2019人教版 必修一 2.4 自由落体运动 课后练习（答案）考试试卷

2019人教版 必须一 第二章 第四节 自由落体运动 课后练习
一、单选题1. 如图所示，描述物体做自由落体运动的是( )
A. B. C. D.
2. 甲从井底以的初速度竖直向上抛出一石头并开始计时，石头冲过井口在下落时，被位于井口的乙伸手接到，从开始抛石头到被乙接住用时，由此可知井深为重力加速度取
A. B. C. D.
3. 在物理学的发展历程中，伽利略首先提出平均速度、瞬时速度以及加速度等物理概念，并由此来描述物体的运动，有关伽利略对自由落体运动的研究，正确的是( )
A. 伽利略认为：重的物体和轻的物体从同一高度同时释放总是同时落地
B. 伽利略用实验直接证实了自由落体运动的速度与时间成正比
C. 伽利略用实验直接证实了自由落体运动下落高度与时间的平方成正比
D. 伽利略用实验测出小球从静止开始自由落体运动的距离与时间的平方成正比
4. 在下列图象中，能正确表述物体做自由落体运动的速度时间关系的是( )
A. B. C. D.
5. 某物体从高的地方做自由落体运动，。则( )
A. 物体在第末、第末、第末的速度大小之比是
B. 物体在第内、第内、第内的位移大小之比是
C. 物体在内、内、内的位移大小之比是
D. 物体在下落过程中任何两个相邻内的位移差为
6. 小球自某一高度自由落下，它落地时的速度与落到一半高度时的速度之比是( )
A. ： B. ： C. ： D. ：
7. 关于自由落体运动的加速度，下列说法中正确的是( )
A. 重的物体值大 B. 同一地点、轻和重的物体的值一样大
C. 值在地球上任何地方都一样大 D. 随纬度越高，值越小
8. 一个物体做自由落体运动，经落到地面上．取重力加速度，则物体下落末的速度大小为( )
A. B. C. D.
9. 关于自由落体运动，下列说法正确的是( )
A. 物体竖直下落的运动一定是自由落体运动
B. 物体只在重力作用下竖直下落的运动叫自由落体运动
C. 做自由落体运动的物体的速度变化率是个恒量
D. 以上说法都不对
10. 一物体做自由落体运动，它前秒内的平均速度、前秒内的平均速度、前秒内的平均速度之比为( )
A. ：： B. ：： C. ：： D. ：：
二、多选题
11. 如图所示，甲、乙、丙、丁是以时间为横轴的自由落体运动的图象，下列说法正确的是
A. 甲是 图象 B. 乙是 图象 C. 丙是 图象 D. 丁是 图象
12. 如图所示，在一个桌面上方有三个金属小球、、，离桌面高度分别为：：：：，若先后顺次释放、、，三球刚好同时落到桌面上，不计空气阻力，则( )
A. 三者到达桌面时的速度之比是：：
B. 三者运动时间之比为：：
C. 与开始下落的时间差小于与开始下落的时间差
D. 与开始下落的时间差大于与开始下落的时间差
13. 如图所示，将一小球从竖直砖墙的某位置由静止释放，用频闪照相机在同一底片上多次曝光，得到了图中、、、、所示的小球运动过程中每次曝光时的位置．已知连续两次曝光的时间间隔均为，每块砖的厚度均为根据图中的信息，下列判断正确的是( )
A. 位置是小球释放的初始位置
B. 位置不是小球释放的初始位置
C. 小球下落的加速度为
D. 小球在位置的速度为
14. 在空气阻力不能忽略的情况下，以初速竖直上抛出一物体，经过时间到达最高点，又经过时间 ，物体由最高点落回到抛出点，这时物体的速度为 。则( )
A. ． B. C. D. ，
15. 如图所示，在足够高的空间内，小球位于空心管的正上方处，空心管长为，小球球心与管的轴线重合，并在竖直线上．当释放小球，小球可能穿过空心管，不计空气阻力，则下列判断正确的是( )
A. 两者同时无初速度释放，小球在空中可能穿过管
B. 两者同时释放，小球具有竖直向下的初速度，管无初速度，则小球可能穿过管
C. 两者同时释放，小球具有竖直向下的初速度，管无初速度，则小球不能穿过管
D. 两者均无初速度释放，但小球提前了时间释放，则小球可能穿过管
16. 甲、乙两物体的质量之比为：：，甲从高处自由落下的同时，乙从高处自由落下，若不计空气阻力，下列说法中正确的是( )
A. 在下落过程中，同一时刻二者速度相等 B. 甲落地时，乙距地面的高度为
C. 甲、乙落地时的速度大小之比为： D. 甲、乙在空气中运动的时间之比为：
17. 科技馆中的一个展品如图所示，在较暗处有一个不断均匀滴水的水龙头，在一种特殊的间歇闪光灯的照射下，若调节间歇闪光时间间隔正好与水滴从下落到的时间相同，可以看到一种奇特的现象，水滴似乎不再下落，而是像固定在图中的、、、四个位置不动，对出现的这种现象，下列描述正确的是( )
A. 水滴在下落过程中通过相邻两点之间的时间满足
B. 间歇发光的间隔时间是
C. 水滴在相邻两点之间的位移满足：：：：
D. 水滴在各点速度之比满足：：：：
18. 如图所示，伽利略为了研究自由落体的规律，将落体实验转化为著名的“斜面实验”，对于这个研究过程，下列说法正确的是( )
A. 斜面实验放大了重力的作用，便于测量小球运动的路程
B. 斜面实验“冲淡”了重力的作用，便于小球运动时间的测量
C. 通过对斜面实验的观察与计算，直接得到自由落体的运动规律
D. 根据斜面实验结论进行合理的外推，得到自由落体的运动规律
三、计算题
19. 某电视剧制作中心要拍摄一特技动作，要求特技演员从高的大楼楼顶自由下落到行驶的汽车上，若演员开始下落的同时汽车从远处由静止向楼底先匀加速运动，再匀速行驶到楼底，为保证演员能安全落到汽车上．不计空气阻力，人和汽车看做质点，取求：
汽车开到楼底的时间；
汽车匀速行驶的速度；
汽车匀加速运动时的加速度．
20. 从离地面高为 的高空自由下落一个小球，忽略阻力， 求：
小球经过多长时间落到地面；
小球落地的速度大小；
小球最后 内下落的位移．
21. 年月日下午点半，在杭州滨江区的闻涛社区中，一个岁女童突然从楼坠落，在楼下的吴菊萍奋不顾身地冲过去接住了孩子，从而挽救了“妞妞”的生命．她的事迹感动了亿万国人．吴菊萍被誉为“最美妈妈”假设妞妞从离地高的阳台由静止掉下，下落过程中空气阻力不计．在妞妞开始掉下时，吴菊萍立刻由静止冲向妞妞下落处的正下方楼下，准备接住妞妞．为确保能稳妥安全接住妞妞，她一方面要尽力节约时间，但又必须保证接住妞妞时没有水平方向的速度．于是吴菊萍先做匀加速运动后立即做匀减速运动，奔跑水平距离到达楼下，到楼下时吴菊萍的速度刚好减为零，同时她张开双臂，在距地面高度为处接住妞妞，竖直向下缓冲到地面时速度恰好为零，缓冲过程可看做匀减速运动．求：
从开始下落起经过多长时间妞妞被接住？接住时妞妞的速度大小；
缓冲过程中妞妞的加速度大小；结果保留位有效数字
吴菊萍跑到楼的正下方过程中最大速度的大小．
22. 以的速度竖直上抛一个小球。
求小球上升的最大高度；
问经过多长时间，小球下落至抛出点下方处？
23. 从离地面的高空中自由下落一个小球，自开始下落时计时，求：
最后的初速度是多少？
在最后内通过的高度是多少？取
24. 从离地 的空中自由落下一个小球，取 ，
经过多少时间落到地面；
落下一半时间的位移；
从开始落下的时刻起，在最后 内的位移．
1.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查自由落体规律，速度图像和位移图像。
自由落体运动是指只受重力作用的均匀加速度运动过程，加速度为。速度图像的斜率表示加速度大小。位移图像的斜率表示速度大小。
解题的关键是知道自由落体规律，速度图像和位移图像。
【解答】
A.图像表示匀速直线运动，故A错误；
B.图像表示物体静止，故B错误；
C.图像表示匀加速直线运动，故C正确；
D.图像表示匀速直线运动，故D错误。
故选C。

2.【答案】
【解析】略
3.【答案】
【解析】
【分析】
伽利略通过实验并逻辑推理认为，在忽略空气阻力的情况下，物体做自由落体运动，轻重物体下落一样快，伽利略利用斜面实验研究自由落体运动时，采用的是实验和逻辑推理相结合的方法。伽利略猜想自由落体的运动速度与下落时间成正比。并且通过数学推演并用小球在斜面上验证了位移与时间的平方成正比。但伽利略的“理想斜面实验”是建立在可靠的事实基础之上的。
伽利略的“理想斜面实验”是建立在可靠的事实基础之上的，它来源于实践，而又高于实践，它是实践和思维的结晶。
【解答】
伽利略通过实验并逻辑推理认为，在忽略空气阻力的情况下，物体做自由落体运动，轻重物体下落一样快，故A正确；
B.伽利略猜想自由落体的运动速度与下落时间成正比，是在斜面实验的基础上的理想化推理，并未直接进行验证，故B错误；
C.伽利略猜想自由落体的运动速度与下落时间成正比，并且通过数学推演并用小球在斜面上验证了位移与时间的平方成正比，并未直接对自由落体运动进行验证，故C错误；
D.伽利略猜想小球从静止开始沿斜面下滑的距离与时间的平方成正比，是在斜面实验的基础上的理想化推理，并未直接进行验证，故D错误。
故选A。

4.【答案】
【解析】
【分析】
自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动的一个特例，利用初速度为零的匀加速直线运动的特征：在相同的时间内，速度的变化量是相同的来求解，或利用初速度为零的匀加速直线运动的速度时间图象是成正比例的分析。
我们要熟练的会用图象来描述物体的运动，在用图象来描述物体的运动中，速度时间图象是非常重要的，分析物体运动规律的时候，经常用到速度时间图象解决问题。
【解答】
A.此图描述的匀减速直线运动的速度--时间图象，故A选项错误；
B.有图象可知加速度越来越大，是变加速直线运动，故B选项错误；
C.此图象显示的是初速度不为零的匀加速直线运动，故C选项错误；
D.从图象上看出，在相同的时间间隔内，速度的增加量是相同的，并且初速为零，描述的是初速度为零的匀加速直线运动，可表示自由落体运动的速度时间图象，故D选项正确。
故选D。

5.【答案】
【解析】
【分析】
由初速度为零的匀加速直线运动的推论可以判定各个选项．自由落体的定义是：初速度为零，只受重力的落体运动。
要熟练掌握初速度为零的匀加速直线运动的推论，虽然比较多但是掌握好了非常有助于解题。
【解答】
A.可知，第末、第末、第末的速度大小之比是：：，故A错误；
B.自由落体为初速度为零的匀加速直线运动，故第内、第内、第内的位移之比是：：，故B错误
C.物体在内、内、内的位移大小之比是，故C错误；
D.根据匀变速直线运动的推论得出：物体在下落过程中任何两个相邻内的位移差为，故D正确。
故选D。

6.【答案】
【解析】
【分析】
自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，根据速度位移关系公式列式求解 。
本题关键是明确自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，然后选择恰当的公式列式后联立求解。
【解答】
自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，前一半位移内：
整个位移上：
由联立解得：
即到达地面时的速度与在一半高度时的速度之比为；故A正确 ．
故选A 。

7.【答案】
【解析】解：、做自由落体运动的加速度为，不管轻重如何，在同一地点，值相等．故A错误，B正确；
C、、随着纬度的升高，重力加速度增大，赤道处的重力加速度小于两极处重力加速度；故 CD错误．
故选：
自由落体运动的加速度为，其大小随高度和纬度的变化而变化，值随着纬度的升高以及高度的减小而增大；但在同一地点，值相等．
解决本题的关键知道自由落体运动的加速度在同一地点，值相等；不同的地点，随着纬度的升高和高度的减小而增大．
8.【答案】
【解析】解：根据速度时间公式得，物体下落末的速度。
故选：。
自由落体运动做初速度为零的匀加速直线运动，结合速度时间公式求出末的速度大小．
解决本题的关键知道自由落体运动的特点，运用匀变速直线运动的运动学公式灵活求解，基础题．
9.【答案】
【解析】解：、自由落体运动是物体仅在重力的作用下由静止开始下落的运动，即自由落体运动初速度要为零，还只受重力．故AB错误；
C、速度的变化率为，所以物体下落过程中速度的变化率是个恒量，故C正确，D错误．
故选C．
自由落体运动的特点：初速度为，仅受重力故加速度等于当地的重力加速度，是个定值．速度的变化率即加速度．
本题考查自由落体运动的定义，此类题目需要在理解的基础上加强记忆．
10.【答案】
【解析】解：根据得：内、内、内下落的高度之比是：：，
根据可知，
前秒内的平均速度、前秒内的平均速度、前秒内的平均速度之比为：：
故选C．
根据自由落体运动位移时间公式及平均速度公式即可求解．
本题主要考查了自由落体运动的位移时间公式和平均速度公式的直接应用，也可以用初速度为零的匀加速直线运动的推论求解．
11.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查自由落体运动规律及速度时间图像、加速度时间图像的理解，为基础题型。
【解答】
自由落体运动为初速度为零的匀加速直线运动，加速度不变，其加速度时间图像，为一平行与时间轴的直线，故A错误，D正确；
自由落体运动为初速度为零的匀加速直线运动，速度均匀增加，其速度时间图像为一条过坐标原点的倾斜直线，故B正确，C错误。
故选BD。

12.【答案】
【解析】
【分析】
三个小球均做自由落体运动，则由自由落体的运动规律得出通式，则可求得各项比值。
自由落体运动由于是初速度为零的匀加速直线运动，在公式应用中有一定的便利，故一般会在过程上有些复杂，解题时要注意过程的分析。
【解答】
A.由，得：，得到达桌面时的速度之比：：：：：，故A正确；
B.由得三者运动时间之比：：：：：，故B错误；
与开始下落时间差为：，与开始下落时间差为：，故，故C正确，D错误。
故选AC。
13.【答案】
【解析】解：、、小球做自由落体运动，从静止开始运动的连续相等时间内的位移之比为：：：：，而题图中位移之比为：：：，故位置不是小球释放的初始位置，故A错误，B正确；
C、由知小球下落的加速度：，故C正确；
D、小球在位置的速度：，故D正确。
故选：。
根据连续相等时间内的位移之差是一恒量求出小球下落的加速度，根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出小球在位置的速度，结合速度时间公式求出小球在位置的速度，从而确定位置是否是释放的初始位置．
解决本题的关键是掌握匀变速直线运动的运动学公式和推论，并能灵活运用，有时运用推论求解会使问题更加简捷．
14.【答案】
【解析】
【分析】
当空气阻力不能忽略的，物体在运动过程中机械能不断减少转化为内能，物体由最高点落回到抛出点，时间增加，速度减小。
【解答】
在空气阻力不能忽略的情况下，物体在运动过程中机械能不断减少转化为内能，所以，设物体上升的最大高度为，则上升过程有：，下降过程有：，则得：，故AD正确，BC错误。
故选AD。
15.【答案】
【解析】解：、若两者无初速度同时释放，则在相同时间内下降的高度相同，可知小球在空中不能穿过管，故A错误．
、两者同时释放，小球具有向下的初速度，管无初速度，根据知，经过，小球穿过管，故B正确，C错误．
D、两者均无初速度释放，但小球提前了时间释放，根据可知小球能穿过管．故D正确．
故选：．
明确两物体的运动情质，根据匀变速直线运动的位移时间公式，抓住位移之差等于进行分析求解．
解决本题的关键掌握匀变速直线运动的运动学公式，抓住位移之差等于进行求解，难度不大．
16.【答案】
【解析】解：、因为甲乙物体同时做自由落体运动，它们的初速度为零，加速度为，任意时刻的速度为：，所以两物体下落过程中，在同一时刻甲的速度与乙的速度相等，故A正确．
B、甲落地时，甲乙运动的位移都为，所以乙离地面的高度为：，故B正确；
C、由位移速度关系式：，可得，它们落地的速度之比为：，故C错误．
D、因为甲乙物体均做自由落体运动，加速度为，甲下落的时间为，乙下落的时间为，所以甲、乙在空中运动的时间之比为：，故D错误．
故选：
因为甲乙物体均做自由落体运动，所以它们的初速度为零，加速度为，根据运动学关系式求解物体下落过程中任意时刻的速度和位移．
解决自由落体运动的题目关键在于明确自由落体中的公式应用，一般情况下，研究由落点开始的运动列出的表达式最为简单；并且最好尝试一题多解的方法．
17.【答案】
【解析】解：若调节间歇闪光时间间隔正好与水滴从下落到的时间相同，看到水滴似乎不再下落，知相邻两个点的时间间隔相等．根据，则故A错误，B正确．
C.初速度为零的匀变速直线运动，在相邻相等时间内的位移之比为：：故C正确．
D.根据得，：：：：故D错误．
故选：．
若调节间歇闪光时间间隔正好与水滴从下落到的时间相同，看到水滴似乎不再下落，知相邻两个点的时间间隔相等．根据初速度为零的匀变速直线运动的公式和推论进行分析，
解决本题的关键掌握自由落体运动的规律，知道匀变速直线运动的公式和推论，并能熟练运用．
18.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了有伽利略“斜面实验”的知识，根据其历史背景我们知道，之所以采用“斜面实验”，注意碍于当时对时间的测量技术、手段落后。
了解伽利略“斜面实验”的历史背景，以及实验方法，体会实验在物理中的重要作用。
【解答】
A、、伽利略时代，没有先进的测量手段和工具，为了“冲淡”重力作用，采用斜面实验，其实就是为了使物体下落时间长些，减小实验误差，故A错误，B正确；
C、、根据实验结果，伽利略将实验结论进行合理的外推，得到落体的运动规律，并非是主观臆断得出的，是在实验的基础上得出的，故C错误，D正确。
故选：。

19.【答案】解：人做自由落体运动，所以
解得：
所以汽车运动的时间也为。
因为汽车匀加速时间为
所以汽车匀速运动的时间为
匀加速位移为
匀速运动速度为：
匀速运动位移为
解得：

【解析】汽车运动的时间和人运动的时间相同，人做自由落体运动，根据位移时间公式即可求解；
先求出匀速运动的时间，设出匀速运动的速度，根据运动学基本公式抓住位移之和为即可求解．
本题主要考查了自由落地运动位移时间公式及匀变速直线运动基本公式的直接应用，基础题。
20.【答案】解：根据 得，
．
小球落地的速度．
小球在最后内下落的位移．
答：小球经过时间落到地面；
小球落地的速度大小为；
小球最后内下落的位移为．
【解析】根据自由落体运动的位移时间公式得出小球下落的时间．
根据速度时间公式求出小球落地的速度．
根据位移时间公式求出小球最后内下落的位移．
解决本题的关键知道自由落体运动的运动规律，结合匀变速直线运动的速度时间公式、位移时间公式进行求解，基础题．
21.【答案】解：妞妞下落过程做自由落体运动，由运动学公式得：
解得下落时间为：
速度大小为：；
设缓冲过程中的加速度为，由运动学公式
得：，即缓冲过程中妞妞的加速度大小为；
设奔跑过程中的最大速度为，由平均速度公式可得：
所以得：。
【解析】本题有实际的背景，要学会分析物体的运动过程，选择正确的物理规律解题，难度适中。
妞妞下落过程做自由落体运动，根据自由落体运动的基本公式即可求解下落时间和接住时妞妞的速度；
由速度位移公式求解缓冲过程中的加速度；
由平均速度公式求解最大速度。
22.【答案】解：规定向上为正方向。
设向上运动的最大高度为，由，代入数值解得：。
设所经过的时间为，将已知数据代入位移公式：，解得：，不合题意，舍去。

【解析】解本题的关键是明确竖直上抛运动的相关公式，易错点是矢量方向的规定。
23.【答案】解：有
下落的总时间为
第末的速度为即最后的初速度为；
小球前的位移为
则最后内的通过的高度为

【解析】根据高度，结合位移时间公式求出小球落地的时间．根据速度时间公式求出最后的初速度；先最后前的位移，从而得出最后内的位移。
解决本题的关键知道自由落体运动是初速度为零，加速度为的匀加速直线运动，结合运动学公式灵活求解。
24.【答案】解：根据得，物体下落的时间为：．
物体下落一半时间内的位移为：．
最后内的位移为：．
【解析】解决本题的关键知道自由落体运动的运动规律，结合运动学公式灵活求解，基础题。
根据位移时间公式求出小球下落的时间，从而根据位移时间公式求出落下一半时间内的位移。根据位移时间公式求出最后内的位移。
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