2022年高中物理必修第一册2.4 自由落体运动 同步练习

2.2自由落体运动规律每课一练（粤教版必修1）一、单项选择题１．（2020年茂名一模）用右图所示的方法可以测出一个人的反应时间，设直尺从开始自由下落，到直尺被受测者抓住，直尺下落的距离为h，受测者的反应时间为t，则下列说法正确的是()Ａ．t∝hＢ．t∝1hＣ．t∝h２Ｄ．t∝h解析：由h=1gt2，得:t=22h，故t∝h．g答案：Ｄ２．关于自由落体运动，下列说法中不正确的是()Ａ．自由落体运动是竖直方向的匀加速直线运动Ｂ．前3s竖直方向的位移只要满足s1∶s2∶s3＝1∶4∶9的运动一定是自由落体运动Ｃ．自由落体运动在开始的连续三个2s内的位移之比为1∶3∶5Ｄ．自由落体运动在开始的连续三个2s末的速度之比为1∶2∶3解析：自由落体运动是竖直方向上初速度v0=0，a=g的匀加速直线运动，满足初速度为零的匀加速直线运动的一切规律，故ＡＣＤ均正确．对Ｂ项，平抛运动也满足，故Ｂ错误，应选Ｂ．答案：Ｂ３．（2020年深圳二模）北京奥运开幕式上，“鸟巢”上空燃放起焰火．按照设计要 求，装有焰火的礼花弹从专用炮筒中竖直向上射出后，在5s末到达最高点，随即炸开，构成“脚印”等各种图案，假设礼花弹上升过程中不受阻力，那么其初速度和 最大高度分别是（g=10m/s2）()A．50m/s，125mB．20m/s，125mC．50m/s，25mD．20m/s，25m答案：Ａ()Ａ．它是初速为零的匀加速直线运动 Ｂ．它是初速不为零的匀加速直线运动Ｃ．它是相等时间内速度变化量相等的运动Ｄ．它是相等时间内速率变化量相等的运动答案：AＣ６．从高度为125m的塔顶，先后落下a、b两球，自由释放这两个球的时间差为1s，则下列判断正确的是（g取10m/s2）()Ａ．b球下落高度为20m时，a球的速度大小为20m/sＢ．a球接触地面瞬间，b球离地高度为45mＣ．在a球接触地面之前，两球的速度差恒定Ｄ．在a球接触地面之前，两球离地的高度差恒定解析：从高度为125m的塔顶，先自由释放a球，从释放到落地所用的时间为t1=5s，自由释放这两个球的时间差为1s，当b球下落高度为20m时，a球下落了3s时间，速度大小为30m/s，A错误；当a球接触地面瞬间，b球下落时间为t2=4s，b球下落的高度为80m，离地高度为45m，B正确．在a球接触地面之前，a球相对于b球作向下的匀速直线运动，两球的速度差始终为10m/s，两球离地的高度差逐渐增大，C正确、D错误．答案：ＢＣ７．一竖直的墙壁上ＡＥ被分成四个相等的部分，一物体由Ａ点从静止释放做自由落体运动，如右图所示，下列结论正确的是()Ａ．物体到达各点的速率vB∶vC∶vD∶vE=1∶2∶3∶2 Ｂ．物体通过每一部分时，其速度增量vB-vA=vC-vB=vD-vC=vE-vDＣ．物体从Ａ到Ｅ的平均速度v=vBＤ．物体从Ａ到Ｅ的平均速度v=vC解析：物体到达Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ的时间之比为tB∶tC∶tD∶tE=1∶2∶3∶2，根 据v=gt，得vB∶vC∶vD∶vE=1∶2∶3∶2，这样可看出Ａ正确Ｂ错误；因为vB=vE2，而v=0vE，所以物体从Ａ到Ｅ的平均速度v=vB，Ｃ正确Ｄ错误．2答案：ＡＣ８．气球以10m/s的速度匀速上升，某时刻在气球正下方距气球4m处有一小石头以20m/s的速度竖直上抛，不计空气阻力，g=10m/s2，5≈2.25．则()Ａ．小石头相对气球做匀加速直线运动，故它一定能击中气球Ｂ.小石头相对气球做匀减速直线运动，故它一定不能击中气球Ｃ.小石头相对气球做匀减速直线运动，但它一定能击中气球Ｄ.若气球速度增加到18m/s时，小石头一定不能击中气球解析：由于小石头的加速度方向向下，故它相对气球做匀减速直线运动.它追及气球的临界条件是其末速度应等于气球的速度时它的位移与气球的位移之差小于4m，设气球的速度为vt，小石头追及气球所需的时间为t，则t=vtv0gvt20，双方10的位移差Δs＝v0vtt2vtt2022v20v20vtt10＜4，解得vt＜11m/s．故当气球速度为10m/s时，小石头能击中它，当气球速度增加到18m/s时，小石头不能击中它.答案：ＣＤ9.为了求某高层建筑物的高度，从其顶上自由落下一光滑的小石子，除了知道当地的重力加速度处，还需知道下述哪个物理量 ()Ａ．第一秒的末速度Ｂ．第一秒内的位移Ｃ．最后一秒内位移Ｄ．最后一秒的初速度答案：ＣＤ三、非选择题 9.有一种“傻瓜”照相机，其光圈（进光孔径）随被拍摄物体的亮度而自动调节，而快门（曝光时间）是固定不变的.为估测该照相机的曝光时间，某同学从一砖墙前的高处使一石子自由落下，拍摄石子在空中照片如右图所示，由于石子的运动，它在照片上留下了一条模糊的径迹．已知砖块的平均厚度为6cm，拍摄到的石子位置A距起落点的竖直高度约为2m，估测该照相机的曝光时间．解析：石子做自由落体运动，设在时间t内下落距离为s，由s＝1gt2，2得：t＝2s.g设石子从释放处到Ａ、Ｂ的距离分别为s1、s1+0.12m，时间分别为t1、t2，则有：t1＝2s1g，t2＝2s10.12.g曝光时间为Δt＝t2-t1代入数据可解得：Δt≈1.9×10-2s即这种照相机的曝光时间约为1.9×10-2s．答案：1.9×10-2s10.水龙头开口竖直向下，直径为1cm，安装在离接水盆75cm高处，现打开水龙头，水沿竖直方向流下，仔细观察将会发现连续的水流柱的直径在流下的过程中是不断减小的，现测得水在水龙头出口处的速度大小为1m/s，求水流柱落到接水盆中时的直径．（g=10m/s2）． 解析：水流下落达到稳定时，在任一段时间内，流过任一水柱截面的水的体积是一定的，即各处流量相等.由于水在下落过程中的速度不断变大，所以横截面积不断变小.如右图所示． 自由落体：v2v2=2ght流量相等：π0Dv0t2dvt2dDv0v代入数值可得：d=0.5cm．答案：0.5cm9.探究两种测定重力加速度的方法：根据本章所学知识，应用学过的实验仪器、实验方法设计实验测定重力加速度的大小.要求写出实验方法、实验原理、需要测量的物理量、及注意事项或说明．解析：方法一利用滴水法测量实验原理：由h=1gt02，t0=tn，得g=2hn1．需要测量的物理量：调节并tn2n12测量水龙头到盘子的高度差h，让前一滴水滴到盘子而听到声音时后一滴水正好离开水龙头，再测出n次水击盘的总时间tn．方法二利用竖直上抛运动进行测量实验原理：设一物体在竖直上抛时先后经过M、N两点，从N点出发回到N点的时间为t1，从M点出发回到M点的时间为t2，则由对称性可知：vM=gt2,vN=g2t1,v2–v22N=2gh得g=28h2．需要测量的物理量：物体分别从M、N点抛出到落回原处的时 t2t1间t2、t1，M、N两点间的高度差h.答案：见解析