高中物理人教版 (2019)必修 第一册4 自由落体运动一课一练

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第一册4 自由落体运动一课一练，共8页。试卷主要包含了2 m处，手提2，2 s时回到抛出点等内容，欢迎下载使用。

1.[2022·山东济南长清一中高一月考]伽利略对自由落体的研究，开创了研究自然规律的科学方法，这就是( )
A．对自然现象进行总结归纳的方法
B．用科学实验进行探究的方法
C．把科学实验和逻辑推理(包括数学演算)相结合的方法
D．对自然现象进行总结归纳，并用实验进行验证的方法
2．唐代大诗人李白的“飞流直下三千尺，疑是银河落九天”描述了庐山瀑布的美景．如果三尺为1 m，则水落到地面的速度约为(设初速度为零 ，忽略空气阻力，重力加速度g取10 m/s2)( )
A．100 m/s B．140 m/s
C．200 m/s D．300 m/s
3．踢毽子是我国民间的一项体育活动，被人们誉为“生命的蝴蝶”．近年来，踢毽子成为全民健身活动之一．毽子由羽毛和“铜钱”组成，在下落时总是“铜钱”在下羽毛在上，如图所示，对此分析正确的是( )
A．“铜钱”重，所以总是“铜钱”在下羽毛在上
B．如果没有空气阻力，也总是出现“铜钱”在下羽毛在上的现象
C．因为空气阻力的存在，所以总是“铜钱”在下羽毛在上
D．毽子的自由下落是自由落体运动
4.
如图所示，质量不同的两个小球从同一高度同时做自由落体运动，则( )
A．质量大的下落得快
B．质量小的下落得快
C．两球下落的时间相同
D．两球下落的加速度不同
5．某同学用如图1所示的装置测定重力加速度．
(1)电火花计时器的工作电压为________，频率为50 Hz.
(2)打出的纸带如图2所示，实验时纸带的________(填“甲”或“乙”)端和重物相连接．
(3)纸带上1至9各点为计时点，由纸带所示数据可算出实验时的加速度为________m/s2.
(4)当地的重力加速度数值为9.8 m/s2，请列出测量值与当地重力加速度的值有差异的一个原因：________________．
6．如图所示为某小区禁止高空抛物的宣传提醒牌．从提供的信息可知：一枚50 g的鸡蛋从25楼(离地面行人80 m高)落下，能使行人当场死亡．若鸡蛋壳与行人的作用时间为4.0×10－3 s，重力加速度g取10 m/s2，求：
(1)鸡蛋砸到行人时的速度为多大？
(2)鸡蛋减速时的加速度是重力加速度的多少倍？
7．在离地面7.2 m处，手提2.2 m长的绳子的上端如图所示，在绳子的上下两端各拴一小球，放手后小球自由下落(绳子的质量不计，球的大小可忽略，g取10 m/s2).求
(1)两小球落地时间差．
(2)B球落地时A球的速度．
8．如右图所示，一木杆长5 m，上端固定在某一点，由静止放开后让它自由落下(不计空气阻力)，木杆通过悬点正下方20 m处的圆筒AB，圆筒AB长为5 m，g取10 m/s2.求：
(1)木杆通过圆筒的上端A所用的时间t1.
(2)木杆通过圆筒AB所用的时间t2.
素养提升练
9.将一个物体在t＝0时刻以一定的初速度竖直向上抛出，t＝0.8 s时刻物体的速度大小变为8 m/s(g取10 m/s2，不计空气阻力)，则下列说法正确的是( )
A．物体一定是在t＝3.2 s时回到抛出点
B．t＝0.8 s时刻物体的运动方向可能向下
C．物体的初速度一定是18 m/s
D．t＝0.8 s时刻物体一定在初始位置的下方
10．[2022·辽宁实验中学高一月考]某人在室内以窗户为背景拍摄照片时，恰好把从房檐落下的一个石子拍摄在照片中，石子可看成质点，形成如图所示画面．画面中的一条线就是石子运动痕迹。痕迹长为0.5 cm，已知曝光时间为0.01 s，实际长度为120 cm的窗户在照片中长度为3.0 cm.请计算石子是从距窗户顶端约多高的地方落下来的( )
A．20 m B．30 m
C．2 m D．4 m
11．(多选)小球从空中某处开始自由下落，与水平地面碰撞后上升到空中某一高度处，此过程中小球速度随时间变化的关系如图所示，则( )
A．在下落和上升两个过程中，小球的加速度不同
B．小球开始下落处离地面的高度为0.8 m
C．整个过程中小球的位移为1.0 m
D．整个过程中小球的平均速度大小为1 m/s
课时分层作业(八) 自由落体运动
1．解析：伽利略通过铜球从斜面滚下的实验，运用数学知识进行分析推导得到自由落体运动是匀加速直线运动，所以伽利略开创了抽象思维、数学推导和科学实验相结合的方法．
答案：C
2．解析：根据v2＝2gh得v＝ eq \r(2×10×1 000) m/s＝1.4×102 m/s，故选项B正确．
答案：B
3．解析：A错，C对：羽毛受到的空气阻力与自身重力相差不多，对运动的影响很大，而羽毛又和“铜钱”具有相同的运动情况，故羽毛要受“铜钱”向下的拉力作用，所以毽子下落时总是“铜钱”在下羽毛在上．“铜钱”重不是根本原因．B错：如果没有空气阻力，“铜钱”和羽毛的相对位置是随机的．D错：毽子下落过程中空气阻力不能忽略，毽子下落过程不是自由落体运动．
答案：C
4．解析：两小球都做自由落体运动，加速度都为重力加速度g，因此两小球下落得快慢相同，故A、B、D错误；根据自由落体运动的公式x＝ eq \f(1,2)gt2可知t＝ eq \r(\f(2x,g))，故两个小球同时落地，故C正确．
答案：C
5．解析：(1)由于电火花计时器直接接入照明电路，其工作电压为220 V，频率为50 Hz.
(2)由于打点计时器打各点的时间间隔均为0.02 s，点间距离较小处重物下落较慢，由此可知，乙端与重物相连．
(3)由xm－xn＝(m－n)aT2得x7－x2＝5aT2，由此可得a＝ eq \f(x7－x2,5T2)＝ eq \f(x7－x2,5)f2＝ eq \f(（3.92－2.04）×10－2×502,5) m/s2＝9.40 m/s2.
(4)重物拖着纸带下落时受到摩擦力和空气阻力作用．
答案：见解析
6．解析：(1)假设鸡蛋到达地面行人时的速度为v，鸡蛋从80 m高处自由落下，由运动学公式得v2＝2gh代入数据解得
v＝ eq \r(2gh)＝ eq \r(2×10×80) m/s＝40 m/s.
(2)鸡蛋减速时，根据速度公式有v＝at，代入数据解得减速时加速度大小
a＝ eq \f(v,t)＝ eq \f(40,4.0×10－3) m/s2＝1.0×104 m/s2
加速度与重力加速度的比值
eq \f(a,g)＝ eq \f(1.0×104,10)＝1 000
即鸡蛋减速时的加速度是重力加速度的1 000倍．
答案：(1)40 m/s (2)1 000
7．解析：(1)对B球，根据自由落体运动规律得h1＝ eq \f(1,2)gt eq \\al(\s\up11(2),\s\d4(1)) ，其中h1＝h－l＝5 m，
代入数据解得t1＝1 s；
对A球，根据自由落体运动规律得h＝ eq \f(1,2)gt eq \\al(\s\up11(2),\s\d4(2)) ，代入数据解得t2＝1.2 s.
所以两小球落地的时间差为Δt＝t2－t1＝0.2 s.
(2)当B球落地时，A球的速度与B球的速度相等，由v＝gt1得，v＝10×1 m/s＝10 m/s.
答案：(1)0.2 s (2)10 m/s
8．解析：(1)木杆做自由落体运动，由位移公式h＝ eq \f(1,2)gt2知，木杆的下端到达圆筒上端A用时
t下A＝ eq \r(\f(2h下A,g))＝ eq \r(\f(2×15,10)) s＝ eq \r(3) s
木杆的上端到达圆筒上端A用时
t上A＝ eq \r(\f(2h上A,g))＝ eq \r(\f(2×20,10)) s＝2 s
则木杆通过圆筒的上端A所用的时间
t1＝t上A－t下A＝(2－ eq \r(3))s.
(2)木杆的上端离开圆筒下端B用时
t上B＝ eq \r(\f(2h上B,g))＝ eq \r(\f(2×25,10)) s＝ eq \r(5) s
则木杆通过圆筒所用的时间
t2＝t上B－t下A＝( eq \r(5)－ eq \r(3))s.
答案：(1)(2－ eq \r(3)) s (2)( eq \r(5)－ eq \r(3)) s
9．解析：设竖直向上为正方向，根据竖直上抛运动的公式v＝v0－gt可知8 m/s＝v0－10×0.8 m/s或－8 m/s＝v0－10×0.8 m/s，解得v0＝16 m/s或v0＝0(不合题意，舍去).由竖直上抛运动的对称性可知，上升的时间和下落到抛出点的时间相等，故物体从抛出到回到抛出点的时间一定为t′＝ eq \f(2v0,g)＝ eq \f(2×16,10) s＝3.2 s，故A项正确；由上面的分析可知，t＝0.8 s时刻物体的运动方向一定竖直向上，故B项错误；由上面的分析可知，物体的初速度一定是16 m/s，故C项错误；由于t＝0.8 s时刻物体的运动方向一定竖直向上，所以t＝0.8 s时刻物体一定在初始位置的上方，故D项错误．
答案：A
10．解析：设在曝光时间0.01 s内，石子实际下落的距离为x，由题意得 eq \f(3 cm,120 cm)＝ eq \f(0.5 cm,x)，解得x＝20 cm
曝光时间极短，石子的平均速度近似等于瞬时速度，石子在这0.01 s内的速度v＝ eq \f(x,t)＝ eq \f(0.2,0.01) m/s＝20 m/s，石子做自由落体运动，有2gh＝v2，解得h≈20 m，故选A项．
答案：A
11．解析：小球在下落和上升过程中，均只受重力作用，故加速度相同，A错误；小球在0.4 s末落到地面，小球下落的距离h＝ eq \f(1,2)×4×0.4 m＝0.8 m，故小球下落处离地高度为0.8 m，B正确；小球反弹后上升的高度h′＝ eq \f(1,2)×2×0.2 m＝0.2 m，故小球的位移为x＝0.6 m，方向向下，C错误；整个过程中小球的平均速度大小 eq \(v,\s\up6(－))＝ eq \f(x,t)＝ eq \f(0.6,0.6) m/s＝1 m/s，故D正确．
答案：BD