2022年高中物理必修第一册2.4 自由落体运动 同步练习

2019-2020年高中物理2.5-2.6自由落体运动练习新人教版必修1一、选择题(1、2题为单选题，3～5题为多选题)1.1971年7月26日发射的阿波罗－15号飞船首次把一辆月球车送上月球，美国宇航员斯科特驾驶月球车行驶28公里，并做了一个落体实验：在月球上的同一高度同时释放羽毛和铁锤，出现的现象是(月球上是真空)(  )A．羽毛先落地，铁锤后落地B．铁锤先落地，羽毛后落地C．铁锤和羽毛都做自由落体运动，重力加速度为9.8m/s2D．铁锤和羽毛都做自由落体运动，同时落地答案：D解析：因为月球上没有空气，所以铁锤和羽毛的运动情况完全相同。2．在大枣红了的时候，几个小朋友正在大枣树下用石块投向枣树，若某个小朋友从看到石块击中枣树树枝到听到大枣的落地声最少需要0.7s，估算一下这棵枣树的高度至少是(  )A．1.5m   B．2.5m   C．5m   D．7m答案：B解析：红枣从树枝上脱落可认为做自由落体运动，下落时间t＝0.7s，根据h＝gt2，h≈2.5m，所以树高至少2.5m，选项B正确。3．下图中可以表示物体做自由落体运动的是(  )答案：BC解析：自由落体运动的速度公式为v＝gt，可知t＝0时v＝0，且v与t成正比，故A错误，B正确。自由落体运动的加速度恒为g，故C正确。由自由落体运动的位移公式x＝gt2可知，x与t2成正比关系，故D错误。4．关于自由落体运动，下列说法中正确的是(  )A．它是竖直向下，v0＝0、a＝g的匀加速直线运动B．在开始连续的三个1s内通过的位移之比是135C．在开始连续的三个1s末的速度大小之比是123D．从开始运动起下落4.9m、9.8m、14.7m所经历的时间之比为123答案：ABC解析：自由落体运动是初速为零加速度为g 的匀加速直线运动，所以可判A、B、C正确，D错误。5．(东营市xx～xx高一上学期三校联考)滴水法测重力加速度的过程是这样的：让水龙头的水一滴一滴地滴在其正下方的盘子里，调整水龙头，让前一滴水滴到盘子而听到声音时，后一滴恰好离开水龙头。从第1次听到水击盘声时开始计时，测出n次听到水击盘声的总时间为t，用刻度尺量出水龙头到盘子的高度差为h，即可算出重力加速度。设人耳能区别两个声音的时间间隔为0.1s，声速为340m/s，g取10m/s2，则(  )A．水龙头距人耳的距离至少为34mB．水龙头距盘子的距离至少为0.05mC．重力加速度的计算式为D．重力加速度的计算式为答案：BD解析：从自由落体运动位移公式出发进行分析。只要相邻两滴水滴下的时间间隔超过0.1s，人耳就能分辨出两滴水的击盘声，而与水龙头距人耳的距离无关(只要人耳能够听到声音)。在0.1s内，水滴下落的距离h＝gt＝×10×0.12m＝0.05m，即水龙头距盘子的距离至少应为0.05m，故A错，B对；n次响声对应(n－1)个水滴下落后用的时间，所以一个水滴下落时间为t1＝，由h＝gt得，g＝＝h，故C错，D正确。二、非选择题6.在青少年科技发明大赛中，有一个同学根据老鼠沿直线运动的习性发明了电子捕鼠器，其原理是利用光电管控制鼠笼下落的电源，当老鼠头部遮挡光电管时鼠笼开始做自由落体运动。同时启动数字毫秒计记录老鼠身体通过光电管的时间。鼠笼的开口向下，可将老鼠扣在笼中，如图所示。假设老鼠垂直光电管发出的红光做匀速直线运动，其身长约为l＝20cm，数字毫秒计记录的时间为Δt＝0.10s，鼠笼的A端与光电管竖直对齐，鼠笼的下端距离地面高度h＝0.2m，则鼠笼长度AB至少多长才能成功将老鼠捕获？(g取10m/s2，忽略老鼠尾巴长度)答案：0.4m解析：鼠的运动速度v＝鼠笼从切断电源至落到地面用时间为t，h＝gt2代入数据解得：t＝0.2s 则鼠笼的长度至少为L＝vt＝0.4m。7．(大连市xx～xx高一上学期期末)比萨斜塔是世界建筑史上的一大奇迹。如图所示，已知斜塔第一层离地面的高度h1＝6.8m，为了测量塔的总高度，在塔顶无初速度释放一个小球，小球经过第一层到达地面的时间t1＝0.2s，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力。(1)求小球下球过程中，通过第一层的平均速度大小；(2)求斜塔离地面的总高度h。答案：(1)34m/s (2)61.25m解析：(1)＝＝34m/s(2)设小球到达第一层时的速度为v1，则有h1＝v1t1＋gt，得v1＝代入数据得v1＝33m/s塔顶离第一层的高度h2＝＝54.45m所以塔的总高度h＝h1＋h2＝61.25m能力提升一、选择题(1、2题为单选题，3、4题为多选题)1．(高密一中xx～xx高一上学期期中)如图，是木星的一个卫星—木卫1上面的珞玑火山喷发的情景。经观测火山喷发出岩块上升高度可达250km，每一块石头的留空时间为1000s。已知在距离木卫1表面几百千米的范围内，木卫1的重力加速度g木卫可视为常数，而且在木卫1上没有大气，则据此可求出g木卫与地球表面重力加速度g(g＝10m/s2)的关系是(  )A．g木卫＝g  B．g木卫＝gC．g木卫＝gD．g木卫＝g 答案：C解析：一块石头的留空时间为1000s，石头上升或下落时间为500s，根据h＝g木卫t2，解得g木卫＝2m/s2，C正确。2．(xx～xx高一上学期期中)在一竖直砖墙前让一个小石子自由下落，小石子下落的轨迹距离砖墙很近。现用照相机对下落的石子进行拍摄。某次拍摄的照片如图所示，AB为小石子在这次曝光中留下的模糊影迹。已知每层砖(包括砖缝)的平均厚度约为6.0cm，A点距石子开始下落的竖直距离约1.8m。估算照相机这次拍摄的“曝光时间”最接近(  )A．2.0×10－1sB．2.0×10－2sC．2.0×10－3sD．2.0×10－4s答案：B解析：因为石子在曝光时间内的位移远小于A点距石子开始下落点的竖直距离，则可以用石子在A点的瞬时速度代替AB段的平均速度，由自由落体规律有vA＝＝6m/s，则曝光时间为t＝＝0.02s。3．(辽宁葫芦岛市xx～xx高一上学期期中)俄罗斯“能源”火箭航天集团专家称，人类能在20年后飞往火星。若一物体从火星表面竖直向上抛出(不计气体阻力)时的x－t图象如图所示，则(  )A．该火星表面的重力加速度为1.6m/s2B．该物体上升的时间为10sC．该物体被抛出时的初速度为8m/sD．该物体落到火星表面时的速度为16m/s答案：AC解析：由图可知物体上升的最大高度为20m，上升时间为5s，由h＝gt2得g＝1.6m/s2，A对B错。v＝gt＝8m/s，C对D错。4.取一根长2m左右的细线，5个铁垫圈和一个金属盘，在线端系上第一个垫圈，隔12cm再系一个，以后垫圈之间的距离分别为36cm、60cm、84cm，如图所示。站在椅子上，向上提起线的上端，让线自由垂直，且第一个垫圈紧靠放在地上的金属盘。松手后开始计时，若不计空气阻力，则第2、3、4、5各垫圈(  )A．落到盘上的声音时间间隔越来越大B．落到盘上的声音时间间隔相等C．依次落到盘上的速度关系为1234 D．依次落到盘上的时间关系为1(－1)(－)(2－)答案：BC解析：根据Δx＝aT2知A错，B对，根据v2＝2ax知C正确，根据x＝at2可判D错。二、非选择题5．(曲阜师大附中xx～xx高一上学期期中)如右图所示，直杆长L1＝0.5m，圆筒高为L2＝2.5m。直杆位于圆筒正上方H＝1m处。直杆从静止开始做自由落体运动，并能竖直穿越圆筒。试求(取g＝10m/s2，＝2.24)(1)直杆下端刚好开始进入圆筒时的瞬时速度v1(2)直杆穿越圆筒所用的时间t。答案：(1)4.48m/s (2)0.45s解析：(1)直杆做自由落体运动，由运动学知识可得：v＝2gH①由①式解得：v1＝4.48m/s②设直杆下端到达圆筒上方的时间为t1H＝gt③直杆上端离开圆筒下方时间为t2L1＋H＋L2＝gt④t＝t2－t1⑤由上式联解得t＝0.45s6.某日晚，美军在伊拉克进行的军事行动中动用了空降兵(如图)美机在200m高处超低空水平飞行，美兵离开飞机后先自由下落，运动一段时间后立即打开降落伞，展伞后美兵以14m/s2的平均加速度匀减速下降。为了安全要求，美兵落地的速度不能超过4m/s(g＝10m/s2)。伊方地面探照灯每隔10s扫描一次，求美兵能否利用探照灯的照射间隔安全着陆。答案：能安全着陆解析：设展伞时离地h米，自由下落阶段2g(H0－h)＝v，匀减速阶段v－v＝2ah解得h＝83m v1＝48.4m/s自由下落时间t1＝v1/g＝4.84s，减速时间t2＝＝3.17s，t＝t1＋t2＝8s