2022年秋高中物理 第2章 勻變速直線運(yùn)動的研究 5 自由落體運(yùn)動 6 伽利略對自由落體運(yùn)動的研究課時作業(yè) 新人教版必修1

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1、2022年秋高中物理 第2章 勻變速直線運(yùn)動的研究 5 自由落體運(yùn)動 6 伽利略對自由落體運(yùn)動的研究課時作業(yè) 新人教版必修1 基礎(chǔ)夯實(shí) 一、選擇題(1、2題為單選題，3～5題為多選題) 1．(浙江省杭州五縣七校2016～2017學(xué)年高一上學(xué)期聯(lián)考)唐代大詩人李白的“飛流直下三千尺，疑是銀河落九天”描述了廬山瀑布的美景。如果三尺為1m，則水落到地面的速度約為(設(shè)初速度為零，忽略空氣阻力)(　B　) A．100m/s B．140m/s C．200m/s D．300m/s 解析：下落高度h＝1000m，由v2＝2gh得v＝140m/s，B項(xiàng)正確。 2．在大棗紅了的時候，幾

2、個小朋友正在大棗樹下用石塊投向棗樹，若某個小朋友從看到石塊擊中棗樹樹枝到聽到大棗的落地聲最少需要0.7s，估算一下這棵棗樹的高度至少是(　B　) A．1.5m B．2.5m C．5m D．7m 解析：紅棗從樹枝上脫落可認(rèn)為做自由落體運(yùn)動，下落時間t＝0.7s，根據(jù)h＝gt2，h≈2.5m，所以樹高至少2.5m，選項(xiàng)B正確。 3．(廣東省實(shí)驗(yàn)中學(xué)2017～2018學(xué)年高一上學(xué)期期中)伽利略對自由落體的研究，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，對這一過程的分析，下列說法正確的是(　AC　) A．其中的丙圖是實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，丁圖是經(jīng)過合理的外推得到的結(jié)論

3、 B．其中的丁圖是實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，甲圖是經(jīng)過合理的外推得到的結(jié)論 C．運(yùn)用甲圖的實(shí)驗(yàn)，可“沖淡”重力的作用，使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯 D．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 解析：伽利略研究自由落體運(yùn)動時，由于當(dāng)時的條件所限，不能直接對自由落體運(yùn)動進(jìn)行研究，而是采取通過斜面實(shí)驗(yàn)，來“沖淡”重力的作用，使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯，然后外推的方法得到的，選項(xiàng)BD錯誤，選項(xiàng)AC正確。 4．下圖中可以表示物體做自由落體運(yùn)動的是(　BC　) 解析：自由落體運(yùn)動的速度公式為v＝gt，可知t＝0時v＝0，且v與t成正比，故A錯誤，B正確。自由落體運(yùn)動的加速度恒為g，故C正確。由自由落體運(yùn)動的位移公

4、式x＝gt2可知，x與t2成正比關(guān)系，故D錯誤。 5．甲、乙兩物體的質(zhì)量之比為1︰2，甲、乙兩物體所在的位置高度之比為2︰1，它們各自做自由落體運(yùn)動，則(　AD　) A．落地時的速度之比是︰1 B．落地時的速度之比是1︰1 C．下落過程中的加速度之比是1︰2 D．下落過程所用時間之比是︰1 解析：兩物體的自由落體加速度都是g，根據(jù)v2＝2gh和h＝gt2可知v1︰v2＝︰1，t1︰t2＝︰1，故選項(xiàng)A、D正確，B、C錯誤。 二、非選擇題 6．頻閃攝影是研究變速運(yùn)動常用的實(shí)驗(yàn)手段，在暗室中，照相機(jī)的快門處于常開狀態(tài)，頻閃儀每隔一定時間發(fā)出一次短暫的強(qiáng)列閃光，照亮運(yùn)動的物體，于

5、是膠片上記錄了物體在幾個閃光時刻的位置。右圖是小球自由下落時的頻閃照片的一部分，如果通過這幅照片測量自由落體加速度約為10.00m/s2。則頻閃儀每隔__0.05____s閃光一次。小球在圖片中最上方的位置時具有的速度為__1.85____m/s。(計算結(jié)果小數(shù)點(diǎn)后保留兩位) 解析：由Δh＝gT2得T＝＝0.05s 由h＝v0t＋gt2，從最上方到最下方位置有 0．57＝v0×0.2＋×10×0.22得 v0＝1.85m/s 7．在青少年科技發(fā)明大賽中，有一個同學(xué)根據(jù)老鼠沿直線運(yùn)動的習(xí)性發(fā)明了電子捕鼠器，其原理是利用光電管控制鼠籠下落的電源，當(dāng)老鼠頭部遮擋光電管時鼠籠開始做自由落體運(yùn)

6、動。同時啟動數(shù)字毫秒計記錄老鼠身體通過光電管的時間。鼠籠的開口向下，可將老鼠扣在籠中，如圖所示。假設(shè)老鼠垂直光電管發(fā)出的紅光做勻速直線運(yùn)動，其身長約為l＝20cm，數(shù)字毫秒計記錄的時間為Δt＝0.10s，鼠籠的A端與光電管豎直對齊，鼠籠的下端距離地面高度h＝0.2m，則鼠籠長度AB至少多長才能成功將老鼠捕獲？(g取10m/s2，忽略老鼠尾巴長度) 答案：0.4m 解析：鼠的運(yùn)動速度v＝＝2m/s 鼠籠從切斷電源至落到地面用時間為t，h＝gt2 代入數(shù)據(jù)解得：t＝0.2s 則鼠籠的長度至少為L＝vt＝0.4m。 能力提升 一、選擇題(1題為單選題，2～4題為多選題) 1

7、.如圖，是木星的一個衛(wèi)星—木衛(wèi)1上面的珞璣火山噴發(fā)的情景。經(jīng)觀測火山噴發(fā)出巖塊上升高度可達(dá)250km，每一塊石頭的留空時間為1000s。已知在距離木衛(wèi)1表面幾百千米的范圍內(nèi)，木衛(wèi)1的重力加速度g木衛(wèi)可視為常數(shù)，而且在木衛(wèi)1上沒有大氣，則據(jù)此可求出g木衛(wèi)與地球表面重力加速度g(g＝10m/s2)的關(guān)系是(　C　) A．g木衛(wèi)＝g B．g木衛(wèi)＝g C．g木衛(wèi)＝g D．g木衛(wèi)＝g 解析：一塊石頭的留空時間為1000s，石頭上升或下落時間為500s，根據(jù)h＝g木衛(wèi)t2，解得g木衛(wèi)＝2m/s2，C正確。 2．俄羅斯“能源”火箭航天集團(tuán)專家稱，人類能在20年后飛往火星。若一物體從火星表面豎直向

8、上拋出(不計氣體阻力)時的x－t圖象如圖所示，則(　AC　) A．該火星表面的重力加速度為1.6m/s2 B．該物體上升的時間為10s C．該物體被拋出時的初速度為8m/s D．該物體落到火星表面時的速度為16m/s 解析：由圖可知物體上升的最大高度為20m，上升時間為5s，由h＝gt2得g＝1.6m/s2，A對B錯。v＝gt＝8m/s，C對D錯。 3．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其正下方的盤子里，調(diào)整水龍頭，讓前一滴水滴到盤子而聽到聲音時，后一滴恰好離開水龍頭。從第1次聽到水擊盤聲時開始計時，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

9、到盤子的高度差為h，即可算出重力加速度。設(shè)人耳能區(qū)別兩個聲音的時間間隔為0.1s，聲速為340m/s，g取10m/s2，則(　BD　) A．水龍頭距人耳的距離至少為34m B．水龍頭距盤子的距離至少為0.05m C．重力加速度的計算式為 D．重力加速度的計算式為 解析：從自由落體運(yùn)動位移公式出發(fā)進(jìn)行分析。只要相鄰兩滴水滴下的時間間隔超過0.1s，人耳就能分辨出兩滴水的擊盤聲，而與水龍頭距人耳的距離無關(guān)(只要人耳能夠聽到聲音)。在0.1s內(nèi)，水滴下落的距離h＝gt＝×10×0.12m＝0.05m，即水龍頭距盤子的距離至少應(yīng)為0.05m，故A錯，B對；n次響聲對應(yīng)(n－1)個水滴下落后用

10、的時間，所以一個水滴下落時間為t1＝，由h＝gt得，g＝＝h，故C錯，D正確。 4．(河南省鄭州一中2016～2017學(xué)年高一上學(xué)期期中)科技館中的一個展品如圖所示，在較暗處有一個不斷均勻滴水的水龍頭，在一種特殊的間歇閃光燈的照射下，若調(diào)節(jié)間歇閃光時間間隔正好與水滴從A下落到B的時間相同，可以看到一種奇特的現(xiàn)象，水滴似乎不再下落，而是象固定在圖中的A、B、C、D四個位置不動，對出現(xiàn)的這種現(xiàn)象，下列描述正確的是(g＝10m/s2)(　BC　) A．水滴在下落過程中通過相鄰兩點(diǎn)之間的時間滿足tAB

11、xBC ∶xCD＝1 ∶3 ∶5 D．水滴在各點(diǎn)速度之比滿足vB ∶vC ∶vD＝1 ∶4 ∶9 解析：由題目描述的物理情景可知：光源為間歇發(fā)光，發(fā)光間隔可由h＝gt2求出。 則0.1＝×10×t2得t＝0.1s，A錯B對，由初速為零的勻變速運(yùn)動規(guī)律可判C對D錯。 二、非選擇題 5．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，小球經(jīng)過第一層到達(dá)地面的時間t1＝0.2s，重力加速度g取10m/s2，不計空氣阻力。 (1)求小球下球過程中，通過第一層的平均速度大??； (2)求斜塔離地面的總高

12、度h。 答案：(1)34m/s　(2)61.25m 解析：(1)＝＝34m/s (2)設(shè)小球到達(dá)第一層時的速度為v1，則有 h1＝v1t1＋gt，得v1＝ 代入數(shù)據(jù)得v1＝33m/s 塔頂離第一層的高度h2＝＝54.45m 所以塔的總高度h＝h1＋h2＝61.25m 6.(福建師大附中2016～2017學(xué)年高一上學(xué)期期中)風(fēng)洞是能人工產(chǎn)生和控制氣流，以模擬飛行器或物體周圍氣體的流動，并可量度氣流對物體的作用以及觀察物理現(xiàn)象的一種管道狀實(shí)驗(yàn)設(shè)備。某學(xué)習(xí)小組開展風(fēng)洞研究性學(xué)習(xí)活動，如圖所示，在長為L＝1.44m的豎直玻璃管中加豎直向上的風(fēng)力，甲球從上管口正上方以速度v0＝4m/s進(jìn)

13、入玻璃管，經(jīng)過時間t＝0.4s從下管口落出。當(dāng)甲球進(jìn)入玻璃管的同時，在玻璃管旁、距離上管口h＝0.5m處，乙球開始做自由落體運(yùn)動，g取10m/s2。求： (1)甲球在玻璃管中運(yùn)動的加速度； (2)在甲球離開下管口前，若能追上乙球，求追上時乙球運(yùn)動的位移，若不能追上，求兩球間的最小距離。 答案：(1)－2m/s2　(2)能追上　0.14m 解析：(1)根據(jù)位移時間公式可得L＝v0t＋at2，代入數(shù)據(jù)解得：a＝－2m/s2； (2)設(shè)經(jīng)過時間t′，甲球追上乙球，則：甲通過的位移為s甲＝v0t′＋at′2，乙通過的位移為s乙＝gt′2，s甲＝s乙＋h，代入數(shù)據(jù)解得：t′＝s或0.5s(舍)，則甲能追上乙，追上時乙球運(yùn)動的位移為：s乙＝0.14m。