2024-2025學(xué)年新教材高中物理第2章勻變速直線運動的研究5.1自由落體運動練習(xí)含解析魯科版必修第一冊

PAGE7-第5節(jié)自由落體運動課時1自由落體運動考點1自由落體運動特點1.(2024·湖北武穴一中高一周測)(多選)如圖2-5-1-1所示,拿一個長約1.5m的玻璃管,一端封閉,另一端有開關(guān),把金屬片和一小羽毛放到玻璃管中,把玻璃管倒過來,視察它們下落的狀況;然后把玻璃管中的空氣抽出來形成近真空,再把玻璃管倒過來,再次視察它們的下落狀況,下列說法正確的是()。圖2-5-1-1A.未抽氣時,金屬片和羽毛下落得一樣快B.未抽氣時,金屬片比羽毛下落得快C.抽氣后,金屬片和羽毛下落得一樣快D.抽氣后,金屬片比羽毛下落得快答案：BC解析：未抽氣時,因為金屬片和羽毛都受空氣阻力,而羽毛自身重力與阻力相當(dāng),其下落較慢,故B正確;沒有空氣阻力時,兩物體下落的加速度相同,都是重力加速度,它們下落得一樣快,故C正確。2.(2024·湖北浠水一中月考)(多選)一塊方磚和一小團棉花同時從同一高度下落,總是方磚先落地,這是因為()。A.方磚比棉花團重B.棉花團受到的阻力比方磚受到的阻力大C.棉花團受到的阻力和其自身重力相當(dāng)D.方磚受到的阻力比其自身重力小許多答案：CD解析：當(dāng)物體受到阻力時,物體下落的加速度取決于自身重力與其受到阻力的大小,自重比阻力大得越多,物體下落得越快,故C、D正確。3.(2024·湖北監(jiān)利一中周測)關(guān)于自由落體運動的加速度g,下列說法正確的是()。A.重的物體g值大B.同一地點,輕、重物體的g值同樣大C.g值在地球上任何地方都一樣大D.赤道處的g值比兩極的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樣,g值反映了地球?qū)ξ矬w吸引的本事,是由地球自身確定的,與下落物體無關(guān),在同一位置的g值是相同的,故B正確,A、C錯誤。赤道處的g值比兩極的g值小,故D錯誤。4.(2024·山東萊蕪一中周測)(多選)一個做自由落體運動的物體,若選豎直向上為正方向,則圖2-5-1-2中關(guān)于下落速度v隨時間t變更的圖像以及加速度a隨時間t變更的圖像,正確的是()。圖2-5-1-2答案：BD解析：自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動,B、D正確。5.(2024·湖北麻城一中期中)如圖2-5-1-3所示是小球做自由落體運動時的頻閃照片示意圖,頻閃儀每隔0.04s閃光一次。截取照片中的一段,將第一個球位置記為坐標(biāo)原點O(圖中未標(biāo)出),圖中數(shù)字是與第一個小球之間的距離,單位是cm。請回答下列問題:圖2-5-1-3(1)假如要通過這幅圖片測量自由落體加速度,可采納的方法是()。A.利用h=gt2B.利用Δs=gt2,求平均值計算出重力加速度C.利用做勻加速直線運動物體中間時刻的速度等于平均速度,求出各點的速度,然后利用速度—時間圖像求重力加速度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：分析圖片中數(shù)據(jù)知,小球相鄰的位置之間的距離分別為x1=2.4cm、x2=3.9cm、x3=5.4cm、x4=7.1cm,方法A偶然誤差較大,A錯誤;x2-x1≈x3-x2≈x4-x3≈1.5cm,說明自由落體運動是勻加速直線運動,能用勻變速直線運動的規(guī)律進行處理,知B、C、D正確。(2)通過圖片供應(yīng)的數(shù)據(jù),計算出的重力加速度g=m/s2。

答案：9.69解析：利用分組逐差法得g=x4+x3-x2-x146.(2024·青島一中二模)物理小組的同學(xué)用如圖2-5-1-4甲所示的試驗裝置測定重力加速度,試驗器材有:底座、帶有標(biāo)尺的豎直桿、光電門1和2組成的光電計時器(其中光電門1更靠近小球釋放點)、小球釋放器(可使小球無初速度釋放)、網(wǎng)兜。試驗時可用兩光電門測量小球從光電門1運動至光電門2的時間t,并從豎直桿上讀出兩光電門間的距離h。圖2-5-1-4(1)運用游標(biāo)卡尺測量小球的直徑如圖2-5-1-4乙所示,則小球直徑為cm。

答案：1.165解析：游標(biāo)卡尺讀數(shù)為整數(shù)+精度×格數(shù)(以毫米為單位)。(2)變更光電門1的位置,保持光電門2的位置不變,小球經(jīng)過光電門2的速度為v,不考慮空氣阻力,小球的加速度為重力加速度g,則h、t、g、v四個物理量之間的關(guān)系為h=。

答案：vt-12gt解析：從光電門1到2的過程中,用逆向思維的方法列出位移表達式為h=vt+12(-g)t2=vt-12gt(3)依據(jù)試驗數(shù)據(jù)作出ht-t圖線,若圖線斜率的肯定值為k,依據(jù)圖線可求出重力加速度大小為答案：2k解析：由(2)可推導(dǎo)出ht-t之間的函數(shù)關(guān)系為ht=v-12gt,可知k=12g,所以考點2自由落體運動的探究7.(2024·山東泰安一中月考)(多選)在探討小球自由落體運動過程中,伽利略的思想和設(shè)想可以用如圖2-5-1-5所示中甲、乙、丙進行說明。下列關(guān)于此試驗說法正確的是()。圖2-5-1-5A.伽利略建立了平均速度、瞬時速度和加速度等運動學(xué)概念B.伽利略通過數(shù)學(xué)運算得到x∝t2,認為小球是做勻加速直線運動C.伽利略通過牛頓其次定律得出小球是做勻加速直線運動D.伽利略合理外推,認為斜面傾角接近90°時,小球沿斜面運動接近自由落體運動答案：ABD解析：由物理學(xué)史知A正確;伽利略認為自然界的規(guī)律是最簡潔的,并通過數(shù)學(xué)運算推導(dǎo)出x∝t2是符合簡潔原則的,得出小球做勻加速直線運動,B正確;伽利略時期牛頓運動定律還沒有建立,C錯誤;伽利略合理外推,認為自由落體運動是勻加速直線運動,D正確。8.(2024·山東試驗中學(xué)月考)伽利略在《兩種新科學(xué)的對話》一書中,提出了猜想:物體沿斜面下滑是一種勻變速直線運動,同時他還進行試驗并驗證了該猜想。某試驗小組依據(jù)伽利略描述的試驗方案,設(shè)計了如圖2-5-1-6所示的裝置,探究物體沿斜面下滑是否是做勻變速直線運動。試驗操作步驟如下:①讓滑塊從離擋板某一距離s處由靜止沿某一傾角為θ的斜面下滑,并同時打開裝置中的閥門,使水箱中的水流到量筒中;②當(dāng)滑塊遇到擋板的同時關(guān)閉閥門(假設(shè)水流勻稱穩(wěn)定);③記錄下量筒收集的水量V;④變更滑塊起始位置離擋板的距離,重復(fù)以上操作;⑤測得的數(shù)據(jù)見表格。圖2-5-1-6序號123456s/m4.53.93.02.11.50.9V/mL9084625240(1)該試驗利用量筒中收集的水量來表示()。A.水箱中水的體積 B.水從水箱中流出的速度C.滑塊下滑的時間 D.滑塊下滑的位移答案：C解析：關(guān)于初速度為零的勻變速直線運動,位移與時間的二次方成正比,由于水是勻稱穩(wěn)定地流出,水的體積和時間成正比,所以量筒中收集的水量可以間接地表示時間,故C正確。(2)小組同學(xué)漏填了第3組數(shù)據(jù),試驗正常,你估計這組的水量V=mL;若保持傾角θ不變,增大滑塊質(zhì)量,則相同的距離s,水量V將(選填“增大”“不變”或“減小”);若保持滑塊質(zhì)量不變,增大傾角θ,則相同的s,水量V將(選填“增大”“不變”或“減小”)。

答案：74(72~76均正確)不變減小解析：因為水是勻稱流出的,流出水的體積與時間成正比,即V=kt,故可以用流出水的體積表示時間,故第三組水量約為74mL。當(dāng)角度不變時,物體下滑的加速度不變,物體下滑的時間不變,知水量不變;當(dāng)角度增大時,物體下滑的加速度增大,下滑的時間變短,水量減小。(3)下面說法中不屬于該試驗誤差來源的是()。A.水從水箱中流出不夠穩(wěn)定B.滑塊起先下滑和起先流水不同步C.選用的斜面不夠光滑D.選用了內(nèi)徑較大的量筒答案：C解析：本試驗誤差的主要來源有:水從水箱中流出不夠穩(wěn)定,還可能來源于距離測量的不精確,滑塊起先下滑和起先流水不同步,選用了內(nèi)徑較大的量筒。(4)如圖2-5-1-7所示,伽利略在自由落體運動的探討中,其科學(xué)探討方法的核心是()。圖2-5-1-7A.把提出問題和大膽猜想結(jié)合起來B.把提出問題和試驗探討結(jié)合起來C.把試驗探討和邏輯推理聯(lián)系起來D.把試驗探討和大膽猜想聯(lián)系起來答案：C解析：伽利略在本試驗中的科學(xué)探討方法核心是把試驗探討與邏輯推理聯(lián)系起來。9.(2024·湖北潛江周測)在學(xué)習(xí)物理學(xué)問的同時,還應(yīng)當(dāng)學(xué)習(xí)探討問題的思想和方法,從肯定意義上說,后一點甚至更重要。宏大的物理學(xué)家伽利略的探討方法對于后來的科學(xué)探討具有重大的啟蒙意義和指導(dǎo)作用。伽利略探討物體下落規(guī)律的過程是()。A.猜想——問題——數(shù)學(xué)推理——試驗驗證——合理外推——得出結(jié)論B.問題——猜想——試驗驗證——數(shù)學(xué)推理——合理外推——得出結(jié)論C.問