2018版 第2章 第2節(jié) 自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律 學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng)8_第1頁(yè)
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第頁(yè)學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng)(八)(建議用時(shí):45分鐘)[學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)]1.月球上沒(méi)有空氣,若宇航員在月球上將羽毛和石塊從同一高度處同時(shí)由靜止釋放,則()A.羽毛先落地 B.石塊先落地C.它們同時(shí)落地 D.它們不可能同時(shí)落地【解析】羽毛和石塊在月球上下落時(shí)不受空氣阻力影響,下落時(shí)的加速度相同,所以它們同時(shí)落地,C正確.【答案】C2.從發(fā)現(xiàn)情況到采取相應(yīng)行動(dòng)經(jīng)過(guò)的時(shí)間叫反應(yīng)時(shí)間,兩位同學(xué)合作,用刻度尺可測(cè)得人的反應(yīng)時(shí)間:如圖2-2-7甲所示,A握住尺的上端,B在尺的下部做握尺的準(zhǔn)備(但不與尺接觸),當(dāng)看到A放開(kāi)手時(shí),B立即握住尺,若B做握尺準(zhǔn)備時(shí),手指位置如圖乙所示,而握住尺時(shí)的位置如圖丙所示,由此測(cè)得B同學(xué)的反應(yīng)時(shí)間約為()圖2-2-7A.2.0s B.0.3sC.0.10s D.0.4s【解析】反應(yīng)時(shí)間就是刻度尺自由下落的時(shí)間,應(yīng)用自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律即可求解,根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律s=eq\f(1,2)gt2得反應(yīng)時(shí)間t=eq\r(\f(2s,g)),將s=(60.00-20.00)cm=0.40m,g取9.8m/s2代入得t=eq\r(\f(2×0.40,9.8))s≈0.3s,B正確.【答案】B3.一個(gè)物體從某一高度做自由落體運(yùn)動(dòng),已知它最后1s內(nèi)的位移為15m(g取10m/s2),則它開(kāi)始下落時(shí)距地面的高度為()A.31.25m B.11.25mC.20m D.25m【解析】設(shè)物體下落總用時(shí)為t,則最后一秒內(nèi)的位移Δh=eq\f(1,2)gt2-eq\f(1,2)g(t-1)2,代入數(shù)據(jù)求得t=2s,故物體下落時(shí)距地面的高度h=eq\f(1,2)gt2=20m,C正確.【答案】C4.如圖2-2-8所示,伽利略為了研究自由落體的規(guī)律,將落體實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為著名的沿斜面運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn),當(dāng)時(shí)利用斜面做實(shí)驗(yàn)主要是考慮到()圖2-2-8A.實(shí)驗(yàn)時(shí)便于測(cè)量小球運(yùn)動(dòng)的速度B.實(shí)驗(yàn)時(shí)便于測(cè)量小球運(yùn)動(dòng)的路程C.實(shí)驗(yàn)時(shí)便于測(cè)量小球運(yùn)動(dòng)的時(shí)間D.實(shí)驗(yàn)時(shí)便于測(cè)量小球運(yùn)動(dòng)的加速度【解析】伽利略最初假設(shè)自由落體運(yùn)動(dòng)的速度是隨著時(shí)間均勻增大,但是他所在的那個(gè)時(shí)代還無(wú)法直接測(cè)定物體的瞬時(shí)速度,所以不能直接得到速度隨時(shí)間的變化規(guī)律.伽利略通過(guò)數(shù)學(xué)運(yùn)算得到結(jié)論:如果物體的初速度為零,而且速度隨時(shí)間的變化是均勻的,那么它通過(guò)的位移與所用的時(shí)間的二次方成正比,這樣,只要測(cè)出物體通過(guò)不同位移所用的時(shí)間,就可以檢驗(yàn)這個(gè)物體的速度是否隨時(shí)間均勻變化.但是物體下落很快,當(dāng)時(shí)只能靠滴水計(jì)時(shí),這樣的計(jì)時(shí)工具還不能測(cè)量自由落體運(yùn)動(dòng)所用的較短的時(shí)間.伽利略采用了一個(gè)巧妙的方法,用來(lái)“沖淡”重力.他讓銅球沿阻力很小的斜面滾下,小球在斜面上運(yùn)動(dòng)的加速度要比它豎直下落的加速度小得多,所以時(shí)間長(zhǎng),所以容易測(cè)量.故A、B、D錯(cuò)誤,C正確.【答案】C5.關(guān)于自由落體運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法正確的是 ()A.速度變化得越來(lái)越快B.在開(kāi)始連續(xù)的三個(gè)1s內(nèi)通過(guò)的位移之比是1∶4∶9C.第1s末、第2s末、第3s末的速度大小之比是1∶2∶3D.物體的質(zhì)量越大,加速度越大【解析】物體自由落體的加速度為g,大小不變,A、D均錯(cuò)誤;由v=gt可得,v1∶v2∶v3=1∶2∶3,C正確;從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)三個(gè)連續(xù)1s內(nèi)通過(guò)的位移之比為1∶3∶5,B錯(cuò)誤.【答案】C6.在繩的上、下兩端各拴一個(gè)小球,一人用手拿住繩的上端的小球站在三樓的陽(yáng)臺(tái)上,放手后小球自由下落,兩小球落地時(shí)間差為Δt;如果此人站在該樓的四樓陽(yáng)臺(tái)上,放手讓其自由下落,兩小球落地時(shí)間差將(不計(jì)空氣阻力)()A.不變 B.增大C.減小 D.無(wú)法判斷變化情況【解析】若放手時(shí),下面小球距地面高度為h,則上面小球距地面高度為h+L,若它們的落地時(shí)間分別為t1、t2,則h=eq\f(1,2)gteq\o\al(2,1),(h+L)=eq\f(1,2)gteq\o\al(2,2),Δt=t2-t1=eq\r(\f(2h+L,g))-eq\r(\f(2h,g))由數(shù)學(xué)知識(shí)可知,h越大,Δt越小,C項(xiàng)正確.【答案】C7.為了測(cè)出樓房的高度,讓一石塊從樓頂自由落下(不計(jì)空氣阻力),測(cè)出下列哪個(gè)物理量不能算出樓房的高度()A.石塊下落到地面的總時(shí)間B.石塊經(jīng)過(guò)樓上一個(gè)1.8m高的窗戶所用的時(shí)間C.石塊落地前最后一秒的位移D.石塊通過(guò)最后一米位移的時(shí)間【解析】由石塊的落地時(shí)間可以求出樓的高度;由石塊通過(guò)最后一米位移的時(shí)間也可以求出樓的高度;由最后1s位移,可求得最后1s的平均速度,此平均速度就是落地前0.5s的瞬時(shí)速度,再求落地速度即可求出樓房高度;所以A、C、D項(xiàng)可以求出樓的高度;知道經(jīng)過(guò)樓上1.8m高的窗戶所用的時(shí)間,由v0t+eq\f(1,2)gt2=h可以求出樓頂?shù)酱皯舻母叨?,但無(wú)法求樓的高度,所以B項(xiàng)不能求樓的高度.【答案】B8.屋檐上每隔相同的時(shí)間間隔滴下一滴水,當(dāng)?shù)?滴正欲滴下時(shí),第1滴已剛好到達(dá)地面,而第3滴與第2滴分別位于高為1m的窗戶的上、下沿,如圖2-2-9所示,求:圖2-2-9(1)此屋檐離地面多高?(2)滴水的時(shí)間間隔是多少?(g取10m/s2)【解析】(1)根據(jù)比例關(guān)系,從上到下相鄰水滴間距離之比為1∶3∶5∶7,而2、3兩滴間距離為1米,所以總高度H=eq\f(1+3+5+7,5)×1m=3.2m.(2)根據(jù)H=eq\f(1,2)gt2,代入數(shù)據(jù)得,t=eq\r(\f(2H,g))=eq\r(\f(2×3.2,10))s=0.8s滴水時(shí)間間隔Δt=eq\f(t,4)=0.2s.【答案】(1)3.2m(2)0.2s[能力提升]9.一豎直的墻壁上AE被分成四個(gè)相等的部分,一物體由A點(diǎn)從靜止釋放做自由落體運(yùn)動(dòng),如圖2-2-10所示,下列結(jié)論正確的是()圖2-2-10A.物體到達(dá)各點(diǎn)的速率vB∶vC∶vD∶vE=1∶2∶3∶4B.物體通過(guò)每一部分時(shí),其速度增量vB-vA=vC-vB=vD-vC=vE-vDC.物體從A到E的平均速度eq\x\to(v)=vBD.物體從A到E的平均速度eq\x\to(v)=vC【解析】根據(jù)s=eq\f(1,2)gt,vt=gt,物體由A點(diǎn)從靜止釋放,有veq\o\al(2,t)=2gs,所以物體到達(dá)各點(diǎn)的速率之比vB∶vC∶vD∶vE=1∶eq\r(2)∶eq\r(3)∶eq\r(4),故A錯(cuò)誤;物體做加速運(yùn)動(dòng),物體通過(guò)每一部分時(shí),所用時(shí)間逐漸減少,故速度增量逐漸減小,故B錯(cuò)誤;根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)的前兩段相等時(shí)間內(nèi)的位移比為1∶3,故下落到B點(diǎn)時(shí)的時(shí)間為總時(shí)間的一半,由中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于此段時(shí)間的平均速度可知,C正確,D錯(cuò)誤.【答案】C10.(多選)如圖2-2-11所示,小球從豎直磚墻某位置靜止釋放,用頻閃照相機(jī)在同一底片上多次曝光,得到了圖中1、2、3、4、5…所示小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中每次曝光的位置,連續(xù)兩次曝光的時(shí)間間隔均為T(mén),每塊磚的厚度為d.根據(jù)圖中的信息,下列判斷正確的是()圖2-2-11A.位置“1”是小球釋放的初始位置B.小球做勻加速直線運(yùn)動(dòng)C.小球下落的加速度為eq\f(d,T2)D.小球在位置“3”的速度為eq\f(7d,2T)【解析】由題圖可以知道每?jī)蓚€(gè)相鄰的點(diǎn)之間的距離差是一樣的,由Δs=at2可知,a=eq\f(Δs,T2)=eq\f(d,T2),所以B、C正確.點(diǎn)3的瞬時(shí)速度的大小為2、4之間的平均速度的大小,所以v3=eq\f(x24,2T)=eq\f(7d,2T),D正確.由于v3=v1+a·2T,故v1=v3-2aT=eq\f(7d,2T)-2×eq\f(d,T2)×T=eq\f(3d,2T),故A錯(cuò)誤.【答案】BCD11.用滴水法可以測(cè)定重力加速度的值,方法:在自來(lái)水龍頭下面固定一塊擋板A,使水一滴一滴連續(xù)地滴落到擋板上,如圖2-2-12所示,仔細(xì)調(diào)節(jié)水龍頭,使得耳朵剛好聽(tīng)到前一滴水滴在擋板上的聲音的同時(shí),下一滴水剛好開(kāi)始下落.首先量出水龍頭口離擋板的高度h,再用秒表計(jì)時(shí).計(jì)時(shí)方法:當(dāng)聽(tīng)到某一滴水滴在擋板上的聲音的同時(shí),開(kāi)啟秒表開(kāi)始計(jì)時(shí),并數(shù)“1”,以后每聽(tīng)到一聲水滴聲,依次數(shù)“2,3…”,一直數(shù)到“n”時(shí),按下秒表按鈕停止計(jì)時(shí),讀出秒表的示數(shù)為t.【導(dǎo)學(xué)號(hào):60042104】圖2-2-12(1)寫(xiě)出用上述所測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算重力加速度g的表達(dá)式:_________________________________________________________________________________(2)為了減小誤差,改變h的數(shù)值,測(cè)出多組數(shù)據(jù).記錄在表格中(表中t′是水滴從水龍頭口到A板所用的時(shí)間,即水滴在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間),請(qǐng)?jiān)趫D2-2-13中所示的坐標(biāo)紙上作出適當(dāng)?shù)膱D象,并利用圖象求出重力加速度g的值:g=________(保留兩位有效數(shù)字).次數(shù)高度h/cm空中運(yùn)動(dòng)時(shí)間t′/s120.100.20225.200.23332.430.26438.450.28544.000.30650.120.32圖2-2-13【解析】(1)滴水的周期就是水滴下落的時(shí)間,所以t′=eq\f(t,n-1),由h=eq\f(1,2)gt′2得g=eq\f(2n-12h,t2).(2)描點(diǎn)如圖所示,求出斜率k=eq\f(h,t′2)=eq\f(1,2)g可求得g.解得g=9.6m/s2.【答案】(1)eq\f(2n-12h,t2)(2)圖見(jiàn)解析9.6m/s212.如圖2-2-14所示,懸掛的直桿AB長(zhǎng)為a,在B端以下h處有一長(zhǎng)為b的無(wú)底圓柱筒CD,若將懸線剪斷,問(wèn):圖2-2-14(1)直桿下端B穿過(guò)圓柱筒的時(shí)間是多少?(2)整個(gè)直桿AB穿過(guò)圓柱筒的時(shí)間是多少?【解析】(1)直桿下端B下落到C(下落h)開(kāi)始進(jìn)入圓柱筒,當(dāng)直桿下端B下落到D(下落h+b)時(shí)穿出圓柱筒.由s=eq\f(1,2)gt2得t=eq\r(\f(2s,g)).則B下落到C點(diǎn)所需時(shí)間為t1=eq\r(\f(2h,g)),B下落到D點(diǎn)所需時(shí)間t2=eq\r(\f(2h+b,g)).則直桿下端B穿過(guò)圓柱筒的時(shí)間是Δt1=t2-t1=

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