2022版高中物理 第三章 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究 第3節(jié) 勻變速直線運(yùn)動(dòng)實(shí)例自由落體運(yùn)動(dòng)試題 魯科版必修1【二維選題表】物理觀念科學(xué)思維科學(xué)探究科學(xué)態(tài)度與責(zé)任自由落體運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)1(易),2(易),3(易)物理規(guī)律的探究方法4(易),5(易)4(易),5(易)4(易),5(易)4(易),5(易)自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用10(中)6(易),7(易),8(易),9(易),11(中),12(中),13(難),14(中),15(中),16(中)13(難)13(難)基礎(chǔ)訓(xùn)練1.(2017·惠州高一檢測)地球表面附近的重力加速度大小約為 9.8 m/s2,下列關(guān)于自由落體運(yùn)動(dòng)的說法中正確的是(C)A.物體在地球表面附近做自由落體運(yùn)動(dòng)過程中,每秒加速度增加約為9.8 m/s2B.自由落體運(yùn)動(dòng)是一種勻速運(yùn)動(dòng)C.物體剛下落時(shí),速度為零但加速度不為零D.物體越重,下落得越快解析:自由下落過程,物體的加速度不變,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零、加速度為g的勻加速直線運(yùn)動(dòng),故選項(xiàng)B錯(cuò)誤;釋放物體瞬間,物體速度為零,加速度為g,故選項(xiàng)C正確;重力加速度與物體的質(zhì)量無關(guān),重物與輕物下落一樣快,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤.2.(2017·廣東省佛山市高一段考)關(guān)于自由落體運(yùn)動(dòng),下列說法正確的是(C)A.物體豎直向下的運(yùn)動(dòng)就是自由落體運(yùn)動(dòng)B.加速度等于重力加速度的運(yùn)動(dòng)就是自由落體運(yùn)動(dòng)C.在自由落體運(yùn)動(dòng)過程中,不同質(zhì)量的物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律相同D.物體做自由落體運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間成正比解析:自由落體運(yùn)動(dòng)是物體從靜止開始只在重力作用下的運(yùn)動(dòng),物體豎直向下的運(yùn)動(dòng)不一定是自由落體運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)誤;自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零、加速度為g的勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度等于重力加速度的運(yùn)動(dòng)不一定是自由落體運(yùn)動(dòng),故B錯(cuò)誤;自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度與物體的質(zhì)量無關(guān),是常量,其運(yùn)動(dòng)規(guī)律與質(zhì)量無關(guān),即不同質(zhì)量的物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律相同,故C正確;由h=gt2得知,物體做自由落體運(yùn)動(dòng)位移與時(shí)間的平方成正比,故D錯(cuò)誤.3.(2017·白銀高一期末)(多選)下列四幅圖中,能大致反映自由落體運(yùn)動(dòng)圖象的是(AD)解析:自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)速度公式v =gt,vt圖象是直線,故選項(xiàng)A正確;根據(jù)位移公式為s=gt2,st圖象是拋物線,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤;自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度為定值,為g,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確.4.(2017·山東省濟(jì)寧市高一檢測)下列關(guān)于自由落體運(yùn)動(dòng)研究的敘述中錯(cuò)誤的是(D)A.古希臘哲學(xué)家亞里士多德認(rèn)為物體下落快慢與物體重力大小有關(guān),物體越重,下落得越快B.伽利略通過邏輯推理發(fā)現(xiàn)亞里士多德的觀點(diǎn)有自相矛盾的地方C.伽利略認(rèn)為,如果在忽略空氣阻力的情況下,所有物體下落的加速度是相同的D.伽利略用實(shí)驗(yàn)直接證實(shí)了自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)解析:古希臘哲學(xué)家亞里士多德認(rèn)為物體下落的快慢與質(zhì)量的大小有關(guān)系,認(rèn)為物體越重,下落得越快,符合史實(shí),故A正確;伽利略認(rèn)為同一地點(diǎn),輕重物體下落一樣快,發(fā)現(xiàn)亞里士多德關(guān)于落體運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)有自相矛盾的地方,故B正確;伽利略認(rèn)為“如果沒有空氣阻力,重的物體與輕的物體下落一樣快”,符合史實(shí),故C正確;伽利略猜想自由落體的運(yùn)動(dòng)速度與下落時(shí)間成正比,并未直接進(jìn)行驗(yàn)證,而是在斜面實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上的理想化推理,故D錯(cuò)誤.5.(2016·忻州一中、臨汾一中四校聯(lián)考)伽利略為了研究自由落體的規(guī)律,將落體實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為著名的“斜面實(shí)驗(yàn)”,對于這個(gè)研究過程,下列說法正確的是(D)A.斜面實(shí)驗(yàn)是一個(gè)理想實(shí)驗(yàn)B.斜面實(shí)驗(yàn)放大了重力的作用,便于測量小球運(yùn)動(dòng)的路程C.通過對斜面實(shí)驗(yàn)的觀察與計(jì)算,直接得到落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律D.不直接做落體實(shí)驗(yàn)是因?yàn)楫?dāng)時(shí)時(shí)間測量不夠精確解析:伽利略認(rèn)為初速度為0的落體,速度隨時(shí)間變化是均勻的,那么落體通過的位移就與時(shí)間的平方成正比,只要測出落體通過不同位移所用的時(shí)間,就可以檢驗(yàn)落體的速度是否隨時(shí)間均勻變化.但伽利略時(shí)代是用滴水計(jì)時(shí)不能測量時(shí)間,所以伽利略利用斜面來沖淡重力.所以選項(xiàng)D正確.6.(多選)A,B兩物體質(zhì)量之比是12,體積之比是41,同時(shí)從同一高度自由落下,則下列說法正確的是(AC)A.加速度之比為11B.加速度之比為12C.下落時(shí)間之比為11D.下落時(shí)間之比為14解析:自由下落加速度大小為g,則加速度之比為11,由t=知,時(shí)間之比為11,選項(xiàng)A,C正確.7.自由下落的物體,自靜止開始依次下落三段相等的位移,所用時(shí)間之比為(D)A.135 B.1C.149 D.1(-1)(-)解析:自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng).根據(jù)s=g,t=t1,2s=g,t=t2-t1,3s=g,t=t3-t2得ttt=1(-1)(-),選項(xiàng)D正確.8.(2017·廣西桂林市高一段考)(多選)一個(gè)物體做自由落體運(yùn)動(dòng),則在物體下落的過程中(g=10 m/s2) (AC)A. 物體第2 s末的速度為20 m/sB. 物體第2 s內(nèi)的平均速度為10 m/sC. 物體前2 s內(nèi)下落的高度為20 mD. 物體第2 s內(nèi)下落的高度是10 m解析:根據(jù)速度時(shí)間公式得v=gt=20 m/s,故A正確;根據(jù)=得= m/s=15 m/s,故B錯(cuò)誤;根據(jù)位移時(shí)間公式得h=gt2=×10×4 m =20 m,故C正確;因?yàn)榈? s內(nèi)的平均速度為15 m/s,根據(jù)h= t得h=15×1 m=15 m,故D錯(cuò)誤.9.(2017·浙江湖州高一期末)某校物理興趣小組為了了解高空墜物的危害,將一只雞蛋從高樓上靜止釋放,讓其自由下落,經(jīng)過4 s雞蛋剛好著地.(忽略空氣阻力的作用,g取10 m/s2)求:(1)開始下落第1 s末雞蛋的速度大小;(2)雞蛋釋放時(shí)距離地面的高度;(3)雞蛋在下落過程中的平均速度大小.解析:(1)由v=gt可得1 s末的速度為v=gt=10×1 m/s=10 m/s.(2)由s=gt2可得s=×10×16 m=80 m.(3)下落過程的平均速度為= m/s=20 m/s.答案:(1)10 m/s(2)80 m(3)20 m/s素養(yǎng)提升10.(2017·湖州高一期末)在抽成真空的豎直玻璃管中有一枚硬幣與一片羽毛,從同一高度同時(shí)由靜止落下,則下列說法中正確的是(C)A.硬幣比羽毛先落到底部B.羽毛下落的加速度比硬幣下落的加速度小C.羽毛和硬幣落到底部時(shí)速度相等D.羽毛落到底部時(shí)的速度比硬幣落到底部時(shí)的速度小解析:自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度與質(zhì)量無關(guān),都為g,根據(jù)v=gt和s=gt2,知在落到底部前的任一時(shí)刻,兩物體具有相同的速度和位移,故兩個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)情況完全相同,同時(shí)落到底部,落到底部速度也相同,故選項(xiàng)C正確.11.(2017·遼寧省莊河市高一月考)(多選)跳傘運(yùn)動(dòng)員從350 m 高空跳傘后,開始一段時(shí)間由于傘沒打開而做自由落體運(yùn)動(dòng),傘張開(張開時(shí)間不計(jì))后做加速度大小為2 m/s2的勻減速直線運(yùn)動(dòng),到達(dá)地面的速度為4 m/s,g=10 m/s2,則下列說法正確的是(AC)A.跳傘運(yùn)動(dòng)員自由落體的下落高度約為59 mB.跳傘運(yùn)動(dòng)員打開傘的速度約為43 m/sC.跳傘運(yùn)動(dòng)員加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間約為3.4 sD.跳傘運(yùn)動(dòng)員在312 m高處打開降落傘解析:設(shè)自由落體運(yùn)動(dòng)的末速度為v,則有+=h,代入數(shù)據(jù)解得v= 34.4 m/s,則自由下落的高度h1= m59 m,故A正確,B錯(cuò)誤;加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t1= s3.4 s,故C正確;自由落體的位移為59 m,此時(shí)距離地面的高度為h=(350-59)m=291 m,故D錯(cuò)誤.12.從某一高度先后由靜止釋放兩個(gè)相同的小球甲和乙,若兩球被釋放的時(shí)間間隔為1 s,在不計(jì)空氣阻力的情況下,它們在空中運(yùn)動(dòng)的過程中(C)A.甲、乙兩球的距離越來越大,甲、乙兩球的速度之差越來越大B.甲、乙兩球距離始終保持不變,甲、乙兩球的速度之差保持不變C.甲、乙兩球距離越來越大,甲、乙兩球的速度之差保持不變D.甲、乙兩球距離越來越小,甲、乙兩球的速度之差越來越小解析:甲、乙兩球的距離s=g(t+1)2-gt2=gt+g,所以越來越大.甲、乙兩球的速度之差v=g(t+1)-gt=g,所以不變.選項(xiàng)C正確.13.(2017·江西省吉安市高一檢測)用滴水法可以測定重力加速度,方法是:在自來水龍頭下面固定一塊擋板A,調(diào)節(jié)水龍頭讓水一滴一滴地滴落到擋板上,如圖所示,并調(diào)節(jié)到耳朵剛好聽到前一滴水滴在擋板上的聲音的同時(shí),下一滴水剛好開始下落,首先量出水龍頭口離擋板的高度h,再用停表計(jì)時(shí),計(jì)時(shí)方法是:當(dāng)聽到某一滴水滴在擋板上的聲音的同時(shí),開啟停表開始計(jì)時(shí),并數(shù)“1”,以后每聽到一聲水滴聲,依次數(shù)“2,3”,一直數(shù)到“n”時(shí),按下停表按鈕停止計(jì)時(shí),讀出停表的示數(shù)為t,設(shè)人耳能區(qū)別兩個(gè)聲音的時(shí)間間隔為0.1 s,聲速為 340 m/s,則水龍頭距擋板的距離至少為 m;寫出用上述方法測量計(jì)算重力加速度g的表達(dá)式:g= . 解析:由于人耳能區(qū)別兩個(gè)聲音的時(shí)間間隔為0.1 s,故水龍頭距盤子的距離至少為h=gt2=×10×0.12m=0.05 m,當(dāng)?shù)谝坏嗡蔚竭_(dá)擋板上時(shí)開始計(jì)時(shí)至第n滴水滴落至盤中,所用時(shí)間為t,則兩個(gè)相鄰的水滴所用時(shí)間為T=.而這個(gè)時(shí)間恰好是一滴水滴下落h的時(shí)間,由h=gT2得g=.答案:0.0514.(2017·廣東省汕頭市高一檢測)一顆小石頭從某一高度處由靜止自由下落,經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)的速度vA=10 m/s,到達(dá)地面B點(diǎn)時(shí)的速度vB= 30 m/s.(不計(jì)空氣阻力,g取10 m/s2).求:(1)小石頭下落時(shí)的高度;(2)小石頭從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的時(shí)間和A,B間的距離.解析:(1)設(shè)小石頭下落時(shí)的高度為H.由=2gH得H=45 m.(2)設(shè)小石頭在A,B間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1,A,B間的距離為h.由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式vB=vA+at1得t1= s=2 s由2gh=-得h= m=40 m.答案:(1)45 m(2)2 s40 m15.一條鐵鏈AB長0.49 m,將A端懸掛使它自由下垂,然后讓它自由下落,求整條鐵鏈通過懸點(diǎn)下方2.45 m處小孔O時(shí)需要的時(shí)間.(g取10 m/s2)解析:以B端為研究對象,當(dāng)B端到達(dá)O點(diǎn)時(shí),所需的時(shí)間為t1,其位移為h1,當(dāng)A端到達(dá)O點(diǎn)時(shí),B端自由下落的位移為h2=2.45 m,所需的時(shí)間為t2,由圖可知,h1=2.45 m-0.49 m=1.96 m,h1=g,h2=g,t=t2-t1=-7.4×10-2 s.答案:7.4×10-2 s16.某人在室內(nèi)以窗戶為背景攝影時(shí),恰好把窗外從高處落下的一小石子攝在照片中.已知本次攝影的曝光時(shí)間是0.02 s,量得照片中石子的運(yùn)動(dòng)痕跡的長度為1.6 cm,實(shí)際長度為100 cm的窗框在照片中的長度為4.0 cm.憑以上數(shù)據(jù),你知道這個(gè)石子是從多高的地方落下的嗎?計(jì)算時(shí),石子在照片中0.02 s內(nèi)速度的變化比起它此時(shí)的瞬時(shí)速度來說可以忽略不計(jì),因而可把這極短時(shí)間內(nèi)石子的運(yùn)動(dòng)當(dāng)成勻速運(yùn)動(dòng)來處理.(g取10 m/s2)解析:照片中石子運(yùn)動(dòng)痕跡的長度對應(yīng)的實(shí)際下落速度就是石子的曝光時(shí)間0.02 s內(nèi)運(yùn)動(dòng)的距離.同一張照片上物、像長度比值相等,則=,可得石子下落距離h=40 cm=0.4 m.因?yàn)?.02 s內(nèi)石子速度變化不大,所以近似看成勻速運(yùn)動(dòng),所以石子速度v= m/s=20 m/s,由自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律得石子下落高度H= m=20 m.答案:20 m