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第二章匀变速直线运动第一节伽利略对落体运动的研究课后练习A2021_2022学年高一物理上学期（沪科版2020）
练习
一、单选题，共10小题
1．将实验和逻辑推理（包括数学演算）和谐地结合起来，从而发展了人类的科学思维方式和科学研究方法的科学家是：
A．笛卡尔
B．牛顿
C．伽利略
D．亚里士多德
2．物理学发展史上，有一位科学家开创了实验与逻辑推理相结合的科学研究方法，研究了落体运动的规律，这位科学家是
A．安培
B．焦耳
C．伽利略
D．库仑
3．下列说法不正确的是.
A．在研究某学生骑车返校的速度时可将其视为质点，而对这位学生骑车姿势进行生理学分析时不可将其视为质点
B．在研究物体的运动时，引入了“质点”的概念，是采用建立理想物理模型的方法
C．伽利略猜想自由落体速度与下落的时间成正比，并直接用实验进行了验证
D．时刻是指运动过程中的某一瞬间、对应着一个位置，时间是两个时刻之间的间隔、对应着一个运动过程．
4．在物理学的发展程中，下面的哪位科学家首先建立了平均速度、瞬时速度和加速度等概念用来描述物体的运动，并首先采用了实验检验，猜想和假设的科学方法，把实验和逻辑推理（包括数学演算）和谐地结合起来，从而有力地推进了人类科学的发展（　　）
A．笛卡尔
B．伽利略
C．牛顿
D．亚里士多德
5．在物理学的重大发现中科学家们总结出了许多物理学方法，以下关于物理学研究方法的叙述正确的是（
）
A．根据速度的定义式，当趋近于零时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义运用了极限的思想方法
B．伽利略用实验直接证实了自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动
C．研究公交车过站牌所用时间时，可以把公交车看成质点
D．在推导匀变速直线运动位移时间公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了理想模型的方法
6．下列说法正确的是（
）
A．选择不同的参考系来观察同一物体的运动，看到的现象一定相同
B．匀速直线运动是瞬时速度保持不变的运动
C．匀变速直线运动是加速度大小保持不变的运动
D．伽利略认为物体下落的快慢由它们的重量决定
7．下列说法正确的是（
）
A．由可知，电场强度E与q成反比，与F成正比
B．库仑提出了用电场线描述电场的方法
C．所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍
D．伽利略猜想自由落体的运动速度与下落时间成正比，并直接用实验进行了验证
8．早在16世纪末，伽利略就猜想落体运动的速度应该是均匀变化的．当时只能靠滴水计时，不能准确测量自由落体运动的时间，为此他让铜球沿着阻力很小的斜面由静止滚下，“冲淡”重力，验证他的猜想．关于伽利略的实验，下列说法中正确的是（　　）
A．伽利略测出铜球的位移与所用时间的二次方成正比
B．伽利略测出铜球的瞬时速度与所用时间成正比
C．伽利略实验表明，小球的加速度随斜面倾角的增大而减小
D．伽利略实验表明，斜面倾角一定时，质量越大的铜球加速度越大
9．伽利略利用“斜面实验”研究自由落体运动的规律，其实验思想是（
）
A．小球沿斜面运动时加速度较小，速度的测量比较容易
B．小球沿斜面运动时速度较小，位移的测量比较容易
C．测量小球沿斜面运动时位移与时间平方的比值，合理外推到
D．测量小球沿斜面运动时速度平方与位移的比值，合理外推到
10．下列说法中不正确的是（
）
A．根据速度定义式v=，当△t极小时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义运用了极限的思想方法
B．英国科学家牛顿在研究运动和力的关系时，提出了著名的斜面实验．该实验运用了理想实验的方法
C．在探究加速度、力、质量三者之间的关系时，先保持质量不变研究加速度与力的关系，再保持力不变研究加速度与质量的关系，该实验运用了控制变量法
D．伽利略对自由落体运动的研究，采用了实验和逻辑推理相结合的研究方法
二、多选题，共5小题
11．下列有关伽利略研究自由落体规律的叙述正确的是(　　)
A．伽利略运用数学分析和逻辑推理直接研究自由落体运动
B．伽利略推断重物和轻物下落不一样快是由于受到空气阻力的影响
C．伽利略证明小球的运动是匀变速直线运动的依据是＝＝＝…
D．伽利略通过对小球在斜面运动的研究间接验证了自由落体运动是匀变速直线运动
12．关于下列说法正确的是：______．
A．物体在受到与速度不在一条直线上的外力作用下，一定做曲线运动
B．做匀速圆周运动的物体其向心力是不变的
C．物体的两个分运动若是直线运动，则它的合运动不一定是直线运动
D．伽利略猜想运动速度与下落时间成正比，并直接用实验进行了验证
E.做平抛运动的物体每秒内速度增量相等
13．图a、图b分别表示伽利略在对“自由落体运动”“运动和力的关系”研究中的推理过程，下列说法正确的是（
）
A．图a通过对小球自由落体运动的研究，合理外推得出小球在斜面上的运动是匀变速运动
B．图a通过对小球在斜面上运动的研究，合理外推得出小球自由落体运动是匀变速运动
C．图b实验为“理想实验”，通过逻辑推理得出物体的运动不需要力来维持
D．图b实验为“理想实验”，通过逻辑推理得出物体的运动需要力来维持
14．关于伽利略对自由落体运动的研究，下列说法中正确的是
A．伽利略认为在同一地点，重的物体和轻的物体下落快慢相同
B．伽利略猜想运动速度与下落时间成正比，并直接用实验进行了验证
C．伽利略通过数学推演并用小球在斜面上的运动验证了位移与时间的平方成正比
D．伽利略通过直接测定小球瞬时速度来验证该小球是否做匀变速运动
15．以下说法正确的是
(
)
A．伽利略探究物体下落规律的过程使用的科学方法是：问题→猜想→数学推理→实验验证→合理外推→得出结论
B．牛顿通过理想斜面实验否定了“力是维持物体运动的原因”，用到的物理思想方法属于理想实验法
C．探究共点力的合成的实验中使用了控制变量法
D．匀变速直线运动的位移公式是利用微元法推导出来的
三、填空题，共3小题
16．在伽利略的时代，技术不发达，无法直接测量自由落体的瞬时速度，伽利略采用了一个巧妙的方法，用来“冲淡”重力.伽利略让铜球沿阻力很小的斜面滚下（右图所示），得出结论：铜球在斜面上做_____________运动，进一步科学推理得出结论：自由落体运动是一种初速度为______加速度为______的__________运动，并且所有落体在自由下落时的加速度都__________（填“相同”或“不同”）
17．提出轻重物体下落一样快的物理学家是______。
18．17世纪，著名物理学家_________为了克服_________困难，采用斜面实验研究自由落体运动，结合外推法得出结论：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。
四、实验题，共2小题
19．物理学家于2002年9月评出十个最“美”的物理实验，这种“美”是一种经验概念：最简单的仪器和设备，最根本、最单纯的科学结论.其实，科学美蕴藏于各学科的实验之中，有待于我们在学习过程中不断地感悟和发现.伽利略的自由落体实验和加速度实验均被评为最“美”的实验.在加速度实验中，伽利略将光滑直木板槽倾斜固定，让铜球从木槽顶端沿斜面由静止滑下，并用水钟测量铜球每次下滑的时间，研究铜球运动的路程与时间的关系．亚里士多德曾预言铜球的运动速度是均匀不变的，而伽利略却证明铜球运动的路程与时间的平方成正比．请将亚里士多德的预言和伽利略的结论分别用公式表示（其中路程用、速度用、加速度用、时间用表示），亚里士多德的预言：_______：伽利略的结论：_________.伽利略的两个实验之所以成功，主要原因是在自由落体实验中，忽略了空气阻力，抓住了重力这一主要因素．在加速度实验中，伽利略选用光滑直木板槽和铜球进行实验，目的是减小铜球运动过程中__________，同时抓住__________这一主要因素.
20．(1)伽利略对运动的研究，不仅确立了许多用于描述运动的基本概念，而且创造了一套对近代科学发展极为有益的科学方法．图1所示是在伽利略羊皮纸手稿中发现的斜面实验数据(现整理于图2表格)，伽利略所处的年代无法测定瞬时速度，人们推测第二、三列数据可能分别表示时间和长度(伽利略时代的1个长度单位相当于现在的mm)．则通过分析图2表格实验数据，可以直接得出的小球运动规律是________
A．速度随时间均匀变化
B．速度随位移均匀变化
C．位移与时间的平方成正比
D．位移与时间成正比
(2)如图3所示，甲、乙两同学用所学自由落体运动的规律做反应时间的测量．实验时，甲用手握住直尺的上部，乙用一只手在直尺下部做握住直尺的准备，此时乙的拇指上端与直尺的18.00cm刻度对齐．当看到甲放开手时，乙立即去握住直尺，此时乙的拇指上端与直尺的6.75cm刻度对齐．则乙同学的反应时间为____(取g=10m/s2)
试卷第2页，共2页
参考答案
1．C
【详解】
将实验和逻辑推理（包括数学演算）和谐地结合起来，从而发展了人类的科学思维方式和科学研究方法的科学家是伽利略，故选项B正确，选项ACD错误．
【点睛】
本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一．
2．C
【详解】
伽利略根据理想斜面实验结合逻辑推理研究了落体运动规律，故C正确．
3．C
【详解】
A．用来代替物体的有质量的点叫质点．要把物体看作质点，就要看所研究问题的性质，如果运动物体的形状和大小跟它所研究的问题相比可忽略不计，物体就可视为质点．
在研究某学生骑车返校的速度时，学生的形状和大小能忽略可将其视为质点；对这位学生骑车姿势进行生理学分析时，学生的形状和大小不能忽略不可将其视为质点．故A正确，不符合题意；
B．在研究物体的运动时，引入了“质点”的概念，是采用建立理想物理模型的方法．故B正确，不符合题意；
C．伽利略猜想自由落体速度与下落的时间成正比，并未直接进行验证，而是在斜面实验的基础上进行理想化推理．故C错误，符合题意；
D．时刻是指运动过程中的某一瞬间、对应着一个位置，时间是两个时刻之间的间隔、对应着一个运动过程．故D正确，不符合题意。
故选C。
4．B
【详解】
伽利略首先建立了平均速度，瞬时速度和加速度等概念用来描述物体的运动，并首先采用了实验检验猜想和假设的科学方法，把实验和逻辑推理和谐地结合起来，从而有力地推进了人类科学的发展。
故选B。
5．A
【详解】
A．根据速度的定义式，当趋近于零时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义运用了极限的思想方法，选项A正确；
B．伽利略用斜面实验间接证实了自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，选项B错误；
C．研究公交车过站牌所用时间时，公交车的大小不能忽略，不能把公交车看成质点，选项C错误；
D．在推导匀变速直线运动位移时间公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了微元法，选项D错误。
故选A。
6．B
【详解】
试题分析：运动具有相对性，选择不同的参考系来观察同一物体的运动，其结果可能会有所不同，故A错误；匀速直线运动是瞬时速度不变的运动，故B正确；匀变速直线运动是加速度大小和方向都保持不变的运动，故选项C错误；伽利略认为物体下落快慢与物体重量无关，故D错误．
考点：参考系、匀变速运动
【名师点睛】本题考查参考系、匀变速运动、物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一．
7．C
【详解】
A．电场强度是由电场本身决定的物理量，与试探电荷的电量q以及所受的电场力F无关；由可知，电场强度E等于F与q的比值，选项A错误；
B．法拉第提出了用电场线描述电场的方法，选项B错误；
C．所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍，选项C正确；
D．伽利略猜想自由落体的运动速度与下落时间成正比，后来用斜面实验间接进行了验证，选项D错误；
故选C.
8．A
【分析】
本题考查了伽利略对自由落体运动的研究，只要了解其研究过程、采用的方法、其科学的思维以及得出的结论即可正确解答本题．
【详解】
A.根据小球沿斜面运动的特点可知，若斜面倾角一定，在斜面上不同的位置释放小球，小球在斜面上的平均速度与时间成正比，铜球的位移与所用时间的二次方成正比，故A正确；
B.伽利略的时代还不能准确测量物体的瞬时速度．故B错误；
C.根据小球沿斜面运动的特点可知，若斜面长度一定，若斜面的倾角越大，则小球的速度变化越快，所以小球的加速度随斜面倾角的增大而变大，故C错误；
D.根据小球沿斜面运动的特点可知，若斜面倾角一定，不同质量的小球由静止从顶端滚到底端的过程中的运动规律是相同的，时间也相同，所以不同质量的铜球加速度都相同，故D错误；
故选A．
9．C
【详解】
AB、小球沿斜面运动时加速度较小，同一位移，所用时间较长，时间测量较容易，故AB错误；
CD、“斜面实验”研究自由落体运动的规律，其实验思想通过测量斜面上物体运动的情况，然后进行合理的外推，从而得出自由落体是匀变速直线运动，因而需要测量位移与时间平方的比值情况，合理外推到90°，故C正确，D错误。
故选C。
10．B
【详解】
解：A、根据速度定义式v=，当△t极小时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义运用了极限的思想方法，故A正确；
B、伽利略在研究运动和力的关系时，提出了著名的斜面实验．该实验运用了理想实验的方法，故B错误；
C、在探究加速度、力、质量三者之间的关系时，先保持质量不变研究加速度与力的关系，再保持力不变研究加速度与质量的关系，该实验运用了控制变量法，故C正确；
D、伽利略对自由落体运动的研究，采用了实验和逻辑推理相结合的研究方法，故D正确；
本题选不正确的，故选B．
【点评】在高中物理学习中，我们会遇到多种不同的物理分析方法，这些方法对我们理解物理有很大的帮助；故在理解概念和规律的基础上，更要注意科学方法的积累与学习．
11．BCD
【详解】
A、D、伽利略猜想自由落体的运动速度与下落时间成正比，并未直接进行验证，而是在斜面实验的基础上的理想化推理，间接验证了自由落体运动是匀变速直线运动．A错误，D正确；
B、伽利略认为同一地点，重物和轻物下落不一样快是由于受到空气阻力的影响，B正确；
C、伽利略猜想自由落体的运动速度与下落时间成正比，从而证明小球的运动是匀变速直线运动的依据是＝＝＝…，C正确．
故选BCD.
【点睛】
伽利略的“理想斜面实验”是建立在可靠的事实基础之上的，它来源于实践，而又高于实践，它是实践和思维的结晶．
12．ACE
【详解】
A项：当物体受到的外力与速度方向不在一条直线上，则物体一定做曲线运动，故A正确；
B项：向心力始终指向圆心，方向时刻在改变，则向心力是变化的，故B错误；
C项：当两个分运动的合速度及加速度有一定夹角时，物体做曲线运动，当两个分运动的合速度及加速度在一直线上时，合运动为直线运动，故C正确；
D项：伽利略猜想自由落体的运动速度与下落时间成正比，并未直接进行验证，而是在斜面实验的基础上的理想化推理，故D错误；
E项：由公式可知，平抛运动的加速度恒定，所以每秒内速度增量相等，故E正确．
13．BC
【详解】
AB、伽利略设想物体下落的速度与时间成正比，因为当时无法测量物体的瞬时速度，所以伽利略通过数学推导证明如果速度与时间成正比，那么位移与时间的平方成正比；由于当时用滴水法计算，无法记录自由落体的较短时间，伽利略设计了让铜球沿阻力很小的斜面滚下，来“冲淡”重力得作用效果，而小球在斜面上运动的加速度要比它竖直下落的加速度小得多，所用时间长的多，所以容易测量．伽利略做了上百次实验，并通过抽象思维在实验结果上做了合理外推，故选项A错误，B正确；
CD、实际中没有摩擦力的斜面并不存在，所以图实验为“理想实验”，伽利略用抽象思维、数学推导和科学实验相结合的方法得到物体的运动不需要力来维持，故选项C正确，D错误．
14．AC
【详解】
A.亚里士多德认为在同一地点重的物体和轻的物体下落快慢不同，伽利略首先通过逻辑推理证明，重的物体和轻的物体下落快慢相同；故A项正确.
B.伽利略猜想自由落体的运动速度与下落时间成正比，并未直接进行验证，而是在斜面实验的基础上的理想化推理，故B项错误.
C.伽利略通过数学推演并用小球在斜面上的运动测量出位移x和时间t，验证了位移与时间的平方成正比，满足；故C项正确.
D.伽利略受当时条件限制无法直接测定小球的瞬时速度；故D项错误.
15．AD
【详解】
伽利略探究物体下落规律的过程使用的科学方法是：问题→猜想→数学推理→实验验证→合理外推→得出结论，选项A正确；伽利略通过理想斜面实验否定了“力是维持物体运动的原因”，用到的物理思想方法属于理想实验法，选项B错误；
探究共点力的合成的实验中使用了等效替代法，选项C错误；
匀变速直线运动的位移公式是利用微元法推导出来的，选项D正确；故选AD.
16．匀加速直线
0m/s
g
匀加速直线
相同
【详解】
小球在斜面上由静止释放，受到的阻力很小，故小球做的是初速度为零的匀加速运动；进一步科学推理得出结论：自由落体运动只受重力，由静止释放，故做初速度为零，加速度为g的匀加速直线，只要物体只受重力，加速度都相同；
【点睛】
要了解伽利略“理想斜面实验”的内容、方法、原理以及物理意义，伽利略斜面实验的卓越之处不是实验本身，而是实验所使用的独特的方法在实验的基础上，进行理想化推理．（也称作理想化实验）它标志着物理学的真正开端．在实验的基础上进行科学推理是研究物理问题的一种方法，通常称之为理想实验法或科学推理法．
17．伽利略
【详解】
意大利物理学家——伽利略，用科学推理论证了轻重物体下落一样快的观点。
18．伽利略
测量时间
【详解】
[1][2]．17世纪，著名物理学家伽利略为了克服测量时间的困难，采用斜面实验研究自由落体运动，结合外推法得出结论：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。
19．
摩擦阻力
重力
【详解】
[1]亚里士多德的预言：铜球的运动速度是均匀不变的，即；
[2]伽利略的结论：铜球运动的路程与时间的平方成正比，即；
[3][4]伽利略的实验之所以成功，主要原因是抓住了主要因素，而忽略了次要因素．你认为他在加速度实验中，伽利略选用光滑直木槽和铜球进行实验来研究铜球的运动，是为了减小铜球运动过程中的摩擦阻力这一次要因素，同时抓住了这重力一主要因素，若将此实验结论做合理外推，即可适用于自由落体运动．
20．C
0.15
【详解】
(1)[1]根据第二列数据表示时间，第一列数据表示时间的平方，第三列数据表示长度，即位移；则分析表格数据，可以直接得到的规律是：在误差允许的范围内，位移与时间的平方成正比；
A．与分析不符，故A错误；
B．与分析不符，故B错误；
C．与分析相符，故C正确；
D．与分析不符，故D错误。
(2)[2]根据可得：
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页

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