高中粤教版 (2019)第四节 自由落体运动课后作业题

这是一份高中粤教版 (2019)第四节 自由落体运动课后作业题，共4页。试卷主要包含了下列图像能描述自由落体运动的是，4 m，2 s等内容，欢迎下载使用。
A级 合格达标
1.下列图像能描述自由落体运动的是（ ）
解析：自由落体运动是初速度为零，加速度为g的匀加速直线运动，其速度为v＝gt＝10t，即v与t成正比，故v-t图像应该是一条通过坐标原点的直线，故A、C、D错误，B正确.故选B.
答案：B
2.一位观察者测出，悬崖跳水者碰到水面前在空中下落了3.0 s.当地的重力加速度为9.8 m/s2.该观察者据此估测了悬崖高度.下列选项正确的是（ ）
A.观察者估测悬崖高度约为29.4 m
B.观察者估测悬崖高度约为44 m
C.实际上空气阻力较大，因此悬崖实际高度比估测值大
D.实际上空气阻力较大，因此跳水者的加速度大于9.8 m/s2
解析：根据h＝eq \f(1,2)gt2得，h＝eq \f(1,2)×9.8×32 m＝44.1 m，故悬崖的高度约为44 m，故A错误，B正确；若有空气阻力，则加速度a小于g，所以测量值大于实际高度，悬崖的高度小于44 m，故C、D错误.故选B.
答案：B
3.一攀岩者以1 m/s的速度匀速向上攀登，途中碰落了岩壁上的石块，石块自由下落.3 s后攀岩者听到石块落地的声音，此时他离地面的高度约为（ ）
A.10 m B.30 m
C.50 m D.70 m
解析：石块下落的高度h＝eq \f(1,2)gt2＝45 m.该过程中，攀岩者向上上升的高度x＝vt＝1×3＝3 m.此时他离地面的高度约为H＝h＋x＝45 m＋3 m＝48 m≈50 m.故A、B、D错误，C正确.故选C.
答案：C
4.“自由落体”演示实验装置如图所示，当牛顿管被抽成真空后，将其迅速倒置，管内两个轻重不同的物体从顶部下落到底端，下列说法正确的是（ ）
A.真空环境下，物体的重力变为零
B.重的物体加速度大
C.轻的物体加速度大
D.两个物体同时落到底端
解析：真空中轻重不同的两物体均做自由落体运动，加速度相同，均为g，高度相同，根据h＝eq \f(1,2)gt2知，运动时间相等，即两个物体同时落地.故D正确，A、B、C错误.故选D.
答案：D
5.庐山瀑布被著名诗人李白夸张成“飞流直下三千尺”.若瀑布高度真有三千尺（提示：三尺为1 m），下落的初速度和空气阻力都忽略不计，则水落到地面的速度大约为（ ）
A.100 m/s B.140 m/s
C.200 m/s D.2 000 m/s
解析：水下落的高度h＝1 000 m，根据v2＝2gh得，水落到地面的速度v＝eq \r(2gh)＝eq \r(2×10×1 000)≈140 m/s，B正确，A、C、D错误.故选B.
答案：B
6.伽利略在《两种新科学的对话》一书中，提出自由落体运动是匀变速运动，并设计如图所示的实验方案证实了其猜想.该实验方案中的科学研究方法的核心是（ ）
A.把实验研究和逻辑推理结合起来
B.把提出问题和实验研究结合起来
C.把提出问题和大胆猜想结合起来
D.把实验研究和大胆猜想结合起来
解析：图（a）是实验研究，图（b）是逻辑推理，所以该实验方案中的科学研究方法的核心是把实验研究和逻辑推理结合起来，选项A正确.
答案：A
7.某物理兴趣小组准备制作一把“人的反应时间测量尺”.如图所示，某材料制成的直杆竖直放置，甲同学用两个手指捏住杆的顶端，乙同学在底端O点做捏杆的准备，但手不碰到杆.甲同学放开手指让杆竖直下落时，乙同学立刻捏住杆.根据手指捏住杆的位置，可以获得乙同学的反应时间.将杆的相应位置标注为时间刻度，使它成为“人的反应时间测量尺”.下列说法正确的是（ ）
A.杆的材料对测量精确度没有影响
B.杆的质量越大，测量精确度越高
C.杆上A点处应标注的反应时间为0.2 s
D.杆上标注的时间刻度均匀分布
解析：由自由落体运动规律，有h＝eq \f(1,2)gt2，杆上A点处对应h＝20 cm，由h＝eq \f(1,2)gt2，解得t＝0.2 s，所以杆上A点处应标注的反应时间为0.2 s，选项C正确.
答案：C
8.如图所示，雨天屋檐底的雨滴A自由下落0.2 s时，铜铃边缘上的雨滴B恰开始自由下落，结果A、B同时落在一水平桌面上.已知雨滴A、B初始位置的竖直高度差L＝1 m，不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2，则（ ）
A.雨滴A的运动时间为0.4 s
B.雨滴A到水平桌面的距离为1.8 m
C.雨滴B到水平桌面的距离为1.8 m
D.若雨滴下落前将桌子四脚垫高0.5 m，A、B仍能同时落在该桌面上
解析：设A的运动时间为t，A到水平桌面的高度为ha，B的运动时间为（t－0.2 s），B到地面的高度为hb，则有ha＝eq \f(1,2)gt2，hb＝ha－L＝eq \f(1,2)g（t－0.2 s）2.两式联立得t＝0.6 s，ha＝1.8 m，hb＝0.8 m，选项A、C错误，B正确；若雨前将桌子四脚垫高0.5 m，则A、B到桌子距离ha′＝1.3 m，hb′＝0.3 m，根据h＝eq \f(1,2)gt2，解得下降时间为ta′＝eq \r(0.26) s，tb′＝eq \r(0.06) s，因为tb′＋0.2 s≠ta′，所以A、B不能同时落在该桌面上，D错误.
答案：B
9.一石块由高出地面H处做自由落体运动，当它的速度大小等于落地速度的一半时，距离地面的高度为（ ）
A.eq \f(H,4)B.eq \f(H,2)
C.eq \f(3H,4)D.eq \f(3H,8)
解析：根据速度位移关系，全程有v2＝2gH，当它的速度大小等于落地速度的一半时，有
eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(v,2)))eq \s\up12(2)＝2gH′，联立解得H′＝eq \f(H,4).故离地高度为H1＝H－H′＝eq \f(3,4)H，故A、B、D错误，C正确.故选C.
答案：C
B级 等级提升
10.一水池水深H＝0.8 m.现从水面上方h＝0.8 m高处由静止释放一质量为m＝0.1 kg的硬质球体，测得球体从释放到落至水池底部用时t＝0.6 s.已知球体直径远小于水池深度，不计空气及水的阻力，g取10 m/s2.
（1）通过计算判断球体在水中做什么运动？
（2）从水面上方多高处静止释放小球，才能使小球落至池底所用时间最短？
解析：（1）设小球落至水面所用时间为t1，在水中运动做匀变速运动，加速度为a，则有h＝eq \f(1,2)gteq \\al(2,1)，v＝gt1.
H＝v（t－t1）＋eq \f(1,2)a（t－t1）2，
解得a＝0，则小球在水中做匀速运动.
（2）设释放点距水面距离为s，则
ts＝eq \r(\f(2s,g))，vs＝eq \r(2gs).
t′＝eq \r(\f(2s,g))＋eq \f(H,\r(2gs)).
由数学知识知，当eq \r(\f(2s,g))＝eq \f(H,\r(2gs))时t′最小，即s＝eq \f(H,2)＝0.4 m.
答案：（1）匀速运动 （2）0.4 m
11.如图所示，一滴雨滴从离地面45 m高的楼房屋檐自由下落，下落途中用Δt＝0.2 s的时间通过了一个窗口，窗口的高度为2 m，g取10 m/s2，问：
（1）雨滴落地时的速度大小；
（2）雨滴落地前最后1 s内的位移大小；
（3）屋檐离窗的上边框有多高？
解析：（1）根据公式h＝eq \f(1,2)gt2，得t＝eq \r(\f(2h,g))＝eq \r(\f(2×45,10)) s＝3 s，则落地速度为v＝gt＝30 m/s.
（2）雨滴在前2 s内的位移为h1＝eq \f(1,2)gteq \\al(2,1)＝eq \f(1,2)×10×22＝20 m，则雨滴落地前最后1 s内的位移大小为h2＝h－h1＝45 m－20 m＝25 m.
（3）设屋檐距窗口上边为x0，雨滴从屋檐运动到窗的上边框时间为t0，则x0＝eq \f(1,2)gteq \\al(2,0)，则有x0＋2 m＝eq \f(1,2)g（t0＋Δt）2，联立可以得到x0＝4.05 m.
答案：（1）30 m/s （2）25 m （3）4.05 m