必修15 自由落体运动课堂检测

这是一份必修15 自由落体运动课堂检测，共9页。试卷主要包含了关于自由落体运动,正确的说法是，75 cm),B，73 m/s2等内容，欢迎下载使用。

题组一 自由落体运动的理解
1.(2020湖北宜昌部分示范高中教学协作体高一上期中联考)关于自由落体运动,下列说法正确的是( )
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加速度相同
D.物体自由落体运动位移与时间成正比
题组二 重力加速度的理解
2.关于重力加速度,下面四种说法正确的是( )
A.重力加速度表示自由下落的物体运动的快慢
B.重力加速度表示自由下落的物体运动速度变化的大小
C.重力加速度表示自由下落的物体运动速度变化的快慢
D.轻重不同的物体的重力加速度不同
3.(2019福建福州三校联盟高一上期中联考)关于自由落体运动,正确的说法是( )
A.自由落体运动是一种匀变速运动
B.物体做自由落体运动的快慢与物体质量的大小有关
C.在地球表面上各处,物体自由落体运动的加速度大小相等
D.在地球表面上经度较大处,物体自由落体运动的加速度较大
题组三 自由落体运动规律的理解与简单应用
4.(2019上海金山高一上期末)物体做自由落体运动,3 s内下落的高度为(g取10 m/s2)( )
A.5 mB.15 mC.30 mD.45 m
5.(2020天津静海四校高一上联考)下列关于自由落体运动的叙述中,不正确的是( )
A.两个质量不等,高度不同但同时自由下落的物体,下落过程中任何时刻的速度、加速度一定相同
B.两个质量不等,高度相同,先后自由下落的物体,通过任一高度处的速度、加速度一定相同
C.所有自由落体运动,在第1 s内的位移数值上一定等于g2
D.所有自由落体的位移都与下落时间成正比
6.(2019广东省实验中学高一上期中)让一石子从某楼顶由静止释放,g取10 m/s2,不计空气阻力,经过4 s后落地,求楼房的高度和石子最后1 s内的位移。
题组四 测定重力加速度的方法
7.(2019福建厦门外国语学校高一上月考)如图甲是一位同学测厦门地区重力加速度的实验装置图。重锤自由下落时由打点计时器打出一条纸带,将纸带上某一点标为“0”,并依次标出其余计数点,相邻两计数点间的距离依次为x1、x2、…、xn,并在纸带上标出,xn表示第n-1个计数点到第n个计数点之间的距离,如图乙所示。
(1)打点计时器应使用 (选填“交流”或“直流”)电源。
(2)实验时释放纸带和接通电源的合理顺序是 (填选项前的字母)。
A.先释放纸带,再接通电源
B.先接通电源,再释放纸带
(3)图丙是依据纸带上实验数据绘制的xn-n图像(n为计数点序号),其中A、B两点的坐标分别为A(0,0.75 cm),B(7,11.65 cm)。设厦门地区重力加速度为g,计数周期为T,则该直线斜率k与g、T的关系是k= 。若T=0.04 s,则厦门地区重力加速度g= m/s2(保留三位有效数字)。
能力提升练
题组一 自由落体运动规律的应用
1.(2020北京丰台高一上期中,★★☆)某同学在实验室做了如图所示的实验,铁质小球被电磁铁吸附,断开电磁铁的电源,小球自由下落,已知小球的直径为0.5 cm,该同学从计时器上读出小球通过光电门的时间为1.00×10-3 s,g取10 m/s2,则小球开始下落的位置距光电门的距离为( )
A.1 m m C.0.4 m D.1.5 m
2.(2019山东淄博淄川中学高二下月考,★★☆)小球从空中自由下落,与水平地面相碰后弹到空中某一高度,其速度-时间图像如图所示。则由图可知下列判断正确的是( )
A.小球下落的加速度为5 m/s2
B.小球下落的高度为1 m
C.小球能弹起的最大高度为0.45 m
D.0.8 s末小球碰到地面
3.[2019福建八县(市)一中高一上期末,★★☆]如图所示,水池正上方p点处有一小球,小球由p点开始做自由落体运动经t1=0.8 s落入水中,入水后做匀减速直线运动,加速度大小为16 m/s2,到池底的速度恰好为零。(取g=10 m/s2)求:
(1)p点到水面的高度h1;
(2)水池的深度h2。
题组二 测定重力加速度的方法
4.(2019山东潍坊高三模拟,★★☆)如图甲为测量重力加速度的实验装置,C为数字毫秒表,A、B为两个相同的光电门,C可以测量铁球两次挡光之间的时间间隔。开始时铁球处于A门的上边缘,当断开电磁铁的开关由静止释放铁球时,A门开始计时,落到B门时停止计时,毫秒表显示时间为铁球通过A、B两个光电门的时间间隔t,测量A、B间的距离x。现将光电门B缓慢移动到不同位置,测得多组x、t数值,画出xt随t变化的图线为直线,如图乙所示,直线的斜率为k,则由图线可知,当地重力加速度大小为 ;若某次测得小球经过A、B门的时间间隔为t0,则可知铁球经过B门时的速度大小为 ,此时两光电门间的距离为 。
5.(2019福建漳州高三期中,★★☆)如图甲,利用恒速滴液瓶(每隔相同时间从玻璃管口滴下一个液滴)和频闪光源来研究自由落体运动实验时,调节频闪光源的频率和恒速液滴的频率,使两者恰好相等,屏幕上就会出现“液滴不动”的影点,设此时频闪光源的频率为f。某次实验的影点位置如图乙所示。相邻影点间的距离分别为h1、h2、h3和h4。
(1)图乙中相邻影点间的时间间隔为 ,自上而下第二个影点瞬时速度的表达式为v= 。
(2)液滴下落加速度的表达式为a= 。
答案全解全析
5 自由落体运动
基础过关练
1.C 自由落体运动仅受重力,做初速度为零,加速度为g的匀加速直线运动,故物体竖直向下的运动不一定是自由落体运动,同样,加速度等于重力加速度的运动也不一定是自由落体运动,故A、B错误。在自由落体运动过程中不同质量的物体加速度相同,均为重力加速度,故C正确。根据h=12gt2知,位移与时间的平方成正比,故D错误。
2.C 加速度表示物体运动速度变化的快慢,因此重力加速度表示自由下落物体运动速度变化的快慢,所以C正确。表示物体运动快慢的是速度,而不是加速度,所以A错误。自由下落的物体速度变化的大小与时间之比才等于重力加速度,所以B错误。同一地点所有物体的重力加速度都相等,所以D错误。
3.A 自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,所以A选项是正确的;物体做自由落体运动的快慢与质量无关,故B错误;在地球表面上,重力加速度随着纬度的升高而增大,与经度无关,故C、D错误。故选A。
4.D 做自由落体运动的物体,在3 s内下落的高度h=12gt2=12×10×32 m=45 m,故D正确。
5.D 自由落体运动的加速度相等,未落地前,根据v=gt,知经过相等时间后速度相等,故A正确;轻重不同的物体自由下落的加速度相等,根据h=12gt2和v=gt可知,通过任一高度处的速度、加速度一定相同,故B正确;在第1 s内的位移h=12gt2=g2,故C正确;根据h=12gt2可知所有自由落体的位移都与下落时间的平方成正比,故D错误。
6.答案 80 m 35 m
解析 石子做自由落体运动h=12gt2
得楼房的高度为h=80 m
石子前三秒内的位移为s=12gt'2=45 m
所以石子最后1 s内的位移为Δs=h-s=35 m
7.答案 (1)交流 (2)B (3) gT2 9.73
解析 (1)打点计时器的工作电压为交流电压,所以在选择电源时应该选交流电源。
(2)为了充分利用纸带并减小误差应该先接通电源,再释放纸带,故B对;
(3)根据匀加速直线运动的位移差公式有xn-x1=(n-1)gT2,
则xn=gT2n-(gT2-x1);
故斜率k=gT2;厦门地区重力加速度g=kT2,
解得:g=9.73 m/s2
能力提升练
1.B 小球通过光电门的时间很短,这段时间内的平均速度可看成过光电门的瞬时速度,为v=xt=0.5×10-21.00×10-3 m/s=5 m/s;由自由落体运动规律可知:h=v22g=1.25 m,故B正确。
2.C 由图知,0~0.5 s内小球下落,下落的加速度a=ΔvΔt=10 m/s2,故A错误。根据v-t图线与时间轴所围“面积”表示位移,得小球下落的高度h=5×0.52 m=1.25 m,故B错误。0.5~0.8 s内小球反弹,能弹起的最大高度H=3×0.32 m=0.45 m,故C正确。0.8 s末小球距地面的高度H=0.45 m,故D错误。选C。
3.答案 (1)3.2 m (2)2 m
解析 (1)p点到水面的高度:h1=12gt12=3.2 m;
(2)小球下落到水面时的速度:vm=gt1=8 m/s,
小球在水池中减速运动,有:0-vm2=-2ah2,
得出:h2=vm22a=822×16 m=2 m。
4.答案 2k 2kt0 kt02
解析 铁球由A门开始做自由落体运动,位移与时间的关系式为x=12gt2,图像的函数关系式为xt=12gt,可知图线的斜率k=12g,则重力加速度g=2k;铁球经过B门时的速度vB=gt0=2kt0;两光电门间的距离xAB=12gt02=kt02。
5.答案 (1)1f (h1+h2)f2 (2)(h3+h4)-(h1+h2)4f2
解析 (1)由题意可知,液滴下落的频率等于频闪光源的频率,则图乙中相邻影点间的时间间隔为T=1f;自上而下第二个影点瞬时速度的表达式为v=h1+h22T=(h1+h2)f2。
(2)由逐差法可得液滴下落加速度的表达式为a=(h3+h4)-(h1+h2)(2T)2=(h3+h4)-(h1+h2)4f2。