高中物理人教版 (2019)必修 第一册自由落体运动练习题

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第一册自由落体运动练习题，共16页。试卷主要包含了4自由落体运动习题专项，2cm位置的瞬时速度，48，25m，1m/s，23，41等内容，欢迎下载使用。
专项巩固
一、单选题
1．（四川省南充市普通高中2025-2026学年高一上学期期末考试物理试题）关于自由落体运动，下列说法正确的是（ ）
A．自由落体运动是物体在空气中从静止开始下落的运动
B．自由落体运动是初速度为0，加速度为的匀加速直线运动
C．自由落体运动过程中，速度变化与时间成正比，位移与时间也成正比
D．在同一地点，轻重不同的物体做自由落体运动的加速度不同
【答案】B
【详解】A．自由落体运动要求物体仅受重力作用，无空气阻力或其他外力干扰；在空气中下落时，空气阻力可能影响运动，故该描述不准确，故A错误；
B．自由落体运动是初速度为0、加速度恒为的匀加速直线运动，符合定义和运动学特征，故B正确；
C．自由落体运动中，速度变化，与时间成正比；但位移，与时间的平方成正比，而非与时间成正比，故C错误；
D．在同一地点，重力加速度为常量，与物体质量无关（忽略空气阻力），故轻重不同的物体加速度相同，故D错误。
故选B。
2．（25-26高一上·辽宁·期中）矿井中的升降机以的速度竖直向上匀速运行，某时刻一螺钉从升降机底板松脱，经过升降机底板上升至井口，此时松脱的螺钉刚好落到井底，不计空气阻力，重力加速度g取，下列说法正确的是（ ）
A．螺钉松脱后做自由落体运动B．矿井的深度为
C．螺钉落到井底时的速度大小为D．螺钉随升降机从井底出发到落回井底共用时
【答案】C
【详解】A．螺钉松脱时具有与升降机相同的初速度（5 m/s竖直向上），因此其运动为竖直上抛而非自由落体，故A错误；
B．升降机在3秒内匀速上升的位移为
螺钉在3秒内做竖直上抛运动的位移为（取向上为正方向）
矿井深度为升降机上升位移与螺钉下落位移绝对值之和，故B错误；
C．螺钉落到井底时的速度为
速度大小为25 m/s，方向向下，故C正确；
D．螺钉松脱前，升降机从井底到松脱点的时间为
螺钉总运动时间为松脱前时间与松脱后时间之和，故D错误。
故选C。
3．（25-26高一上·四川达州·期中）下列各运动中，可视为自由落体运动的是（ ）
A．树叶从静止开始下落的运动
B．石块从水面由静止开始落到水底的运动
C．铅球从静止开始下落的运动
D．沿水平方向飞行的飞机上的物体被释放后在空中的运动
【答案】C
【详解】自由落体运动的条件是：物体仅受重力作用，从静止开始下落，且忽略空气阻力等其他因素。
A．树叶体积大、密度小，空气阻力不可忽略，无法视为自由落体，故A错误。
B．水中下落时，石块受水的浮力和阻力，不符合仅受重力的条件，故B错误。
C．铅球密度大、体积小，在空气中下落时空气阻力可忽略（尤其高度较低时），可近似为自由落体，故C正确。
D．物体被释放时有水平初速度，运动为平抛（含水平匀速和竖直自由下落），非单纯自由落体，故D错误。
故选C。
4．（25-26高一上·江苏苏州·期末）如图是频闪摄影拍摄的小球自由落体运动的照片，频闪仪每隔相等时间频闪一次，频闪时间间隔未知，根据照片信息（ ）
A．可以判断小球从0点由静止释放
B．可以求出当地重力加速度
C．可以求出3.2cm位置的瞬时速度
D．不能说明自由落体运动是匀变速直线运动
【答案】A
【详解】A．如果小球从 0 点由静止释放，根据那么在闪光时间T，2T，3T，4T…..时间内的位移之比为x1：x2：x3…=1：4：9：…，图中的为x1：x2：x3…=0.8：3.2：7.2：…=1：4：9：…，则可以判断小球从0点由静止释放，故A正确；
B．匀变速直线运动中Δx=gT2，题中Δx=1.6cm，但题目中频闪时间间隔T未知，因此无法求出当地重力加速度，故B错误；
C．根据，题目中频闪时间间隔T未知，无法求出3.2cm位置的瞬时速度，故C错误；
D．根据照片相邻两段的位移差Δx=1.6cm恒定，说明自由落体运动是匀变速直线运动，故D错误；
故选A。
5．（25-26高一上·上海浦东新·期中）伽利略利用图中斜面实验得出的结论是（ ）
A．速度与下滑时间成反比
B．下滑距离与时间成正比
C．下滑距离与时间成反比
D．下滑距离与时间的平方成正比
【答案】D
【详解】A．伽利略通过斜面实验发现，小球沿斜面滚下的运动是匀加速直线运动，其速度与时间成正比，而不是成反比，故A错误；
BCD．根据伽利略对自由落体运动研究的历程可知，伽利略利用图中斜面实验得出的结论是下滑距离与时间的平方成正比，故BC错误，D正确。
故选D。
6．（24-25高三上·江苏无锡·期中）2024年，中国选手陈艺文获得巴黎奥运会跳水项目女子3米板金牌，运动员（可视为质点）从跳板起跳后运动速度—时间关系图像如图所示，时刻跳板恢复水平，运动员向上跳离跳板，忽略空气阻力，重力加速度，关于图像中和不可求的是（ ）
A．B．C．D．都不可求
【答案】B
【详解】根据题意可知，女子3米板跳水，0-位移为3m，则
其中
可计算出，根据
可求出，入水后因为加速度未知，无法计算。
故选B。
7．（25-26高一上·浙江杭州·期中）在足够高处将一个小球竖直向上抛出，小球经时间t落回抛出点后继续下落。重力加速度为g，忽略空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．小球抛出时的初速度大小为
B．小球上升的最大高度为
C．运动过程中位移大小为的位置有2个
D．运动过程中速度大小为的位置有3个
【答案】C
【详解】A．竖直上抛运动具有对称性，小球从抛出到落回抛出点的总时间为，因此上升到最高点的时间为。小球抛出的初速度，故A错误；
B．小球上升的最大高度，故B错误；
C．位移大小是相对于抛出点的距离，最大高度
因此抛出点上方存在1个满足条件的位置；小球落回抛出点后继续下落，抛出点下方也存在1个满足条件的位置，总共2个位置，故C正确；
D．小球抛出时的初速度大小
结合竖直上抛规律，最多只存在抛出点上方1个、下方1个共2个满足条件的位置，不可能有3个，故D错误。
故选C。
8．（25-26高一上·广东广州·期中）甲物块在离地面高度为15m的位置由静止释放，同时在甲物块正下方的乙物块以5m/s的速度从地面开始竖直向上抛出，忽略空气阻力，当地的重力加速度g=10m/s2。下列判断正确的是（ ）
A．两物块在空中不会相遇
B．在乙物块下降的过程中，两物块相遇
C．经过0.5s，两物块的速度大小第一次相等
D．乙物块上升的最大高度为2.5m
【答案】A
【详解】D．乙上升至最高点时速度为零，所用时间为
乙上升的最大高度为，故D错误；
AB．设甲、乙经过时间在空中相遇，则有
即
解得
由于乙在空中运动的总时间
可知两物块在空中不会相遇，故A正确，B错误；
C．经过0.5s，乙的速度为0，甲的速度不为0，所以两物块的速度大小不相等，故C错误。
故选A。
9．（2026·湖北恩施·二模）将小球甲从离地面高处由静止释放，同时使小球乙以某一速度从甲的正上方离地面高H处竖直向下匀速运动。甲、乙两小球位置-时间关系如图所示，两图线在时刻恰好相切。图中和已知。以下说法正确的是（ ）
A．乙球的速度大小为
B．重力加速度大小为
C．乙球最初离地高度为
D．若H不变，要让甲乙在空中能相遇2次，只需使乙球的速度大于题设速度即可
【答案】C
【详解】ABC．由图可知：乙向下做匀速直线运动，甲做自由落体运动且运动时间为2t0；
时：
第一个内，甲向下运动的位移为，则
解得，
又由，AB错误，C正确。
D．图中时共速并恰好相遇一次；若时恰好相遇，则恰好相遇2次，则
故要相遇2次，需满足，D错误。
故选C。
10．（25-26高一上·江苏扬州·期中）关于自由落体运动，下列说法正确的是（ ）
A．树叶在空中的飘落是自由落体运动
B．物体刚下落时，速度和加速度都为零
C．自由落体运动的重力加速度随纬度增大而增大
D．自由落体运动（总时间大于1s）第1s内和最后1s的位移相同
【答案】C
【详解】A. 树叶在空中的飘落受空气阻力作用，不符合自由落体运动仅受重力的条件，故A错误；
B. 物体刚下落时，初速度为零，但加速度为重力加速度不为零，故B错误；
C. 重力加速度随纬度增大而增大，故C正确；
D. 自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，位移公式为
第1s内位移
最后1s位移（设总时间 T＞1s) 为
其中，位移不相同，故D错误。
故选C。
二、实验题
11．（25-26高三下·湖北武汉·月考）某小组用智能手机测重力加速度的大小。如图所示，先将手机固定在支架上，正对竖直放置的毫米刻度尺，再调节手机至慢动作模式，并将帧率设置为120fps（即1s拍摄120张照片）。开启手机录制视频，让小钢球从刻度尺上方静止释放，最后导出照片。实验中每间隔1帧选取1张照片，记录小钢球球心对应的刻度尺读数如下表。
(1)选取后的连续两张照片拍摄的时间间隔________s（结果用分式表示）；
(2)拍摄第4张照片时，小钢球下落的速度大小________m/s（结果保留3位有效数字）；
(3)分析表中数据，测得的重力加速度大小________（结果保留3位有效数字）。
【答案】(1)
(2)1.68
(3)9.48
【详解】（1）因为实验中每间隔1帧选取1张照片，故
（2）拍摄第4张照片时，小钢球下落的速度大小
（3）
由逐差法得
12．（25-26高三下·河南·开学考试）某兴趣小组的同学用图1所示的装置测量当地的重力加速度，实验所用交流电源的频率为50Hz。
(1)甲同学实验时得到的纸带点迹清晰且第1点与第2点间的距离为，则造成该现象的操作原因是_____（写两点）。
(2)乙同学按正确操作也得到一条点迹清晰的纸带，在纸带上选取一个点为计时零点，测出后面各点到该计时零点的距离，记录各点对应的时刻，作出图像如图2所示。由图像可得，计时零点时重物的速度大小为_____，由实验测得当地重力加速度g=_____（结果保留两位有效数字）。该同学从资料上查得当地的重力加速度为，他发现重力加速度的测量值与实际值有差异，造成这个差异的原因可能为_____（写两点）。
【答案】(1)先释放纸带后接通电源或者实验开始时重物已经有了初速度
(2) 0.135 9.6 重物、纸带受到了空气阻力或者纸带与限位孔之间存在摩擦
【详解】（1）第1点和第2点之间的距离为1.6cm，远大于2mm，说明实验操作时先释放纸带后接通电源或者实验开始时重物已经有了初速度
（2）[1][2]根据
变形得
则纵截距为计时零点时重物的速度，即
则图线的斜率
解得g=9.6m/s2
[3]造成这个差异的原因可能为重物、纸带受到了空气阻力或者纸带与限位孔之间存在摩擦
三、解答题
13．（21-22高一上·山西运城·阶段练习）体育课上，同学们在玩排球时，以4m/s的速度将排球竖直向上击出，将排球看作质点，不计空气阻力，画出排球的速度-时间图像如图所示。思考并回答：
（1）排球的运动是匀变速直线运动吗？
（2）排球离开抛出点，上升的最大位移是多少？
（3）若抛出点离地面高为1m，则排球从开始抛出到落地，需要多长时间？
【答案】（1）是；（2）；（3）1s
【详解】(1)不计空气阻力，排球被竖直向上击出后，做竖直上抛运动，加速度恒为g，故排球的运动是匀变速直线运动。
(2)速度为零时上升到最高点，图像与时间轴围成的面积表示位移，可得上升的最大位移为
(3)以向上为正方向，由图像可得排球的加速度为
由位移公式可得
其中
，
解得排球从开始抛出到落地的时间为
另一解为负值舍去。
14．（25-26高一上·江苏苏州·月考）如图所示，长度为L的圆筒固定，且距地面足够高，其正上方有一长度也为L的细杆，现将细杆由静止释放，释放时细杆下端到圆筒上端的距离也为L。重力加速度大小为g，忽略空气阻力。求：
(1)细杆下端到达圆筒上端所用的时间t；
(2)细杆上端到达圆筒下端时的速度大小v。
【答案】(1)
(2)
【详解】（1）根据自由落体运动规律有
解得细杆下端到达圆筒上端所用的时间
（2）细杆上端到达圆筒下端时细杆下落的高度为，根据自由落体运动中速度与位移的关系有
解得细杆上端到达圆筒下端时的速度大小
15．（25-26高一上·重庆·期末）如题图所示，一可视为质点的小球从点开始做自由落体运动，先后经过、两点。测得、两点之间的高度为，该小球通过的时间为，已知重力加速度为。求：
(1)该小球通过的平均速度大小；
(2)、两点之间的高度。
【答案】(1)
(2)
【详解】（1）由题知，小球通过的平均速度大小：
（2）设、两点之间的高度为，小球到达点时的速度大小为
过程中：
过程中：
联立解得：
16．（25-26高一上·河南南阳·期末）胡兀鹫为了食用动物残骸中的髓质，会将骨头带到高空，朝地面的岩石丢去摔碎。如图所示，一只胡兀鹫（近似悬停）将一块大骨从距地面高h=45m处由静止释放。大骨撞到地面后，其中摔碎的两块小骨1和小骨2（图中均未画出）立即竖直反弹，小骨1回弹的高度与小骨2回弹高度的关系为m。忽略空气阻力，重力加速度g取10m/s2，求：
(1)大骨运动的时间和落地时的速度大小；
(2)小骨1回弹时的速度大小；
(3)小骨1与小骨2落地的时间差。
【答案】(1)，
(2)
(3)
【详解】（1）大骨从距地面高h=45m处由静止释放,由运动学规律
解得大骨落地时的速度大小
大骨运动的时间
（2）小骨1回弹速度满足
解得
（3）小骨2回弹速度满足
解得
可知小骨1从反弹到落地共用时
小骨2从反弹到落地共用时
小骨1与小骨2落地的时间差
17．（25-26高一上·天津东丽·月考）某跳伞运动员进行低空跳伞训练。他离开悬停的飞机后可以认为先做自由落体运动，当离地面265m时打开降落伞做加速度大小为的匀减速运动，速度减为5m/s后做匀速运动，随后经过28s落地。g取。
(1)运动员打开降落伞时的速度是多少？
(2)运动员离开飞机时距地面的高度为多少？
【答案】(1)55m/s
(2)416.25m
【详解】（1）运动员匀速下降的高度
设运动员打开降落伞时的速度为，运动员匀减速下降过程，有
其中
联立解得
（2）运动员自由落体运动过程，有
解得
运动员离开飞机时距地面的高度为
18．（25-26高一上·广东江门·期末）2025年11月2日晚，第十五届全运会跳水赛场，全红婵与队友王伟莹携手夺下女子双人10米台金牌，助广东队卫冕女团冠军（如图甲）。假设全红婵（可视为质点）起跳离开跳板后在一条直线上运动，某次从最高点到入水后匀减速到最低点的过程示意图如图乙所示，最高点至水面高度h1=11.25m，水面至最低点高度h2=4.5m，不计空气阻力，重力加速度为g=10m/s2，求：
(1)全红婵入水后匀减速到最低点这个过程的加速度大小；
(2)从全红婵开始下落时计时，求她在前1.7s的平均速度大小（保留两位有效数字）。
【答案】(1)25m/s2，方向竖直向上
(2)8.1m/s
【详解】（1）入水前过程，做自由落体运动，则有
解得入水时的速度
取竖直向下为正方向
全红婵入水后匀减速到最低点的过程，可得
解得
可知加速度大小为，方向竖直向上
（2）从全红婵开始下落时计时，全红婵做自由落体运动所用时间为
匀减速运动时间为
此时离水面的深度为
她在前1.7s的平均速度
19．（25-26高一上·河北邢台·月考）如图所示，一圆管放在水平地面上，长为，圆管的上端离天花板的距离，在圆管的正上方紧靠天花板放一小球，小球直径小于圆管内径（可看成质点），让小球由静止释放，0.8s后给圆管一竖直向上的初速度，重力加速度取。求：
(1)小球释放后经多长时间与圆管上端相遇；
(2)若在圆管落地前小球能穿过圆管，求小球穿过圆管的时间。
【答案】(1)1.1s
(2)0.1s
【详解】（1）小球做自由落体运动，则小球下落高度为
圆管做竖直上抛运动，则圆管上升高度为
小球与圆管相遇时，应有
联立解得
（2）时小球的速度为
故此时小球相对圆管的速度为
选圆管为参考系，因为小球、圆管加速度相同，故小球相对圆管做匀速直线运动，所以小球穿过圆管的时间为
20．（25-26高一上·云南昭通·期中）高空抛物是威胁他人生命安全的违法行为，某小区曾发生一起惊险事件：一名业主随手将空矿泉水瓶从家中窗台扔出，后砸到了地面上，虽未造成人员伤亡，但落地速度足以击穿遮阳棚，让路过的居民心有余悸。忽略空矿泉水瓶的初速度，视为从静止开始下落，忽略空气阻力，当地重力加速度为，求：
(1)空矿泉水瓶从窗台下落至地面时的速度大小；
(2)该业主家窗台距离地面的高度；
(3)空矿泉水瓶下落全程的平均速度大小。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】（1）空瓶做自由落体运动，根据
解得
（2）根据自由落体运动的规律
解得
（3）根据平均速度公式
解得
照片编号
1
2
3
4
5
6
7
小钢球球心位置（单位：cm）
5.23
7.41
9.82
12.50
15.43
18.66
22.14