻力,铁片和羽毛均做自由落体运动,C错误,D正确。 2.B　题图所示实验是伽利略研究自由落体运动的实验,在本实验中,伽利略将实验和逻辑推理和谐地结合在一起,如选项C、D所述,故A、C、D正确。斜面倾角一定,从不同高度开始滚下,小球的加速度相同,故B错误。 3.C　根据h=gt2可知下落高度与时间的二次方成正比,所以下落时,下落高度为,离地高度为。故选C。 4.D　两张照片中运动员双脚与跳台的距离分别为h1=5 m-3.4 m=1.6 m,h2=5 m-1.8 m=3.2 m,则由自由落体运动的规律t=可知,所求时间之比为=,D正确。 易错易混辨析 5.✕　6.✕　7.✕　8.✕ 9.A　自由落体运动是物体只在重力作用下由静止开始下落的运动,在同一地点,一切物体自由下落的加速度都相同,A正确。 10.C　春天下毛毛细雨,雨滴下落的过程受到的空气阻力不能忽略,则雨滴不是做自由落体运动,选项A错误;卫星返回舱返回地球过程中要受到大气的阻力作用,阻力作用不能忽略,则返回舱的运动不能看作自由落体运动,选项B错误;从二楼阳台由静止释放的一把钥匙,空气阻力可忽略不计,可近似看作自由落体运动,选项C正确;从水平飞行的飞机上释放大包救灾物资,物资由于有水平速度,同时空气的阻力也不能忽略不计,则不是做自由落体运动,选项D错误。 11.A　离地面越高,自由落体加速度的值越小,故A错误;在地球表面,纬度越高,重力加速度越大,故赤道处g的值小于南北极处g的值,故B正确;自由落体加速度g的方向总是竖直向下,故C正确;同一地点,重力加速度相同,轻、重物体自由下落的加速度值相同,故D正确。 12.BCD　不能利用v=计算重物速度,这样就直接利用自由落体运动规律计算了,故A错误;利用公式Δx=gT2,可得g===,故B正确;因存在空气阻力和摩擦阻力的影响,使得当地重力加速度的测量结果偏小,故C正确;采用多次测量取平均值的方法可以减小实验的偶然误差,故D正确。 方法技巧　求自由落体运动的加速度的三种方法 (1)借助纸带分析,利用逐差法计算。 (2)利用g=计算。 (3)作出物体运动的v-t图像或-x图像,求出图像的斜率即为重力加速度。 13.D　水滴下落到地面时的速度大小为v== m/s=10 m/s,故选D。 14.B　根据H=gt2可得冰溜子整个下落过程所用的时间为t== s=3 s,冰溜子下落20 m所用的时间为t1== s=2 s,则冰溜子在落地前25 m内所用的时间为t2=t-t1=1 s,故选B。 15.D　当小球速度为零时,到达最高点,所需时间t== s=1 s,选D。 16.AB　小球以40 m/s的初速度竖直向上抛出,0~8 s内的位移为x=v0t-gt2=40×8 m-×10×82 m=0,则0~8 s内,小球的平均速度为零,故A正确;位移为75 m时,有v0t'-gt'2=75 m,解得t'=3 s或t'=5 s,经历的时间可能为5 s,也可能为3 s,故B正确;速度变化量大小为20 m/s时,根据Δv=gΔt,解得Δt=2 s,故C错误;小球在0~4 s内,向上运动,速度方向和加速度方向相反,在4~8 s内,向下运动,速度方向和加速度方向相同,故D错误。 方法技巧　竖直上抛运动问题的求解方法 分段法 (1)上升阶段:a=g的匀减速直线运动 (2)下降阶段:自由落体运动 全程法 (1)初速度v0竖直向上,加速度g竖直向下的匀变速直线运动,v=v0-gt,h=v0t-gt2(以竖直向上为正方向) (2)若v>0,物体上升;若v<0,物体下落 (3)若h>0,物体在抛出点上方;若h<0,物体在抛出点下方 17.C　由题图可知,水柱上升的最大高度约为人身高的3倍,若忽略空气阻力,由公式v2=2gh可得,水柱从地面喷出时的速度约为v== m/s≈11 m/s,12 m/s与11 m/s最接近,则水柱从地面喷出时的速度约为12 m/s。选C。 18.B　根据t=∝可知,物资下落到地面的时间之比为 ∶∶1,B正确,A错误;根据v=∝可知,物资到达地面时的速度大小之比是 ∶∶1,C、D错误。 19.BC　小球在第5 s内的位移是36 m,则有Δh=g-g=36 m,解得g=8 m/s2,B正确;小球在2 s末的速度大小为v2=gt2=16 m/s,小球在4 s末的速度大小为v4=gt4=32 m/s,A错误,C正确;小球在0~4 s内的位移为h4=g=64 m,D错误。 20.A　设上升的最大高度为4h,排球向上运动的逆过程为初速度为零的匀加速直线运动,则4h=gt2,解得总时间为t=,通过最后一等份高度时有h=g,解得t2=,排球通过后两等份高度时有2h=gt'2,解得t'=,则通过前两等份高度用时t1=t-t'=-,所以==1+,故选A。 21.答案　(1)左　(2)0.02　9.75 解题思路　(1)重物下落时做加速运动,则相同时间内位移逐渐增大,可知初始时点迹更密,即实验时重物连接在纸带的左端。 (2)打点频率为50 Hz,则打点周期为0.02 s,应用逐差法可得重力加速度大小为g==9.75 m/s2。 22.B　两石块均做自由落体运动,速度v=gt,与质量无关,两次运动时间相同,则v1=v2=gt=10 m/s,故选B。 23.B　解题指导　自由落体运动是匀变速直线运动的特例,可以灵活应用匀变速直线运动公式求解问题。 解题思路　对运动员陈芋汐前5 m自由落体过程有h1=g,解得t1=1 s,对全程(10 m的自由落体运动)有h2=g,解得t2= s≈1.4 s,则运动员用于姿态调整的时间t=t2-t1=0.4 s,故B正确。 24.D　铯原子团仅在重力的作用下运动,加速度竖直向下,大小恒定,在v-t图像中,斜率表示加速度,故斜率不变,所以图像应该是一条倾斜的直线,故A、B错误;因为加速度恒定,且方向竖直向下,则为负值,故C错误,D正确。 25.答案　(4)见解题思路　(5)非线性　(6)9.83 解题思路　(4)由表中数据描点画图,如图所示。 (5)由绘制的h-t图线可知,下落高度随时间的变化是非线性关系。 (6)如果长直木条做自由落体运动,则满足h=gt2,由h=4.916t2(SI)可得g=4.916 m/s2,解得g=9.832 m/s2≈9.83 m/s2。 学科网（北京）股份有限公司 $ 4.自由落体运动 A组 教材夯基础 1.(人教版教材演示改编)(多选)一个两端封闭的玻璃管(也称牛顿管),其中一端有开关,牛顿管可以与外界相通,把质量不相同的铁片和羽毛放到牛顿管中,牛顿管竖直放置,如图所示,让铁片和羽毛从牛顿管上方同时开始下落,观察它们的下落情况,下列说法正确的是(　　) A.牛顿管内存在空气时,铁片和羽毛下落一样快 B.牛顿管内存在空气时,由于空气阻力,铁片比羽毛下落快 C.牛顿管抽成真空后,铁片比羽毛下落快 D.牛顿管抽成真空后,由于没有空气阻力,铁片和羽毛均做自由落体运动 2.(人教版教材科学漫步改编)意大利著名物理学家伽利略开科学实验之先河,奠定了现代物理学的基础。图示是他做了上百次的铜球沿斜面运动的实验示意图。关于该实验,下列说法中错误的是(　　) A.它是伽利略研究自由落体运动的实验 B.伽利略研究发现:斜面倾角一定,从不同高度开始滚动,小球的加速度各不相同 C.伽利略设想,图中斜面的倾角越接近90°,小球沿斜面滚下的运动就越接近自由落体运动 D.伽利略认为,若发现斜面上的小球都做匀加速直线运动,则自由落体运动也是匀加速直线运动 3.(人教版教材课后习题改编)一物体从H高处自由下落,经时间t落地,则当它下落时,离地的高度为(　　) A. B. C. D. 4.(人教版教材课后习题改编)跳水运动员训练时从5 m跳台双脚朝下自由落下,某同学用手机的连拍功能,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3.4 m和1.8 m。则从运动员刚跳下跳台到拍摄两张照片的时间比为(不计空气阻力)(　　) A.2∶1 B.∶1 C.1∶1 D.1∶ 5.做自由落体运动的物体质量越大,下落得越快。(　　) 6.初速度为零的竖直下落的运动就是自由落体运动。(　　) 7.从竖直上升的气球上掉下的物体的运动是自由落体运动。(　　) 8.重力加速度的大小总是等于9.8 m/s2。(　　) B组 单一知识点 知识点1　自由落体运动 9.(2024江苏常州期末)关于自由落体运动,下列说法正确的是(　　) A.自由落体运动是一种初速度为零的匀加速直线运动 B.做自由落体运动的物体刚下落时,其速度和加速度都为零 C.做自由落体运动的物体质量越大,下落时加速度就越大 D.自由落体运动就是物体不受任何作用力情况下的运动 10.(2024广东深圳期中)关于自由落体运动,下列说法正确的是(　　) A.春天下毛毛细雨,雨滴下落的过程可看作自由落体运动 B.卫星返回舱返回地球过程中的运动可看作自由落体运动 C.从二楼阳台由静止释放的一把钥匙,可近似看作自由落体运动 D.从水平飞行的飞机上释放大包救灾物资,物资将做自由落体运动 知识点2　自由落体加速度 11.(2024重庆江津期中)下列说法不正确的是(　　) A.离地面越高,自由落体加速度的值越大 B.赤道处g的值小于南北极处g的值 C.自由落体加速度g的方向竖直向下 D.同一地点,轻、重物体自由下落的加速度值相同 12. （知方法）(2024北京海淀期中)(多选)在用打点计时器研究自由落体运动的实验中,一组同学得到了一条较为理想的纸带如图所示,在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C,测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC。已知打点计时器打点的周期为T,以下说法中正确的是(　　) A.利用公式v=计算重物速度 B.利用该纸带计算得到当地重力加速度大小为 C.因存在空气阻力和摩擦阻力的影响,使得当地重力加速度的测量结果偏小 D.采用多次测量取平均值的方法可以减小实验的偶然误差 知识点3　自由落体运动的规律 13.(2025吉林通化期中)下雨天,屋檐上水滴下落的运动可视为自由落体运动。假设水滴从距地面高度为5 m的屋檐上无初速度滴落,取重力加速度大小g=10 m/s2,则水滴下落到地面时的速度大小为(　　) A.2 m/s　 B.5 m/s　 C.7 m/s　 D.10 m/s 14.(2025湖南名校大联考期末)一冰溜子从高45 m的悬崖下落,整个下落过程近似为自由落体运动,重力加速度大小取10 m/s2,则冰溜子在落地前25 m内所用的时间为(　　) A.0.8 s　　B.1 s　　C.1.2 s　　D.1.5 s 知识点4　竖直上抛运动 15.(2024江苏淮安测试)以10 m/s的速度竖直向上抛出一个小球,到达最高点的时间为(g取10 m/s2)(　　) A.20 s　　B.2 s　　C.10 s　　D.1 s 16. （知方法）(2024四川资阳期中)(多选)将一个小球以40 m/s的初速度竖直向上抛出,空气阻力不计。从小球抛出开始计时,取竖直向上为正方向,重力加速度大小取10 m/s2,则(　　) A.0~8 s,小球的平均速度为零 B.位移为75 m时,经历的时间可能为5 s C.速度变化量大小为20 m/s时,经历的时间可能为4 s D.小球在0~8 s内,速度方向和加速度方向相反 17.(2024广东实验中学期末)如图,身高约为2 m的篮球运动员站在广场上的某一喷泉水柱旁边,虚线“1”“2”“3”为水平线。根据图中信息,水柱从地面喷出时的速度约为(　　) A.2 m/s　B.6 m/s　C.12 m/s　D.20 m/s C组 综合知识点 18.(2024湖南永州期末)在救援中,无人机被广泛用来定点投放物资。有三架无人机a、b、c悬停在空中,分别将悬挂的物资由静止释放,已知a、b、c离地面的高度之比h1∶h2∶h3=3∶2∶1,不计空气阻力,则(　　) A.物资下落到地面的时间之比为3∶2∶1 B.物资下落到地面的时间之比为∶∶1 C.物资到达地面时的速度大小之比是3∶2∶1 D.物资到达地面时的速度大小之比是9∶4∶1 19.(2025湖南衡阳测试)(多选)一名宇航员在某星球上做自由落体运动实验,让一个质量为2 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36 m,小球仍在空中运动,则(　　) A.小球在2 s末的速度大小是18 m/s B.该星球上的重力加速度为8 m/s2 C.小球在4 s末的速度大小是32 m/s D.小球在0~4 s内的位移是80 m 20.(2024广州期末)排球是人们喜爱的运动。如图所示,运动员在原地竖直向上做抛接球训练,排球经2 s到达最高点,把上升的总高度分成四等份,排球通过前两等份高度用时记为t1,通过最后一等份高度用时记为t2,空气阻力不计。则满足(　　) A.1<<3 B.3<<5 C.5<<7 D.7<<9 21.(2025江西宜丰中学期中改编)某同学用如图甲所示装置测定重力加速度,已知打点频率为50 Hz。 (1)打出的纸带如图乙所示,可以判断实验时重物连接在纸带的　　　　(选填“左”或“右”)端。  (2)已知纸带上记录的点为打点计时器打的点,则相邻两点间的时间间隔为　　　　s,所测得的重力加速度大小为　　　　m/s2(结果保留三位有效数字)。  D组 高考怎么考 22.(2024广西卷)让质量为1 kg的石块P1从足够高处自由下落,P1在下落的第1 s末速度大小为v1,再将P1和质量为2 kg的石块绑为一个整体P2,使P2从原高度自由下落,P2在下落的第1 s末速度大小为v2,g取10 m/s2,则(　　) A.v1=5 m/s B.v1=10 m/s C.v2=15 m/s D.v2=30 m/s 23.(2021湖北卷)2019年,我国运动员陈芋汐获得国际泳联世锦赛女子单人10米跳台冠军。某轮比赛中,陈芋汐在跳台上倒立静止,然后下落,前5 m完成技术动作,随后5 m完成姿态调整。假设整个下落过程近似为自由落体运动,重力加速度大小取10 m/s2,则她用于姿态调整的时间约为(　　) A.0.2 s B.0.4 s C.1.0 s D.1.4 s 24.(2023广东卷)铯原子喷泉钟是定标“秒”的装置。在喷泉钟的真空系统中,可视为质点的铯原子团在激光的推动下,获得一定的初速度。随后激光关闭,铯原子团仅在重力的作用下做竖直上抛运动,到达最高点后再做一段自由落体运动。取竖直向上为正方向。下列可能表示激光关闭后铯原子团速度v或加速度a随时间t变化的图像是(　　) 25.(2024贵州卷改编)智能手机内置很多传感器,磁传感器是其中一种。现用智能手机内的磁传感器结合某应用软件,利用长直木条的自由落体运动测量重力加速度。主要步骤如下: (1)在长直木条内嵌入7片小磁铁,最下端小磁铁与其他小磁铁间的距离如图(a)所示。 (2)开启磁传感器,让木条最下端的小磁铁靠近该磁传感器,然后让木条从静止开始沿竖直方向自由下落。 (3)以木条释放瞬间为计时起点,记录下各小磁铁经过传感器的时刻,数据如表所示: h/m 0.00 0.05 0.15 0.30 0.50 0.75 1.05 t/s 0.000 0.101 0.175 0.247 0.319 0.391 0.462 (4)根据表中数据,在图(b)中用平滑曲线绘制下落高度h随时间t变化的h-t图线。 (5)由绘制的h-t图线可知,下落高度随时间的变化是　　　　(填“线性”或“非线性”)关系。  (6)将表中数据利用计算机拟合出下落高度h与时间的二次方t2的函数关系式为h=4.916t2(SI)。据此函数可得重力加速度大小为　　　　m/s2。(结果保留3位有效数字)  学科网（北京）股份有限公司 $