專(zhuān)題1-12 自由落體運(yùn)動(dòng)-高考物理100考點(diǎn)模擬題千題精練（解析版）

100考點(diǎn)最新模擬題千題精練1-12一．選擇題1.伽利略對(duì)“自由落體運(yùn)動(dòng)”和“運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系”的研究，開(kāi)創(chuàng)了科學(xué)實(shí)驗(yàn)和邏輯推理相結(jié)合的重要科學(xué)研究方法。圖（a）、（b）分別表示這兩項(xiàng)研究中實(shí)驗(yàn)和邏輯推理的過(guò)程，對(duì)這兩項(xiàng)研究，下列說(shuō)法正確的是A.圖（a）中先在傾角較小的斜面上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其目的是使時(shí)間測(cè)量更容易

B.圖（a）通過(guò)對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究，合理外推得出小球在斜面上做勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)

C.圖（b）中完全沒(méi)有摩擦阻力的斜面是實(shí)際存在的，實(shí)驗(yàn)可實(shí)際完成

D.圖（b）的實(shí)驗(yàn)為“理想實(shí)驗(yàn)”，通過(guò)邏輯推理得出物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來(lái)維持【參考答案】AD實(shí)際中沒(méi)有摩擦力的斜面并不存在，故該實(shí)驗(yàn)無(wú)法實(shí)際完成，故C錯(cuò)誤；

伽利略用抽象思維、數(shù)學(xué)推導(dǎo)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法得到物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來(lái)維持，故D正確。

本題考查了伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)和力與運(yùn)動(dòng)關(guān)系的研究，了解其研究過(guò)程中的物理思想與物理的方法。2.伽利略在研究自由落體運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的時(shí)候，為了排除物體自由下落的速度v隨著下落高度位移大小是均勻變化即，k是個(gè)常數(shù)的可能性，設(shè)計(jì)了如下的理想實(shí)驗(yàn)：在初速度為零的勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)中，因?yàn)槭街斜硎酒骄俣?，而，如果成立的?huà)，那么，必有，即為常數(shù)竟然是與h無(wú)關(guān)的常數(shù)，這顯然與常識(shí)相矛盾于是，可以排除速度v是隨著下落高度h均勻變化的可能性關(guān)于伽利略這個(gè)理想實(shí)驗(yàn)中的邏輯及邏輯用語(yǔ)，你做出的評(píng)述是A.全部正確 B.式錯(cuò)誤

C.式錯(cuò)誤 D.式以后的邏輯錯(cuò)誤【參考答案】B本題關(guān)鍵是明確自由落體運(yùn)動(dòng)的定義、規(guī)律，了解伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的研究過(guò)程．3.如圖所示，在一個(gè)桌面上方有三個(gè)金屬小球a、b、c，離桌面高度分別為：：：2：1，若先后順次釋放a、b、c，三球剛好同時(shí)落到桌面上，不計(jì)空氣阻力，則A.三者到達(dá)桌面時(shí)的速度之比是：：1

B.三者運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比為3：2：1

C.b與a開(kāi)始下落的時(shí)間差小于c與b開(kāi)始下落的時(shí)間差

D.b與a開(kāi)始下落的時(shí)間差大于c與b開(kāi)始下落的時(shí)間差【參考答案】AC【名師解析】設(shè)，則由，得：得到達(dá)桌面時(shí)的速度之比：：：：：1，故A正確；由得三者運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比：：：：：：1，故B錯(cuò)誤；b與a開(kāi)始下落時(shí)間差為：與b開(kāi)始下落時(shí)間差為：，故，故C正確，D錯(cuò)誤；三個(gè)小球均做自由落體運(yùn)動(dòng)，則由自由落體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律得出通式，則可求得各項(xiàng)比值．

自由落體運(yùn)動(dòng)由于是初速度為零的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，在公式應(yīng)用中有一定的便利，故一般會(huì)在過(guò)程上有些復(fù)雜，解題時(shí)要注意過(guò)程的分析．4.（2018浙江金麗衢12校聯(lián)考）伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)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(guò)程，對(duì)這一過(guò)程的分析，下列說(shuō)法正確的是A．該實(shí)驗(yàn)中將自由落體運(yùn)動(dòng)改為在斜面上運(yùn)動(dòng)的設(shè)計(jì)思想是為了位移比較容易測(cè)量B．其中的甲圖是實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，丁圖是經(jīng)過(guò)合理的外推得到的結(jié)論C．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D．在該實(shí)驗(yàn)中，如果用質(zhì)量更大的小球做實(shí)驗(yàn)，可使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯【參考答案】B5．（江西師范大學(xué)附屬中學(xué)2018屆高三最后一卷）如圖所示，在水平線(xiàn)OO′某豎直平面內(nèi)，距地面高度為h，一條長(zhǎng)為L(zhǎng)(L＜h)的輕繩兩端分別系小球A和B，小球A在水平線(xiàn)OO′上，豎直向上的外力作用在A上，A和B都處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)從OO′上另一點(diǎn)靜止釋放小球1，當(dāng)小球1下落至與小球B等高位置時(shí)，從OO′上靜止釋放小球A和小球2，小球2在小球1的正上方。則下列說(shuō)法正確的是（）A.小球1將與小球B同時(shí)落地B.在小球B下落過(guò)程中，輕繩對(duì)B的拉力豎直向上C.h越大，小球A與小球B的落地時(shí)間差越大D.在小球1落地前，小球1與2之間的距離隨時(shí)間的增大而增大【參考答案】D【參考答案】【點(diǎn)睛】小球1、2以及AB兩球均做自由落體運(yùn)動(dòng)，由位移公式列出它們的距離與時(shí)間關(guān)系的表達(dá)式即可正確解答.6.（2018·洛陽(yáng)聯(lián)考)一根輕質(zhì)細(xì)線(xiàn)將2個(gè)薄鐵墊片A、B連接起來(lái)，一同學(xué)用手固定B，此時(shí)A、B間距為3L，A距地面為L(zhǎng)，如圖所示。由靜止釋放A、B，不計(jì)空氣阻力，且A、B落地后均不再?gòu)椘稹拈_(kāi)始釋放到A落地歷時(shí)t1，A落地前的瞬時(shí)速率為v1，從A落地到B落在A上歷時(shí)t2，B落在A上前的瞬時(shí)速率為v2，則()A．t1>t2 B.t1＝t2C．v1∶v2＝1∶2 D．v1∶v2＝1∶3【參考答案】.BC7.（2017.11.浙江選考題）雜技運(yùn)動(dòng)在訓(xùn)練時(shí)的照片如圖所示，有一小球自由落下，落到水平桌面后反彈，如此數(shù)次落下和反彈。若規(guī)定豎直向下為正方向，碰撞時(shí)間不計(jì)，空氣阻力不計(jì)，則下列v-t圖像中正確的是（）【參考答案】.B【名師解析】小球自由落下，落到水平桌面后反彈，速度變?yōu)樨?fù)值，v-t圖像中正確的是圖B。8.（2018浙江名校協(xié)作體聯(lián)考）近年來(lái)高樓墜物事故頻發(fā)，若將高樓墜物視為自由落體運(yùn)動(dòng)，下列圖像能基本反映高樓墜物下落時(shí)各物理量變化規(guī)律的是()【參考答案】.C【名師解析】將高樓墜物視為自由落體運(yùn)動(dòng)，則其加速度為重力加速度（恒定值），其加速度圖象應(yīng)該為平行橫軸的直線(xiàn)，速度圖象為過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線(xiàn)，位移圖象應(yīng)該是拋物線(xiàn)，所以圖像C能基本反映高樓墜物下落時(shí)各物理量變化規(guī)律。9.（2017.4.浙江選考題）拿一個(gè)長(zhǎng)約1.5m的玻璃筒，一端封閉，另一端有開(kāi)關(guān)，把金屬片和小羽毛放到玻璃筒里。把玻璃筒倒立過(guò)來(lái)，觀察它們下落的情況。然后把玻璃筒里的空氣抽出，再把玻璃筒倒立過(guò)來(lái)，再次觀察它們下落的情況。下列說(shuō)法正確的是A．玻璃筒充滿(mǎn)空氣時(shí)，金屬片和小羽毛下落一樣快B．玻璃筒充滿(mǎn)空氣時(shí)，金屬片和小羽毛均做自由落體運(yùn)動(dòng)C．玻璃筒抽出空氣后，金屬片和小羽毛下落—樣快D．玻璃筒抽出空氣后，金屬片比小羽毛下落快【參考答案】.C10.(2018·江西九江聯(lián)考)伽利略在研究自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)，做了如下的實(shí)驗(yàn)：他讓一個(gè)銅球從阻力很小(可忽略不計(jì))的斜面上由靜止開(kāi)始滾下，并且做了上百次。假設(shè)某次實(shí)驗(yàn)伽利略是這樣做的：在斜面上任取三個(gè)位置A、B、C，讓小球分別由A、B、C滾下，如圖所示。A、B、C與斜面底端的距離分別為s1、s2、s3，小球由A、B、C運(yùn)動(dòng)到斜面底端的時(shí)間分別為t1、t2、t3，小球由A、B、C運(yùn)動(dòng)到斜面底端時(shí)的速度分別為v1、v2、v3。則下列關(guān)系式中正確，并且是伽利略用來(lái)證明小球沿光滑斜面向下運(yùn)動(dòng)是勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的是()A．v1＝v2＝v3 B.eq\f(v1,t1)＝eq\f(v2,t2)＝eq\f(v3,t3)C．s1－s2＝s2－s3 D.eq\f(s1,t12)＝eq\f(s2,t22)＝eq\f(s3,t32)【名師解析】.D【名師解析】球在斜面上三次運(yùn)動(dòng)的位移不同，末速度一定不同，選項(xiàng)A錯(cuò)誤。由v＝at可得，a＝eq\f(v,t)，三次下落中的加速度相同，故關(guān)系式正確，但不是當(dāng)時(shí)伽利略用來(lái)證明時(shí)所用的結(jié)論，選項(xiàng)B錯(cuò)誤。由題圖及運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律可知，s1－s2>s2－s3，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可知s＝eq\f(1,2)at2，故a＝eq\f(2s,t2)，三次運(yùn)動(dòng)中位移與時(shí)間平方的比值一定為定值，伽利略正是用這一規(guī)律說(shuō)明小球沿光滑斜面向下運(yùn)動(dòng)為勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)D正確。11．（2018石家莊名校聯(lián)考）蹦床運(yùn)動(dòng)要求運(yùn)動(dòng)員在一張繃緊的彈性網(wǎng)上蹦起、騰空并做空中運(yùn)動(dòng)。為了測(cè)量運(yùn)動(dòng)員躍起的高度，訓(xùn)練時(shí)可在彈性網(wǎng)上安裝壓力傳感器，利用傳感器記錄彈性網(wǎng)所受的壓力，并在計(jì)算機(jī)上作出壓力—時(shí)間圖像，假如作出的圖像如圖所示。設(shè)運(yùn)動(dòng)員在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)可視為質(zhì)點(diǎn)，則運(yùn)動(dòng)員躍起的最大高度是(g取10m/s2)()A．1.8m B.3.6mC．5.0m D．7.2m【參考答案】.C二．計(jì)算題1.（15分）一水池水深H＝0.8m。現(xiàn)從水面上方h＝0.8m高處由靜止釋放一質(zhì)量為m＝0.1kg的硬質(zhì)球體，測(cè)得球體從釋放到落至水池底部用時(shí)t＝0.6s。已知球體直徑遠(yuǎn)小于水池深度，不計(jì)空氣及水的阻力，取g＝10m/s2。(1)通過(guò)計(jì)算判斷球體在水中做什么運(yùn)動(dòng)？(2)從水面上方多高處?kù)o止釋放小球，才能使小球落至池底所用時(shí)間最短？1.【名師解析】(1)設(shè)小球落至水面所用時(shí)間為t1，在水中運(yùn)動(dòng)做勻變速運(yùn)動(dòng)，加速度為a，則h＝eq\f(1,2)gt12v＝gt1H＝v(t－t1)＋eq\f(1,2)a(t－t1)2解得a＝0，則小球在水中做勻速運(yùn)動(dòng)。(2)設(shè)釋放點(diǎn)距水面距離為s，則ts＝eq\r(\f(2s,g))vs＝eq\r(2gs)t′＝eq\r(\f(2s,g))＋eq\f(H,\r(2gs))由數(shù)學(xué)知識(shí)知，當(dāng)eq\r(\f(2s,g))＝eq\f(H,\r(2gs))時(shí)t′最小，即s＝eq\f(H,2)＝0.4m。2．在一次低空跳傘演練中，當(dāng)直升機(jī)懸停在離地面224m高處時(shí)，傘兵離開(kāi)飛機(jī)做自由落體運(yùn)動(dòng)．運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后，打開(kāi)降落傘，展傘后傘兵以12.5m/s2的加速度勻減速下降．為了傘兵的安全，要求傘兵落地速度最大不得超過(guò)5m/s.(g取10m/s2)求：(1)傘兵展傘時(shí)，離地面的高度至少為多少？著地時(shí)相當(dāng)于從多高處自由落下？(2)傘兵在空中的最短時(shí)間為多少？【參考答案】：(1)99m1.25m(2)8.6s以5m/s的速度落地相當(dāng)于從h1高處自由落下，即v2＝2gh1解得h1＝eq\f(v2,2g)＝eq\f(52,20)m＝1.25m(2)設(shè)傘兵在空中的最短時(shí)間為t，則有v0＝gt1解得t1＝eq\f(v0,g)＝eq\f(50,10)s＝5st2＝eq\f(v－v0,a)＝eq\f(5－50,－12.5)s＝3.6s故t＝t1＋t2＝(5＋3.6)s＝8.6s.3.（2018·湖南省衡陽(yáng)聯(lián)考）2013年12月15日“嫦娥三號(hào)”探測(cè)器成功實(shí)現(xiàn)“月面軟著陸”。若著陸的最后階段可簡(jiǎn)化為三個(gè)過(guò)程：①探測(cè)器從月球表面附近高為H處開(kāi)始勻減速豎直下落至靜止；②懸停（即處于靜止?fàn)顟B(tài)）；③自由下落至月球表面。為了保證探測(cè)器的安全，要求探測(cè)器到達(dá)月球表面的速度不能超過(guò)vm，月球表面附近的重力加速度為g0，探測(cè)器在減速過(guò)程中每秒鐘消耗的燃料為△m=pa+q(a為探測(cè)器下降的加速度大小，p、q為大于零的常數(shù))。忽略探測(cè)器因消耗燃料而引起的質(zhì)量變化。（1）求探測(cè)器懸停位置距月球表面的最大高度hm。（2）若在（1）中懸停最大高度hm不變的情況下，為使探測(cè)器減速下降過(guò)程中消耗的燃料質(zhì)量最少，則該過(guò)程中探測(cè)器的加速度為多大？最低消耗燃料的質(zhì)量m為多少？【名師解析】.（1）在“嫦娥三號(hào)”探測(cè)器自由下落到月球表面的過(guò)程中，由vm2=2g0hm，解得：hm=又消耗燃料的質(zhì)量m=△mt=(pa+q)=(p+)由上式可知：當(dāng)p=時(shí)即時(shí)，所消耗的然料最少。最低消耗燃料的質(zhì)量m=(p+)=2=2.。4.（2014·全國(guó)新課標(biāo)理綜II）2012年10月，奧地利極限運(yùn)動(dòng)員奧克斯·鮑威加特納乘氣球升至約39km的高空后跳下，經(jīng)過(guò)4分20秒到達(dá)距地面約1.5km的高度處，打開(kāi)降落傘并成功落地，打破了跳傘運(yùn)動(dòng)的多項(xiàng)世界紀(jì)錄。取重力加速度的大小g=10m/s2。（1）若忽略空氣阻力，求運(yùn)動(dòng)員從靜止開(kāi)始下落至1.5km高度處所需的時(shí)間及其在此處速度的大小。（2）實(shí)際上物體在空氣中運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)受到