高中物理5 自由落体运动同步测试题

这是一份高中物理5 自由落体运动同步测试题，共9页。试卷主要包含了6　伽利略对自由落体运动的研究等内容，欢迎下载使用。
(10分钟，10分)
1．在塔顶端同时释放体积大小相等的实心铁球和空心铁球，下列说法中正确的是( )
A．它们受到的空气阻力对运动的影响相同
B．忽略空气阻力，它们的加速度相等
C．忽略空气阻力，它们落地的速度不等
D．忽略空气阻力，它们下落的时间相等
【答案】BD
【解析】大小相等的实心铁球和空心铁球受到的空气阻力相等但由于它们的重力不同，故阻力对运动的影响不同，A错误．在忽略空气阻力的情况下，两球均做自由落体运动，下落的快慢程度相同，加速度相等．因下落高度相等，故下落时间相等，落地速度相等，所以B、D正确，C错误．
2．一个铁钉和一团棉花同时从同一高处下落，总是铁钉先落地，这是因为( )
A．铁钉比棉花团重
B．棉花团受到的空气阻力不能忽略
C．棉花团的加速度比重力加速度小得多
D．铁钉的重力加速度比棉花团的重力加速度大
【答案】BC
【解析】根据运动学公式得h＝eq \f(1,2)at2，下落相同高度，时间短的，加速度大，铁钉先落地，说明铁钉的加速度大，但铁钉不一定比棉花团重，只是棉花团受到的空气阻力相对棉花团的重力不能忽略，使得棉花团的加速度比重力加速度小，故铁钉先落地．BC正确．
3．伽利略之前的学者认为，物体越重，下落得越快，伽利略等一些物理学家否定了这种看法．在高塔顶端同时释放一片羽毛和一个玻璃球，玻璃球先于羽毛落到地面，这主要是因为( )
A．它们的重量不同
B．它们的密度不同
C．它们的材料不同
D．它们受到的空气阻力不同
【答案】D
【解析】直接影响物体下落快慢的原因应该是空气阻力，故选D.
4.
如图所示，悬挂的直杆AB长为a，在B端下方距离为h处，有一长为b的无底圆筒CD，若将悬线剪断，求：
(1)直杆下端B穿过圆筒的时间是多少？
(2)整个直杆AB穿过圆筒的时间是多少？
【答案】(1)eq \f(\r(2gh＋b)－\r(2gh),g)
(2)eq \f(\r(2gh＋a＋b)－\r(2gh),g)
【解析】(1)B点下落示意图如下图甲所示．
对BC段：h＝eq \f(v2,2g)①
对CD段：b＝vt1＋eq \f(1,2)gteq \\al(2,1)②
联立①②得：t1＝eq \f(\r(2gh＋b)－\r(2gh),g)
(2)整个直杆下落示意图如图乙所示．
对BC段：h＝eq \f(1,2)gteq \\al(2,0)③
对BE段：a＋h＋b＝eq \f(1,2)g(t2＋t0)2④
联立③④解得：t2＝eq \f(\r(2gh＋a＋b)－\r(2gh),g).
(20分钟，30分)
自由落体运动和自由落体加速度
1．对于从苹果树上同一高度同时落下的苹果和树叶，下列说法正确的是( )
A．苹果和树叶都可以看成自由落体运动
B．苹果可以近似地看成自由落体运动，树叶不能看成自由落体运动
C．苹果和树叶都不能看成自由落体运动
D．假如地球上没有空气，则苹果和树叶将同时落地
【答案】BD
【解析】从树上落下的苹果所受阻力相对重力很小，可看成自由落体运动，而从树上落下的树叶所受阻力相对重力较大，不能看成自由落体运动，选项A、C错误，B正确．假如地球上没有空气，则苹果和树叶不受空气阻力，都做自由落体运动，下落快慢相同，同时落地，选项D正确．
2．关于自由落体运动的加速度g，下列说法中正确的是( )
A．重的物体g值大
B．同一地点，轻、重物体的g值一样大
C．g值在地球上任何地方都一样大
D．g值在赤道处大于北极处
【答案】B
【解析】同一地点的重力加速度一样大，但在不同地点重力加速度不一样，它随纬度的增加而增大，随着高度的增加而减小，故B正确．
3．关于自由落体运动，下列说法中正确的是( )
A．初速度为零的竖直向下的运动是自由落体运动
B．只在重力作用下的竖直向下的运动是自由落体运动
C．自由落体运动在任意相等的时间内速度变化量相等
D．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
【答案】CD
【解析】选项A中，竖直向下的运动，有可能受到空气阻力或其他力的影响，下落的加速度不等于g，这样就不是自由落体运动；选项B中，物体有可能具有初速度，所以选项A、B不对．选项C中，因自由落体运动是匀变速直线运动，加速度恒定，由加速度的概念a＝eq \f(Δv,Δt)可知，Δv＝gΔt，所以若时间相等，则速度的变化量相等．选项D可根据自由落体运动的性质判定是正确的．
4．如图所示，能反映自由落体运动的是( )
【答案】D
【解析】由于自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，所以速度v＝gt，D项正确．
自由落体运动的规律
5．甲物体的质量是乙物体质量的3倍，它们在同一高度同时自由下落，则下列说法中正确的是( )
A．甲比乙先着地
B．甲比乙的加速度大
C．甲与乙同时着地
D．甲与乙的加速度一样大
【答案】CD
【解析】由于甲、乙在同一地方，它们下落的加速度均为当地的重力加速度g，故B错，D对．又由于甲、乙从同一高度同时落下，据h＝eq \f(1,2)gt2得，两物体同时落地，A错，C对．
6．一位同学在某星球上完成自由落体运动实验：让一个质量为2 kg的小球从一定的高度自由下落，测得其在第5 s内的位移是18 m，则( )
A．小球在2 s末的速度是20 m/s
B．小球在第5 s内的平均速度是3.6 m/s
C．小球在第2 s内的位移是20 m
D．小球在5 s内的位移是50 m
【答案】D
【解析】设该星球表面的重力加速度为a，则小球在第5 s内的位移是Δs5＝s5－s4＝eq \f(1,2)a(52－42)＝eq \f(9,2)a，即18＝eq \f(9,2)a，所以a＝4 m/s2.小球在2 s末的速度v2＝at2＝8 m/s，选项A错误；小球在第5 s内的位移大小是18 m，运动时间是1 s，所以平均速度是18 m/s，选项B错误；小球在第2 s内的位移Δs2＝s2－s1＝eq \f(1,2)×4×22 m－eq \f(1,2)×4×12 m＝6 m，选项C错误；小球在5 s内的位移s5＝eq \f(1,2)×4×52 m＝50 m，选项D正确．
7．一块石头从楼房阳台边缘向下做自由落体运动．把它在空中运动的总时间分为相等的三段，如果它在第一段时间内的位移是1.2 m，那么它在第三段时间内的位移是( )
A．1.2 m B．3.6 m
C．6.0 m D．10.8 m
【答案】C
【解析】自由下落物体各个相等时间内位移之比为1：3：5，如果它在第一段时间内的位移是1.2 m，那么它在第三段时间内的位移是6.0 m，选项C正确．
8．将一个小球从报废的矿井口由静止释放后做自由落体运动，4 s末落到井底．该小球开始下落后第2 s内和第4 s内的平均速度之比是( )
A．1:：3 B．2：4
C．3：7 D．4：16
【答案】C
【解析】该小球做自由落体运动，其开始下落后第2 s内和第4 s内的平均速度分别等于1.5 s时刻的瞬时速度和3.5 s时刻的瞬时速度，再根据v＝gt∝t可知，v1.5：v3.5＝1.5：3.5＝3：7，所以该小球开始下落后第2 s内和第4 s内的平均速度之比是3：7，故选项C正确．
9．某晚，美军在伊拉克进行的军事行动中动用了空降兵，美机在200 m高处超低空水平飞行，空降兵离开飞机后先做自由落体运动，运动一段时间后立即打开降落伞，展伞后空降兵以14 m/s2的平均加速度匀减速下降．为了安全要求，空降兵落地的速度不能超过4 m/s(g＝10 m/s2)．伊方地面探照灯每隔10 s扫描一次，求空降兵能否利用探照灯的照射间隔安全着陆．
【解】设展伞时离地高度为h
自由下落阶段2g(H0－h)＝veq \\al(2,1)
匀减速阶段veq \\al(2,t)－veq \\al(2,1)＝2ah
解得h＝83 m，v1＝48.4 m/s
自由下落时间t1＝v1/g＝4.84 s
减速时间t2＝eq \f(h,\f(v1＋vt,2))＝3.17 s
t＝t1＋t2≈8 s