必修 第一册4 自由落体运动达标测试

第二章  匀变速直线运动的研究

4  自由落体运动

【基础巩固】

1.(多选)科学研究发现:在月球表面没有空气,重力加速度约为地球表面重力加速度的.若航天员登上月球后,在空中同一高度同时由静止释放羽毛和铅球,忽略地球和其他星球对它们的影响,下列说法正确的是              (    )

A.羽毛将加速上升,铅球将加速下降

B.羽毛和铅球都将下落,且同时落到月球表面

C.羽毛和铅球都将下落,但铅球先落到月球表面

D.羽毛和铅球都将下落,且落到月球表面的速度相同

答案:BD

2.下列关于重力加速度的说法,正确的是 (    )

A.重力加速度表示自由下落的物体运动的快慢

B.重力加速度表示自由下落的物体运动速度变化的大小

C.重力加速度表示自由下落的物体运动速度变化的快慢

D.轻物体和重物体的重力加速度不同,所以重的物体先落地

答案:C

3.某人从井口静止释放一颗小石子,不计空气阻力,为表示小石子落水前的运动,下列四幅图像可能正确的是()

A            B             C            D

答案:D

4.一物体从离地h高处自由下落,经过时间t落地,则当它下落时,离地的高度为              (    )

A.h       B.h       C.h       D.h

解析:根据自由落体运动的位移规律可得h=gt2,物体下落的位移为

h'=g2=h,此时,物体离地的高度h0=h-h'=h,选项C正确.

答案:C

5.下图是用频闪照相机给做自由落体运动的小球拍摄的照片,符合实际的是

 (    )

A        B       C        D

答案:D

6.假设未来的某一天,航天员在火星上距地面18 m高处由静止释放一重物,测得重物经过3 s落到火星表面,则下列说法正确的是              (    )

A.火星表面的重力加速度大小为4 m/s2

B.重物落地时的速度大小为8 m/s

C.重物落地前的1 s内位移大小为8 m

D.重物下落过程中,任意相邻1 s内的位移之差为2 m

答案:A

7.人从发现问题到采取相应行动所用的时间称为反应时间,该时间越短说明人的反应越灵敏.反应时间可用自由落体运动来测试:甲同学用两个手指捏住直尺的顶端,乙同学用一只手在直尺下端做捏住直尺的准备,但手不能碰到直尺,记下这时手指在直尺上的位置.当看到甲同学放开直尺时,乙同学立即捏住直尺,测出直尺下落的高度为10 cm,g取10 m/s2,那么乙同学的反应时间是多少?

乙　　　甲　

解析:根据自由落体运动规律h=gt2得,反应时间t== s≈0.14 s.

答案:0.14 s

【拓展提高】

8.(多选)甲、乙两物体质量之比为m甲∶m乙=3∶1,甲从h0高处自由下落,乙从2h0高处同时自由下落,不计空气阻力,下列说法正确的是              (    )

A.在甲落地之前,同一时刻甲的速度比乙的速度大

B.在甲落地之前,同一时刻两物体的速度相等

C.甲落地时,乙距地面的高度为h0

D.甲、乙在空中运动的时间之比为1∶2

解析:根据v=gt可知,甲落地前同一时刻甲的速度等于乙的速度,故选项A错误,选项B正确;甲、乙同时由静止开始下落,根据h=gt2可知,甲落地前甲、乙下落高度相同,故甲落地时乙距地面的高度为h0,故选项C正确;根据h=gt2可知,甲、乙在空中运动的时间之比为1∶,故选项D错误.

答案:BC

9. (2021·湖北卷)2019年,我国运动员陈芋汐获得国际泳联世锦赛女子单人 10 m 跳台冠军.某轮比赛中,陈芋汐在跳台上倒立静止,然后下落,前5 m完成技术动作,随后5 m完成姿态调整.假设整个下落过程近似为自由落体运动,重力加速度大小取10 m/s2,则她用于姿态调整的时间约为 (　　)

A.0.2 s   B.0.4 s         C.1.0 s        D.1.4 s

解析:陈芋汐下落的整个过程所用的时间为

t==s≈1.4 s,

下落前5 m的过程所用的时间为

t1== s=1 s,

则陈芋汐用于姿态调整的时间约为t2=t-t1=0.4 s,故B正确,A、C、D错误.故选B.

答案:B

10.一次演习中,一空降特战兵实施空降,飞机悬停在180 m 高的空中后,空降特战兵从机舱中一跃而下.假定空降特战兵空降过程如下:空降特战兵出机舱后先做自由落体运动,下落2 s后打开辅伞,立即做匀速运动,过了一段时间后打开主伞,立即做匀减速直线运动,匀减速运动6 s后到达地面,此时空降特战兵的速度恰好为零.g取10 m/s2,求:

(1)空降特战兵做自由落体运动下落的距离;

(2)空降特战兵从出机舱到着地所用时间.

解析:(1)空降特战兵出机舱后先做自由落体运动,下落2 s过程,下落的距离h1=g=×10×22 m=20 m.

(2)2 s末的速度v2=gt1=10×2 m/s=20 m/s,

h3=a,a=,t3=6 s,

解得h3=60 m,

匀速运动的时间t2== s=5 s,

所以t总=t1+t2+t3=13 s.

答案:20 m　(2)13 s

【挑战创新】

11.一根长直细杆长l=1.7 m,从某一高处做自由落体运动,在下落过程中细杆通过一个高h1=1.75 m的窗口用时Δt=0.3 s,求细杆刚下落时,其下端到窗口上边缘的高度.g取10 m/s2,窗口下边缘到地面的高度大于细杆的长度.

解析:设杆的下端下落到窗口上边缘的时间为t1,杆下端到窗口上边缘的高度为h,杆的上端到窗口下边缘的时间为t2,则有

g=h,

g=l+h+h1,

又t2-t1=Δt,

联立以上三式可得h=5 m.

答案:5 m