高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題1.12 自由落體運(yùn)動(dòng)千題精練

1、專題1.12 自由落體運(yùn)動(dòng)一選擇題1. 伽利略對(duì)“自由落體運(yùn)動(dòng)”和“運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系”的研究，開創(chuàng)了科學(xué)實(shí)驗(yàn)和邏輯推理相結(jié)合的重要科學(xué)研究方法。圖（a）、（b）分別表示這兩項(xiàng)研究中實(shí)驗(yàn)和邏輯推理的過程，對(duì)這兩項(xiàng)研究，下列說法正確的是a. 圖（a）中先在傾角較小的斜面上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其目的是使時(shí)間測(cè)量更容易b. 圖（a）通過對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究，合理外推得出小球在斜面上做勻變速直線運(yùn)動(dòng)c. 圖（b）中完全沒有摩擦阻力的斜面是實(shí)際存在的，實(shí)驗(yàn)可實(shí)際完成d. 圖（b）的實(shí)驗(yàn)為“理想實(shí)驗(yàn)”，通過邏輯推理得出物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來維持【參考答案】ad實(shí)際中沒有摩擦力的斜面并不存在，故該實(shí)驗(yàn)無法實(shí)際完成，故c錯(cuò)誤

2、；伽利略用抽象思維、數(shù)學(xué)推導(dǎo)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法得到物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來維持，故d正確。本題考查了伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)和力與運(yùn)動(dòng)關(guān)系的研究，了解其研究過程中的物理思想與物理的方法。2.伽利略在研究自由落體運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的時(shí)候，為了排除物體自由下落的速度v隨著下落高度位移大小是均勻變化即，k是個(gè)常數(shù)的可能性，設(shè)計(jì)了如下的理想實(shí)驗(yàn)：在初速度為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)中，因?yàn)槭街斜硎酒骄俣?，而，如果成立的話，那么，必有，即為常?shù)竟然是與h無關(guān)的常數(shù)，這顯然與常識(shí)相矛盾于是，可以排除速度v是隨著下落高度h均勻變化的可能性關(guān)于伽利略這個(gè)理想實(shí)驗(yàn)中的邏輯及邏輯用語，你做出的評(píng)述是a. 全部正確b. 式錯(cuò)誤c. 式

3、錯(cuò)誤d. 式以后的邏輯錯(cuò)誤【參考答案】b本題關(guān)鍵是明確自由落體運(yùn)動(dòng)的定義、規(guī)律，了解伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的研究過程3.如圖所示，在一個(gè)桌面上方有三個(gè)金屬小球a、b、c，離桌面高度分別為：2：1，若先后順次釋放a、b、c，三球剛好同時(shí)落到桌面上，不計(jì)空氣阻力，則a. 三者到達(dá)桌面時(shí)的速度之比是：1b. 三者運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比為3：2：1c. b與a開始下落的時(shí)間差小于c與b開始下落的時(shí)間差d. b與a開始下落的時(shí)間差大于c與b開始下落的時(shí)間差【參考答案】ac【名師解析】設(shè)，則由，得：得到達(dá)桌面時(shí)的速度之比：1，故a正確；由得三者運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比：1，故b錯(cuò)誤；b與a開始下落時(shí)間差為：與b開始下落時(shí)間差

4、為：，故，故c正確，d錯(cuò)誤；三個(gè)小球均做自由落體運(yùn)動(dòng)，則由自由落體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律得出通式，則可求得各項(xiàng)比值自由落體運(yùn)動(dòng)由于是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，在公式應(yīng)用中有一定的便利，故一般會(huì)在過程上有些復(fù)雜，解題時(shí)要注意過程的分析4.（2018浙江金麗衢12校聯(lián)考）伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究，是科學(xué)實(shí)驗(yàn)和邏輯思維的完美結(jié)合。如圖所示，可大致表示其實(shí)驗(yàn)和思維的過程，對(duì)這一過程的分析，下列說法正確的是a該實(shí)驗(yàn)中將自由落體運(yùn)動(dòng)改為在斜面上運(yùn)動(dòng)的設(shè)計(jì)思想是為了位移比較容易測(cè)量b其中的甲圖是實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，丁圖是經(jīng)過合理的外推得到的結(jié)論c運(yùn)用丁圖的實(shí)驗(yàn)，可“放大”重力的作用，使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯d在該實(shí)驗(yàn)中，如果用質(zhì)量更

5、大的小球做實(shí)驗(yàn)，可使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯【參考答案】b5（江西師范大學(xué)附屬中學(xué)2018屆高三最后一卷）如圖所示，在水平線oo某豎直平面內(nèi)，距地面高度為h，一條長(zhǎng)為l(lh)的輕繩兩端分別系小球a和b，小球a在水平線oo上，豎直向上的外力作用在a上，a和b都處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)從oo上另一點(diǎn)靜止釋放小球1，當(dāng)小球1下落至與小球b等高位置時(shí)，從oo上靜止釋放小球a和小球2，小球2在小球1的正上方。則下列說法正確的是（ ）a. 小球1將與小球b同時(shí)落地b. 在小球b下落過程中，輕繩對(duì)b的拉力豎直向上c. h越大，小球a與小球b的落地時(shí)間差越大d.在小球1落地前，小球1與2之間的距離隨時(shí)間的增大而增大【參考答案

6、】 d【參考答案】【點(diǎn)睛】小球1、2以及ab兩球均做自由落體運(yùn)動(dòng)，由位移公式列出它們的距離與時(shí)間關(guān)系的表達(dá)式即可正確解答.6.（2018·洛陽聯(lián)考)一根輕質(zhì)細(xì)線將2個(gè)薄鐵墊片a、b連接起來，一同學(xué)用手固定b，此時(shí)a、b間距為3l，a距地面為l，如圖所示。由靜止釋放a、b，不計(jì)空氣阻力，且a、b落地后均不再?gòu)椘稹拈_始釋放到a落地歷時(shí)t1，a落地前的瞬時(shí)速率為v1，從a落地到b落在a上歷時(shí)t2，b落在a上前的瞬時(shí)速率為v2，則()at1>t2 b.t1t2cv1v212 dv1v213【參考答案】. bc7. （2017.11.浙江選考題）雜技運(yùn)動(dòng)在訓(xùn)練時(shí)的照片如圖所示，有一小球

7、自由落下，落到水平桌面后反彈，如此數(shù)次落下和反彈。若規(guī)定豎直向下為正方向，碰撞時(shí)間不計(jì)，空氣阻力不計(jì)，則下列v-t圖像中正確的是（ ）【參考答案】.b【名師解析】小球自由落下，落到水平桌面后反彈，速度變?yōu)樨?fù)值，v-t圖像中正確的是圖b。8.（2018浙江名校協(xié)作體聯(lián)考）近年來高樓墜物事故頻發(fā)，若將高樓墜物視為自由落體運(yùn)動(dòng)，下列圖像能基本反映高樓墜物下落時(shí)各物理量變化規(guī)律的是 ( ) 【參考答案】.c【名師解析】將高樓墜物視為自由落體運(yùn)動(dòng)，則其加速度為重力加速度（恒定值），其加速度圖象應(yīng)該為平行橫軸的直線，速度圖象為過原點(diǎn)的傾斜直線，位移圖象應(yīng)該是拋物線，所以圖像c能基本反映高樓墜物下落時(shí)各物理

8、量變化規(guī)律。9.（2017.4.浙江選考題）拿一個(gè)長(zhǎng)約1.5m的玻璃筒，一端封閉，另一端有開關(guān)，把金屬片和小羽毛放到玻 璃筒里。把玻璃筒倒立過來，觀察它們下落的情況。然后把玻璃筒里的空氣抽出，再把玻璃筒倒立過來，再次觀察它們下落的情況。下列說法正確的是a玻璃筒充滿空氣時(shí)，金屬片和小羽毛下落一樣快b玻璃筒充滿空氣時(shí)，金屬片和小羽毛均做自由落體運(yùn)動(dòng)c玻璃筒抽出空氣后，金屬片和小羽毛下落樣快d玻璃筒抽出空氣后，金屬片比小羽毛下落快【參考答案】.c 10.(2018·江西九江聯(lián)考)伽利略在研究自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)，做了如下的實(shí)驗(yàn)：他讓一個(gè)銅球從阻力很小(可忽略不計(jì))的斜面上由靜止開始滾下，并且做了

9、上百次。假設(shè)某次實(shí)驗(yàn)伽利略是這樣做的：在斜面上任取三個(gè)位置a、b、c，讓小球分別由a、b、c滾下，如圖所示。a、b、c與斜面底端的距離分別為s1、s2、s3，小球由a、b、c運(yùn)動(dòng)到斜面底端的時(shí)間分別為t1、t2、t3，小球由a、b、c運(yùn)動(dòng)到斜面底端時(shí)的速度分別為v1、v2、v3。則下列關(guān)系式中正確，并且是伽利略用來證明小球沿光滑斜面向下運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng)的是()av1v2v3 b.cs1s2s2s3 d.【名師解析】.d【名師解析】球在斜面上三次運(yùn)動(dòng)的位移不同，末速度一定不同，選項(xiàng)a錯(cuò)誤。由vat可得，a，三次下落中的加速度相同，故關(guān)系式正確，但不是當(dāng)時(shí)伽利略用來證明時(shí)所用的結(jié)論，選項(xiàng)b錯(cuò)誤

10、。由題圖及運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律可知，s1s2>s2s3，選項(xiàng)c錯(cuò)誤。由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可知sat2，故a，三次運(yùn)動(dòng)中位移與時(shí)間平方的比值一定為定值，伽利略正是用這一規(guī)律說明小球沿光滑斜面向下運(yùn)動(dòng)為勻變速直線運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)d正確。11（2018石家莊名校聯(lián)考）蹦床運(yùn)動(dòng)要求運(yùn)動(dòng)員在一張繃緊的彈性網(wǎng)上蹦起、騰空并做空中運(yùn)動(dòng)。為了測(cè)量運(yùn)動(dòng)員躍起的高度，訓(xùn)練時(shí)可在彈性網(wǎng)上安裝壓力傳感器，利用傳感器記錄彈性網(wǎng)所受的壓力，并在計(jì)算機(jī)上作出壓力時(shí)間圖像，假如作出的圖像如圖所示。設(shè)運(yùn)動(dòng)員在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)可視為質(zhì)點(diǎn)，則運(yùn)動(dòng)員躍起的最大高度是(g取10 m/s2)()a1.8 m b.3.6 mc5.0 m d7.2 m【參考答案】

11、.c二計(jì)算題1.（15分） 一水池水深h0.8 m。現(xiàn)從水面上方h0.8 m高處由靜止釋放一質(zhì)量為m0.1 kg的硬質(zhì)球體，測(cè)得球體從釋放到落至水池底部用時(shí)t0.6 s。已知球體直徑遠(yuǎn)小于水池深度，不計(jì)空氣及水的阻力，取g10 m/s2。(1)通過計(jì)算判斷球體在水中做什么運(yùn)動(dòng)？(2)從水面上方多高處?kù)o止釋放小球，才能使小球落至池底所用時(shí)間最短？1.【名師解析】(1)設(shè)小球落至水面所用時(shí)間為t1，在水中運(yùn)動(dòng)做勻變速運(yùn)動(dòng)，加速度為a，則hgt12 vgt1hv(tt1)a(tt1)2解得a0，則小球在水中做勻速運(yùn)動(dòng)。(2)設(shè)釋放點(diǎn)距水面距離為s，則ts vst由數(shù)學(xué)知識(shí)知，當(dāng)時(shí)t最小，即s0.4

12、m。2在一次低空跳傘演練中，當(dāng)直升機(jī)懸停在離地面224 m高處時(shí)，傘兵離開飛機(jī)做自由落體運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后，打開降落傘，展傘后傘兵以12.5 m/s2的加速度勻減速下降為了傘兵的安全，要求傘兵落地速度最大不得超過5 m/s.(g取10 m/s2)求：(1)傘兵展傘時(shí)，離地面的高度至少為多少？著地時(shí)相當(dāng)于從多高處自由落下？(2)傘兵在空中的最短時(shí)間為多少？【參考答案】：(1)99 m1.25 m(2)8.6 s以5 m/s的速度落地相當(dāng)于從h1高處自由落下，即v22gh1解得h1 m1.25 m(2)設(shè)傘兵在空中的最短時(shí)間為t，則有v0gt1解得t1 s5 st2 s3.6 s故tt1t2(53

13、.6) s8.6 s.3.（2018·湖南省衡陽聯(lián)考）2013年12月15日“嫦娥三號(hào)”探測(cè)器成功實(shí)現(xiàn)“月面軟著陸”。若著陸的最后階段可簡(jiǎn)化為三個(gè)過程：探測(cè)器從月球表面附近高為h處開始勻減速豎直下落至靜止；懸停（即處于靜止?fàn)顟B(tài)）；自由下落至月球表面。為了保證探測(cè)器的安全，要求探測(cè)器到達(dá)月球表面的速度不能超過vm，月球表面附近的重力加速度為g0，探測(cè)器在減速過程中每秒鐘消耗的燃料為m=pa+q(a為探測(cè)器下降的加速度大小，p、q為大于零的常數(shù))。忽略探測(cè)器因消耗燃料而引起的質(zhì)量變化。（1）求探測(cè)器懸停位置距月球表面的最大高度hm。（2）若在（1）中懸停最大高度hm不變的情況下，為使探測(cè)

14、器減速下降過程中消耗的燃料質(zhì)量最少，則該過程中探測(cè)器的加速度為多大？最低消耗燃料的質(zhì)量m為多少？【名師解析】.（1）在“嫦娥三號(hào)”探測(cè)器自由下落到月球表面的過程中，由vm2=2g0hm，解得：hm =又消耗燃料的質(zhì)量m=mt=(pa+q) =(p+) 由上式可知：當(dāng)p=時(shí) 即時(shí)，所消耗的然料最少 。最低消耗燃料的質(zhì)量m=(p+)=2= 2 .。 4.（2014·全國(guó)新課標(biāo)理綜ii） 2012年10月，奧地利極限運(yùn)動(dòng)員奧克斯·鮑威加特納乘氣球升至約39km的高空后跳下，經(jīng)過4分20秒到達(dá)距地面約1.5km的高度處，打開降落傘并成功落地，打破了跳傘運(yùn)動(dòng)的多項(xiàng)世界紀(jì)錄。取重力加速度的大小g=10m/s2。（1）若忽略空氣阻力，求運(yùn)動(dòng)員從靜止開始下落至1.5km高度處所需的時(shí)間及其在此處速度的大小。（2）實(shí)際上物體在空氣中運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)受到空氣的阻力，高速運(yùn)動(dòng)時(shí)所受阻力的大小可近似表示為f=kv2,其中v為速率，k為阻力系數(shù)，其數(shù)值與物體的形狀、橫截面積及空氣密度有關(guān)，已知該運(yùn)動(dòng)員在某段時(shí)間內(nèi)高速下落的vt圖像如題1-5圖所示，若該運(yùn)動(dòng)員和所有裝備的總質(zhì)量m=100kg，試估算該運(yùn)動(dòng)員在達(dá)