人教版2022年高中物理必修第一册2.4 自由落体运动 同步练习

【金版教程】2015-2016学年高中物理2.5-2.6自由落体运动伽利略对自由落体运动的研究课时精练新人教版必修1知识点基础中档稍难自由落体的应用1、3、4、56、7、8、1012伽利略对自由落体研究2g的测量11综合提升91.关于自由落体运动，以下说法正确的是(  )A．质量大的物体自由落体时的加速度大B．从水平飞行的飞机上释放的物体将做自由落体运动C．雨滴下落的过程是自由落体运动D．从水龙头上滴落的水滴的下落过程，可以近似看成自由落体运动答案 D解析 所有物体在同一地点的重力加速度相等，与物体质量大小无关，故选项A错误；从水平飞行的飞机上释放的物体，由于惯性具有水平初速度，不是自由落体运动，故选项B错误；雨滴下落过程所受空气阻力与速度大小有关，速度增大时阻力增大，雨滴速度增大到一定值时，阻力与重力相比不可忽略，不能认为是自由落体运动，故选项C错误；从水龙头上滴落的水滴所受的空气阻力与重力相比可忽略不计，可认为只受重力作用，故选项D正确。2．在学习物理知识的同时，还应当十分注意学习物理学研究问题的思想和方法，从一定意义上说，后一点甚至更重要。伟大的物理学家伽利略的研究方法对于后来的科学研究具有重大的启蒙作用，至今仍然具有重要意义。请你回顾伽利略探究物体下落规律的过程，判定下列哪个过程是伽利略的探究过程(  )A．猜想—问题—数学推理—实验验证—合理外推—得出结论B．问题—猜想—实验验证—数学推理—合理外推—得出结论C．问题—猜想—数学推理—实验验证—合理外推—得出结论D．猜想—问题—实验验证—数学推理—合理外推—得出结论答案 C解析 伽利略探究物体下落规律的过程是：先对亚里士多德对落体运动的观察得出的结论提出质疑——大小石块捆在一起下落得出矛盾的结论；猜想——下落的运动是最简单的运动，速度与时间成正比；数学推理——如果v∝t，则有h∝t2；实验验证——设计出斜面实验并进行研究，得出光滑斜面上滑下的物体的规律h∝t2；合理外推——将光滑斜面上滑下的物体的规律h∝t2推广到落体运动。从探究的过程看，答案应是C。 3．从发现情况到采取相应行动经过的时间叫反应时间。两位同学合作，用刻度尺可测得人的反应时间。如图甲所示，A握住尺的上端，B在尺的下部做握尺的准备(但不与尺接触)，当看到A放开手时，B立即握住尺。若B做握尺准备时，手指位置如图乙所示，而握住尺时的位置如图丙所示，由此测得B同学的反应时间约为(  )A．2.0s       B．0.30sC．0.10sD．0.04s答案 B解析 由自由落体公式h＝gt2有(60－20)cm＝×10m/s2·t2可知：t≈0.30s，B正确。4．一石块从楼房阳台边缘处向下做自由落体运动到达地面，把它在空中运动的时间分为相等的三段，如果它在第一段时间内的位移是1.2m，那么它在第三段时间内的位移为(  )A．1.2m         B．3.6mC．6.0mD．10.8m答案 C解析 利用重要推论x1∶x3＝1∶5，得x3＝5x1＝1.2×5m＝6.0m，故C正确。5．(多选)为了测出楼房的高度，让一石块从楼顶自由下落至地面(不计空气阻力，重力加速度为已知)，测出下列哪个物理量就可以计算出楼房的高度(  )A．石块下落到地面的总时间B．石块落地前瞬间的速度C．石块落地前最后一秒内的位移 D．石块通过最后一米位移所用的时间答案 ABCD解析 由公式h＝gt2可知，选项A正确；根据v2＝2gh可知，选项B正确；根据h＝gt2和h－h′＝g(t－1)2可知，选项C正确；根据h＝gt2和h－1＝g(t－t′)2可知，选项D正确。6．(多选)物体从离地面45m高处做自由落体运动(g取10m/s2)，则下列选项中正确的是(  )A．物体运动3s后落地B．物体落地时的速度大小为30m/sC．物体在落地前最后1s内的位移为25mD．物体在整个下落过程中的平均速度为20m/s答案 ABC解析 由x＝gt2得t＝＝3s最后一秒内位移：Δx＝gt－gt＝25m，落地速度：v＝gt＝30m/s全程的平均速度：＝＝m/s＝15m/s。则A、B、C正确。7．物体从某一高度自由下落，第1s内就通过了全程的一半，物体还要下落多长时间才会落地(  )A．1sB．1.5sC.sD．(－1)s答案 D解析 初速度为零的匀变速直线运动，经过连续相同的位移所用时间之比为1∶(－1)∶(－)∶…所以，物体下落后半程的时间为(－1)s，选D。8．(多选)从空中某处先后经过Δt时间释放甲、乙两个物体，两个物体都做自由落体运动，关于它们之间的关系，下列说法正确的有(  )A．以乙为参考系，甲做加速运动B．甲、乙两物体的速度之差恒定不变C．甲、乙两物体的速度之差越来越大D．甲相对乙做匀速运动，甲、乙之间的距离越来越大 答案 BD解析 设某时刻乙运动了t时间，则甲运动了(Δt＋t)时间，此时v甲＝g(Δt＋t)，v乙＝gt，甲相对于乙的速度为Δv＝v甲－v乙＝gΔt，恒定不变，甲、乙之间的距离为s＝g(Δt＋t)2－gt2，化简得s＝g(Δt)2＋gΔt·t，所以甲、乙之间的距离随时间均匀增大，故选项B、D正确。9．(多选)甲、乙两物体分别从10m和20m高处同时自由落下，不计空气阻力，下面描述正确的是(  )A．落地时甲的速度是乙的1/倍B．落地的时间甲是乙的2倍C．下落1s时甲的速度与乙的速度相同D．甲、乙两物体在最后1s内下落的高度相等答案 AC解析 甲、乙的落地速度之比为：＝＝＝＝，选项A正确．甲、乙的落地时间之比为：＝＝＝＝，选项B错误。甲、乙下落的初速度相同，重力加速度相同，下落1s时的瞬时速度相同，选项C正确。甲在最后1s内的平均速度小于乙在最后1s内的平均速度，故最后1s内甲下落的高度小于乙下落的高度，选项D错误。10．某同学利用如图甲所示的实验装置探究重力加速度的大小。(1)该同学开始实验时的情形如图甲所示，接通电源后释放纸带。请指出该同学在实验操作中存在的两处明显错误或不当的地方：①___________________________________________________； ②__________________________________________________。(2)该同学修改错误并正确操作后得到如图乙所示的纸带，取连续六个点A、B、C、D、E、F为计数点，测得A点到B、C、D、E、F的距离分别为h1、h2、h3、h4、h5。若打点的频率为f，则打E点时重物的速度表达式为vE＝________。(3)该同学分别计算出各计数点的速度值，并画出了速度的二次方(v2)与对应重物下落的距离(h)的关系图象，如图，则重力加速度的大小g＝________m/s2。答案 (1)①打点计时器接在了直流电源上 ②重物距打点计时器太远 (2) (3)9.4解析 (1)①打点计时器应接交流电源②重物释放时应紧靠打点计时器(2)利用匀变速直线运动推论vE＝＝(3)由v2＝2gh可知v2－h图象中斜率k＝2g，图中斜率k＝18.8，所以g＝9.4m/s2。11．设宇航员在某行星上从高32m处自由释放一重物，测得在下落最后1s内所通过的距离为14m，则重物下落的时间是多少？该星球表面的重力加速度为多大？答案 4s 4m/s2解析 设物体下落的时间为t，星球表面的重力加速度为g，则h＝gt2①h－14＝g(t－1)2②由题意知h＝32m，由①②解得t1＝4s，t2＝s(舍去)，g＝4m/s2，所以t＝t1＝4s，g＝4m/s2。 12．屋檐上每隔一定时间滴下一滴水，当第5滴正欲滴下时，第1滴刚好落到地面上，而第3滴与第2滴分别位于高为1m的窗口的上、下边，如图所示，求：(1)此屋檐离地面多高？(2)滴水的时间间隔是多少？(假设空气阻力不计，g取10m/s2)答案 (1)3.2m (2)0.2s解析 由题图可知，如果将这5滴水的运动等效为一滴水的自由落体运动，并将这一滴水运动的全过程分成时间相等的4段，设时间间隔为T，则这一滴水在初始时刻、Ts末、2Ts末、3Ts末、4Ts末所处的位置，分别对应第5滴水、第4滴水、第3滴水、第2滴水、第1滴水所处的位置。设屋檐离地面的高度为h，滴水的时间间隔为T，由x＝gt2得第2滴水的位移x2＝g(3T)2第3滴水的位移x3＝g(2T)2且x2－x3＝1m联立以上各式可解得T＝0.2s故屋檐离地面的高度为h＝g(4T)2＝3.2m。