第第頁【解析】高中物理人教版（2023）·必修第一冊2.4自由落體運動同步練習(xí)登錄二一教育在線組卷平臺助您教考全無憂

高中物理人教版（2023）·必修第一冊2.4自由落體運動同步練習(xí)

一、選擇題

1．（2023高二下·奉賢期中）野外探險常用“落石法”估測豎直山洞的深度，其原理是h=gt2，下列判斷正確的是()

A．石塊質(zhì)量越小，山洞越深

B．石塊質(zhì)量越大，山洞越深

C．石塊下落的時間越長，山洞越深

D．石塊下落的時間越短，山洞越深

【答案】C

【知識點】自由落體運動

【解析】【解答】野外探險常用“落石法”估測豎直山洞的深度，石塊下落后，重力遠大于阻力，可認為石塊做自由落體運動，與石塊的質(zhì)量無關(guān)，根據(jù)知，山洞的深度只與下落的時間有關(guān)，故C符合題意，ABD不符合題意。

故答案為：C

【分析】石塊下落后，重力遠大于阻力，可認為石塊做自由落體運動，與石塊的質(zhì)量無關(guān)，根據(jù)即可判斷下落的距離與哪些因素有關(guān)。

2．（2023·黃浦模擬）下列能量條形圖表示了一作自由落體運動的物體在釋放處和下落至一半高度處，其動能EK和重力勢能EP的相對大小關(guān)系，可能正確的是（）

A．B．

C．D．

【答案】D

【知識點】自由落體運動

【解析】【解答】做自由落體運動的物體，機械能守恒，保持不變，所以。

AB.物體由靜止釋放時，動能為零，重力勢能最大，故AB均不符合題意；

CD.從靜止釋放到一半高度過程中，重力做正功，物體的動能增大，重力勢能減小，但動能和勢能之和保持不變。選項C中，一半高度處的機械能大于靜止釋放處的機械能；選項D中，是將靜止釋放處視為零勢能面。故C不符合題意，D符合題意。

故答案為：D

【分析】物體做自由落體運動，物體由靜止處釋放時，動能為零，重力勢能最大。下落過程中，動能逐漸增大，重力勢能逐漸減小，機械能總和保持不變。

3．（2023高三下·廣東開學(xué)考）小李和小王兩位同學(xué)利用直尺互測對方的反應(yīng)時間。如圖，被測者用一只手在直尺下方0刻度處做捏尺的準備（不接觸直尺），當看到合作方放手立即捏住直尺，結(jié)果小李和小王分別捏住和兩個刻度。若忽略空氣阻力，利用可測算出反應(yīng)時間，下列說法正確的是（）

A．小李比小王的反應(yīng)時間短

B．比較兩次直尺被捏住前瞬間的速度大小，直尺被小李捏住前瞬間的速度比較小

C．兩位同學(xué)測量過程中直尺下落速度變化一樣快

D．若考慮空氣阻力的影響，則測算出的反應(yīng)時間比原測算值要小

【答案】C

【知識點】重力加速度

【解析】【解答】AB．由自由落體運動規(guī)律可得，，小李捏住直尺時直尺下落高度h比較大，說明其反應(yīng)時間長，直尺被小李捏住前瞬間的速度比較大，A、B不符合題意；

C．兩位同學(xué)測量過程中直尺下落時的加速度相同，均為，速度變化一樣快，C符合題意；

D．考慮空氣阻力的影響，則有，直尺下落加速度a比值小，則測算出的反應(yīng)時間比原測算值要大，D不符合題意。

故答案為：C。

【分析】小李捏住直尺時直尺下落高度h比較大，說明其反應(yīng)時間長，直尺被小李捏住前瞬間的速度比較大?？紤]空氣阻力的影響，尺子下落較慢，則測算出的反應(yīng)時間比原測算值要大。

4．（2023高一上·寧波期末）很多智能手機都有加速度傳感器。小明打開手機的加速度傳感器，記錄手機在豎直方向上加速度的變化情況。讓手機自由下落，然后接住手機，手機屏幕上獲得的圖像如圖甲所示（以下實驗中手機均保持屏幕向上）。下列說法錯誤的是（）

A．如圖甲所示，加速度顯示最大正值時，表明手機處于減速狀態(tài)

B．若保持手托著手機，小明做下蹲動作，整個下蹲過程所得圖像可能如圖乙所示

C．若手托著手機乘坐電梯從1樓到7樓，所得圖像可能如圖丙所示

D．若保持手托著手機，小明做起立動作，整個起立過程所得圖像可能如圖丁所示

【答案】C

【知識點】重力加速度

【解析】【解答】A．如圖甲所示，加速度顯示最大正值時，說明加速度方向豎直向上，由于手機在向下運動，因此表明手機處于減速狀態(tài)，A正確，不符合題意；

B．若保持手托著手機，小明做下蹲動作，整個下蹲過程手機先加速下降，再減速下降，加速度方向先豎直向下后豎直向上，即先負后正，B正確，不符合題意；

C．若手托著手機乘坐電梯從1樓到7樓，手機先加速上升，然后勻速上升，最后減速上升，加速度方向先豎直向上，然后加速度為零，再加速度方向豎直向下，所得圖像不可能如圖丙所示，C錯誤，符合題意；

D．若保持手托著手機，小明做起立動作，手機先加速上升，然后減速上升，加速度方向先豎直向上，然后豎直向下，D正確，不符合題意；

故答案為：C。

【分析】加速度顯示最大正值時，說明加速度方向豎直向上，乘坐電梯從1樓到7樓，手機先加速上升，然后勻速上升，最后減速上升。

5．（2023·廣東模擬）在地面上空的同一位置，將樹葉與石塊由靜止釋放，通常樹葉比石塊下落慢，原因是（）

A．石塊下落時不受空氣阻力

B．質(zhì)量小的物體重力加速度小

C．樹葉下落時受空氣阻力影響較大

【答案】C

【知識點】伽利略對自由落體運動的研究

【解析】【解答】在地面上空的同一位置，將樹葉與石塊由靜止釋放，通常樹葉比石塊下落慢，石塊和樹葉都受空氣阻力影響，只是空氣阻力對石塊的影響小，對樹葉的影響大，重力加速度都一樣，故C符合題意。

故答案為：C

【分析】了解亞里士多德、伽利略關(guān)于落體規(guī)律的觀點，明確物體下落快慢的規(guī)律。

6．（2023高一上·電白期末）關(guān)于伽利略對自由落體的研究，下列說法中正確的是（）

A．自由落體的初速度是零

B．認為重的物體下落快、輕的物體下落慢

C．提出“自由落體”是一種最簡單的勻速直線運動

D．利用斜面“沖淡”重力的影響，便于位移的測量

【答案】A

【知識點】伽利略對自由落體運動的研究

【解析】【解答】ABC．伽利略認為重的物體和輕的物體下落快慢相同，并且提出“自由落體”是一種最簡單的初速為零的勻變速直線運動，A符合題意，BC不符合題意；

D．利用斜面“沖淡”重力的影響，是便于時間的測量，D不符合題意。

故答案為：A。

【分析】利用斜面“沖淡”重力的影響，讓運動速度小一些，是便于時間的測量?！白杂陕潴w”是一種最簡單的初速為零的勻變速直線運動。

7．（2023高一下·安徽期中）3月12日，中國選手張德順（圖中左二）在2023年名古屋女子馬拉松比賽中，以2小時24分05秒的成績獲得第四名，創(chuàng)造了中國女子馬拉松近11年來的最佳成績。若整個比賽過程中張德順水平方向上做勻速率運動，每次腳離地后重心上升最大高度的均為5cm左右，則張德順每次離開地面時速率最接近（已知“馬拉松賽總路程為42.195公里）（）

A．4.0B．4.5C．5.0D．5.5

【答案】C

【知識點】豎直上拋運動

【解析】【解答】比賽中運動員豎直方向上可看做豎直上拋運動，由。

故答案為：C。

【分析】根據(jù)運動員豎直方向上做豎直上拋運動，初速度與上升的最大高度之間的關(guān)系求解。

8．（2023高一下·廣東月考）氣球上系一物體，以3m/s的速度自地面勻速上升，當物體上升到離地面的高度處時，繩子突然斷了，氣球和物體均可視為質(zhì)點，取重力加速度大小，關(guān)于繩斷后物體的運動情況，下列說法正確的是（）

A．物體將做自由落體運動

B．物體經(jīng)過1.8s落到地面

C．物體運動1s后的速度大小為5m/s

D．物體落地時的速度大小為4m/s

【答案】B

【知識點】豎直上拋運動

【解析】【解答】A．物體有豎直向上的初速度，并不是自由落體運動，A不符合題意；

B．根據(jù)勻變速直線運動位移時間關(guān)系式，解得（另一解舍去），B符合題意；

C．物體運動1s后的速度大小，C不符合題意；

D．物體落地時的速度大小，D不符合題意。

故答案為：B。

【分析】物體初速度向上不屬于自由落體運動；利用位移公式可以求出運動的時間；利用速度公式可以求出速度的大小。

9．（2023高二下·浙江期中）“世界杯”帶動了足球熱。如圖所示，某足球高手正在顛球，圖示時刻足球恰好運動到最高點，估算足球剛被顛起時的初速度大小最接近的是（）

A．0.1m/sB．1m/sC．3m/sD．6m/s

【答案】C

【知識點】豎直上拋運動

【解析】【解答】由圖可知，足球大約上升了0.5m高度，由可得：，ABD錯誤，C正確；

故答案為：C

【分析】足球做豎直上拋運動，根據(jù)日常經(jīng)驗可估測高度，由上升高度求初速度，選擇適當公式就可計算。

10．（2023·海南模擬）如圖為北京中國科學(xué)院微重力落塔，塔頂懸掛一個落倉。若落倉下落過程中做自由落體運動下落的高度為H，北京地區(qū)的重力加速度為g，由此可知落倉自由下落的時間為（）

A．B．C．D．

【答案】A

【知識點】自由落體運動

【解析】【解答】自由落體公式為，解得

故答案為：A。

【分析】利用自由落體運動的位移公式可以求出下落的時間。

二、多項選擇題

11．（2023高一下·玉林期中）甲、乙兩個小鐵球從不同高度做自由落體運動，同時落地，下列表示這一過程的位移—時間圖像和速度—時間圖像中正確的是（）

A．B．

C．D．

【答案】A,D

【知識點】自由落體運動；重力加速度

【解析】【解答】A.若，由自由落體運動的位移公式，可知甲下落的時間小于乙下落的時間，又兩者同時落地，可知乙更先下落，甲過一段時間之后再下落，并且甲是從乙下方開始下落，故A正確；

B.從B圖中可知乙更慢下落，則，說明乙是從甲的下方開始下落，不是從處開始下落，故B錯誤；

CD.同樣若，則甲下落的時間大于乙下落的時間，又兩者同時落地，可知甲更先下落，乙比較慢下落，說明乙的圖像跟時間軸有一個交點，又可知甲落地的速度大于乙落地的速度，故D正確，C錯誤。

故答案為：AD。

【分析】本題考查了自由落體運動的知識點，若，由自由落體運動的位移公式知甲下落的時間小于乙下落的時間，為了同時落地，則應(yīng)該先釋放乙球，之后再釋放甲球，并且甲球是在乙球的下方開始釋放，并且乙球落地的速度大于甲球落地的速度；當，則反之。

12．（2022高一上·清遠期中）關(guān)于自由落體運動和重力加速度，下列說法正確的是（）

A．在自由落體運動過程中，不同質(zhì)量的物體運動規(guī)律不相同

B．加速度等于重力加速度的運動就是自由落體運動

C．伽利略對自由落體運動的研究，開創(chuàng)了研究自然規(guī)律的科學(xué)方法，這就是把實驗和邏輯推理（包括數(shù)學(xué)演算）和諧地結(jié)合起來

D．北京和中山兩地的重力加速度大小并不完全相同

【答案】C,D

【知識點】自由落體運動；重力加速度

【解析】【解答】A．自由落體運動是物體從靜止開始只在重力作用下的運動，加速度等于重力加速度，是常量，與質(zhì)量無關(guān)，不同質(zhì)量的物體運動規(guī)律相同，A不符合題意；

B．自由落體運動是物體從靜止開始只在重力作用下的運動，加速度等于重力加速度的運動不一定是自由落體運動，例如平拋運動，B不符合題意；

C．伽利略對自由落體運動的研究，開創(chuàng)了研究自然規(guī)律的科學(xué)方法，這就是把實驗和邏輯推理（包括數(shù)學(xué)演算）和諧地結(jié)合起來，C符合題意；

D．由于重力是萬有引力的一個分力，萬有引力的另一個分力提供物體繞地軸做圓周運動所需要的向心力，物體所處緯度越高則軌道半徑越小，所需向心力越小，因此重力越大，重力加速度越大，北京和中山緯度不同，因此兩地的重力加速度大小并不完全相同，D符合題意。

故答案為：CD。

【分析】自由落體運動是初速度為零只受重力作用下的運動，加速度為重力加速度，但加速度為重力加速度的運動不一定是自由落體運動，重力加速度隨溫度的增大而變大。

13．—個物體做自由落體運動，重力加速度取10m/s2，該物體（）

A．第1s末的速度大小為10m/sB．第2s末的速度大小為20m/s

C．在前1s內(nèi)下落的距離為10mD．在前2s內(nèi)下落的距離為15m

【答案】A,B

【知識點】自由落體運動

【解析】【解答】A．根據(jù)速度時間公式可得第1s末的速度大小為

A符合題意；

B．同理，第2s末的速度大小為

B符合題意；

C．前1s內(nèi)下落的位移為

C不符合題意；

D．同理：前2s內(nèi)下落的位移為

D不符合題意。

故答案為：AB。

【分析】根據(jù)自由落體運動的速度與時間的關(guān)系和位移與時間的關(guān)系得出第2s末的速度和前2s內(nèi)下落的位移。

14．（2023·廣東模擬）小琳從蹦床上方的高處自由下落，豎直反彈離開蹦床后上升了。不計空氣阻力，比較小琳自由下落與離開蹦床后上升的兩個過程，則（）

A．下落過程的時間更長B．上升過程的時間更長

C．兩個過程的加速度一樣大D．上升過程的加速度更大

【答案】B,C

【知識點】自由落體運動

【解析】【解答】不計空氣阻力，上升過程逆著看也是自由落體運動，加速度都為重力加速度，由知，，故BC符合題意，AD不符合題意。

故答案為：BC

【分析】上升過程逆著看也是自由落體運動，加速度均為重力加速度，自由落體運動的時間由高度決定。

15．（2023高一上·莘縣期末）伽利略對自由落體運動及運動和力的關(guān)系的研究，開創(chuàng)了科學(xué)實驗和邏輯推理相結(jié)合的科學(xué)研究方法。圖a、圖b分別表示這兩項研究中的實驗和邏輯推理的過程，對這兩項研究，下列說法正確的是（）

A．圖a通過對小球在斜面上的運動研究，合理外推得出自由落體是一種勻變速直線運動

B．圖a中先在傾角較小的斜面上實驗，可“沖淡”重力，便于測量時間

C．圖b中完全沒有摩擦阻力的斜面是實際存在的，實驗?zāi)苤苯佑^察到小球達到等高處

D．圖b的實驗為“理想實驗”，通過邏輯推理得出物體的運動不需要力來維持的結(jié)論

【答案】A,B,D

【知識點】伽利略對自由落體運動的研究

【解析】【解答】A．圖a通過對小球在斜面上的運動研究，在得出斜面上小球運動特征后，合理外推得出自由落體運動是一種勻變速直線運動，A符合題意；

B．圖a中先在傾角較小的斜面上進行實驗，來“沖淡”重力的作用效果，因為在傾角較小的斜面上的小球加速度較小，運動相等位移下所用時間較長，更有利于時間的測量，B符合題意；

C．圖b中沒有摩擦阻力的斜面實際并不存在，故實驗不能直接觀察到小球達到等高處，C不符合題意；

D．圖b的實驗為“理想實驗”，伽俐略通過結(jié)合實驗結(jié)果，邏輯推理得出物體的運動不需要力來維持，D符合題意。

故答案為：ABD。

【分析】圖a中先在傾角較小的斜面上進行實驗，來“沖淡”重力的作用效果，圖b的實驗為“理想實驗”，推理得出物體的運動不需要力來維持.

16．（2022高一上·浙江期中）在前面的學(xué)習(xí)中，我們知道了很多物理研究的思想方法，下列關(guān)于思想方法的說法正確的是（）

A．在不需要考慮物體形狀和大小時，用質(zhì)點來代替物體的方法叫“等效替代法”

B．伽利略對自由落體運動的研究，運用了“實驗與邏輯推理相結(jié)合”的方法

C．當非常小時，可以用內(nèi)的平均速度表示在時刻的瞬時速度，該定義運用了“極限思想法”

D．位移、速度、加速度的定義都運用了“比值定義法”

【答案】B,C

【知識點】極限法；理想模型法；伽利略對自由落體運動的研究

【解析】【解答】A．在不需要考慮物體形狀和大小時，用質(zhì)點來代替物體的方法叫“理想模型法”，A不符合題意；

B．伽利略對自由落體運動的研究，運用了“實驗與邏輯推理相結(jié)合”的方法，B符合題意；

C．當非常小時，可以用內(nèi)的平均速度表示在時刻的瞬時速度，該定義運用了“極限思想法”，C符合題意；

D．速度、加速度的定義都運用了“比值定義法”，位移沒有運用“比值定義法”，D不符合題意。

故答案為：BC。

【分析】不考慮物體形狀和大小，用質(zhì)點代替物體的方法叫做理想化模型法；位移的定義沒有運動比值定義法。

17．（2023·濟南模擬）如圖，兩位同學(xué)同時在等高處拋出手中的籃球A、B，A以速度v1斜向上拋出，B以速度v2豎直向上拋出，當A到達最高點時恰與B相遇。不計空氣阻力，A、B兩球均可視為質(zhì)點，重力加速度為g，以下判斷正確的是（）

A．相遇時A的速度一定為零

B．相遇時B的速度一定為零

C．A從拋出到最高點的時間為

D．從拋出到相遇A，B速度的變化量相同

【答案】B,C,D

【知識點】勻變速直線運動的速度與時間的關(guān)系；豎直上拋運動

【解析】【解答】AB．根據(jù)題意可知，A做斜上拋運動，B做豎直上拋運動，A到達最高點時恰好相遇，根據(jù)分運動和合運動的關(guān)系，A球在豎直方向的分運動和B球的運動相同，A球在最高點豎直方向的速度為零，水平方向的分速度等于開始運動時初速度的水平分速度，則相遇時A的速度不為零，B的速度一定為零，A不符合題意，B符合題意；

CD．根據(jù)AB分析可知，A從拋出到最高點的時間等于B從拋出到最高點的時間，由公式可得，B從拋出到最高點的時間為

即A從拋出到最高點的時間為，由公式可知，從拋出到相遇A、B速度的變化量相同，CD符合題意。

故答案為：BCD。

【分析】A球做斜上拋運動，B小球做豎直上拋運動。結(jié)合兩種運動的特點得出相遇時的速度；結(jié)合勻變速直線運動的速度與時間的關(guān)系得出A從拋出到最高點的的時間。

18．（2023高一上·湖北期末）將一個物體在t=0時刻以一定的初速度豎直向上拋出，t=0.8s時物體的速度大小變?yōu)?m/s（g取10m/s2），則下列說法正確的是（）

A．物體一定是在t=3.2s時回到拋出點

B．t=0.8s時刻物體的運動方向一定向上

C．物體的初速度可能是20m/s

D．t=0.8s時刻物體一定在初始位置的下方

【答案】A,B

【知識點】豎直上拋運動

【解析】【解答】BC．若t=0.8s時物體的速度為-8m/s，根據(jù)得，，不合題意，舍去；若t=0.8s時物體的速度為+8m/s，根據(jù)得，，B符合題意，C不符合題意；

A．根據(jù)得，，得，A符合題意；

D．t=0.8s時刻物體的速度是+8m/s，一定向上運動，一定在初始位置的上方，D不符合題意。

故答案為：AB。

【分析】利用速度公式可以求出初速度的大小；結(jié)合速度公式可以求出運動的時間；利用速度的符號可以判別速度的方向及物體運動的位置。

19．（2022高一上·杭州期中）疫情期間小紅處在某低風(fēng)險區(qū)被隔離在高樓層家中，爸爸出差回來用氫氣球給她送生日禮物．氫氣球懸掛禮盒從地面開始以的速度豎直向上勻速運動，某時刻禮盒脫落一塊巧克力（禮盒上升速度不變），再經(jīng)過，巧克力落回地面，此時禮盒剛好上升至家中窗戶下沿，不計空氣阻力．重力加速度大小，下列說法正確的是（）

A．巧克力松脫后做自由落體運動

B．小紅家窗戶下沿離地高度為

C．巧克力落到地面時的速度大小為

D．巧克力隨氫氣球從地面出發(fā)到落回地面共用時

【答案】B,C,D

【知識點】豎直上拋運動

【解析】【解答】A．巧克力松脫后具有向上的初速度，則做豎直上拋運動，A不符合題意；

B．取豎直向上為正方向，巧克力從脫落到落回地面的位移為，禮盒上升位移為，小紅家窗戶下沿離地高度為，B符合題意；

C．巧克力落到地面時的速度為，則巧克力落到地面時的速度大小為，C符合題意；

D．巧克力脫落前的運動時間為，則巧克力隨氫氣球從地面出發(fā)到落回地面共用時間為，D符合題意。

故答案為：BCD。

【分析】巧克力松落后做豎直上拋運動；利用位移公式可以求出巧克力從脫落到地面的位移大小；利用勻速直線運動的位移公式可以求出禮盒上升的位移；利用速度公式可以求出巧克力落到地面速度的大小；利用速度公式可以求出巧克力運動的總時間。

20．（2023·河北模擬）2023年5月15日7時18分，我國首個火星探測器“天問一號”成功著陸火星烏托邦平原南部預(yù)選著陸區(qū)，我國首次火星探測任務(wù)著陸火星取得成功，邁出了中國自主開展行星探測的第一步。若一物體從火星表面豎直向上拋出（不計一切阻力）時的x-t圖像如圖所示，取豎直向上為正方向，下列說法正確的是（）

A．該物體上升的時間為10s

B．該物體8s時的速度為12m/s

C．該物體落地時的速度大小為20m/s

D．火星表面的重力加速度大小為1.6m/s2

【答案】B,C

【知識點】運動學(xué)S-t圖象；自由落體運動

【解析】【解答】A．x-t圖像斜率表示速度，由圖知，0~5s內(nèi)斜率為正，因此該物體上升的時間為5s，A不符合題意；

D．由圖可知，該物體由最高點下落50m，用的時間為5s，根

解得

D不符合題意；

B．該物體8s時的速度為

B符合題意；

C．該物體落地時，速度

C符合題意。

故答案為：BC。

【分析】x-t圖像的斜率表示物體的速度，結(jié)合圖像的出物體上升的時間，結(jié)合自由落體運動的規(guī)律以及速度與時間的關(guān)系得出落地的速度和火星表面的重力加速度大小。

三、非選擇題

21．（2023高三下·邯鄲開學(xué)考）如圖所示是一位學(xué)生設(shè)計的測定自由落體加速度的實驗，在一個敞口容器的底部插入一根細橡皮管，并裝上一個夾子，在其下方地面上放一個金屬盤子；調(diào)節(jié)夾子的松緊，以使第1個水滴落入盤中發(fā)出響聲的瞬間，第2個水滴正好從管口落下。以某次響聲為“0”開始計數(shù)，待數(shù)到“100”時測得經(jīng)過的時間為，再用米尺量出管口至盤子的高度為。回答下列問題：

（1）相鄰的兩滴水從管口落下的時間間隔為s；

（2）重力加速度為（計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）；

（3）重力加速度的測量結(jié)果比當?shù)氐闹亓铀俣嚷裕ㄌ睢按蟆被颉靶　保?，原因是空氣對水滴有的作用?/p>

【答案】（1）0.4

（2）9.78

（3）小；阻力

【知識點】自由落體運動

【解析】【解答】（1）相鄰的兩滴水從管口落下的時間間隔為

（2）由自由落體運動的規(guī)律可得

結(jié)合，綜合解得

（3）重力加速度的測量結(jié)果比當?shù)氐闹亓铀俣嚷孕?，原因是空氣對水滴有阻力的作用?/p>

【分析】（1）利用總的時間及時間間隔數(shù)可以求出兩滴水落下的時間間隔；

（2）利用自由落體的位移公式可以求出重力加速度的大??；

（3）由于阻力對雨滴的作用會導(dǎo)致重力加速度的測量值偏小。

22．（2022高一上·浙江期中）測定反應(yīng)時間的一個方法：如圖所示，同學(xué)甲用手持尺頂端，被測試同學(xué)乙用一只手在直尺下端做握住直尺的準備。乙同學(xué)的手初始位置在直尺的0刻度處，手的任何部位都不要碰到尺子。當看到甲同學(xué)松開手時，乙同學(xué)立即握住直尺，發(fā)現(xiàn)手握住的位置是刻度A處，讀數(shù)為。根據(jù)所學(xué)的知識，被測試同學(xué)的反應(yīng)時間約。（結(jié)果可用根號表示）

【答案】23.00cm；0.21s（均可）

【知識點】自由落體運動

【解析】【解答】手握住的位置A處讀數(shù)為23.00cm；根據(jù)，可得

【分析】利用刻度尺的分度值可以讀出對應(yīng)的讀數(shù)；已知尺子下落的高度，結(jié)合位移公式可以求出同學(xué)的反應(yīng)時間。

23．（2023高一上·深圳期中）某同學(xué)學(xué)過自由落體運動規(guī)律后，對自家房上下落的雨滴產(chǎn)生了興趣.他坐在窗前發(fā)現(xiàn)從屋檐每隔相等時間滴下一滴水，當?shù)?滴正欲滴下時，第1滴剛好落到地面，而第4滴與第2滴分別位于高1.6m的窗子的上、下沿，該同學(xué)在自己的作業(yè)本上畫出了雨滴下落同自家房子尺寸的關(guān)系圖，如圖所示，其中2點和4點之間的小矩形表示他正對的窗子，g取10m/s2.請問：

他家屋檐離地面多高？滴水的時間間隔是多少？

【答案】解：設(shè)屋檐離地面高為h，滴水間隔為T，則：

第2滴水的位移：

第4滴水的位移：

且：

聯(lián)立解得：

則屋檐高：

【知識點】伽利略對自由落體運動的研究

【解析】【分析】設(shè)滴水的時間間隔為T，根據(jù)自由落體運動的位移公式抓住2、4兩滴水的位移之差等于1.6m求出滴水的時間間隔，從而得知水下落的時間，根據(jù)位移時間公式求出屋檐的高度；

24．（2023高一上·長春期中）跳傘員從476m的高空自由下落一段距離后才打開降落傘，打開降落傘前可視為自由落體運動。設(shè)打開傘后以a=2m/s2的加速度勻減速下降，到達地面時速度為4m/s。(取g=10m/s2)求：

⑴跳傘員下落的最大速度為多大？

⑵跳傘員打開降落傘時，離地面的高度為多少？

⑶跳傘員下落的總時間是多少？

【答案】解：設(shè)跳傘員展傘時，離地面的高度至少為h，此時速度為v0，則

v2－v02=－2ah，

又v02=2g×(476m－h(huán))

聯(lián)立解得h=396m，

v0=40m/s

設(shè)傘兵離開飛機做自由落體運動的時間為t1，則

v0=gt1，

解得t1==4s

傘兵做減速運動的時間t2==18s

傘兵在空中的最短時間t=t1＋t2=22s

【知識點】勻變速直線運動基本公式應(yīng)用；自由落體運動

【解析】【分析】利用速度位移公式可以求出速度和高度的大??；結(jié)合速度公式可以求出運動的時間。

25．（2022高三上·菏澤期中）如圖所示，為空心圓管、C可視為質(zhì)點的小球，長度為，與C在同一豎直線上，之間距離為。零時刻，做自由落體運動，C從地面以初速度開始做豎直上拋運動，。

（1）要使C在落地前穿過，應(yīng)大于多少；

（2）若，求C從端穿過所用的時間。

【答案】（1）解：C在落地前穿過的條件是，圓管落地的瞬間小球與B點相遇，此過程小球的速度為最小值。圓管的落地時間為

解得

此時C恰好與B相遇，則有

解得

即應(yīng)大于

（2）解：由上述可知，小球一定在空中穿過圓管，設(shè)C遇到A點的時間為，則有

設(shè)C遇到B點的時間為，則有

C從A端穿過所用的時間為

解得

【知識點】勻變速直線運動的位移與時間的關(guān)系；自由落體運動

【解析】【分析】（1）根據(jù)自由落體運動的規(guī)律以及相遇追擊的問題得出v0速度的范圍；

（2）根據(jù)勻變速直線運動的位移與時間的關(guān)系得出C從端穿過所用的時間。

26．（2022高一上·龍江月考）將一小球以初速度從地面豎直向上拋出后，小球兩次經(jīng)過離地面高度為的位置的時間間隔為.若初速度變?yōu)椋瑒t小球兩次經(jīng)過離地面高度為的位置時的時間間隔為多少？（空氣阻力不計，取重力加速度為）

【答案】解：小球以初速度從地面豎直向上拋出后，小球兩次經(jīng)過離地面高度為的位置的時間間隔為，故從最高點到距地面高度為的位置的時間為，從最高點到離地面高度為的位置的高度為，

則有，解得，

若初速度變?yōu)?，即，小球從上升到落地的時間為，

上升的最大高度為，

從最高點到離地的位置的位移為，

則小球兩次經(jīng)過離地面高為5m的位置的時間間隔為.

【知識點】豎直上拋運動

【解析】【分析】已知小球前后經(jīng)過相同高度的時間間隔，利用小球下落的時間結(jié)合位移公式可以用求出下落的高度；結(jié)合速度位移公式可以求出初速度的大小；利用初速度的變化可以求出運動的時間，結(jié)合位移公式可以求出兩次經(jīng)過同一高度的時間間隔。

27．（2023高一下·玉林期中）某同學(xué)在家自主開展實驗，使用手機的頻閃照相功能來拍攝小球自由下落的頻閃照片，以粗略地測定當?shù)氐闹亓铀俣?，請完成下列問題。

（1）關(guān)于做自由落體的物體選擇，以下最理想的是____。

A．小鋼球B．小玻璃球C．小塑料球

（2）該同學(xué)拍出的照片如圖所示，下列說法正確的是____。

A．照片中的1位置就是小球自由下落的初始位置

B．實驗中必須要測出小球的質(zhì)量

C．由于存在空氣阻力，本實驗測出的重力加速度比實際值偏小

D．實驗中需要測出小球的直徑

【答案】（1）A

（2）C

【知識點】自由落體運動

【解析】【解答】（1）要使物體做自由落體運動，物體在豎直下落過程受到的空氣阻力要能忽略不計，要使重力遠遠大于空氣阻力，所以選擇A選項的小鋼球，因為小鋼球的重力遠遠大于空氣阻力，而對于B選項的玻璃球和小塑料球，空氣阻力相對它們的重力無法忽略不計，故A正確，BC錯誤。

故答案為：A。

（2）A根據(jù)圖中信息可知，如果位置1是小球的初始位置，則有，所以位置1不是小球的初始位置，故A錯誤；

B.要算出重力加速度，并不需要小球的質(zhì)量，利用勻變速直線運動的規(guī)律，便可計算出加速度的大小，故B錯誤；

C.由于存在空氣阻力，由，知測出的重力加速度比實際值偏小，故C正確；

D.本實驗不需要測出小球的直徑，測出來的每一段的距離都是球心到球心的距離，并不需要去減掉小球的半徑，故D錯誤。

故答案為：C。

【分析】本題考查自由落體運動的條件。只有在重力遠遠大于空氣阻力的情況下才可以認為物體是做自由落體運動；看最開始的點是不是小球自由下落的初始位置，要看相鄰的位移之比符不符合初速度為0的勻加速直線運動連續(xù)相等時間內(nèi)的位移之比；測加速度一般選用紙帶上的點進行計算，利用或者逐差法進行計算；由于存在空氣阻力，測出來的重力加速度是比實際偏小的。

28．（2023高三下·安徽期中）某課外興趣小組設(shè)計了如圖所示實驗裝置測當?shù)氐闹亓铀俣取?/p>

（1）實驗前用游標卡尺測出金屬板的長度，如圖乙所示，則金屬板的長度L=cm；

（2）用鐵夾夾著金屬板，調(diào)節(jié)光電門的高度，使金屬板下端離光電門的距離也為L，松開鐵夾，測得金屬板通過光電門的時間為t，則從釋放金屬板到金屬板的下端開始擋光所用的時間（用t表示），當?shù)氐闹亓铀俣龋ㄓ胻和L表示）；

（3）要減小實驗誤差，應(yīng)選用長度較（填“長”或“短”）的金屬板。

【答案】（1）21.285

（2）；

（3）長

【知識點】自由落體運動；重力加速度

【解析】【解答】（1）由圖示游標卡尺可知，其示數(shù)為：

（2）金屬板下端離光電門的距離為L，松開鐵夾，自由落體運動，有：；

測得金屬板通過光電門的時間為t，則從開始釋放金屬板到金屬板全部通過光電門：；

聯(lián)立以上兩式可得，從釋放金屬板到金屬板的下端開始擋光所用的時間：；

，

（3）由可知：選用長度較長的金屬板，可以減小測量的偶然誤差。

故答案為：(1)21.285；(2)，；（3）長。

【分析】（1）根據(jù)游標卡尺的讀數(shù)規(guī)則讀數(shù)，讀數(shù)=主尺讀數(shù)+游標尺讀數(shù)，讀數(shù)的注意分度值和單位；

（2）金屬板松開后自由落體運動，利用位移時間關(guān)系列方程，求解，關(guān)鍵是分清下落的位移與時間的對應(yīng)關(guān)系；

（3）誤差分析，主要是分清誤差的來源是系統(tǒng)誤差還是偶然誤差。

29．（2023高一上·龍崗期末）一個學(xué)習(xí)小組利用鮮雞蛋做自由落體運動粗略測量當?shù)刂亓铀俣却笮?，計算到達地面時的速度大小，并提出防止高空拋物的倡議。一個同學(xué)在7樓陽臺平面上由靜止釋放一個鮮雞蛋，樓下另一個同學(xué)利用秒表測出雞蛋從釋放到碰撞地面發(fā)出響聲的時間為2.0s。已知每層樓高3.2m，不計空氣阻力。

（1）當?shù)刂亓铀俣葹槎啻螅?/p>

（2）雞蛋到達地面時的速度為多大？

【答案】（1）解：雞蛋共下落6個樓高，由自由落體公式，得

解得

（2）解：利用平均速度表示位移，可得

解得

【知識點】自由落體運動

【解析】【分析】（1）當已知雞蛋下落的高度，結(jié)合位移公式可以求出重力加速度的大?。?/p>

（2）已知雞蛋下落的時間和位移，結(jié)合平均速度公式可以求出落地速度的大小。

30．（2023高一上·清遠期末）某樓臺層檐上每隔0.2s滴下一滴水，當?shù)?滴水正要滴下時，第1滴水剛好到達地面，如圖所示，不計空氣阻力，取重力加速度大小。求：

（1）屋檐離地面的高度和第1滴水與第2滴水之間的距離；

（2）第一滴水落地前瞬時的速度大小。

【答案】（1）解：五滴水均做自由落體運動，且每相鄰兩滴水之間的時間間隔相同，設(shè)相鄰兩滴水之間的時間間隔為T，第1滴水落地，根據(jù)題意有

根據(jù)自由落體運動公式

第2滴水下落，根據(jù)題意有

根據(jù)自由落體運動公式

第1滴水與第2滴水的距離

解得，

（2）解：根據(jù)速度-時間關(guān)系有

解得

【知識點】自由落體運動

【解析】【分析】（1）水滴做自由落體運動，利用位移公式可以求出下來的高低，結(jié)合位移公式可以求出兩滴水之間的距離；

（2）當雨滴下落時，利用速度公式可以求出落地速度的大小。

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高中物理人教版（2023）·必修第一冊2.4自由落體運動同步練習(xí)

一、選擇題

1．（2023高二下·奉賢期中）野外探險常用“落石法”估測豎直山洞的深度，其原理是h=gt2，下列判斷正確的是()

A．石塊質(zhì)量越小，山洞越深

B．石塊質(zhì)量越大，山洞越深

C．石塊下落的時間越長，山洞越深

D．石塊下落的時間越短，山洞越深

2．（2023·黃浦模擬）下列能量條形圖表示了一作自由落體運動的物體在釋放處和下落至一半高度處，其動能EK和重力勢能EP的相對大小關(guān)系，可能正確的是（）

A．B．

C．D．

3．（2023高三下·廣東開學(xué)考）小李和小王兩位同學(xué)利用直尺互測對方的反應(yīng)時間。如圖，被測者用一只手在直尺下方0刻度處做捏尺的準備（不接觸直尺），當看到合作方放手立即捏住直尺，結(jié)果小李和小王分別捏住和兩個刻度。若忽略空氣阻力，利用可測算出反應(yīng)時間，下列說法正確的是（）

A．小李比小王的反應(yīng)時間短

B．比較兩次直尺被捏住前瞬間的速度大小，直尺被小李捏住前瞬間的速度比較小

C．兩位同學(xué)測量過程中直尺下落速度變化一樣快

D．若考慮空氣阻力的影響，則測算出的反應(yīng)時間比原測算值要小

4．（2023高一上·寧波期末）很多智能手機都有加速度傳感器。小明打開手機的加速度傳感器，記錄手機在豎直方向上加速度的變化情況。讓手機自由下落，然后接住手機，手機屏幕上獲得的圖像如圖甲所示（以下實驗中手機均保持屏幕向上）。下列說法錯誤的是（）

A．如圖甲所示，加速度顯示最大正值時，表明手機處于減速狀態(tài)

B．若保持手托著手機，小明做下蹲動作，整個下蹲過程所得圖像可能如圖乙所示

C．若手托著手機乘坐電梯從1樓到7樓，所得圖像可能如圖丙所示

D．若保持手托著手機，小明做起立動作，整個起立過程所得圖像可能如圖丁所示

5．（2023·廣東模擬）在地面上空的同一位置，將樹葉與石塊由靜止釋放，通常樹葉比石塊下落慢，原因是（）

A．石塊下落時不受空氣阻力

B．質(zhì)量小的物體重力加速度小

C．樹葉下落時受空氣阻力影響較大

6．（2023高一上·電白期末）關(guān)于伽利略對自由落體的研究，下列說法中正確的是（）

A．自由落體的初速度是零

B．認為重的物體下落快、輕的物體下落慢

C．提出“自由落體”是一種最簡單的勻速直線運動

D．利用斜面“沖淡”重力的影響，便于位移的測量

7．（2023高一下·安徽期中）3月12日，中國選手張德順（圖中左二）在2023年名古屋女子馬拉松比賽中，以2小時24分05秒的成績獲得第四名，創(chuàng)造了中國女子馬拉松近11年來的最佳成績。若整個比賽過程中張德順水平方向上做勻速率運動，每次腳離地后重心上升最大高度的均為5cm左右，則張德順每次離開地面時速率最接近（已知“馬拉松賽總路程為42.195公里）（）

A．4.0B．4.5C．5.0D．5.5

8．（2023高一下·廣東月考）氣球上系一物體，以3m/s的速度自地面勻速上升，當物體上升到離地面的高度處時，繩子突然斷了，氣球和物體均可視為質(zhì)點，取重力加速度大小，關(guān)于繩斷后物體的運動情況，下列說法正確的是（）

A．物體將做自由落體運動

B．物體經(jīng)過1.8s落到地面

C．物體運動1s后的速度大小為5m/s

D．物體落地時的速度大小為4m/s

9．（2023高二下·浙江期中）“世界杯”帶動了足球熱。如圖所示，某足球高手正在顛球，圖示時刻足球恰好運動到最高點，估算足球剛被顛起時的初速度大小最接近的是（）

A．0.1m/sB．1m/sC．3m/sD．6m/s

10．（2023·海南模擬）如圖為北京中國科學(xué)院微重力落塔，塔頂懸掛一個落倉。若落倉下落過程中做自由落體運動下落的高度為H，北京地區(qū)的重力加速度為g，由此可知落倉自由下落的時間為（）

A．B．C．D．

二、多項選擇題

11．（2023高一下·玉林期中）甲、乙兩個小鐵球從不同高度做自由落體運動，同時落地，下列表示這一過程的位移—時間圖像和速度—時間圖像中正確的是（）

A．B．

C．D．

12．（2022高一上·清遠期中）關(guān)于自由落體運動和重力加速度，下列說法正確的是（）

A．在自由落體運動過程中，不同質(zhì)量的物體運動規(guī)律不相同

B．加速度等于重力加速度的運動就是自由落體運動

C．伽利略對自由落體運動的研究，開創(chuàng)了研究自然規(guī)律的科學(xué)方法，這就是把實驗和邏輯推理（包括數(shù)學(xué)演算）和諧地結(jié)合起來

D．北京和中山兩地的重力加速度大小并不完全相同

13．—個物體做自由落體運動，重力加速度取10m/s2，該物體（）

A．第1s末的速度大小為10m/sB．第2s末的速度大小為20m/s

C．在前1s內(nèi)下落的距離為10mD．在前2s內(nèi)下落的距離為15m

14．（2023·廣東模擬）小琳從蹦床上方的高處自由下落，豎直反彈離開蹦床后上升了。不計空氣阻力，比較小琳自由下落與離開蹦床后上升的兩個過程，則（）

A．下落過程的時間更長B．上升過程的時間更長

C．兩個過程的加速度一樣大D．上升過程的加速度更大

15．（2023高一上·莘縣期末）伽利略對自由落體運動及運動和力的關(guān)系的研究，開創(chuàng)了科學(xué)實驗和邏輯推理相結(jié)合的科學(xué)研究方法。圖a、圖b分別表示這兩項研究中的實驗和邏輯推理的過程，對這兩項研究，下列說法正確的是（）

A．圖a通過對小球在斜面上的運動研究，合理外推得出自由落體是一種勻變速直線運動

B．圖a中先在傾角較小的斜面上實驗，可“沖淡”重力，便于測量時間

C．圖b中完全沒有摩擦阻力的斜面是實際存在的，實驗?zāi)苤苯佑^察到小球達到等高處

D．圖b的實驗為“理想實驗”，通過邏輯推理得出物體的運動不需要力來維持的結(jié)論

16．（2022高一上·浙江期中）在前面的學(xué)習(xí)中，我們知道了很多物理研究的思想方法，下列關(guān)于思想方法的說法正確的是（）

A．在不需要考慮物體形狀和大小時，用質(zhì)點來代替物體的方法叫“等效替代法”

B．伽利略對自由落體運動的研究，運用了“實驗與邏輯推理相結(jié)合”的方法

C．當非常小時，可以用內(nèi)的平均速度表示在時刻的瞬時速度，該定義運用了“極限思想法”

D．位移、速度、加速度的定義都運用了“比值定義法”

17．（2023·濟南模擬）如圖，兩位同學(xué)同時在等高處拋出手中的籃球A、B，A以速度v1斜向上拋出，B以速度v2豎直向上拋出，當A到達最高點時恰與B相遇。不計空氣阻力，A、B兩球均可視為質(zhì)點，重力加速度為g，以下判斷正確的是（）

A．相遇時A的速度一定為零

B．相遇時B的速度一定為零

C．A從拋出到最高點的時間為

D．從拋出到相遇A，B速度的變化量相同

18．（2023高一上·湖北期末）將一個物體在t=0時刻以一定的初速度豎直向上拋出，t=0.8s時物體的速度大小變?yōu)?m/s（g取10m/s2），則下列說法正確的是（）

A．物體一定是在t=3.2s時回到拋出點

B．t=0.8s時刻物體的運動方向一定向上

C．物體的初速度可能是20m/s

D．t=0.8s時刻物體一定在初始位置的下方

19．（2022高一上·杭州期中）疫情期間小紅處在某低風(fēng)險區(qū)被隔離在高樓層家中，爸爸出差回來用氫氣球給她送生日禮物．氫氣球懸掛禮盒從地面開始以的速度豎直向上勻速運動，某時刻禮盒脫落一塊巧克力（禮盒上升速度不變），再經(jīng)過，巧克力落回地面，此時禮盒剛好上升至家中窗戶下沿，不計空氣阻力．重力加速度大小，下列說法正確的是（）

A．巧克力松脫后做自由落體運動

B．小紅家窗戶下沿離地高度為

C．巧克力落到地面時的速度大小為

D．巧克力隨氫氣球從地面出發(fā)到落回地面共用時

20．（2023·河北模擬）2023年5月15日7時18分，我國首個火星探測器“天問一號”成功著陸火星烏托邦平原南部預(yù)選著陸區(qū)，我國首次火星探測任務(wù)著陸火星取得成功，邁出了中國自主開展行星探測的第一步。若一物體從火星表面豎直向上拋出（不計一切阻力）時的x-t圖像如圖所示，取豎直向上為正方向，下列說法正確的是（）

A．該物體上升的時間為10s

B．該物體8s時的速度為12m/s

C．該物體落地時的速度大小為20m/s

D．火星表面的重力加速度大小為1.6m/s2

三、非選擇題

21．（2023高三下·邯鄲開學(xué)考）如圖所示是一位學(xué)生設(shè)計的測定自由落體加速度的實驗，在一個敞口容器的底部插入一根細橡皮管，并裝上一個夾子，在其下方地面上放一個金屬盤子；調(diào)節(jié)夾子的松緊，以使第1個水滴落入盤中發(fā)出響聲的瞬間，第2個水滴正好從管口落下。以某次響聲為“0”開始計數(shù)，待數(shù)到“100”時測得經(jīng)過的時間為，再用米尺量出管口至盤子的高度為?；卮鹣铝袉栴}：

（1）相鄰的兩滴水從管口落下的時間間隔為s；

（2）重力加速度為（計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）；

（3）重力加速度的測量結(jié)果比當?shù)氐闹亓铀俣嚷裕ㄌ睢按蟆被颉靶　保蚴强諝鈱λ斡械淖饔谩?/p>

22．（2022高一上·浙江期中）測定反應(yīng)時間的一個方法：如圖所示，同學(xué)甲用手持尺頂端，被測試同學(xué)乙用一只手在直尺下端做握住直尺的準備。乙同學(xué)的手初始位置在直尺的0刻度處，手的任何部位都不要碰到尺子。當看到甲同學(xué)松開手時，乙同學(xué)立即握住直尺，發(fā)現(xiàn)手握住的位置是刻度A處，讀數(shù)為。根據(jù)所學(xué)的知識，被測試同學(xué)的反應(yīng)時間約。（結(jié)果可用根號表示）

23．（2023高一上·深圳期中）某同學(xué)學(xué)過自由落體運動規(guī)律后，對自家房上下落的雨滴產(chǎn)生了興趣.他坐在窗前發(fā)現(xiàn)從屋檐每隔相等時間滴下一滴水，當?shù)?滴正欲滴下時，第1滴剛好落到地面，而第4滴與第2滴分別位于高1.6m的窗子的上、下沿，該同學(xué)在自己的作業(yè)本上畫出了雨滴下落同自家房子尺寸的關(guān)系圖，如圖所示，其中2點和4點之間的小矩形表示他正對的窗子，g取10m/s2.請問：

他家屋檐離地面多高？滴水的時間間隔是多少？

24．（2023高一上·長春期中）跳傘員從476m的高空自由下落一段距離后才打開降落傘，打開降落傘前可視為自由落體運動。設(shè)打開傘后以a=2m/s2的加速度勻減速下降，到達地面時速度為4m/s。(取g=10m/s2)求：

⑴跳傘員下落的最大速度為多大？

⑵跳傘員打開降落傘時，離地面的高度為多少？

⑶跳傘員下落的總時間是多少？

25．（2022高三上·菏澤期中）如圖所示，為空心圓管、C可視為質(zhì)點的小球，長度為，與C在同一豎直線上，之間距離為。零時刻，做自由落體運動，C從地面以初速度開始做豎直上拋運動，。

（1）要使C在落地前穿過，應(yīng)大于多少；

（2）若，求C從端穿過所用的時間。

26．（2022高一上·龍江月考）將一小球以初速度從地面豎直向上拋出后，小球兩次經(jīng)過離地面高度為的位置的時間間隔為.若初速度變?yōu)?，則小球兩次經(jīng)過離地面高度為的位置時的時間間隔為多少？（空氣阻力不計，取重力加速度為）

27．（2023高一下·玉林期中）某同學(xué)在家自主開展實驗，使用手機的頻閃照相功能來拍攝小球自由下落的頻閃照片，以粗略地測定當?shù)氐闹亓铀俣?，請完成下列問題。

（1）關(guān)于做自由落體的物體選擇，以下最理想的是____。

A．小鋼球B．小玻璃球C．小塑料球

（2）該同學(xué)拍出的照片如圖所示，下列說法正確的是____。

A．照片中的1位置就是小球自由下落的初始位置

B．實驗中必須要測出小球的質(zhì)量

C．由于存在空氣阻力，本實驗測出的重力加速度比實際值偏小

D．實驗中需要測出小球的直徑

28．（2023高三下·安徽期中）某課外興趣小組設(shè)計了如圖所示實驗裝置測當?shù)氐闹亓铀俣取?/p>

（1）實驗前用游標卡尺測出金屬板的長度，如圖乙所示，則金屬板的長度L=cm；

（2）用鐵夾夾著金屬板，調(diào)節(jié)光電門的高度，使金屬板下端離光電門的距離也為L，松開鐵夾，測得金屬板通過光電門的時間為t，則從釋放金屬板到金屬板的下端開始擋光所用的時間（用t表示），當?shù)氐闹亓铀俣龋ㄓ胻和L表示）；

（3）要減小實驗誤差，應(yīng)選用長度較（填“長”或“短”）的金屬板。

29．（2023高一上·龍崗期末）一個學(xué)習(xí)小組利用鮮雞蛋做自由落體運動粗略測量當?shù)刂亓铀俣却笮?，計算到達地面時的速度大小，并提出防止高空拋物的倡議。一個同學(xué)在7樓陽臺平面上由靜止釋放一個鮮雞蛋，樓下另一個同學(xué)利用秒表測出雞蛋從釋放到碰撞地面發(fā)出響聲的時間為2.0s。已知每層樓高3.2m，不計空氣阻力。

（1）當?shù)刂亓铀俣葹槎啻螅?/p>

（2）雞蛋到達地面時的速度為多大？

30．（2023高一上·清遠期末）某樓臺層檐上每隔0.2s滴下一滴水，當?shù)?滴水正要滴下時，第1滴水剛好到達地面，如圖所示，不計空氣阻力，取重力加速度大小。求：

（1）屋檐離地面的高度和第1滴水與第2滴水之間的距離；

（2）第一滴水落地前瞬時的速度大小。

答案解析部分

1．【答案】C

【知識點】自由落體運動

【解析】【解答】野外探險常用“落石法”估測豎直山洞的深度，石塊下落后，重力遠大于阻力，可認為石塊做自由落體運動，與石塊的質(zhì)量無關(guān)，根據(jù)知，山洞的深度只與下落的時間有關(guān)，故C符合題意，ABD不符合題意。

故答案為：C

【分析】石塊下落后，重力遠大于阻力，可認為石塊做自由落體運動，與石塊的質(zhì)量無關(guān)，根據(jù)即可判斷下落的距離與哪些因素有關(guān)。

2．【答案】D

【知識點】自由落體運動

【解析】【解答】做自由落體運動的物體，機械能守恒，保持不變，所以。

AB.物體由靜止釋放時，動能為零，重力勢能最大，故AB均不符合題意；

CD.從靜止釋放到一半高度過程中，重力做正功，物體的動能增大，重力勢能減小，但動能和勢能之和保持不變。選項C中，一半高度處的機械能大于靜止釋放處的機械能；選項D中，是將靜止釋放處視為零勢能面。故C不符合題意，D符合題意。

故答案為：D

【分析】物體做自由落體運動，物體由靜止處釋放時，動能為零，重力勢能最大。下落過程中，動能逐漸增大，重力勢能逐漸減小，機械能總和保持不變。

3．【答案】C

【知識點】重力加速度

【解析】【解答】AB．由自由落體運動規(guī)律可得，，小李捏住直尺時直尺下落高度h比較大，說明其反應(yīng)時間長，直尺被小李捏住前瞬間的速度比較大，A、B不符合題意；

C．兩位同學(xué)測量過程中直尺下落時的加速度相同，均為，速度變化一樣快，C符合題意；

D．考慮空氣阻力的影響，則有，直尺下落加速度a比值小，則測算出的反應(yīng)時間比原測算值要大，D不符合題意。

故答案為：C。

【分析】小李捏住直尺時直尺下落高度h比較大，說明其反應(yīng)時間長，直尺被小李捏住前瞬間的速度比較大。考慮空氣阻力的影響，尺子下落較慢，則測算出的反應(yīng)時間比原測算值要大。

4．【答案】C

【知識點】重力加速度

【解析】【解答】A．如圖甲所示，加速度顯示最大正值時，說明加速度方向豎直向上，由于手機在向下運動，因此表明手機處于減速狀態(tài)，A正確，不符合題意；

B．若保持手托著手機，小明做下蹲動作，整個下蹲過程手機先加速下降，再減速下降，加速度方向先豎直向下后豎直向上，即先負后正，B正確，不符合題意；

C．若手托著手機乘坐電梯從1樓到7樓，手機先加速上升，然后勻速上升，最后減速上升，加速度方向先豎直向上，然后加速度為零，再加速度方向豎直向下，所得圖像不可能如圖丙所示，C錯誤，符合題意；

D．若保持手托著手機，小明做起立動作，手機先加速上升，然后減速上升，加速度方向先豎直向上，然后豎直向下，D正確，不符合題意；

故答案為：C。

【分析】加速度顯示最大正值時，說明加速度方向豎直向上，乘坐電梯從1樓到7樓，手機先加速上升，然后勻速上升，最后減速上升。

5．【答案】C

【知識點】伽利略對自由落體運動的研究

【解析】【解答】在地面上空的同一位置，將樹葉與石塊由靜止釋放，通常樹葉比石塊下落慢，石塊和樹葉都受空氣阻力影響，只是空氣阻力對石塊的影響小，對樹葉的影響大，重力加速度都一樣，故C符合題意。

故答案為：C

【分析】了解亞里士多德、伽利略關(guān)于落體規(guī)律的觀點，明確物體下落快慢的規(guī)律。

6．【答案】A

【知識點】伽利略對自由落體運動的研究

【解析】【解答】ABC．伽利略認為重的物體和輕的物體下落快慢相同，并且提出“自由落體”是一種最簡單的初速為零的勻變速直線運動，A符合題意，BC不符合題意；

D．利用斜面“沖淡”重力的影響，是便于時間的測量，D不符合題意。

故答案為：A。

【分析】利用斜面“沖淡”重力的影響，讓運動速度小一些，是便于時間的測量?！白杂陕潴w”是一種最簡單的初速為零的勻變速直線運動。

7．【答案】C

【知識點】豎直上拋運動

【解析】【解答】比賽中運動員豎直方向上可看做豎直上拋運動，由。

故答案為：C。

【分析】根據(jù)運動員豎直方向上做豎直上拋運動，初速度與上升的最大高度之間的關(guān)系求解。

8．【答案】B

【知識點】豎直上拋運動

【解析】【解答】A．物體有豎直向上的初速度，并不是自由落體運動，A不符合題意；

B．根據(jù)勻變速直線運動位移時間關(guān)系式，解得（另一解舍去），B符合題意；

C．物體運動1s后的速度大小，C不符合題意；

D．物體落地時的速度大小，D不符合題意。

故答案為：B。

【分析】物體初速度向上不屬于自由落體運動；利用位移公式可以求出運動的時間；利用速度公式可以求出速度的大小。

9．【答案】C

【知識點】豎直上拋運動

【解析】【解答】由圖可知，足球大約上升了0.5m高度，由可得：，ABD錯誤，C正確；

故答案為：C

【分析】足球做豎直上拋運動，根據(jù)日常經(jīng)驗可估測高度，由上升高度求初速度，選擇適當公式就可計算。

10．【答案】A

【知識點】自由落體運動

【解析】【解答】自由落體公式為，解得

故答案為：A。

【分析】利用自由落體運動的位移公式可以求出下落的時間。

11．【答案】A,D

【知識點】自由落體運動；重力加速度

【解析】【解答】A.若，由自由落體運動的位移公式，可知甲下落的時間小于乙下落的時間，又兩者同時落地，可知乙更先下落，甲過一段時間之后再下落，并且甲是從乙下方開始下落，故A正確；

B.從B圖中可知乙更慢下落，則，說明乙是從甲的下方開始下落，不是從處開始下落，故B錯誤；

CD.同樣若，則甲下落的時間大于乙下落的時間，又兩者同時落地，可知甲更先下落，乙比較慢下落，說明乙的圖像跟時間軸有一個交點，又可知甲落地的速度大于乙落地的速度，故D正確，C錯誤。

故答案為：AD。

【分析】本題考查了自由落體運動的知識點，若，由自由落體運動的位移公式知甲下落的時間小于乙下落的時間，為了同時落地，則應(yīng)該先釋放乙球，之后再釋放甲球，并且甲球是在乙球的下方開始釋放，并且乙球落地的速度大于甲球落地的速度；當，則反之。

12．【答案】C,D

【知識點】自由落體運動；重力加速度

【解析】【解答】A．自由落體運動是物體從靜止開始只在重力作用下的運動，加速度等于重力加速度，是常量，與質(zhì)量無關(guān)，不同質(zhì)量的物體運動規(guī)律相同，A不符合題意；

B．自由落體運動是物體從靜止開始只在重力作用下的運動，加速度等于重力加速度的運動不一定是自由落體運動，例如平拋運動，B不符合題意；

C．伽利略對自由落體運動的研究，開創(chuàng)了研究自然規(guī)律的科學(xué)方法，這就是把實驗和邏輯推理（包括數(shù)學(xué)演算）和諧地結(jié)合起來，C符合題意；

D．由于重力是萬有引力的一個分力，萬有引力的另一個分力提供物體繞地軸做圓周運動所需要的向心力，物體所處緯度越高則軌道半徑越小，所需向心力越小，因此重力越大，重力加速度越大，北京和中山緯度不同，因此兩地的重力加速度大小并不完全相同，D符合題意。

故答案為：CD。

【分析】自由落體運動是初速度為零只受重力作用下的運動，加速度為重力加速度，但加速度為重力加速度的運動不一定是自由落體運動，重力加速度隨溫度的增大而變大。

13．【答案】A,B

【知識點】自由落體運動

【解析】【解答】A．根據(jù)速度時間公式可得第1s末的速度大小為

A符合題意；

B．同理，第2s末的速度大小為

B符合題意；

C．前1s內(nèi)下落的位移為

C不符合題意；

D．同理：前2s內(nèi)下落的位移為

D不符合題意。

故答案為：AB。

【分析】根據(jù)自由落體運動的速度與時間的關(guān)系和位移與時間的關(guān)系得出第2s末的速度和前2s內(nèi)下落的位移。

14．【答案】B,C

【知識點】自由落體運動

【解析】【解答】不計空氣阻力，上升過程逆著看也是自由落體運動，加速度都為重力加速度，由知，，故BC符合題意，AD不符合題意。

故答案為：BC

【分析】上升過程逆著看也是自由落體運動，加速度均為重力加速度，自由落體運動的時間由高度決定。

15．【答案】A,B,D

【知識點】伽利略對自由落體運動的研究

【解析】【解答】A．圖a通過對小球在斜面上的運動研究，在得出斜面上小球運動特征后，合理外推得出自由落體運動是一種勻變速直線運動，A符合題意；

B．圖a中先在傾角較小的斜面上進行實驗，來“沖淡”重力的作用效果，因為在傾角較小的斜面上的小球加速度較小，運動相等位移下所用時間較長，更有利于時間的測量，B符合題意；

C．圖b中沒有摩擦阻力的斜面實際并不存在，故實驗不能直接觀察到小球達到等高處，C不符合題意；

D．圖b的實驗為“理想實驗”，伽俐略通過結(jié)合實驗結(jié)果，邏輯推理得出物體的運動不需要力來維持，D符合題意。

故答案為：ABD。

【分析】圖a中先在傾角較小的斜面上進行實驗，來“沖淡”重力的作用效果，圖b的實驗為“理想實驗”，推理得出物體的運動不需要力來維持.

16．【答案】B,C

【知識點】極限法；理想模型法；伽利略對自由落體運動的研究

【解析】【解答】A．在不需要考慮物體形狀和大小時，用質(zhì)點來代替物體的方法叫“理想模型法”，A不符合題意；

B．伽利略對自由落體運動的研究，運用了“實驗與邏輯推理相結(jié)合”的方法，B符合題意；

C．當非常小時，可以用內(nèi)的平均速度表示在時刻的瞬時速度，該定義運用了“極限思想法”，C符合題意；

D．速度、加速度的定義都運用了“比值定義法”，位移沒有運用“比值定義法”，D不符合題意。

故答案為：BC。

【分析】不考慮物體形狀和大小，用質(zhì)點代替物體的方法叫做理想化模型法；位移的定義沒有運動比值定義法。

17．【答案】B,C,D

【知識點】勻變速直線運動的速度與時間的關(guān)系；豎直上拋運動

【解析】【解答】AB．根據(jù)題意可知，A做斜上拋運動，B做豎直上拋運動，A到達最高點時恰好相遇，根據(jù)分運動和合運動的關(guān)系，A球在豎直方向的分運動和B球的運動相同，A球在最高點豎直方向的速度為零，水平方向的分速度等于開始運動時初速度的水平分速度，則相遇時A的速度不為零，B的速度一定為零，A不符合題意，B符合題意；

CD．根據(jù)AB分析可知，A從拋出到最高點的時間等于B從拋出到最高點的時間，由公式可得，B從拋出到最高點的時間為

即A從拋出到最高點的時間為，由公式可知，從拋出到相遇A、B速度的變化量相同，CD符合題意。

故答案為：BCD。

【分析】A球做斜上拋運動，B小球做豎直上拋運動。結(jié)合兩種運動的特點得出相遇時的速度；結(jié)合勻變速直線運動的速度與時間的關(guān)系得出A從拋出到最高點的的時間。

18．【答案】A,B

【知識點】豎直上拋運動

【解析】【解答】BC．若t=0.8s時物體的速度為-8m/s，根據(jù)得，，不合題意，舍去；若t=0.8s時物體的速度為+8m/s，根據(jù)得，，B符合題意，C不符合題意；

A．根據(jù)得，，得，A符合題意；

D．t=0.8s時刻物體的速度是+8m/s，一定向上運動，一定在初始位置的上方，D不符合題意。

故答案為：AB。

【分析】利用速度公式可以求出初速度的大小；結(jié)合速度公式可以求出運動的時間；利用速度的符號可以判別速度的方向及物體運動的位置。

19．【答案】B,C,D

【知識點】豎直上拋運動

【解析】【解答】A．巧克力松脫后具有向上的初速度，則做豎直上拋運動，A不符合題意；

B．取豎直向上為正方向，巧克力從脫落到落回地面的位移為，禮盒上升位移為，小紅家窗戶下沿離地高度為，B符合題意；

C．巧克力落到地面時的速度為，則巧克力落到地面時的速度大小為，C符合題意；

D．巧克力脫落前的運動時間為，則巧克力隨氫氣球從地面出發(fā)到落回地面共用時間為，D符合題意。

故答案為：BCD。

【分析】巧克力松落后做豎直上拋運動；利用位移公式可以求出巧克力從脫落到地面的位移大小；利用勻速直線運動的位移公式可以求出禮盒上升的位移；利用速度公式可以求出巧克力落到地面速度的大??；利用速度公式可以求出巧克力運動的總時間。

20．【答案】B,C

【知識點】運動學(xué)S-t圖象；自由落體運動

【解析】【解答】A．x-t圖像斜率表示速度，由圖知，0~5s內(nèi)斜率為正，因此該物體上升的時間為5s，A不符合題意；

D．由圖可知，該物體由最高點下落50m，用的時間為5s，根

解得

D不符合題意；

B．該物體8s時的速度為

B符合題意；

C．該物體落地時，速度

C符合題意。

故答案為：BC。

【分析】x-t圖像的斜率表示物體的速度，結(jié)合圖像的出物體上升的時間，結(jié)合自由落體運動的規(guī)律以及速度與時間的關(guān)系得出落地的速度和火星表面的重力加速度大小。

21．【答案】（1）0.4

（2）9.78

（3）??；阻力

【知識點】自由落體運動

【解析】【解答】（1）相鄰的兩滴水從管口落下的時間間隔為