高中物理人教版 (2019)必修 第一册第二章 匀变速直线运动的研究4 自由落体运动复习练习题

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第一册第二章 匀变速直线运动的研究4 自由落体运动复习练习题，共10页。试卷主要包含了单选题，多选题，解答题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．在学习物理知识的同时，还应当注意学习物理学研究问题的思想和方法．物理学家伽利略研究问题的方法对于后来的科学研究具有巨大的启蒙作用．请你回顾伽利略探究物体下落规律的过程，判断下列哪个是伽利略的探究过（ ）
A．进行猜想---提出问题---数学推理---实验验证---合理外推---得出结论
B．提出问题---进行猜想---实验验证---合理外推---数学推理---得出结论
C．提出问题---进行猜想---数学推理---实验验证---合理外推---得出结论
D．进行猜想---提出问题---实验验证---数学推理---合理外推---得出结论
2．下列对物体做自由落体运动的说法中正确的是（ ）
A．物体自由下落时，速度为0，加速度也为0
B．物体下落过程中速度增大，加速度大小保持不变，方向改变
C．物体下落过程中，速度和加速度同时增大
D．物体下落过程中，速度的变化率是个恒量
3．下列关于重力加速度g的说法中，不正确的是（ ）
A．重力加速度g是矢量，方向是指向地心，通常计算中取g＝9.8m/s2
B．在地面上不同的地方，重力加速度g的大小不同，但它们相差不是很大
C．在地球表面同一地点，一切物体在自由落体运动中的加速度g都相同
D．在地球表面的同一地方，离地面高度越大重力加速度g值越小
4．推翻了“重物比轻物落得快”这个错误论断的科学家是（ ）
A．亚里士多德B．伽利略C．牛顿D．笛卡尔
5．在物理学的重大发现中科学家们创造出了许多物理学方法，如比值法、理想实验法、控制变量法、极限思想法、类比法、科学假说法和建立物理模型法等，以下关于所用物理学研究方法的叙述正确的有（ ）
A．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫假设法
B．定义加速度 时，采用了比值定义法，因此加速度与速度的变化量成正比
C．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看做匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了微元法
D．牛顿采用了科学实验和逻辑推理相结合的方法研究自由落体运动的规律
6．某女生身高1.6m，弹跳力很好，在运动会上参加跳高比赛，起跳后身体横着越过了1.6m高度的横杆，据此可估算出他起跳时竖直向上的速度大约为（g=10m/s2）（ ）
A．2m/sB．4m/sC．6m/sD．8m/s
7．以8 m/s的初速度从地面竖直上抛一石子，该石子两次经过小树顶端的时间间隔为0.8 s，则小树高约为（ ）
A．0.8 mB．1.6 mC．2.4 mD．3.2 m
8．升降机的顶板上有一个螺丝脱落后落到它的地板上，当升降机分别处于加速上升、匀速上升、匀速下降和加速下降这四种情况下，螺丝从脱落到落到地板上的时间分别为t1、t2、t3和t4，比较这四种情况下的落地时间（ ）
A．
B．
C．
D．
二、多选题
9．一小球从空中由静止释放，不计空气阻力(g取10 m/s2)．下列说法正确的是( )
A．第2 s末小球的速度为20 m/s
B．前2 s内小球的平均速度为20 m/s
C．第2 s内小球的位移为10 m
D．前2 s内小球的位移为20 m
10．蹦床是一项专业运动员利用蹦床的反弹效果表现技巧的竞技运动，属体操项目之一、某运动员在东京奥运会夺冠一跳如图所示。某段过程中，她自距水平网面高处由静止下落，与网作用后，竖直向上弹离水平网面的最大高度为，若忽略触网过程中蹬网发力动作而将其视为质点，不计空气阻力且规定竖直向下为正方向，运动员在空中运动时的加速度始终为重力加速度。下列说法正确的是（ ）
A．她下落到刚接触网面时的速度为
B．她自最高点向下运动到最低点的过程历时
C．她与网作用过程中的平均加速度为
D．她自静止下落到弹回至最高点的过程中，平均速度为
11．早在16世纪末，伽利略就猜想落体运动的速度应该是均匀变化的。当时只能靠滴水计时，为此伽利略设计了“斜面实验”，反复做了上百次，验证了他的猜想。伽利略首先探究小球从静止开始下滑的距离与所用时间的关系，然后用如图所示的几个斜面的合理外推得出自由落体运动是一种最简单的变速运动。下列说法正确的是（ ）

A．伽利略认为若小球的速度随位移均匀变化，则位移与所用时间成正比
B．伽利略认为若小球的速度随时间均匀变化，则位移与所用时间成正比
C．伽利略认为若小球的速度随时间均匀变化，则位移与所用时间的二次方成正比
D．伽利略用小倾角的斜面做实验，是为了“冲淡”重力的影响，从而延长小球运动时间，易于测量
12．下列关于加速度说法正确的是（ ）
A．加速度的方向与速度方向相同B．加速度是矢量，既有大小，又有方向
C．速度越大，加速度越大D．自由落体加速度方向总是竖直向下
三、解答题
13．竖直上抛的物体，初速度是30m/s，经过2s产生的位移是多少？路程是多少？经过4s产生的位移是多少？路程是多少？（空气阻力不计，g=10m/s2）
14．气球以10m/s的速度匀速竖直上升，从气球上掉下一个物体，经17s到达地面，求：
（1）物体刚脱离气球时气球离地面的高度；（g=10m/s2）
（2）气球到达地面时的速度。
15．以的初速度竖直向上抛出一质量为0.5 kg的物体，取，不考虑空气阻力，求小球上升的最大高度和回到抛出点的时间。
参考答案：
1．C
【详解】伽利略在研究物体下落规律时，首先是提出问题即对亚里士多德的观点提出疑问，然后进行了猜想即落体是一种最简单的变速运动，而最简单的变速运动就是速度变化是均匀的，接着进行了实验，伽利略对实验结果进行数学推理，然后进行合理的外推得出结论，故选项ABD错误，C正确。
故选C。
2．D
【详解】ABC．物体初速度为0，加速度为g，速度均匀增大，加速度不变，故ABC错误；
D．根据
知速度的变化率是个恒量，故D正确。
3．A
【详解】A．重力加速度是矢量，有大小有方向，其方向竖直向下，故A错误；
BC．在地球上的同一地点，重力加速度相同，在地面上不同的地方，重力加速度g的大小不同，随纬度的升高，重力加速度增大，随高度的升高，重力加速度减小，但它们相差不是很大，故BC正确；
D．在地球表面或附近，则有
其中为地球半径，为离地面的高度，为引力常量，为地球质量，所以离地面高度越大重力加速度g值越小，故D正确；
故不正确的选A。
4．B
【详解】在对自由落体运动的研究的历程中，伽利略运用逻辑推理的方法否定了“重物比轻物落得快”的结论
故选B。
5．C
【详解】A．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点代替物体的方法，采用了理想化的物理模型的思想，故A错误；
B．定义加速度 时，采用了比值定义法，但是加速度与速度的变化量无关，故B错误；
C．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看做匀速直线运动，然后把各小段的位移相加求整个过程的位移，采用了微元法，故C正确；
D．伽利略采用了科学实验和逻辑推理相结合的方法研究自由落体运动的规律，故D错误。
故选C。
6．B
【详解】起跳后，运动员做竖直上抛运动，重心上升的高度，设起跳速度为v，上升过程有
则运动员起跳速度为
故选B。
【点睛】利用竖直上抛解决实际问题时，核心还是竖直上抛运动的运动规律，需要做的就是找出各个物理量代入。
7．C
【详解】石子竖直上升的最大高度为
由题意可知，石子从最高点运动到小树顶端的时间为
则最高点到小树顶端的距离为
则小树高约为
故选C。
8．B
【详解】螺丝脱落后加速度为向下的重力加速度，取竖直向上方向为正方向，当电梯匀加速上升时，设螺丝脱落瞬间电梯的速度为v，则有
解得
当a=0时即升降机匀速上升或下降时
当升降机匀加速下降时，有
解得
所以
故选B。
9．AD
【详解】小球在第2s末的速度为，故A正确；小球在前2s内的位移为，故小球在前2s内的平均速度为，故B错误，D正确；小球在第2s内的位移为，故C错误．
10．AD
【详解】A．根据速度位移公式有
解得刚接触网面时的速度为
故A正确；
B．根据位移时间关系有
解得下落到刚接触网面时的时间为
她自最高点向下运动到最低点的过程历时
故B错误；
D．竖直上升的时间为
解得
她自静止下落到弹回至最高点的过程中，平均速度为
故D正确。
C．根据加速度的定义式，她与网作用过程中的平均加速度为
故C错误；
故选AD。
11．CD
【详解】ABC．伽利略最初假设自由落体运动的速度是随着时间均匀增大的，但伽利略的时代还不能准确测量物体的瞬时速度，所以不能直接验证速度随时间变化的规律。他通过数学运算得出结论，如果物体的初速度为零，而且它的速度随时间均匀变化，那么它通过的位移与所用时间的二次方成正比。这样，只要测出物体通过不同位移所用的时间，就可以检验物体的速度是否随时间均匀变化，故AB错误，C正确；
D．由于物体自由下落的很快，当时只能靠滴水计时，这样的计时工具还不能测量自由落体运动所用的较短时间。所以伽利略为了“冲淡”重力的影响，从而延长小球运动时间，易于测量，用小倾角的斜面做实验，故D正确。
故选CD。
12．BD
【详解】A、由加速度的定义式，加速度的方向与速度变化的方向相同；而加速度与速度的方向可以相同是加速运动，或相反是减速运动；故A错误.
B、加速度描述速度变化的快慢，是有大小和方向的矢量；故B正确.
C、加速度是描述速度变化的快慢的物理量；速度越大，速度不一定变化，则加速度可能为零；故C错误.
D、自由落体运动只受重力，则加速度为重力加速度，方向竖直向下；故D正确.
故选BD.
13．经过2s产生的位移是40m，路程是40m，经过4s产生的位移是40m，路程是50m
【详解】物体以30m/s的初速度做竖直上抛运动，根据位移时间关系公式，有
x=v0t﹣=30×2﹣=40m
没有到达最高点，所以路程等于位移的大小，即
x=s=40m
物体上升的时间为
t0=
上升的高度为
h=
下降的位移为
h=
故位移为
x=h﹣h′=45﹣5=40m
路程为
s=h+h′=45+5=50m
14．（1）1275m；（2）160m/s；
【详解】（1）物体脱离时的初速度是向上的，设向下为正方向，因此
故物体刚脱离气球时气球离地面的高度
x=v0t+gt2=1275m
（2）气球到达地面时的速度
v=v0+gt=160m/s
15．7.2 m ，2.4 s
【详解】设物体上升的最大高度为H，则有
结合运动的对称性，运动时间为