2024-2025学年新教材高中物理第2章匀变速直线运动的研究5.1自由落体运动练习含解析鲁科版必修第一册

PAGE7-第5节自由落体运动课时1自由落体运动考点1自由落体运动特点1.(2024·湖北武穴一中高一周测)(多选)如图2-5-1-1所示,拿一个长约1.5m的玻璃管,一端封闭,另一端有开关,把金属片和一小羽毛放到玻璃管中,把玻璃管倒过来,视察它们下落的状况;然后把玻璃管中的空气抽出来形成近真空,再把玻璃管倒过来,再次视察它们的下落状况,下列说法正确的是()。图2-5-1-1A.未抽气时,金属片和羽毛下落得一样快B.未抽气时,金属片比羽毛下落得快C.抽气后,金属片和羽毛下落得一样快D.抽气后,金属片比羽毛下落得快答案：BC解析：未抽气时,因为金属片和羽毛都受空气阻力,而羽毛自身重力与阻力相当,其下落较慢,故B正确;没有空气阻力时,两物体下落的加速度相同,都是重力加速度,它们下落得一样快,故C正确。2.(2024·湖北浠水一中月考)(多选)一块方砖和一小团棉花同时从同一高度下落,总是方砖先落地,这是因为()。A.方砖比棉花团重B.棉花团受到的阻力比方砖受到的阻力大C.棉花团受到的阻力和其自身重力相当D.方砖受到的阻力比其自身重力小许多答案：CD解析：当物体受到阻力时,物体下落的加速度取决于自身重力与其受到阻力的大小,自重比阻力大得越多,物体下落得越快,故C、D正确。3.(2024·湖北监利一中周测)关于自由落体运动的加速度g,下列说法正确的是()。A.重的物体g值大B.同一地点,轻、重物体的g值同样大C.g值在地球上任何地方都一样大D.赤道处的g值比两极的g值大答案：B解析：地球上不同位置的重力加速度大小不一样,g值反映了地球对物体吸引的本事,是由地球自身确定的,与下落物体无关,在同一位置的g值是相同的,故B正确,A、C错误。赤道处的g值比两极的g值小,故D错误。4.(2024·山东莱芜一中周测)(多选)一个做自由落体运动的物体,若选竖直向上为正方向,则图2-5-1-2中关于下落速度v随时间t变更的图像以及加速度a随时间t变更的图像,正确的是()。图2-5-1-2答案：BD解析：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,B、D正确。5.(2024·湖北麻城一中期中)如图2-5-1-3所示是小球做自由落体运动时的频闪照片示意图,频闪仪每隔0.04s闪光一次。截取照片中的一段,将第一个球位置记为坐标原点O(图中未标出),图中数字是与第一个小球之间的距离,单位是cm。请回答下列问题:图2-5-1-3(1)假如要通过这幅图片测量自由落体加速度,可采纳的方法是()。A.利用h=gt2B.利用Δs=gt2,求平均值计算出重力加速度C.利用做匀加速直线运动物体中间时刻的速度等于平均速度,求出各点的速度,然后利用速度—时间图像求重力加速度D.先求出小球在不同位置的速度,然后利用a=ΔvΔt求重力加速度答案：BCD解析：分析图片中数据知,小球相邻的位置之间的距离分别为x1=2.4cm、x2=3.9cm、x3=5.4cm、x4=7.1cm,方法A偶然误差较大,A错误;x2-x1≈x3-x2≈x4-x3≈1.5cm,说明自由落体运动是匀加速直线运动,能用匀变速直线运动的规律进行处理,知B、C、D正确。(2)通过图片供应的数据,计算出的重力加速度g=m/s2。

答案：9.69解析：利用分组逐差法得g=x4+x3-x2-x146.(2024·青岛一中二模)物理小组的同学用如图2-5-1-4甲所示的试验装置测定重力加速度,试验器材有:底座、带有标尺的竖直杆、光电门1和2组成的光电计时器(其中光电门1更靠近小球释放点)、小球释放器(可使小球无初速度释放)、网兜。试验时可用两光电门测量小球从光电门1运动至光电门2的时间t,并从竖直杆上读出两光电门间的距离h。图2-5-1-4(1)运用游标卡尺测量小球的直径如图2-5-1-4乙所示,则小球直径为cm。

答案：1.165解析：游标卡尺读数为整数+精度×格数(以毫米为单位)。(2)变更光电门1的位置,保持光电门2的位置不变,小球经过光电门2的速度为v,不考虑空气阻力,小球的加速度为重力加速度g,则h、t、g、v四个物理量之间的关系为h=。

答案：vt-12gt解析：从光电门1到2的过程中,用逆向思维的方法列出位移表达式为h=vt+12(-g)t2=vt-12gt(3)依据试验数据作出ht-t图线,若图线斜率的肯定值为k,依据图线可求出重力加速度大小为答案：2k解析：由(2)可推导出ht-t之间的函数关系为ht=v-12gt,可知k=12g,所以考点2自由落体运动的探究7.(2024·山东泰安一中月考)(多选)在探讨小球自由落体运动过程中,伽利略的思想和设想可以用如图2-5-1-5所示中甲、乙、丙进行说明。下列关于此试验说法正确的是()。图2-5-1-5A.伽利略建立了平均速度、瞬时速度和加速度等运动学概念B.伽利略通过数学运算得到x∝t2,认为小球是做匀加速直线运动C.伽利略通过牛顿其次定律得出小球是做匀加速直线运动D.伽利略合理外推,认为斜面倾角接近90°时,小球沿斜面运动接近自由落体运动答案：ABD解析：由物理学史知A正确;伽利略认为自然界的规律是最简洁的,并通过数学运算推导出x∝t2是符合简洁原则的,得出小球做匀加速直线运动,B正确;伽利略时期牛顿运动定律还没有建立,C错误;伽利略合理外推,认为自由落体运动是匀加速直线运动,D正确。8.(2024·山东试验中学月考)伽利略在《两种新科学的对话》一书中,提出了猜想:物体沿斜面下滑是一种匀变速直线运动,同时他还进行试验并验证了该猜想。某试验小组依据伽利略描述的试验方案,设计了如图2-5-1-6所示的装置,探究物体沿斜面下滑是否是做匀变速直线运动。试验操作步骤如下:①让滑块从离挡板某一距离s处由静止沿某一倾角为θ的斜面下滑,并同时打开装置中的阀门,使水箱中的水流到量筒中;②当滑块遇到挡板的同时关闭阀门(假设水流匀称稳定);③记录下量筒收集的水量V;④变更滑块起始位置离挡板的距离,重复以上操作;⑤测得的数据见表格。图2-5-1-6序号123456s/m4.53.93.02.11.50.9V/mL9084625240(1)该试验利用量筒中收集的水量来表示()。A.水箱中水的体积 B.水从水箱中流出的速度C.滑块下滑的时间 D.滑块下滑的位移答案：C解析：关于初速度为零的匀变速直线运动,位移与时间的二次方成正比,由于水是匀称稳定地流出,水的体积和时间成正比,所以量筒中收集的水量可以间接地表示时间,故C正确。(2)小组同学漏填了第3组数据,试验正常,你估计这组的水量V=mL;若保持倾角θ不变,增大滑块质量,则相同的距离s,水量V将(选填“增大”“不变”或“减小”);若保持滑块质量不变,增大倾角θ,则相同的s,水量V将(选填“增大”“不变”或“减小”)。

答案：74(72~76均正确)不变减小解析：因为水是匀称流出的,流出水的体积与时间成正比,即V=kt,故可以用流出水的体积表示时间,故第三组水量约为74mL。当角度不变时,物体下滑的加速度不变,物体下滑的时间不变,知水量不变;当角度增大时,物体下滑的加速度增大,下滑的时间变短,水量减小。(3)下面说法中不属于该试验误差来源的是()。A.水从水箱中流出不够稳定B.滑块起先下滑和起先流水不同步C.选用的斜面不够光滑D.选用了内径较大的量筒答案：C解析：本试验误差的主要来源有:水从水箱中流出不够稳定,还可能来源于距离测量的不精确,滑块起先下滑和起先流水不同步,选用了内径较大的量筒。(4)如图2-5-1-7所示,伽利略在自由落体运动的探讨中,其科学探讨方法的核心是()。图2-5-1-7A.把提出问题和大胆猜想结合起来B.把提出问题和试验探讨结合起来C.把试验探讨和逻辑推理联系起来D.把试验探讨和大胆猜想联系起来答案：C解析：伽利略在本试验中的科学探讨方法核心是把试验探讨与逻辑推理联系起来。9.(2024·湖北潜江周测)在学习物理学问的同时,还应当学习探讨问题的思想和方法,从肯定意义上说,后一点甚至更重要。宏大的物理学家伽利略的探讨方法对于后来的科学探讨具有重大的启蒙意义和指导作用。伽利略探讨物体下落规律的过程是()。A.猜想——问题——数学推理——试验验证——合理外推——得出结论B.问题——猜想——试验验证——数学推理——合理外推——得出结论C.问