2024-2025學(xué)年新教材高中物理第二章勻變速直線運(yùn)動的研究4自由落體運(yùn)動課時作業(yè)含解析新人教版必修第一冊

PAGEPAGE7課時作業(yè)8自由落體運(yùn)動時間：45分鐘一、單項(xiàng)選擇題1．在物理學(xué)的發(fā)展歷程中，下面的哪位科學(xué)家首先建立了平均速度、瞬時速度和加速度等概念用來描述物體的運(yùn)動，并首先采納了試驗(yàn)檢驗(yàn)猜想和假設(shè)的科學(xué)方法，把試驗(yàn)和邏輯推理和諧地結(jié)合起來，從而有力地推動了人類科學(xué)的發(fā)展(B)A．亞里士多德 B．伽利略C．牛頓 D．愛因斯坦解析：伽利略之前的科學(xué)躑躅于泥途荒灘，伽利略創(chuàng)立了一套科學(xué)方法后，近代科學(xué)的大門從今打開，此后牛頓建立了經(jīng)典物理的基礎(chǔ)，愛因斯坦建立了狹義和廣義相對論，可謂，大師輩出，經(jīng)典如云．2．甲球的重力是乙球的5倍，甲和乙從同一高度同時釋放，不考慮空氣阻力，則(A)A．兩球同時落地 B．甲球先落地C．乙球先落地 D．無法確定解析：在不考慮空氣阻力的狀況下，輕重物體下落得一樣快．3．關(guān)于伽利略對自由落體運(yùn)動的探討，下列說法中正確的是(C)A．伽利略認(rèn)為在同一地點(diǎn)，重的物體和輕的物體下落快慢不同B．伽利略猜想運(yùn)動速度與下落時間成正比，并干脆用試驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證C．伽利略通過數(shù)學(xué)推演并利用小球在斜面上的運(yùn)動驗(yàn)證了位移與時間的平方成正比D．伽利略利用小球在斜面上的運(yùn)動驗(yàn)證了運(yùn)動速度與位移成正比4.從發(fā)覺狀況到實(shí)行相應(yīng)行動經(jīng)過的時間叫反應(yīng)時間，兩位同學(xué)合作，用刻度尺可測得人的反應(yīng)時間．如圖(1)所示，甲握住尺的上端，乙在尺的下部作握尺的打算(但不與尺接觸)，當(dāng)看到甲放開手時，乙馬上握住尺．若乙作握尺打算時，手指位置如圖(2)所示，而握住尺時的位置如圖(3)所示，由此測得乙的反應(yīng)時間約為(B)A．2.0s B．0.30sC．0.10s D．0.04s解析：依據(jù)自由落體運(yùn)動規(guī)律x＝eq\f(1,2)gt2得，反應(yīng)時間t＝eq\r(\f(2x,g))，將x＝(60.00－20.00)cm＝0.40m,g＝9.8m/s2，代入得，t＝eq\r(\f(2×0.40,9.8))s≈0.30s，故選項(xiàng)B正確．5．滴水法測重力加速度的過程是這樣的：讓水龍頭的水一滴一滴地滴在正下方的盤子里，調(diào)整水龍頭，讓前一滴水滴到盤子而聽到聲音時，后一滴水恰好離開水龍頭，測出n次聽到水擊盤聲的總時間為t，用刻度尺量出水龍頭到盤子的高度差為h，即可算出重力加速度．設(shè)人耳區(qū)分兩個聲音的時間間隔為0.1s，聲音傳播的速度為340m/s，則(D)A．水龍頭距人耳的距離至少為34mB．水龍頭距盤子的距離至少為34mC．重力加速度的計(jì)算式為eq\f(2hn2,t2)D．重力加速度的計(jì)算式為eq\f(2hn－12,t2)解析：由于人耳能區(qū)分兩個聲音的時間差為0.1s，因此兩滴水落到盤子的時間差必需不小于0.1s，則水龍頭距盤子的距離至少為h＝eq\f(1,2)gt2＝0.05m．它與水龍頭距人耳的距離無關(guān)．因?yàn)椴还苋硕嗨堫^多近或多遠(yuǎn)，時間差都由水滴落到盤子的時間差確定．當(dāng)聽到n次聲音時，事實(shí)上的時間間隔為(n－1)次，則h＝eq\f(1,2)geq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(t,n－1)))2，g＝eq\f(2hn－12,t2).二、多項(xiàng)選擇題6．從某高度先后由靜止釋放兩個相同的小球甲和乙，若兩球被釋放的時間間隔為1s，在不計(jì)空氣阻力的狀況下，它們在空中運(yùn)動的過程中(BC)A．甲、乙兩球的距離越來越大，甲、乙兩球的速度之差越來越大B．在相等的時間內(nèi)甲、乙兩球速度的改變量相等C．甲、乙兩球的距離越來越大，甲、乙兩球的速度之差保持不變D．甲、乙兩球的距離始終保持不變，甲、乙兩球的速度之差保持不變解析：Δh＝eq\f(1,2)g(t＋1)2－eq\f(1,2)gt2＝gt＋eq\f(1,2)g,Δh隨t增大．Δv＝g(t＋1)－gt＝g，與t無關(guān)，保持不變．7．關(guān)于自由落體運(yùn)動的加速度g，下列說法正確的是(AB)A．同一地點(diǎn)輕重不同的物體的g值一樣大B．北京地面的g值比上海地面的g值略大C．g值在地面任何地方都一樣D．g值在赤道處大于在南北兩極處解析：在同一地點(diǎn)g值相同，在地球表面緯度越高，g值越大，故選項(xiàng)A、B正確．8．如圖所示，有一根長L＝5m的鐵鏈懸掛在某樓頂上，樓中有一窗口，窗口上沿離鐵鏈的懸點(diǎn)H＝25m．當(dāng)鐵鏈從靜止起先下落后始終保持豎直，不計(jì)空氣阻力，g取10m/s2，則(AD)A．鐵鏈的下端A下落到窗口的上沿B時，鐵鏈的速度大小為20m/sB．若鐵鏈經(jīng)過整個窗口用了t＝0.3s的時間，窗口的高度h為0.45mC．若上升懸點(diǎn)的高度，鐵鏈經(jīng)過整個窗口所用時間變長D．若上升懸點(diǎn)的高度，鐵鏈經(jīng)過整個窗口所用時間變短解析：依據(jù)v2＝2g(H－L)得v＝eq\r(2gH－L)m/s＝20m/s，故A正確；接著下落的過程有L＋h＝vt＋eq\f(1,2)gt2＝(20×0.3＋eq\f(1,2)×10×0.09)m＝6.45m，所以h＝6.45m－L＝1.45m，故B錯誤；若上升懸點(diǎn)的高度，速度v變大，由上式可知鐵鏈經(jīng)過整個窗口所用時間t變短，故C錯誤，D正確．三、非選擇題9．某同學(xué)用圖甲所示裝置測量重力加速度g，所用溝通電頻率為50Hz.在所選紙帶上取某點(diǎn)為0號計(jì)數(shù)點(diǎn)，然后每3個點(diǎn)取一個計(jì)數(shù)點(diǎn)，全部測量數(shù)據(jù)及其標(biāo)記符號如圖乙所示．該同學(xué)用兩種方法處理數(shù)據(jù)(T為相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時間間隔)：方法A：由g1＝eq\f(x2－x1,T2)，g2＝eq\f(x3－x2,T2)…g5＝eq\f(x6－x5,T2)，取平均值eq\x\to(g)＝8.667m/s2；方法B：由g1＝eq\f(x4－x1,3T2)，g2＝eq\f(x5－x2,3T2)，g3＝eq\f(x6－x3,3T2)，取平均值eq\x\to(g)＝8.673m/s2.從數(shù)據(jù)處理方法看，在x1、x2、x3、x4、x5、x6中，對試驗(yàn)結(jié)果起作用的，方法A中有x1、x6或37.5_mm、193.5_mm；方法B中有x1、x2、x3、x4、x5、x6或37.5_mm、69.0_mm、100.5_mm、131.5_mm、163.0_mm、193.5_mm.因此，選擇方法B(選填“A”或“B”)更合理，這樣可以削減試驗(yàn)的偶然(選填“系統(tǒng)”或“偶然”)誤差．本試驗(yàn)誤差的主要來源有阻力(空氣阻力、振動的阻力、限位孔的阻力、復(fù)寫紙的阻力等)，溝通電頻率波動，長度測量，數(shù)據(jù)處理方法等(試舉出兩條)．解析：方法A的實(shí)質(zhì)：eq\x\to(g)＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(x2－x1,T2)＋\f(x3－x2,T2)＋…＋\f(x6－x5,T2)))/5＝eq\f(x6－x1,5T2)方法B的實(shí)質(zhì)：eq\x\to(g)＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(x4－x1,3T2)＋\f(x5－x2,3T2)＋\f(x6－x3,3T2)))/3＝eq\f(x4＋x5＋x6－x1＋x2＋x3,9T2)故方法A中2個數(shù)據(jù)起作用，方法B中6個數(shù)據(jù)起作用．10．一次消防演習(xí)時，一位從火災(zāi)中逃命的“小孩”從12樓的窗口跌下．設(shè)每層樓高3m，消防隊(duì)員離該幢樓底層約10m，看到狀況起跑的反應(yīng)時間為1.2s，若這位消防隊(duì)員恰能趕到樓下接住“小孩”，那么他跑動的速度至少是多少？(g取10m/s2)解析：12層樓共高h(yuǎn)＝11×3m＝33m，下落時間t1＝eq\r(\f(2h,g))＝eq\r(\f(2×33,10))s≈2.57s，人跑動時間t2＝t1－t反＝2.57s－1.2s＝1.37s，人跑動的最小速度v＝eq\f(s,t2)＝eq\f(10,1.37)m/s≈7.3m/s答案：7.3m/s11．比薩斜塔是世界建筑史上的一大奇跡．如圖所示，已知斜塔第一層離地面的高度h1＝6.8m，為了測量塔的總高度，在塔頂無初速度釋放一個小球，小球從第一層頂部到達(dá)地面的時間為t1＝0.2s．求：(重力加速度g取10m/s2，不計(jì)空氣阻力)(1)求小球下落過程中，通過第一層的平均速度大?。?2)求斜塔離地面的總高度h.解析：(1)小球通過第一層的平均速度eq\x\to(v)＝eq\f(h1,t1)＝34m/s.(2)設(shè)小球到達(dá)第一層頂部時的速度為v1，則有h1＝v1t1＋eq\f(1,2)gteq\o\al(2,1)代入數(shù)據(jù)得v1＝33m/s，塔頂離第一層頂部的高度h2＝eq\f(v\o\al(2,1),2g)＝54.45m所以塔的總高度h＝h1＋h2＝61.25m.答案：(1)34m/s(2)61.25m12．伽利略用一刻有光滑凹槽的長木板做成一個斜面，讓小銅