2019-2020年新教材高中物理 课时分层作业5 匀变速直线运动实例——自由落体运动（含解析）鲁科

课时分层作业(五)(时间：40分钟分值：100分)[合格基础练]一、选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分)1．伽利略对自由落体运动的研究是科学实验和逻辑思维的完美结合，如图所示，可大致表示其实验和思维的过程，对这一过程的分析，下列说法正确的是()A．甲、乙、丙、丁图都是实验现象B．丁图是实验现象，甲、乙、丙图是经过合理的外推得到的结论C．运用丁图的实验，可“放大”重力的作用，使实验现象更明显D．运用甲图的实验，可“冲淡”重力的作用，使实验现象更明显D[甲、乙、丙三个图都是实验现象，采用斜面的目的是“冲淡”重力的作用，使实验现象更明显，采用不同倾角的斜面，是为了观察小球运动的规律，形成外推的实验基础，丁图是在甲、乙、丙图的基础上经过合理的外推得到的结论，选项D正确．]2．物体从某一高度自由下落，第1s内就通过了全程的一半，物体还要下落多少时间才会落地()A．1sB．1.5sC．2sD．(2－1)sD[利用自由落体运动的位移时间关系式h＝12gt2知，物体通过全程所需时间为t1＝2hg，自开始至通过全程的一半所需时间为t2＝hg＝1s，物体还要下落的时间Δt＝t1－t2＝(2－1)hg＝(2－1)s，故D正确．]3．下面能正确表示做自由落体运动的物体下落的速度v随时间t变化的图象的是()ABCDB[自由落体运动的速度随时间的变化规律满足公式v＝gt，其中加速度g是常数，则速度v与时间t成正比，其速度—时间图象应该是一条过原点的倾斜直线，选项B正确，其他选项均错．]4．一物体从离地H高处自由下落，经过时间t落地，则当它下落t2时，离地的高度为()A．14HB．12HC．34HD.45HC[根据自由落体运动的位移规律可得：H＝12gt2，它下落t2的位移为h＝12gt22，此时，物体离地的高度H0＝H－h＝34H，选项C正确．]5．(多选)关于自由落体运动，下列说法正确的是()A．自由落体运动是竖直方向上的匀加速直线运动B．竖直方向上的位移只要满足s1∶s2∶s3∶…＝1∶4∶9∶…的运动就是自由落体运动C．自由落体运动在开始连续的三个2s内的路程之比为1∶3∶5D．自由落体运动在开始连续的三个1s末的速度之比为1∶3∶5AC[自由落体运动是竖直方向上的匀加速直线运动，A正确；自由落体运动从开始下落起，位移之比s1∶s2∶s3∶…＝1∶4∶9∶…，但位移之比是1∶4∶9∶…的运动不一定是自由落体运动，所以B不正确；自由落体运动适用于初速度为零的匀加速直线运动的所有规律，所以C正确，D不正确．]6．某同学在实验室做了如图所示的实验，铁质小球被电磁铁吸附，断开电磁铁的电源，小球自由下落，已知小球的直径为0.5cm，该同学从计时器上读出小球通过光电门的时间为1.00×10－3s，g取10m/s2，则小球开始下落的位置距光电门的距离h为()A．1mB．1.25mC．0.4mD．1.5mB[小球通过光电门的时间很短，这段时间内的平均速度可看成瞬时速度，v＝st＝5m/s，由自由落体运动规律可知h＝v22g＝1.25m，B正确．]二、非选择题(14分)7．一个物体从20米高处由静止开始做自由落体运动，已知g＝10m/s2，求：(1)物体的下落时间；(2)物体着地时的速度大小；(3)物体下落高度的一半时的速度大小．[解析](1)由s＝12gt2得t＝2sg＝2×2010s＝2s.(2)v＝gt＝10×2m/s＝20m/s.(3)v′2＝2gs2得v′＝gs＝20×10m/s＝102m/s.[答案](1)2s(2)20m/s(3)102m/s[等级过关练]一、选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分)1．伽利略以前的学者认为，物体越重，下落越快．伽利略等一些物理学家否定了这种看法．在一高塔顶端同时释放一片羽毛和一个玻璃球，玻璃球先于羽毛到达地面，这主要是因为()A．它们的质量不同B．它们的密度不同C．它们的材料不同D．它们所受的空气阻力的影响不同D[羽毛下落时空气阻力不能忽略，玻璃球下落时空气阻力可以忽略．当物体初速度为零，只受重力或空气阻力相对重力忽略不计时，其运动可视为自由落体运动．玻璃球先于羽毛到达地面，这主要是因为羽毛受到的空气阻力不能忽略，故D正确．]2．(多选)有一直升机停在200m高的空中静止不动，有一乘客从窗口每隔1s由静止释放一个钢球，则关于钢球在空中的排列情况，下列说法正确的是()A．相邻钢球间距离相等B．越靠近地面，相邻钢球间的距离越大C．在落地前，早释放的钢球速度总是比晚释放的钢球速度大D．早释放的钢球落地时的速度大BC[由v∝t知，下落时间越长速度越大；由s∝t2知，下落的时间越长，下落的高度越大，又因为物体的运动速度越大，相等时间内发生的位移越大，所以越靠近地面，钢球间距离越大；又因为钢球从同样高度释放，虽然释放顺序不同，落地先后不同，但在空中运动的时间相等，故落地时的速度也相同．B、C正确．]3．一石块从楼房阳台边缘向下做自由落体运动到达地面，把它在空中运动的时间分为相等的三段，如果它在第一段时间内的位移是1.2m，那么它在第三段时间内的位移是()A．1.2mB．3.6mC．6.0mD．10.8mC[初速度为零的做匀加速直线运动的石块，从静止开始在连续相等时间内的位移之比为s1∶s2∶s3∶…∶sn＝1∶3∶5∶…∶(2n－1)，得s3＝5s1＝6.0m．]4．如图所示，水龙头开口A处的直径d1＝2cm，A离地面B的高度h＝80cm，当水龙头打开时，从A处流出的水流速度v1＝1m/s，在空中形成一完整的水流束，不计空气阻力．则该水流束在地面B处的截面直径d2约为(g取10m/s2)()A．2cmB．0.98cmC．4cmD．应大于2cm，但无法计算B[水流由A到B做匀加速直线运动，由v2B－v21＝2gh可得：vB＝17m/s，由单位时间内通过任意横截面的水的体积均相等，可得：v1·Δt·14πd21＝vB·Δt·14πd22，解得：d2≈0.98cm，故B正确．]二、非选择题(本题共2小题，共26分)5．(13分)一个物体从空中A点做自由落体运动，经过空中B点时速度为v2，物体落到地面C点时速度为v.已知B点离地面的高度h＝15m，g取10m/s2，求：(1)物体落到地面C点时的速度v的大小；(2)物体在空中运动的时间t；(3)A点与地面C点的高度H.[解析](1)由B点到C点，v2－v22＝2gh，代入数据解得v＝20m/s.(2)根据v＝gt，可得物体在空中运动的总时间为：t＝vg＝2s.(3)根据v2＝2gH根据H＝12gt2也可，可得H＝v22g＝20m.[答案](1)20m/s(2)2s(3)20m6．(13分)如图所示，悬挂的直杆AB长为a，在B端以下h处有一长为b的无底圆柱筒CD，若将悬线剪断，问：(1)直杆下端B穿过圆柱筒的时间是多少？(2)整个直杆AB穿过圆柱筒的时间是多少？[解析](1)直杆下端B下落到C(下落h)开始进入圆柱筒，当直杆下端B下落到D(下落h＋b)时穿出圆柱筒．由s＝12gt2得t＝2sg则B端下落到C点所需时间为t1＝2hgB端下落到D点所需时间t2＝2h＋bg则直杆下端B穿过圆柱筒的时间是Δt1＝t2－t1＝2h＋bg－2hg.(2)整个直杆AB穿过圆柱筒，从B下落到C点(自由下落h)起到A下落到D点(自由下落h＋a＋b)止同理可得整个直杆AB穿过圆柱筒的时间是Δt2＝2h＋a＋bg－2hg.[答案](1)2h＋bg－2hg(2)2h＋a＋bg－2hg