高中物理人教版必修第一册2.4 自由落体运动 同步练习

2019-2020年高中物理自由落体运动同步练习（含解析）新人教版必修11．如图所示是一个网球沿竖直方向运动时的频闪照片，由照片可知：（）A.网球正在上升B.网球正在下降C.网球的加速度向上D.网球的加速度向下2．如图所示，a、b、c三个相同的小球，a从光滑斜面顶端由静止开始自由下滑，同时b、c从同一高度分别开始自由下落和平抛。下列说法正确的有（）abcA．它们同时到达同一水平面B．它们动量变化的大小相同C．它们的末动能相同D．重力对它们的冲量相同3．“玉兔号”登月车在月球表面接触的第一步实现了中国人“奔月”的伟大梦想。机器人“玉兔号”在月球表面做了一个自由下落试验，测得物体从静止自由下落h高度的时间t，已知月球半径为R，自转周期为T，引力常量为G。则A．月球表面重力加速度为B．月球第一宇宙速度为C．月球质量为D．月球同步卫星离月球表面高度4．一个小石子从离地某一高度处由静止自由落下，某摄影爱好者恰好拍到了它下落的一段轨迹AB．该爱好者用直尺量出轨迹的长度，如图所示．已知曝光时间为1/1000s，则小石子出发点离A点约为（重力加速度g＝10m/s2）A．6．5mB．10mC．20mD．45m5．一个物体从某一高度做自由落体运动，它在下落第1s内、第2s内、第3秒内的位移之比为A．1:2:3B．1:3:5C．1:4:9D．6．运动员从悬停在空中的直升机上跳伞，伞打开前可看做是自由落体运动，打开伞后减速下降，最后匀速下落。如果用表示下落高度，表示下落的时间，F合表示人受到的合力，E表示人的机械能，Ep 表示人的重力势能，表示人下落的速度，在整个过程中，如果打开伞后空气阻力与速度平方成正比，则下列图像可能符合事实的是（）7．关于自由落体运动，下列说法中正确的是A．不考虑空气阻力的运动是自由落体运动B．自由落体运动是初速度为零的匀加速运动C．做自由落体运动的物体处于超重状态D．做自由落体运动的物体，质量越大，下落得越快8．伽利略在对自由落体运动的研究过程中，开创了如下框图所示的一套科学研究方法，其中方框2和4中的方法分别是A．实验检验，数学推理B．数学推理，实验检验C．提出假设，实验检验D．实验检验，合理外推9．如图所示为“割绳子”游戏中的一幅截图，游戏中割断左侧绳子糖果就会通过正下方第一颗星星…….糖果一定能经过星星处吗？现将其中的物理问题抽象出来进行研究：三根不可伸长的轻绳共同系住一颗质量为m的糖果（可视为质点），设从左到右三根轻绳的长度分别为l1、l2和l3，其中最左侧的绳子处于竖直且张紧的状态，另两根绳均处于松弛状态，三根绳的上端分别固定在同一水平线上，且相邻两悬点间距离均为d，糖果正下方的第一颗星星与糖果距离为h。已知绳子由松弛到张紧时沿绳方向的速度分量即刻减为零，现将最左侧的绳子割断，以下选项正确的是A.只要满足，糖果就能经过正下方第一颗星星处B.只要满足，糖果就能经过正下方第一颗星星处C.糖果可能以的初动能开始绕中间悬点做圆运动D.糖果到达最低点的动能可能等于 10．质量为2kg的小球自塔顶由静止开始下落，不考虑空气阻力的影响，g取10m/s2，下列说法中正确的是（）A．2s末小球的动量大小为40kg·m/sB．2s末小球的动能为40JC．2s内重力的冲量大小为20N·sD．2s内重力的平均功率为20W11．质量为60kg的某消防队员从一平台上跳下（近似看作自由落体运动），下落2m后双脚触地，同时采用双腿弯曲的方法缓冲，使自身重心又匀减速下降了0.5m时静止。在着地过程中，地面对他双脚的平均作用力约为(g=10m/s2)A．600NB．2400NC．3000ND．3600N12．一石块从楼房阳台边缘向下做自由落体运动到达地面，把它在空中运动的总时间分为相等的三段，如果它在第一段时间内的位移是1.4m，那么它在第三段时间内的位移是A．1.4mB．4.2mC．7.0mD．12.6m13．秋日，树叶纷纷落下枝头，其中有一片梧桐叶从高为5m的枝头自静止落至地面，所用时间可能是A．0.1sB．0.5sC．2sD．3s14．甲、乙两个小物体，甲的质量是乙的3倍。它们从同一高度处同时自由下落（即不计空气阻力），则下列说法中正确的是（）A.甲比乙先着地B.下落过程中，同一时刻甲乙的速度相同C.甲的加速度比乙的大D.下落过程中，同一时刻甲乙离地面的高度不相同15．下列说法屮正确的是A.物体坚直向下的运动就是自由落体运动B自由落体运动是初速度为零、加速度为竖直向下的匀加速直线运动C.不同的物体做自由落体运动，其运动规律是相同的D.质点做自由落体运动，在第1s内、第2s内、第3s内的位移之比为1:4:916．下列说法中正确的是A.欣赏某位舞蹈演员舞姿时，可以将舞蹈浈员看成质点B.以运河中行驶的船为参考系，宿迁运河文化大桥是静止的C.伽利略用科学的椎理方法得出了自由落体运动的规律D.物体在恒力作用下不可能作曲线运动17．如图所示，虚线EF的下方存在着正交的匀强电场和匀强磁场，电场强度为E，磁感应强度为B。一带电微粒自离EF为h的高处由静止下落。从B点进入场区，做了一段匀速圆周运动，从D点射出.下列说法正确的是() hBCDEFA．微粒受到的电场力的方向一定竖直向上B．微粒做圆周运动的半径为C．从B点运动到D点的过程中微粒的电势能和重力势能之和在最低点C最小D．从B点运动到D点的过程中微粒的电势能先增大后减小18．甲、乙两物体做自由落体运动，已知甲物体的质量是乙物体的质量的2倍，而甲距地面的高度是乙距地面高度的一半，下列说法正确的是（）A．甲物体的加速度和乙物体加速度相同B．甲物体着地的速度是乙物体着地的速度的C．甲物体下落的时间是乙物体下落的时间的D．甲、乙两物体的末速度相同19．伽利略为了研究自由落体运动的规律，将落体实验转化为著名的“斜面实验”，从而创造了一种科学研究的方法。利用斜面实验主要是考虑到A．实验时便于测量小球运动的路程B．实验时便于测量小球运动的速度C．实验时便于测量小球运动的时间D．斜面实验可以通过观察与计算直接得到落体的运动规律20．2012年9月16日，济南军区在“保钓演习”中，某特种兵进行了飞行跳伞表演．该伞兵从高空静止的直升飞机上跳下，在t0时刻打开降落伞，在3t0时刻以速度v2着地．他运动的速度随时间变化的规律如图示．下列结论不正确的是（）A．在时间内加速度不变，在t0～3t0时间内加速度减小B．降落伞打开后，降落伞和伞兵所受的阻力越来越小C．在t0～3t0的时间内，平均速度D．若第一个伞兵打开降落伞时第二个伞兵立即跳下，则他们在空中的距离先增大后减小参考答案1．D【解析】试题分析：竖直上抛运动和自由落体运动互为逆运动，所以无法判断网球是上升还是下落，但是当网球在竖直方向上运动时，受重力作用，加速度向下，故D正确考点：考查了自由落体运动和竖直上抛运动 2．B【解析】试题分析：因为小球在斜面上滑下时，加速度比自由落体的小，其通过的距离比自由落体的大，故时间比自由落体的长，故它们不能同时到达地面，选项A错误；对于a球，设斜面与水平面的夹角为θ，斜面长为L，高为h，则小球下滑的加速度为gsinθ，下滑的时间为T=，小球受到的沿斜面方向的力为mgsinθ，故根据动量定理得，a球的动量变化为mgsinθ×=m；而b与c球的动量变化也是m，故选项B正确；它们的末动能与初动能有关，由于c球的初动能不为0，重力做功又都相等，故它们的末动能，c球最大，ab两球相等，所以选项C错误；由于三个小球下滑的时间不相等，故重力对它们的冲量不相等，选项D错误。考点：动量定理，动能定理。3．D【解析】试题分析：根据可得：，选项A错误；根据，解得月球第一宇宙速度为，选项B错误；根据，可得月球质量为，选项C错误；很据，以及，且，联立解得，选项D正确；故选D.考点：万有引力定律的应用.4．C【解析】试题分析：可读出AB段轨迹长2.00cm，AB段平均速度，因时间很短，平均速度可约等于A点速度，再由自由落体速度－位移公式，，故C项正确。考点：本题考查了即时速度与平均速度的关系和自由落体运动公式。5．B【解析】试题分析：物体第1s下落的距离：；物体第2s下落的距离：；物体第3s下落的距离：；它在下落第1s内、第2s内、第3秒内的位移之比为1:3:5，选项B正确。考点：自由落体运动的规律.【答案】AC【解析】试题分析：运动员从直升机上跳伞，重力势能逐渐减小，规定初位置重力势能为零，则Ep=mg（﹣h），即重力势能与高度是线性关系，故A正确。机械能的变化等于除重力外其余力做的功，故自由落体运动过程机械能守恒，故B错误。运动员从直升机上跳伞，伞打开前看作自由落体运动；开伞后减速下降，空气阻力大于重力，合力向上，当阻力减小到等于重力时，合力为零，做匀速直线运动；即合力先等于重力，竖直向下，然后突然竖直向上，再逐渐减小到零，故C正确。运动员从直升机上跳伞，伞打开前可看作是自由落体运动，开伞后减速下降，最后匀速下落；减速过程中加速度a=，因v是变化的，故a是变化的，而D图中a是恒定的，故D错误。考点：机械能守恒定律、牛顿第二定律点评：运动员的运动过程中受到的阻力是变化的，其合力和机械能也有所变化。7．B【解析】试题分析：不考虑空气阻力，只在重力作用下的初速度为零的运动是自由落体运动，故选项A错误，B正确；做自由落体运动的物体由于加速度向下的g，故为完全失重状态，选项C错误；做自由落体运动的物体的加速度均为g，与质量无关，选项D错误，故选B。考点：自由落体运动8．C【解析】试题分析： 这是依据思维程序排序的问题，这一套科学研究方法，要符合逻辑顺序，即通过观察现象，提出假设，根据假设进行逻辑推理，然后对自己的逻辑推理进行实验验证，紧接着要对实验结论进行修正推广．故选C考点：科学研究方法9．D【解析】试题分析：A、B、糖果在绳拉直前做自由落体运动，绳2和绳3不能绷紧，后绕绳做圆周运动，则绕运动而未伸直，或绕运动而未伸直，则需同时满足和，故选项A、B均错误。C、从小球自由下落到刚刚伸直，由动能定理得，在绳2绷紧后，沿绳方向速度会损失掉，剩余速度为；解得，故C错误；D、以C选项末态为初态，以糖果刚刚到达最低点为末态，由动能定理得，解得，由于绳子绷紧过程可能有两次速度损失而产生能量损失，故绷紧后动能会少于，故D正确．故选D。考点：本题考查了圆周运动、动能定理。10．A【解析】试题分析：A、2s末的速度，则动量为，选项A正确。B、，选项B错误。C、冲量，选项C错误。D、平均功率，故选项D错误。故选A。考点：本题考查了自由落体运动、冲量、动量、动能、功、平均功率。11．C【解析】试题分析：消防队员下落2m的速度：m/s，消防队员匀减速下降时：v2=2ah，解得，由牛顿定律：F-mg=ma，解得F=mg+ma=3000N，故选项C正确。考点：牛顿第二定律的应用.12．C【解析】试题分析：自由落体运动在连续相等时间内的位移之比为：1:3:5….，因第一段时间的位移为1.4m，则它在第三段时间内的位移是：5×1.4m=7.0m，故选C。考点：自由落体运动的规律.13．CD【解析】试题分析：由可知，5m高处的自由落体用时约为1s，树叶落下时阻力不可忽略，时间要比1s大很多，故可能是C或D。考点：匀变速直线运动的规律14．B【解析】试题分析：自由落体运动的加速度与物体的质量无关，故物体的加速度相同，因为下落的高度相同，根据可知，下落的时间相同，即两物体同时落地；选项AC错误；根据v=gt可知，下落过程中，同一时刻甲乙的速度相同，选项B正确；根据可知，同一时刻下落的高度相同，故甲乙离地面的高度相同，选项D错误；故选B.考点：自由落体运动的规律.15．BC【解析】试题分析：物体只在重力作用下运动，且初速度为零的运动是自由落体运动，选项A错误；自由落体运动是初速度为零、加速度为竖直向下的g的匀加速直线运动，选项B正确；不同的物体做自由落体运动，其运动规律是相同的 ，选项C正确；自由落体运动是初速度为零的匀变速直线运动，根据匀变速直线运动的规律，故质点做自由落体运动时，在第1s内、第2s内、第3s内的位移之比为1:3:5，选项D错误；故选BC。考点：自由落体运动.16．C【解析】试题分析：欣赏某位舞蹈演员舞姿时，因为舞蹈演员各个部分的运动情况不相同，故不可以将舞蹈浈员看成质点，选项A错误；以运河中行驶的船为参考系，宿迁运河文化大桥是运动的，选项B错误；伽利略用科学的推理方法得出了自由落体运动的规律，选项C正确；物体在恒力作用下也可能作曲线运动，例如平抛物体的运动，选项D错误；故选C。考点：质点；参考系；曲线运动.17．ABD【解析】试题分析：由于微粒在正交的匀强电场和匀强磁场中做匀速圆周运动，故微粒的重力与电场力相平衡，微粒只在磁洛伦兹力的作用下做圆周运动，由于重力的方向竖直向下，故电场力的方向一定竖直向上，A正确；微粒下降到B点时的速度为v=，再由mg=Eq及Bvq=m，故微粒做圆周运动的半径R=，B正确；由动能定理可得，B到D的过程中，动能不变，洛伦兹力不做功，电场力与重力所做的功的代数和为0，即的整个的过程中微粒的电势能和重力势能之和不变，所以C错误；从B点运动到D点的过程中，电场力先做负功后做正功，故微粒的电势能先增大后减小，D也正确。考点：微粒在复合场中的运动，自由落体运动。18．AC【解析】试题分析：自由落体运动的加速度为重力加速度，A正确；由得甲物体着地的速度是乙物体着地的速度的，BD错误；由得落地时间得甲物体下落的时间是乙物体下落的时间的，C正确.考点：本题考查自由落体运动。19．C【解析】试题分析：伽利略最初假设自由落体运动的速度是随着时间均匀增大，但是他所在的那个时代还无法直接测定物体的瞬时速度，所以不能直接得到速度随时间的变化规律．伽利略通过数学运算得到结论：如果物体的初速度为零，而且速度随时间的变化是均匀的，那么它通过的位移与所用的时间的二次方成正比，这样，只要测出物体通过通过不同位移所用的时间，就可以检验这个物体的速度是否随时间均匀变化．但是物体下落很快，当时只能靠滴水计时，这样的计时工具还不能测量自由落体运动所用的较短的时间．伽利略采用了一个巧妙的方法，用来“冲淡”重力．他让铜球沿阻力很小的斜面滚下，因小球在斜面上运动的加速度要比它竖直下落的加速度小得多，所以时间长，所以容易测量．故选C．考点：物理问题的研究方法.20．BC【解析】试题分析：速度时间图像的斜率表示运动的加速度，在时间内斜率恒定，即加速度不变，在内斜率在减小，即加速度在减小，故A正确；在时间内做匀变速直线运动，还没有打开降落伞，在内打开了降落伞，受到竖直向下的重力和竖直向上的阻力，根据牛顿第二定律可得：，即，加速度在减小，所以阻力在减小，B正确；连接的始末速度两点，则该直线表示做匀减速直线运动，平均速度为，而伞兵的速度在该直线下方，所以有，C错误；考点：考查了速度时间图像