自由落体运动-2025年高考物理二轮复习

考点精炼--自由落体运动

2025年高考物理二轮复习备考

一、单选题

1.关于自由落体运动，下列说法正确的是（）

A.做自由落体运动的物体不受任何外力

B.春天下毛毛细雨，雨滴下落的过程是自由落体运动

C.做自由落体运动的物体有初速度

D.在同一地点，质量不同的物体做自由落体运动的加速度是相同的

2.一个质量为机的网球从距地面高4处自由下落，反弹的最大高度为H。。不考虑所受的空气阻力,

重力加速度用g表示，对网球与地面接触的运动过程，下列判断正确的是（）

A.网球的加速度先向上后向下

B.网球速度为0时受地面的弹力最大

C.地面对网球所做的功等于m

D.网球受地面的平均冲击力等于一瓯一函:

Vgvg

3.人们对手机的依赖性越来越强，有些人喜欢躺着看手机，经常出现手机砸到头部的情况。若手机

质量为120g,从离人约20cm的高度无初速度掉落，砸到头部后手机未反弹，头部受到手机的冲击时

间约为0.02s,取重力加速度g=10m/s2；下列分析正确的是（)

A.手机接触头部之前的速度约为Im/s

B.手机对头部的冲量大小约为0.24N-s

C.手机对头部的作用力大小约为10.8N

D.手机与头部作用过程中手机动量变化约为0.24kg-m/s

4.2024年春南方多地经历低温冻雨、降雪后，随着气温回升，出现了多座大桥悬索冰柱融化坠落，

过往车辆被砸，受损严重，引起了广泛关注.某大型桥梁采用了三塔斜拉桥结构体系，索塔为双室宝

石型断面，中塔高为125.684m,两边侧塔高为99.311m.重达10kg的冰柱从塔上竖直落下，砸中车

前窗挡风玻璃，小车的挡风玻璃倾角为45。，不计空气阻力，则（）

A.以桥面为零势能面，该冰柱的重力势能约为8330J

B.大桥限速70km/h,小车未超速，该冰柱可能垂直砸在挡风玻璃上

C.该冰柱砸在挡风玻璃上，其破坏力与车速无关

D.若车停在水平桥面上，车的天窗玻璃被冰柱砸中，历时0.1s冰柱碎裂沿水平方向飞溅，天窗对

冰柱的冲量最大约为510N・s

5.2023年8月10日消息，江西九江黄家湾社区开展“拒绝高空抛物，守护生命安全”宣传活动。高

空抛物现象曾被称为“悬在城市上空的痛”，威胁着人们的安全，刑法修正案新增高空抛物罪。假设一

只质量为100g的梨从离地面176.4m高的高楼窗户自由下落到地面，其位移（无）一时间（f）图像如

A.当地重力加速度大小为9.7m/s2

B.f=3s时该图像切线的斜率为速度，大小为58.8m/s

C.梨落地用时5s

D.梨落地时的速度大小为58.8m/s

6.如图所示，半径为R的小球从光电门正上方由静止自由下落，开始时球心到光电门的距离为〃，

经过时间/小球的下边缘开始挡光，小球挡光的总时间为4,不计空气阻力，下列说法正确的是（）

O

h

2h2h

A.小球下落的加速度等于孑B.小球下落的加速度大于工

C.球心经过光电门时的速度等于警D.球心经过光电门时的速度大于科

Nt

7.某种海鸟可以像标枪一样一头扎入水中捕鱼,假设其在空中的俯冲看作自由落体运动，进入水中

后可以看作匀减速直线运动，其V—图像如图所示，自由落体运动的时间为4,整个过程的运动时间

为£1，最大速度为％=6m/s,重力加速度g取lOm/s?,下列说法正确的是（）

A.%=lsB.整个过程中，鸟下落的高度为3m

C.4至｝1时间内，鸟的加速度大小为20m/s2D.6至时间内，鸟所受的阻力是重力的1.5倍

8.下列四幅图分别为速度v,下降高度七以及加速度a随时间的变化关系，其中能反映自由落体运

动规律图像的是（）

二、多选题

9.甲、乙两物体，甲从高/7处自由落下的同时，乙从高2/7处自由落下，若不计空气阻力，重力加速

度为g,下列说法中正确的是（）

A.在下落过程中，同一时刻二者速度相等B.甲落地之前，甲乙之间的距离逐渐变大

C.甲落地时，乙的速度大小为D.甲、乙在空中运动的时间之比为2:1

10.质量为班=90g的物块从距离地面高度为/z=19m处自由下落，在下落到距离地面高度为〃=14m

时，质量为吗=叫的子弹以%=10m/s的水平速度瞬间击中物块并留在其中。重力加速度取

g=10m/s2,忽略空气阻力，下列说法正确的是（）

口

05

\w\wkw\ww\

A.子弹击中物块后瞬间，物块水平方向的速度大小变为lm/s

B.子弹击中物块后瞬间，物块竖直方向的速度大小变为10m/s

C.物块下落的总时间为2s

D.物块下落的总时间为返s

5

11.如图所示，2022年11月3日，四川南充的热心群众用床单接住了从二楼雨棚上坠落的两岁儿童。

儿童质量约10kg,雨棚高约6m,床单离地约1m,儿童接触床单约0.2s后停下，根据这些事实，下列

推断正确的是（）

A.儿童从离开雨棚到接触床单大约经历1s

B.床单对儿童作用力做的功约-500J

C.儿童接触床单以后始终处于失重状态

D.床单对儿童的平均作用力约为儿童体重的6倍

12.如图，间距为乙的光滑平行导轨竖直固定放置，导轨上端接有阻值为R的定值电阻，矩形匀强磁

场的宽度为d,磁场的磁感应强度大小为瓦一根质量为机、电阻为R的金属棒由静止释放，释放的

位置离磁场的上边界距离为2d,金属棒进入磁场后穿出，金属棒运动过程中始终保持水平且与导轨

接触良好，其余电阻不计，重力加速度为g,下列说法正确的是（）

A.金属棒穿过磁场的过程中，回路中产生逆时针的电流

B.金属棒穿过磁场的过程中，回路中产生顺时针的电流

C.金属棒刚进入磁场时的速度大小为

D.金属棒穿过磁场后，流经电阻R的电荷量为第

三、实验题

13.日常工作中，有时需要人们反应灵敏。对于战士、驾驶员、运动员等更是如此。从发现情况到采

取行动所用的时间，叫人的反应时间。小吴和小李两个同学利用一个直尺设计了一个测量反应时间的

简单方法，步骤如下：

（1）如图甲所示，小吴用两个手指轻轻捏住直尺的上端，让直尺自然下垂。小李用一只手在直尺下

方做捏住直尺的准备，但手不能碰到直尺，记下这时手指的上边缘在直尺上的位置B,P/在直尺上

的刻度为£7=20.00cm„

（2）小吴在不通知小李的情况下，突然松手，直尺下落。当小李看到直尺下落时，立即用手指捏住

直尺，记下这时手指的上边缘在直尺上的位置尸2,在直尺上的刻度记为如图乙所示，L2=

cm。

（3）利用以上数据，可计算出小李的反应时间为s（己知当地重力加速度g=9.8m/s2）。

（4）写出一条能提高测量结果准确程度的建议：

四、解答题

14.我国交通法规定摩托车、电动车、自行车的骑乘人员必砖块须依法佩戴具有防护作用的安全头盔。

安全头盔主要由帽壳和帽衬(如图)构成。某同学对安全头盔性能进行了模拟检帽衬测，已知该头盔

的质量M=LOkg(帽衬质量忽略不计)，将一质量m=0.5kg的砖块固定在头盔帽衬上，然后让其与

头盔在距离地面。=L8m高处一起自由下落，头盔与水泥地面碰撞，帽壳被挤压凹陷了X=0.03m时速

度减为0,此时由于帽衬的缓冲，砖块继续运动A力=0.01s的时间速度也减为0。将帽壳与地面相碰

挤压变形的过程视为匀减速直线运动，帽壳速度减为0就不在运动，忽略空气阻力，重力加速度g取

10m/s2o求：

(1)头盔刚落地时的速度大小；

(2)若头盔做匀减速运动的过程中忽略砖块对头盔的作用力，则头盔受到地面的平均作用力大小；

(3)从头盔着地到砖块停止运动的过程中帽衬对砖块的平均作用力大小。

砖块

15.擦黑板也许同学们都经历过，手拿黑板擦在竖直的黑板面上，或上下或左右使黑板擦与黑板之间

进行摩擦，将黑板上的粉笔字擦干净。已知黑板的规格是4.5xl.5m2,黑板的下边缘离地的高度为

0.8m。小黑板擦(可视为质点)的质量为0.1kg,现假定某同学用力将小黑板擦在黑板表面缓慢竖直

向上移动擦黑板，当手臂对小黑板擦的作用厂与黑板面成45。时，尸=20N,他能擦到的最大高度为

2.05m,gMZ10m/s2o

(1)求小黑板擦与黑板之间的动摩擦因数；

(2)若该同学擦到最高位置时意外松手让小黑板擦沿黑板面竖直向下滑落，求小黑板擦砸到黑板下

边缘的速度大小；

(3)擦黑板时有这样的现象：粉笔字的位置越高或越远的地方，已经用力较大却还是不容易擦干净，

请用物理知识简要解释。

参考答案

1.D

A.做自由落体运动的物体受重力作用，故A错误；

B.春天下毛毛细雨，雨滴下落的过程受重力和空气阻力，空气阻力影响不能忽略，不能看成自由落

体运动。故B错误；

C.做自由落体运动的物体有初速度为零，故C错误；

D.在同一地点，由

mg=ma

得

a=g

质量不同的物体做自由落体运动的加速度是相同的。故D正确。

故选D。

2.B

A.整个过程中网球的加速度均为重力加速度，所以加速度不变，故A项错误；

B.网球在与地面接触的运动过程中，网球下降的过程中网球的形变量越来越大，弹力越来越大，开

始阶段网球的压缩量较小，因此地面对网球向上的弹力小于重力，此时网球的合外力向下，加速度向

下，网球做加速运动，由牛顿第二定律

mg-kx=max

随着压缩量增加，弹力增大，合外力减小，则加速度减小，方向向下，当

mg=kx

时，合外力为零，加速度为0,此时速度最大；由于惯性网球继续向下运动，此时

kx-mg=ma2

方向向上，网球减速，随着压缩量增大，网球合外力增大，加速度增大，方向向上。所以网球下降过

程中加速度先变小后变大，速度先变大后变小，小球运动最低点时，网球的速度为零，地面的弹力最

大，故B项正确；

C.由于网球与地面接触过程中，作用点无位移，即有力无位移的情况，所以地面对网球所做的功为

零，故c项错误；

D.小球从耳处自由落下，设落地瞬间速度为匕，有

v；=2gHi

解得

小球离开地面的速度为匕，有

0-vl=-2gH2

解得

v2=依区

设网球与地面作用时间为f,设向下为正方向，由动量定理有

—Ft=—mv2—

整理有

由于地面与网球作用时间未知，所以平均冲力取法求得，故D项错误。

故选Bo

3.D

手机质量为

m=120g=0.12kg

下落高度约为

h=20cm=0.2m

冲击时间约为

A?=0.02s

A.手机下落过程做自由落体运动，由运动学公式

v2=2gh

可得手机接触头部之前的速度约为

v=12gh=72x10x0.2m/s=2m/s

故A错误；

BCD.以竖直向上为正方向，手机与头部作用过程中手机动量变化约为

\p=0—(―mv)=mv=0.12x2kg-m/s=0.24kg-m/s

设手机对头部的冲量大小约为/,由动量定理得

I-mgAt=A/?

解得

Z=0.264N-s

设头部对手机的作用力约为r由冲力的定义得

I=FAt

解得

F=13.2N

由牛顿第三定律可知手机对头部的作用力大小约为13.2N,故BC错误，D正确。

故选D。

4.D

A.以桥面为零势能面，〃的范围是99.311m~125.684m,该冰柱的重力势能〃火为约为9702J~12250J,

A项错误；

B.设被砸中点高度为1.3m,则冰柱从侧塔下落

=99.3m-1.3m=98m

速度为

Vj=Q2gh=9.8x2A/5III/S®43.8m/s=157km/h>70km/h

该冰柱不可能垂直砸在车前窗挡风玻璃上，B项错误；

C.冰柱砸在挡风玻璃上，其破坏力与车速有关，车速越大，冰柱相对于玻璃的速度也越大，破坏力

越大，c项错误；

D.冰柱从中塔下落%„=125m,速度为

2gzimx=50m/s

天窗对冰柱的冲量最大为/,则

I-mg=mv2

解得

/«510Ns

D项正确。

故选Do

5.D

A.由xl图像可知物体自由下落高度

hi=(176.4-132.3)m=44.1m

时用时3s；由

,12

h=~gt

得

242x44.1Q,2

g==----------m/s2=Q9.8m/s

t132

故A错误；

B.f=3s时该图像切线得斜率表示速度，速度大小为

片gt=29.4m/s

故B错误；

C.物体自由下落高度〃=176.4m,故落地时间

故C错误;

D.落地速度

v=g/=58.8m/s

故D正确。

故选D。

6.D

AB.小球自由落体开始时球心到光电门的距离为人，经过时间f小球的下边缘开始挡光，则其位移为

x=h—R<h

由自由落体的位移公式

12

x=2gt

可知

lx2h

故AB错误;

CD.球心经过光电门时的速度为小球经过位移为2R的中间位置速度v空，而这段位移的平均速度为

2

根据匀变速直线运动的规律可知

OD

即球心经过光电门时的速度大于「，故C错误，D正确。

故选D。

7.B

A.根据

%=g。

可知

t.=^2-=—s=0.6s

g10

故A错误；

B.根据v-7图像与横轴围成的面积表示位移，可知整个过程中，鸟下落的高度为

,151彳5“°

n=—=—x6x—x0.6m=3m

2m3123

故B正确；

CD.。至;4时间内，鸟的加速度大小为

a==-―^—m/s2=15m/s2

22

f-x0.6

313

根据牛顿第二定律可得

f-mg=ma

可得

fmg+ma5

mgmg2

故CD错误。

故选B。

8.C

AC.物体做自由落体运动，初速度为0,加速度为g的匀加速直线运动，下落速度为

v^gt

所以VT应该是过原点的倾斜直线，故A错误，C正确；

B.下落高度

h=28r

所以〃T图线应该是曲线，故B错误；

D.自由落体加速度为恒定值，所以。一图是一条平行时间轴的直线，故D错误。

故选Co

9.AC

A.甲、乙都做自由落体运动，根据v=gf可知在下落过程中，同一时刻二者速度相等，故A正确；

B.根据=可知同一时刻，甲、乙下落的高度相同，所以甲落地之前，甲乙之间的距离始终等

于〃，故B错误；

C.甲落地时，乙的速度大小为

故C正确;

D.根据/?=；g/可知甲、乙在空中运动的时间之比为

故D错误。

故选AC。

10.AC

A.子弹击中物块后瞬间，水平方向动量守恒，则

m2v0=（叫+m2）vx

解得物块水平方向的速度大小变为

vx=lm/s

选项A正确；

B.子弹击中木块之前物块的竖直速度

vy0==10m/s

子弹击中物块后瞬间，由竖直方向动量守恒可知

mlvy0=(ml+m2)vy

解得物块竖直方向的速度大小变为

vy=9m/s

选项B错误；

CD.子弹击中木块之前物块下落的时间

被子弹击中后物块下落〃=14m时，根据

,,12

h=vyt2+~gt2

解得

t2=lS

（另一值舍掉），则总时间为

才=%+%2=2s

选项C正确，D错误。

故选AC。

11.AD

A.雨棚离地面的高度为％,床单离地面的高度为外，儿童离开雨棚到接触床单过程做自由落体运动，

由位移-时间公式得

12

△〃=/?!=6m-lm=-gZ

代入数据解得

r=ls

故A正确；

B.儿童从离开雨棚到停止运动，设床单对儿童作用力做的功为W,由动能定理得

mg%+W=0

%>5m

代入数据解得

W>—500J

故B错误；

C.儿童接触床单后，床单对儿童的作用力先小于儿童的重力，后大于儿童的重力，则儿童所受合力

先竖直向下后竖直向上，加速度先竖直向下后竖直向上，儿童现处于失重状态后处于超重状态，故c

错误；

D.设儿童接触床单的速度为L儿童从刚开始运动到落到床单上，由动能定理得

12

mg\h=­mv

代入数据解得

v=10m/s

以竖直向下为正方向，设床单对儿童的平均作用力为了,儿童接触床单到停止运动的过程中，由动量

定理得

(mg—f)t'=0—mv

代入数据解得

f=600N=6mg

故D正确。

故选AD„

12.AD

AB.根据右手定则可知，金属棒穿过磁场的过程中，回路中产生逆时针的电流，故A正确，B错误;

C.金属棒进入磁场前做自由落体运动，则有

v2-2g-2d

解得，金属棒刚进入磁场时的速度大小为

v=2y[gd

故C错误；

D.由公式后="、7=5和勺=7加可得

△t火总

A①

▼

则金属棒穿过磁场后，流经电阻R的电荷量为

BLd

q=-----

2R

故D正确。

故选AD„

13.0.400.2多测几次求平均值(或初始时小李的手指尽可能接近直尺)

(2)口]如图可知，直尺的最小刻度为mm,读数时，应估读一位，因此

£2=4.0mm=0.40cm

(3)⑵直尺下落的高度

h=Lx-L2=20.00cm