2020版高中物理 第三章 匀变速直线运动的研究 第3节 匀变速直线运动实例自由落体运动试题 1 6页

第3节　匀变速直线运动实例——自由落体运动 ‎【二维选题表】‎ 物理观念 科学思维 科学探究 科学态度与责任 自由落体运动特点 ‎1(易),2(易),‎ ‎3(易)‎ 物理规律的探究方法 ‎4(易),5(易)‎ ‎4(易),5(易)‎ ‎4(易),5(易)‎ ‎4(易),5(易)‎ 自由落体运动 规律的应用 ‎10(中)‎ ‎6(易),7(易),‎ ‎8(易),9(易),‎ ‎11(中),12(中),‎ ‎13(难),14(中),‎ ‎15(中),16(中)‎ ‎13(难)‎ ‎13(难)‎ 基础训练 ‎1.(2017·惠州高一检测)地球表面附近的重力加速度大小约为 ‎9.8 m/s2,下列关于自由落体运动的说法中正确的是(　C　)‎ A.物体在地球表面附近做自由落体运动过程中,每秒加速度增加约为‎9.8 m/s2‎ B.自由落体运动是一种匀速运动 C.物体刚下落时,速度为零但加速度不为零 D.物体越重,下落得越快 解析:自由下落过程,物体的加速度不变,故选项A错误;自由落体运动是初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动,故选项B错误;释放物体瞬间,物体速度为零,加速度为g,故选项C正确;重力加速度与物体的质量无关,重物与轻物下落一样快,故选项D错误.‎ ‎2.(2017·广东省佛山市高一段考)关于自由落体运动,下列说法正确的是(　C　)‎ A.物体竖直向下的运动就是自由落体运动 B.加速度等于重力加速度的运动就是自由落体运动 C.在自由落体运动过程中,不同质量的物体运动规律相同 D.物体做自由落体运动的位移与时间成正比 解析:自由落体运动是物体从静止开始只在重力作用下的运动,物体竖直向下的运动不一定是自由落体运动,故A错误;自由落体运动是初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动,加速度等于重力加速度的运动不一定是自由落体运动,故B错误;自由落体运动的加速度与物体的质量无关,是常量,其运动规律与质量无关,即不同质量的物体运动规律相同,故C正确;由h=gt2得知,物体做自由落体运动位移与时间的平方成正比,故D错误.‎ ‎3.(2017·白银高一期末)(多选)下列四幅图中,能大致反映自由落体运动图象的是(　AD　)‎ 6‎ 解析:自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,根据速度公式v =gt,vt图象是直线,故选项A正确;根据位移公式为s=gt2,st图象是抛物线,故选项B错误;自由落体运动的加速度为定值,为g,故选项C错误,D正确.‎ ‎4.(2017·山东省济宁市高一检测)下列关于自由落体运动研究的叙述中错误的是(　D　)‎ A.古希腊哲学家亚里士多德认为物体下落快慢与物体重力大小有关,物体越重,下落得越快 B.伽利略通过逻辑推理发现亚里士多德的观点有自相矛盾的地方 C.伽利略认为,如果在忽略空气阻力的情况下,所有物体下落的加速度是相同的 D.伽利略用实验直接证实了自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动 解析:古希腊哲学家亚里士多德认为物体下落的快慢与质量的大小有关系,认为物体越重,下落得越快,符合史实,故A正确;伽利略认为同一地点,轻重物体下落一样快,发现亚里士多德关于落体运动的认识有自相矛盾的地方,故B正确;伽利略认为“如果没有空气阻力,重的物体与轻的物体下落一样快”,符合史实,故C正确;伽利略猜想自由落体的运动速度与下落时间成正比,并未直接进行验证,而是在斜面实验的基础上的理想化推理,故D错误.‎ ‎5.(2016·忻州一中、临汾一中四校联考)伽利略为了研究自由落体的规律,将落体实验转化为著名的“斜面实验”,对于这个研究过程,下列说法正确的是(　D　)‎ A.斜面实验是一个理想实验 B.斜面实验放大了重力的作用,便于测量小球运动的路程 C.通过对斜面实验的观察与计算,直接得到落体运动的规律 D.不直接做落体实验是因为当时时间测量不够精确 解析:伽利略认为初速度为0的落体,速度随时间变化是均匀的,那么落体通过的位移就与时间的平方成正比,只要测出落体通过不同位移所用的时间,就可以检验落体的速度是否随时间均匀变化.但伽利略时代是用滴水计时不能测量时间,所以伽利略利用斜面来冲淡重力.所以选项D正确.‎ ‎6.(多选)A,B两物体质量之比是1∶2,体积之比是4∶1,同时从同一高度自由落下,则下列说法正确的是(　AC　)‎ A.加速度之比为1∶1 B.加速度之比为1∶2‎ C.下落时间之比为1∶1 D.下落时间之比为1∶4‎ 解析:自由下落加速度大小为g,则加速度之比为1∶1,由t=知,时间之比为1∶1,选项A,C正确.‎ ‎7.自由下落的物体,自静止开始依次下落三段相等的位移,所用时间之比为(　D　)‎ A.1∶3∶5 B.1∶∶‎ C.1∶4∶9 D.1∶(-1)∶(-)‎ 6‎ 解析:自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动.根据s=g,tⅠ=t1,2s=g,tⅡ=t2-t1,3s=g,tⅢ=t3-t2得tⅠ∶tⅡ∶tⅢ=1∶(-1)∶(-),选项D正确.‎ ‎8.(2017·广西桂林市高一段考)(多选)一个物体做自由落体运动,则在物体下落的过程中(g=‎10 m/s2) (　AC　)‎ A. 物体第2 s末的速度为‎20 m/s B. 物体第2 s内的平均速度为‎10 m/s C. 物体前2 s内下落的高度为‎20 m D. 物体第2 s内下落的高度是‎10 m 解析:根据速度时间公式得v=gt=‎20 m/s,故A正确;根据=得= m/s=‎15 m/s,故B错误;根据位移时间公式得h=gt2=×10×‎4 m =‎20 m,故C正确;因为第2 s内的平均速度为‎15 m/s,根据h= t得h=15×‎1 m=‎15 m,故D错误.‎ ‎9.(2017·浙江湖州高一期末)某校物理兴趣小组为了了解高空坠物的危害,将一只鸡蛋从高楼上静止释放,让其自由下落,经过4 s鸡蛋刚好着地.(忽略空气阻力的作用,g取‎10 m/s2)求:‎ ‎(1)开始下落第1 s末鸡蛋的速度大小;‎ ‎(2)鸡蛋释放时距离地面的高度;‎ ‎(3)鸡蛋在下落过程中的平均速度大小.‎ 解析:(1)由v=gt可得1 s末的速度为 v=gt=10×‎1 m/s=‎10 m/s.‎ ‎(2)由s=gt2可得 s=×10×‎16 m=‎80 m.‎ ‎(3)下落过程的平均速度为 ‎== m/s=‎20 m/s.‎ 答案:(1)‎10 m/s　(2)‎80 m　(3)‎20 m/s 素养提升 ‎10.(2017·湖州高一期末)在抽成真空的竖直玻璃管中有一枚硬币与一片羽毛,从同一高度同时由静止落下,则下列说法中正确的是(　C　)‎ A.硬币比羽毛先落到底部 B.羽毛下落的加速度比硬币下落的加速度小 C.羽毛和硬币落到底部时速度相等 D.羽毛落到底部时的速度比硬币落到底部时的速度小 6‎ 解析:自由落体运动的加速度与质量无关,都为g,根据v=gt和s=gt2,知在落到底部前的任一时刻,两物体具有相同的速度和位移,故两个物体的运动情况完全相同,同时落到底部,落到底部速度也相同,故选项C正确.‎ ‎11.(2017·辽宁省庄河市高一月考)(多选)跳伞运动员从‎350 m 高空跳伞后,开始一段时间由于伞没打开而做自由落体运动,伞张开(张开时间不计)后做加速度大小为‎2 m/s2的匀减速直线运动,到达地面的速度为‎4 m/s,g=‎10 m/s2,则下列说法正确的是(　AC　)‎ A.跳伞运动员自由落体的下落高度约为‎59 m B.跳伞运动员打开伞的速度约为‎43 m/s C.跳伞运动员加速运动的时间约为3.4 s D.跳伞运动员在‎312 m高处打开降落伞 解析:设自由落体运动的末速度为v,则有+=h,代入数据解得v= ‎34.4 m/s,则自由下落的高度h1== m≈‎59 m,故A正确,B错误;加速运动的时间t1== s≈3.4 s,故C正确;自由落体的位移为‎59 m,此时距离地面的高度为h″=(350-59)m=‎291 m,故D错误.‎ ‎12.从某一高度先后由静止释放两个相同的小球甲和乙,若两球被释放的时间间隔为1 s,在不计空气阻力的情况下,它们在空中运动的过程中(　C　)‎ A.甲、乙两球的距离越来越大,甲、乙两球的速度之差越来越大 B.甲、乙两球距离始终保持不变,甲、乙两球的速度之差保持不变 C.甲、乙两球距离越来越大,甲、乙两球的速度之差保持不变 D.甲、乙两球距离越来越小,甲、乙两球的速度之差越来越小 解析:甲、乙两球的距离Δs=g(t+1)2-gt2=gt+g,所以越来越大.甲、乙两球的速度之差Δv=g(t+1)-gt=g,所以不变.选项C正确.‎ ‎13.(2017·江西省吉安市高一检测)用滴水法可以测定重力加速度,方法是:在自来水龙头下面固定一块挡板A,调节水龙头让水一滴一滴地滴落到挡板上,如图所示,并调节到耳朵刚好听到前一滴水滴在挡板上的声音的同时,下一滴水刚好开始下落,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:当听到某一滴水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,读出停表的示数为t,设人耳能区别两个声音的时间间隔为0.1 s,声速为 ‎340 m/s,则水龙头距挡板的距离至少为　　 　　m;写出用上述方法测量计算重力加速度g的表达式:g=　　 　　. ‎ 6‎ 解析:由于人耳能区别两个声音的时间间隔为0.1 s,故水龙头距盘子的距离至少为h=gt2=×10×‎0.12m=‎0.05 m,当第一滴水滴到达挡板上时开始计时至第n滴水滴落至盘中,所用时间为t,则两个相邻的水滴所用时间为T=.而这个时间恰好是一滴水滴下落h的时间,由h=gT2得g==.‎ 答案:0.05　‎ ‎14.(2017·广东省汕头市高一检测)一颗小石头从某一高度处由静止自由下落,经过A点时的速度vA=‎10 m/s,到达地面B点时的速度vB= ‎30 m/s.(不计空气阻力,g取‎10 m/s2).求:‎ ‎(1)小石头下落时的高度;‎ ‎(2)小石头从A点运动到B点的时间和A,B间的距离.‎ 解析:(1)设小石头下落时的高度为H.由=2gH 得H=‎45 m.‎ ‎(2)设小石头在A,B间运动的时间为t1,A,B间的距离为h.‎ 由运动学公式vB=vA+at1‎ 得t1== s=2 s 由2gh=-‎ 得h== m=‎40 m.‎ 答案:(1)‎‎45 m ‎(2)2 s　‎‎40 m ‎15.一条铁链AB长‎0.49 m,将A端悬挂使它自由下垂,然后让它自由下落,求整条铁链通过悬点下方‎2.45 m处小孔O时需要的时间.(g取‎10 m/s2)‎ 解析:以B端为研究对象,当B端到达O点时,所需的时间为t1,其位移为h1,当A端到达O点时,B端自由下落的位移为h2=‎2.45 m,所需的时间为t2,由图可知,‎ 6‎ h1=‎2.45 m-0.49 m=‎1.96 m,‎ h1=g,h2=g,‎ t=t2-t1=-≈7.4×10-2 s.‎ 答案:7.4×10-2 s ‎16.某人在室内以窗户为背景摄影时,恰好把窗外从高处落下的一小石子摄在照片中.已知本次摄影的曝光时间是0.02 s,量得照片中石子的运动痕迹的长度为‎1.6 cm,实际长度为‎100 cm的窗框在照片中的长度为‎4.0 cm.凭以上数据,你知道这个石子是从多高的地方落下的吗?[计算时,石子在照片中0.02 s内速度的变化比起它此时的瞬时速度来说可以忽略不计,因而可把这极短时间内石子的运动当成匀速运动来处理.(g取‎10 m/s2)]‎ 解析:照片中石子运动痕迹的长度对应的实际下落速度就是石子的曝光时间0.02 s内运动的距离.‎ 同一张照片上物、像长度比值相等,则=,‎ 可得石子下落距离h=‎40 cm=‎0.4 m.‎ 因为0.02 s内石子速度变化不大,所以近似看成匀速运动,所以石子速度v== m/s=‎20 m/s,‎ 由自由落体运动规律得石子下落高度 H== m=‎20 m.‎ 答案:‎‎20 m 6‎