高中物理人教版 (新课标)必修15 自由落体运动当堂检测题

这是一份高中物理人教版 (新课标)必修15 自由落体运动当堂检测题，共6页。试卷主要包含了单项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

(25分钟 60分)
一、单项选择题(本题共6小题,每小题5分,共30分)
1.小球从某一高度开始做自由落体运动,则在释放小球的瞬间 ( )
A.小球的速度和加速度均为零
B.小球的速度为零,加速度不为零
C.小球的速度不为零,加速度为零
D.小球的速度和加速度均不为零
【解析】选B。自由落体运动是匀变速运动,在任一时刻加速度相等,故在释放小球的瞬间速度为零但加速度不为零,B正确。
2.一个铁钉和一团棉花同时从同一高度处下落,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的影响比铁钉大
C.铁钉不受空气阻力
D.铁钉的重力加速度比棉花团的大
【解析】选B。物体的轻重不影响其下落的快慢,A错。任何物体在空气中下落都受空气阻力作用,C错。由于铁钉的表面积比棉花团小,受到的阻力较小,而棉花团受到的空气的阻力相对于其重力较大,故棉花团下落速度较慢,后落地,B对。重力产生的加速度相同,和物体的质量无关,D错。
3.下列各种运动中,属于自由落体运动的是( )
A.从树上随风飘下的树叶
B.斜风中洒落的小雨点
C.阳台上掉下的花盆
D.飞机上投下的炸弹
【解析】选C。从树上随风飘下的树叶,所受的空气阻力相对于树叶的重力不可忽略,所以树叶的运动不能看成自由落体运动,A错误。斜风中洒落的小雨点除了受重力外,还受到空气阻力、风力的作用且不可以忽略,故小雨点的运动不能看成自由落体运动,B错误。阳台上掉下的花盆初速度为零且所受的空气阻力与重力相比可以忽略,故花盆的运动可看成自由落体运动,C正确。飞机上投下的炸弹在离开飞机的瞬间与飞机在该时刻的速度相同,即炸弹初速度不为零,故炸弹的运动不是自由落体运动,D错误。
4.某同学在实验室做了如图所示的实验,铁质小球被电磁铁吸附,断开电磁铁的电源,小球自由下落,已知小球的直径为0.50 cm,该同学从计时器上读出小球通过光电门的时间为2.00×10-3 s,g取10 m/s2,则小球开始下落的位置距光电门的距离约为( )
A.1.0 m m m m
【解析】选C。小球通过光电门的时间很短,这段时间内的平均速度可看成瞬时速度,为:v== m/s=2.5 m/s,由自由落体运动规律可知:h==0.3125 m≈0.31 m。故选C。
5.如图所示,A、B两个小球用长为1 m的细线连接,用手拿着A球,B球竖直悬挂,且A、B两球均静止。现由静止释放A球,测得两球落地的时间差为0.2 s,不计空气阻力,重力加速度g取10 m/s2,则A球释放时离地面的高度为 ( )
m m m m
【解析】选B。设释放时A球离地高度为h,则-=Δt,求得h=1.80 m。故选B。
6.一个石子从高处释放,做自由落体运动,已知它在第1 s内的位移大小是s,则它在第3 s内的位移大小是( )
A.3s B.5s C.7s D.9s
【解析】选B。石子做自由落体运动,自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,在第1 s、第2 s、第3 s内的位移之比为1∶3∶5,已知石子在第1 s内的位移大小是s,则它在第3 s内的位移大小是5s,B正确。
二、非选择题(本题共2小题,共30分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)
7.(14分)空降兵某部官兵使用新装备进行超低空跳伞,若跳伞空降兵在离地面224 m高处,由静止开始在竖直方向做自由落体运动。一段时间后,立即打开降落伞,以12.5 m/s2的平均加速度匀减速下降,为了空降兵的安全,要求空降兵落地速度最大不得超过5 m/s(g取10 m/s2)。求:
(1)空降兵打开降落伞时离地的高度至少为多少米?
(2)如果空降兵落地的速度等于5 m/s,相当于从多高的地方自由落体?
【解析】(1)设空降兵做自由落体运动的高度为h时速度为v,此时打开伞开始匀减速运动,落地时速度刚好为5 m/s,这种情况空降兵在空中运动时间最短,
则有v2=2gh,-v2=2a(H-h)。
代入数据解得:h=125 m,v=50 m/s
为使空降兵安全着地,他展开伞时的高度至少为:
H-h=224 m-125 m=99 m
(2)当落地速度为5 m/s时,相当于从h′高处自由落体
h′== m=1.25 m
答案:(1)99 m (2)1.25 m
8.(16分)某同学站在一平房边观察从屋檐边滴下的水滴,发现屋檐的滴水是等时的,且第5滴正欲滴下时,第1滴刚好到达地面;第2滴和第3滴水刚好位于窗户的下沿和上沿,他测得窗户上、下沿的高度差为1 m,由此求屋檐离地面的高度。
【解析】作出如图所示的示意图。
5滴水滴的位置等效为一滴水做自由落体运动连续相等时间内的位置。图中自上而下相邻点距离比为1∶3∶5∶7,因点“3”“2”间距为1 m,可知屋檐离地面高度为×(1+3+5+7) m=3.2 m。
答案:3.2 m
(15分钟 40分)
9.(6分)(多选)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A下落到B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A、B、C、D四个位置不动,对出现的这种现象,下列描述正确的是(g=10 m/s2)( )
A.水滴在下落过程中通过相邻两点间的时间满足tABB.间歇发光的间隔时间是 s
C.水滴在相邻两点间的位移之比为xAB:xBC:xCD=1∶3∶5
D.水滴在各点速度之比为vB∶vC∶vD=1∶4∶9
【解析】选B、C。光源间歇发光,发光间隔可由h=gt2求出,得t=0.1 s,相邻两点间的时间相等,A错误,B正确;由初速度为零的匀变速直线运动规律可判断,故C正确,D错误。
10.(6分)(多选)在一次利用滴水法测重力加速度的实验中:让水龙头的水一滴一滴地滴在其正下方的盘子里,调整水龙头,让前一滴水滴到盘子而听到声音时,后一滴恰好离开水龙头。从第1次听到水击盘声时开始数“1”并开始计时,数到“n”时听到水击盘声的总时间为T,用刻度尺量出水龙头到盘子的高度差为h,即可算出重力加速度。则( )
A.每一滴水从水龙头落到盘子的时间为
B.每一滴水从水龙头落到盘子的时间为
C.重力加速度的计算式为
D.重力加速度的计算式为
【解析】选B、D。从第1次听到水击盘声开始计数为“1”,当数到“n”时,共经历了n-1个水滴下落的时间,故每一滴水从水龙头落到盘子的时间为t=,故A错误,B正确;由h=gt2,可得:g=,故C错误,D正确。
11.(6分)在一竖直砖墙前让一个小石子自由下落,小石子下落的轨迹距离砖墙很近。现用照相机对下落的石子进行拍摄。某次拍摄的照片如图所示,AB为小石子在这次曝光中留下的模糊影迹。已知每层砖(包括砖缝)的平均厚度约为6.0 cm,A点距石子开始下落的竖直距离约1.8 m。估算照相机这次拍摄的“曝光时间”最接近( )
A.2.0×10-1 s B.2.0×10-2 s
C.2.0×10-3 sD.2.0×10-4 s
【解析】选B。因为石子在曝光时间内的位移远小于A点距石子开始下落点的竖直距离,则可以用石子在A点的瞬时速度代替AB段的平均速度,由自由落体规律有vA==6 m/s,则曝光时间为t==0.02 s。
12.(22分)攀岩运动以其独特的魅力吸引了世界各地越来越多的年轻人参加,在我国近两年的发展也初具规模。一名攀岩运动员在即将登上陡峭的封顶时碰落了一块石块,石块自由落下,当石块自由下落6 s时运动员看到石块落水时激起的水花,设石块自由下落点到水面的高度为h(不考虑空气阻力,g取10 m/s2)。求:
(1)石块落水时速度的大小。
(2)石块下落时所用的时间。
(3)石块落水前最后2 s内下落的高度。
【解析】(1)根据题意可知,石块做自由落体运动的时间为6 s,故v=gt=10×
6 m/s=60 m/s。
(2)石块在6 s内下落的高度为h,则h=gt2=×10×62 m=180 m,
设下落=90 m的时间为t0,则g=代入数据可得t0=3 s。
(3)石块在4 s时间内下落的高度为h1,则h1=g=×10×42 m=80 m,
故石块在最后2 s下落的高度为Δh=h-h0=180 m-80 m=100 m。
答案:(1)60 m/s (2)3 s (3)100 m