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1、课时素养评价八 自由落体运动一、选择题(本题共6小题，每题4分，共24分)1.地球表面附近的重力加速度大小约为9.8 m/s2，下列关于自由落体运动的说法中正确的是()A.物体在地球表面附近做自由落体运动过程中，每秒加速度增加约为9.8 m/s2B.自由落体运动是一种匀速运动C.物体刚下落时，速度为零但加速度不为零D.物体越重，下落得越快【解析】选C。自由下落过程，物体的加速度不变，故选项A错误；自由落体运动是初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动，故选项B错误；释放物体瞬间，物体速度为零，加速度为g，故选项C正确；重力加速度与物体的质量无关，重物与轻物下落一样快，故选项D错误。2.古希腊哲学
2、家亚里士多德认为，物体下落的快慢是由它们的重量大小决定的；近代物理学认为，在不计空气阻力的情况下，物体下落的快慢是由重力加速度决定的。关于自由落体中的重力加速度，正确的说法是()A.质量大的物体重力加速度大B.质量大的物体重力加速度小C.重力加速度表示自由落体运动速度变化的快慢D.重力加速度表示自由落体运动速度变化【解析】选C。重力加速度的大小与所处的位置有关，与物体的质量大小无关，故A、B错误；重力加速度是物体只受重力时产生的加速度，表示自由落体运动速度变化的快慢，而不是速度的变化，故C正确，D错误。3.一个物体做自由落体运动，则在物体下落的过程中()A.物体第2 s末的速度为10 m/sB
3、.物体第2 s内的平均速度为10 m/sC.物体前2 s内下落的高度为20 mD.物体第2 s内下落的高度是10 m【解析】选C。根据速度时间公式得：v=gt=20 m/s，故A错误；根据=求得：= m/s=15 m/s，故B错误；根据位移时间公式得：h=gt2=104 m=20 m，故C正确；由B得第2 s内的平均速度为15 m/s，根据h= t得：h=151 m=15 m，故D错误。4.某人估测一竖直枯井深度，从井口静止释放一石头并开始计时，经2 s听到石头撞击井底的声音，由此可知井深约为(不计声音传播时间，重力加速度g取10 m/s2)()A.10 mB.20 mC.30 mD.40 m
4、【解析】选B。h=gt2=1022 m，由此可知井深约为20 m。则B正确，A、C、D错误。5.物体从某一高度自由下落，第1 s 内通过了全程的一半，物体还要下落多长时间才会落地()A.1 sB.1.5 sC. sD.(-1) s【解析】选D。设物体自由落体运动的高度为h，t1=1 s，则=g，自由落体运动的总时间为t，故h=gt2，t= s，因此，物体下落1 s 后需再经过(-1) s才会落地，选项D正确。【总结提升】多个物体依次下落问题的处理方法(1)对从同一位置开始间隔相等时间，依次做自由落体运动的物体在空间形成不同间距的问题，可将若干个物体在某一时刻的排列情形等效成一个物体在不同时刻的
5、位置。(2)类似于做匀变速直线运动时，打点计时器打下的纸带，由此可用s=aT2、初速度为零的匀变速直线运动的比例式或平均速度法来求解。6.(2019福州高一检测)某科技馆中有一个展品，该展品放在较暗处。有一个不断均匀滴水的龙头(刚滴出的水滴速度为零)在平行光源的照射下，可以观察到一种奇特的现象：只要耐心地缓慢调节水滴下落的时间间隔，在适当的情况下，看到的水滴好像都静止在各自固定的位置不动(如图中A、B、C、D所示，右边数值的单位是cm)。要想出现这一现象，所用光源应满足的条件是(取g=10 m/s2)()A.普通白炽灯光源即可B.频闪发光，间隔时间为1.4 sC.频闪发光，间隔时间为0.14
6、sD.频闪发光，间隔时间为0.20 s【解析】选C。由图知h=0.2 m，利用h=gT2得T=0.14 s，则C正确，A、B、D错误。二、计算题(本题共2小题，共36分。要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要标明单位)7.(16分)屋檐每隔一定时间滴下一滴水，当第5滴正欲滴下时，第1滴刚好落到地面，而第3滴与第2滴分别位于高1 m的窗子的上、下沿，如图所示(g取10 m/s2)，求：(1)此屋檐离地面多高？(2)滴水的时间间隔是多少？【解题指南】解题时注意以下两点：(1)“每隔一定时间滴下一滴水”，故可将题图中的5滴水看作一滴水在不同时刻的频闪照片来处理。(2)利用自由落体的规律求高度。
7、【解析】方法一：利用基本规律求解。设屋檐离地面高为h，滴水间隔为 T，由公式h=gt2得第2滴水的位移h2=g(3T)2第3滴水的位移h3=g(2T)2由题意知：h2-h3=1 m屋檐距地面的高度h=g(4T)2由解得：T=0.2 s，h=3.2 m。方法二：用比例法求解。(1)初速度为零的匀加速直线运动在连续相等的时间间隔内的位移之比为s1s2s3sn=135(2n-1)由此可得相邻两水滴之间的间距从上到下依次为：s0，3s0，5s0，7s0由图可知，窗高为5s0，则5s0=1 m，所以s0=0.2 m，所以屋檐的高度为h=s0+3s0+5s0+7s0=16s0=3.2 m。(2)由h=gt
8、2得，滴水时间间隔为T= s=0.2 s答案：(1)3.2 m(2)0.2 s8.(20分)一个物体从20 m高处由静止开始做自由落体运动，已知g=10 m/s2，求：(1)物体的下落时间。(2)物体着地时的速度大小。(3)物体下落一半的高度时的速度大小。【解析】(1)由s=gt2得t= s=2 s。(2)v=gt=102 m/s=20 m/s。(3)由v2=2g得v= m/s=10 m/s。答案：(1)2 s(2)20 m/s(3)10 m/s9.(6分)(多选)跳伞运动员从350 m高空跳伞后，开始一段时间由于伞没打开而做自由落体运动，伞张开(张开时间不计)后做加速度大小为2 m/s2的匀
9、减速直线运动，到达地面的速度为4 m/s，g=10 m/s2，则下列说法正确的是()A.跳伞运动员自由落体的下落高度约为59 mB.跳伞运动员打开伞的速度约为43 m/sC.跳伞运动员加速运动的时间约为3.4 sD.跳伞运动员在312 m高处打开降落伞【解析】选A、C。设自由落体运动的末速度为v，则有+=h，代入数据解得v34.4 m/s，则自由下落的高度h1=59 m，故A正确，B错误；加速运动的时间t1= s3.4 s，故C正确；自由落体的位移为59 m，此时距离地面的高度为h2=(350-59) m=291 m，故D错误。10.(6分)(2019泉州高一检测)一石块从80 m高的楼顶由静
10、止自由落下，不计空气阻力，g取10 m/s2。关于石块的下落过程，下列说法中正确的是()A.石块经4.0 s落至地面B.石块落至地面前瞬间的速度为20 m/sC.石块下落第1 s末的速度为5 m/sD.石块第1 s内下落的高度为10 m【解析】选A。由h=gt2得石块落至地面的时间t= s=4.0 s，A正确；由=2gh得石块落至地面前瞬间的速度vt= m/s=40 m/s，B错误；石块下落第1 s末的速度v1=gt1=101 m/s=10 m/s，C错误；石块第1 s内下落的高度h1=g=1012 m=5 m，D错误。11.(6分)(多选)如图所示，小球从竖直砖墙某位置由静止释放，用频闪照相
11、机在同一底片上多次曝光，得到了图中1、2、3、4、5所示小球运动过程中每次曝光的位置。连续两次曝光的时间间隔均为T，每块砖的厚度为d。根据图中的信息，下列判断正确的是()A.位置“1”是小球释放的初始位置B.小球做匀加速直线运动C.小球下落的加速度为D.小球在位置“3”的速度为【解析】选B、C、D。由题图可知相邻时间间隔内通过的位移分别为2d、3d、4d、5d，所以小球做匀加速直线运动，则B正确；位置“1”不是小球释放的初始位置，则A错误；由位移差x=aT 2得小球下落的加速度为a=，则C正确；小球在位置“3”的速度为v=，则D正确。12.(22分)(2019漳州高一检测)如图所示，水池正上方P点处有一小球，小球由P点开始做自由落体运动经t1=0.8 s落入水中，入水后做匀减速直线运动，加速度大小为16 m/s2，到池底的速度恰好为零。(取g=10 m/s2)求：(1)P点到水面的高度。(2)水池的深度h2。【解析】(1)P点到水面的高度：h1=g=3.2 m(2)小球下落到水面时的速度vm=gt1=8 m/s在水池中减速运动，有：0-=-2ah2h2= m=2 m答案：(1)3.2 m(2)2 m