2020版新教材高中物理课时素养评价八自由落体运动含解析鲁科版必修1.pdf

第 - 1 - 页 共 7 页 课时素养评价八 自由落体运动课时素养评价八 自由落体运动 一、选择题(本题共 6 小题，每题 4 分，共 24 分) 1.地球表面附近的重力加速度大小约为 9.8 m/s2，下列关于自由落体运动的说法中正确的是 ( ) A.物体在地球表面附近做自由落体运动过程中，每秒加速度增加约为 9.8 m/s2 B.自由落体运动是一种匀速运动 C.物体刚下落时，速度为零但加速度不为零 D.物体越重，下落得越快 【解析】选 C。自由下落过程，物体的加速度不变，故选项 A 错误；自由落体运动是初速度为 零、加速度为 g 的匀加速直线运动，故选项 B 错误；释放物体瞬间，物体速度为零，加速度 为 g，故选项 C 正确 ； 重力加速度与物体的质量无关，重物与轻物下落一样快，故选项 D 错误。 2.古希腊哲学家亚里士多德认为，物体下落的快慢是由它们的重量大小决定的；近代物理学 认为，在不计空气阻力的情况下，物体下落的快慢是由重力加速度决定的。关于自由落体中 的重力加速度，正确的说法是( ) A.质量大的物体重力加速度大 B.质量大的物体重力加速度小 C.重力加速度表示自由落体运动速度变化的快慢 D.重力加速度表示自由落体运动速度变化 【解析】选 C。重力加速度的大小与所处的位置有关，与物体的质量大小无关，故 A、B 错误 ； 重力加速度是物体只受重力时产生的加速度，表示自由落体运动速度变化的快慢，而不是速 度的变化，故 C 正确，D 错误。 3.一个物体做自由落体运动，则在物体下落的过程中( ) A.物体第 2 s 末的速度为 10 m/s B.物体第 2 s 内的平均速度为 10 m/s C.物体前 2 s 内下落的高度为 20 m D.物体第 2 s 内下落的高度是 10 m 第 - 2 - 页 共 7 页 【解析】选 C。根据速度时间公式得：v=gt=20 m/s，故 A 错误；根据 =求得： = m/s=15 m/s，故 B 错误；根据位移时间公式得：h= gt2= ×10× 4 m=20 m，故 C 正确；由 B 得第 2 s 内的平均速度为 15 m/s，根据 h= t 得：h=15×1 m=15 m，故 D 错误。 4.某人估测一竖直枯井深度，从井口静止释放一石头并开始计时，经 2 s 听到石头撞击井底的 声音，由此可知井深约为(不计声音传播时间，重力加速度 g 取 10 m/s2) ( ) A.10 m B.20 m C.30 m D.40 m 【解析】选 B。h= gt2= ×10×22 m，由此可知井深约为 20 m。则 B 正确，A、C、D 错误。 5.物体从某一高度自由下落，第 1 s 内通过了全程的一半，物体还要下落多长时间才会落地 ( ) A.1 sB.1.5 s C. sD.(-1) s 【解析】选 D。设物体自由落体运动的高度为 h，t1=1 s，则 = g，自由落体运动的总时间 为 t，故 h= gt2，t= s，因此，物体下落 1 s 后需再经过 (-1) s 才会落地，选项 D 正确。 【总结提升】多个物体依次下落问题的处理方法 (1)对从同一位置开始间隔相等时间，依次做自由落体运动的物体在空间形成不同间距的问 题，可将若干个物体在某一时刻的排列情形等效成一个物体在不同时刻的位置。 (2)类似于做匀变速直线运动时，打点计时器打下的纸带，由此可用 s=aT2、初速度为零的 匀变速直线运动的比例式或平均速度法来求解。 6.(2019·福州高一检测)某科技馆中有一个展品，该展品放在较暗处。有一个不断均匀滴水 的龙头(刚滴出的水滴速度为零)在平行光源的照射下，可以观察到一种奇特的现象：只要耐 心地缓慢调节水滴下落的时间间隔，在适当的情况下，看到的水滴好像都静止在各自固定的 第 - 3 - 页 共 7 页 位置不动(如图中 A、B、C、D 所示，右边数值的单位是 cm)。要想出现这一现象，所用光源应 满足的条件是(取 g= 10 m/s2)( ) A.普通白炽灯光源即可 B.频闪发光，间隔时间为 1.4 s C.频闪发光，间隔时间为 0.14 s D.频闪发光，间隔时间为 0.20 s 【解析】选 C。由图知 h=0.2 m，利用 h=gT2得 T=0.14 s，则 C 正确，A、B、D 错误。 二、计算题(本题共 2 小题，共 36 分。要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要标 明单位) 7.(16 分)屋檐每隔一定时间滴下一滴水，当第 5 滴正欲滴下时，第 1 滴刚好落到地面，而第 3 滴与第 2 滴分别位于高 1 m 的窗子的上、下沿，如图所示(g 取 10 m/s2)，求： (1)此屋檐离地面多高？ (2)滴水的时间间隔是多少？ 【解题指南】解题时注意以下两点： (1)“每隔一定时间滴下一滴水”，故可将题图中的 5 滴水看作一滴水在不同时刻的频闪照片 来处理。 (2)利用自由落体的规律求高度。 【解析】方法一：利用基本规律求解。 设屋檐离地面高为 h，滴水间隔为 T，由公式 第 - 4 - 页 共 7 页 h= gt2得 第 2 滴水的位移 h2= g(3T)2 第 3 滴水的位移 h3= g(2T)2 由题意知：h2-h3=1 m 屋檐距地面的高度 h= g(4T)2 由解得：T=0.2 s，h=3.2 m。 方法二：用比例法求解。 (1)初速度为零的匀加速直线运动在连续相等的时间间隔内的位移之比为 s1s2s3sn =135(2n-1) 由此可得相邻两水滴之间的间距从上到下依次为：s0，3s0，5s0，7s0 由图可知，窗高为 5s0，则 5s0=1 m， 所以 s0=0.2 m， 所以屋檐的高度为 h=s0+3s0+5s0+7s0=16s0=3.2 m。 (2)由 h= gt2得，滴水时间间隔为 T= s=0.2 s 第 - 5 - 页 共 7 页 答案：(1)3.2 m (2)0.2 s 8.(20 分)一个物体从 20 m 高处由静止开始做自由落体运动，已知 g=10 m/s2，求： (1)物体的下落时间。 (2)物体着地时的速度大小。 (3)物体下落一半的高度时的速度大小。 【解析】(1)由 s= gt2得 t= s=2 s。 (2)v=gt=10×2 m/s=20 m/s。 (3)由 v2=2g 得 v= m/s=10 m/s。 答案：(1)2 s (2)20 m/s (3)10 m/s 9.(6 分)(多选)跳伞运动员从 350 m 高空跳伞后， 开始一段时间由于伞没打开而做自由落体运 动， 伞张开(张开时间不计)后做加速度大小为 2 m/s2的匀减速直线运动， 到达地面的速度为 4 m/s，g=10 m/s2，则下列说法正确的是( ) A.跳伞运动员自由落体的下落高度约为 59 m B.跳伞运动员打开伞的速度约为 43 m/s C.跳伞运动员加速运动的时间约为 3.4 s D.跳伞运动员在 312 m 高处打开降落伞 【解析】 选 A、 C。 设自由落体运动的末速度为 v， 则有+=h， 代入数据解得 v34. 4 m/s， 则自由下落的高度 h1=59 m， 故 A 正确， B 错误 ； 加速运动的时间 t1= s3. 4 s，故 C 正确；自由落体的位移为 59 m，此时距离地面的高度为 h2=(350-59) m=291 m，故 D 错 误。 10.(6 分)(2019·泉州高一检测)一石块从 80 m 高的楼顶由静止自由落下，不计空气阻力，g 取 10 m/s2。关于石块的下落过程，下列说法中正确的是( ) A.石块经 4.0 s 落至地面 B.石块落至地面前瞬间的速度为 20 m/s 第 - 6 - 页 共 7 页 C.石块下落第 1 s 末的速度为 5 m/s D.石块第 1 s 内下落的高度为 10 m 【解析】 选 A。 由 h= gt2得石块落至地面的时间 t= s=4.0 s， A 正确 ； 由 =2gh 得石块落至地面前瞬间的速度 vt= m/s=40 m/s，B 错误；石块 下落第 1 s 末的速度 v1=gt1=10×1 m/s=10 m/s，C 错误；石块第 1 s 内下落的高度 h1= g= ×10×12 m=5 m，D 错误。 11.(6 分)(多选)如图所示，小球从竖直砖墙某位置由静止释放，用频闪照相机在同一底片上 多次曝光，得到了图中 1、2、3、4、5所示小球运动过程中每次曝光的位置。连续两次曝 光的时间间隔均为 T，每块砖的厚度为 d。根据图中的信息，下列判断正确的是( ) A.位置“1”是小球释放的初始位置 B.小球做匀加速直线运动 C.小球下落的加速度为 D.小球在位置“3”的速度为 【解析】选 B、C、D。由题图可知相邻时间间隔内通过的位移分别为 2d、3d、4d、5d，所以 小球做匀加速直线运动，则 B 正确；位置“1”不是小球释放的初始位置，则 A 错误；由位移 差 x=aT 2得小球下落的加速度为 a= ， 则 C 正确 ； 小球在位置 “3” 的速度为 v= =，则 D 正确。 第 - 7 - 页 共 7 页 12.(22 分)(2019·漳州高一检测)如图所示，水池正上方 P 点处有一小球，小球由 P 点开始做 自由落体运动经 t1=0.8 s 落入水中， 入水后做匀减速直线运动， 加速度大小为 16 m/s2， 到池底 的速度恰好为零。 (取 g=10 m/s2)求： (1)P 点到水面的高度。 (2)水池的深度 h2。 【解析】(1)P 点到水面的高度：h1= g=3.2 m (2)小球下落到水面时的速度 vm=gt1=8 m/s 在水池中减速运动，有：0-=-2ah2 h2= m=2 m 答案：(1)3.2 m (2)2 m