沪科版（2019）必修第一册 2.1 伽利略对落体运动的研究 同步练习卷（1）（含答案）

沪科版（2019）必修第一册《2.1 伽利略对落体运动的研究》2022年同步练习卷（1）
一 、单选题（本大题共12小题，共58分）
1.（4.5分）下列说法正确的是
A. 汽车速度计显示的速度可以看成一段较长时间内的平均速度
B. 初速度为零、加速度竖直向下的匀加速直线运动一定是自由落体运动
C. 物体做直线运动时，路程和位移的大小一定相等
D. 伽利略设想，斜面的倾角越接近，小球沿斜面滚下的运动越接近自由落体运动
2.（4.5分）关于伽利略对自由落体运动的研究，下列说法正确的是________.
A. 伽利略认为在同一地点，重的物体和轻的物体下落快慢不同
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验证了位移与时间的平方成正比
D. 伽利略用小球在斜面上验证了运动速度与位移成正比
3.（4.5分）亚里士多德认为：有力作用在物体上，物体才能运动，力是维持物体运动的原因。伽利略为反驳亚里士多德的观点，设计如图所示的实验。小球从左侧斜面上的点由静止释放后沿斜面向下运动，进入右侧水平面向前运动。水平面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐降低的材料时，小球沿水平面运动到的最远位置依次为、、。根据三次实验结果的对比，可得到的最直接的结论是
A. 如果小球不受力，它将一直运动下去
B. 如果小球受到力的作用，它的运动状态将发生改变
C. 力是使物体产生加速度的原因
D. 小球质量一定时，受到的力越大，它的加速度越大
4.（4.5分）如图所示，、两个小球用长为的细线连接，用手拿着球，球竖直悬挂，且、两球均静止。现由静止释放球，测得两球落地的时间差为，不计空气阻力，重力加速度，则球释放时离地面的高度为


A. B. C. D.
5.（5分）在科学发展史上，很多科学家做出了杰出的贡献。他们在物理学的研究过程中应用了很多科学的思想方法，下列叙述正确的是
A. 安培首先提出用电场线描绘抽象的电场这种形象化的研究方法
B. 牛顿首次提出“提出假说，数学推理，实验验证，合理外推”的科学推理方法
C. 用质点来代替有质量的物体是采用了理想模型的方法
D. 场强表达式和加速度表达式都是利用比值法得到的定义式
6.（5分）下列说法中正确的是
A. 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
B. 单位、、是一组属于国际单位制的基本单位
C. 牛顿第一定律、牛顿第二定律都可以通过实验来验证
D. 用比值法定义的物理概念在物理学中占有相当比例，例如加速度就是采用了比值定义法
7.（5分）伽利略在研究力和运动的关系的时候，用两个对接的斜面，一个斜面固定，让小球从斜面上滚下，又滚上另一个倾角可以改变的斜面，斜面倾角逐渐改变至零，如图所示。伽利略设计这个实验的目的是为了说明
A. 如果没有摩擦，小球将运动到与释放时相同的高度
B. 如果没有摩擦，物体运动过程中机械能守恒
C. 维持物体作匀速直线运动并不需要力
D. 如果物体不受到力，就不会运动
8.（5分）伽利略从斜面实验外推到自由落体运动的情景模型如图所示，下列说法符合史实的是
A. 伽利略先猜想下落物体的速度随时间均匀增加，然后通过斜面实验直接得出
B. 伽利略通过斜面实验得出：从静止开始小球必须沿光滑的斜面运动才有
C. 伽利略通过对自由落体运动的研究，进行合理外推得出小球在斜面做匀变速运动
D. 伽利略发现，改变斜面的倾角，正比于依然成立，斜面的倾角越大，越大
9.（5分）以下四个图象中，表示质点做自由落体运动的是
A. B.
C. D.
10.（5分）对于运动学公式，下列说法正确的是
A. 可以求出任意运动状态下物体的速度 B. 仅适用于匀变速直线运动
C. 物体的末速度一定大于物体的初速度 D. 和均只能取正值
11.（5分）伽利略相信，自然界的规律是简洁明了的他从这个信念出发，认为落体一定是最简单的变速运动，并研究得出落体的速度


A. 与落体质量成正比 B. 与落体体积成正比
C. 与下落高度成正比 D. 与运动时间成正比
12.（5分）在对“落体运动”和“运动和力的关系”的研究中，图、分别表示了伽利略的实验和推理过程，下列说法正确的是
A. 伽利略通过图中的甲直接测量速度，得到“速度与时间成正比”的结论
B. 图中在倾角较小的斜面上进行实验，可“冲淡”重力，目的是使小球的重力变小
C. 通过图进行逻辑推理，伽利略得出“力不是维持物体运动状态的原因，而是改变物体运动状态的原因”
D. 通过图的实验推翻了“力是维持物体运动的原因”的结论，为牛顿第一定律的建立提供了有力的证据
二 、填空题（本大题共4小题，共24分）
13.（6分）雨滴从高空云层下落，到达地面时的速度大小约为。雨滴的运动 ______看做自由落体运动选填“能”、“不能”、“无法判断”，请说明理由：______。
14.（6分）某物体做自由落体运动，下降过程中先后经过、两点，已知经过点时速度大小是经过点时速度大小的，且、两点间的高度差为，则经过点时的速度为______，下落的总时间为 ______
15.（6分）卡文迪许实验的重大意义在于____________。
16.（6分）为了验证“不同物体做自由落体运动时，它们的运动情况是完全相同的”，可以用如图所示的实验装置进行实验，在玻璃管中放有羽毛和金属片，要看到羽毛和金属片的下落情况完全相同，必须满足的条件是：
(1)玻璃管中应______；
(2)羽毛和金属片的释放顺序是______.
三 、计算题（本大题共1小题，共12分）
17.（12分）某运动员做跳伞训练，他从悬停在空中的直升飞机上由静止落下，如图所示，经过后打开降落伞，运动员做匀减速直线运动，再经过后刚好到达地面，且速度恰好为零．忽略打开降落伞前的空气阻力和打开降落伞的时间．求
打开降落伞时运动员的速度大小；
打开降落伞后运动员的加速度大小．
四 、简答题（本大题共1小题，共6分）
18.（6分）伽利略为验证猜想是否正确时遇到了什么的困难，提出了怎样的解决方案？
答案和解析
1.【答案】D;
【解析】解：、汽车速度计显示的是瞬时速率，故错误；
、初速度为零，加速度等于重力加速度的匀加速直线运动是自由落体运动，故初速度为零、加速度竖直向下的匀加速直线运动不一定是自由落体运动，故错误；
、物体做单向直线运动时，路程和位移的大小相等，如果是往返直线运动，路程大于位移的大小，故错误；
、根据伽利略对自由落体运动的研究可知，伽利略设想，斜面的倾角越接近，小球沿斜面滚下的运动越接近自由落体运动，故正确。
故选：。
速度计显示的是瞬时速率；物体只在重力的作用下，初速度为零的运动，叫做自由落体运动；物体的路程大于或等于位移大小；结合伽利略对自由落体运动的研究分析。
要准确理解自由落体运动的概念，还要知道只有在单向直线运动中物体的路程等于位移的大小。
2.【答案】C;
【解析】解：、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，故错误；
、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，故错误．
、伽利略通过数学推演并用小球在斜面上验证了位移与时间的平方成正比，故正确．
、小球在斜面上运动运动速度与位移不成正比，故错误，
故选
3.【答案】A;
【解析】解：由题意，水平面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐减低的材料时，小球沿水平面滑动到的最远位置依次为、、可知摩擦力越小，则小球滚的越远，由此得出的结论是如果水平面光滑，小球受到的合外力为，则小球将沿着水平面一直运动下去。故正确，错误。
故选：。
小球从左侧斜面上的点由静止释放后沿斜面向下运动，并沿光滑的水平面运动，伽利略通过上述实验推理得出运动物体如果不受其他物体的作用，将会一直运动下去。
在解答该题的过程中要想分清哪些是可靠事实，哪些是科学推论要抓住其关键的特征，即是否是真实的客观存在，这一点至关重要，这也是本题不易判断之处；伽利略的结论并不是最终牛顿所得出的牛顿第一定律。
4.【答案】B;
【解析】
根据自由落体运动进行分析。

设释放时球离地高度为，则，求得，故正确。
故选。
5.【答案】C;
【解析】解：、年，英国物理学家法拉第最早引入了电场概念，并提出用电场线表示电场，故错误；
、世纪，伽利略通过构思的理想实验指出：在水平面上运动的物体若没有摩擦，将保持这个速度一直运动下去；得出结论：力是改变物体运动的原因，推翻了亚里士多德的观点：力是维持物体运动的原因。这就是“提出假说，数学推理，实验验证，合理外推”的来历，故错误；
、用质点来代替有质量的物体是采用了理想模型的方法，故正确；
、场强表达式是比值法得到的定义式，加速度表达式不是比值法得到的定义式，故错误；
故选：。
法拉第首先提出用电场线和磁感线描绘抽象的电场和磁场这种形象化的研究方法；
伽利略首次提出“提出假说，数学推理，实验验证，合理外推”的科学推理方法；
理想模型是为了便于研究而建立的一种高度抽象的理想客体。实际的物体都是具有多种属性的，例如固体具有一定的形状、体积和内部结构，具有一定的质量等。但是，当我们针对某种目的，从某种角度对某一物体进行研究时，有许多对研究问题没有直接关系的属性和作用却可以忽略不计。当物体的体积和形状对我们研究的问题没有影响时，我们把物体看成质点，这显然是一种理想模型。
比值定义式是为了给一个物理量下定义，而选定的可以表达这个物理量的关系式，其他的物理量成比例地变化，不会影响被定义的量。比如电场强度、电容、电势、电阻的定义式。
此题主要考查点有两个方面：对物理史的了解，平时如果有这方面的阅读，不难作答。对物理思想的深入理解，如比值定义法和理想模型法，这点需要深思熟虑、见多识广才能把握。
6.【答案】B;
【解析】
根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献以及相关内容即可正确解答。
此题主要考查物理学史，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。

A.伽利略猜想自由落体的运动速度与下落时间成正比，但并未直接进行验证，而是在斜面实验的基础上的理想化推理得到，故错误；
B.单位、、是一组属于国际单位制的基本单位，故正确；
C.牛顿第一定律不能通过实验来验证，故错误；
D.是比值定义法，而是牛顿第二定律，是加速度的决定式，故错误。
故选。
7.【答案】C;
【解析】解：伽利略的斜面实验证明了：运动不需力来维持，物体不受外力作用时，总保持原来的匀速直线运动状态或静止状态，故错误，正确．
故选：
此题主要考查了伽利略斜面实验的物理意义，伽利略通过“理想斜面实验”推翻了力是维持运动的原因的错误观点．
伽利略“理想斜面实验”在物理上有着重要意义，伽利略第一个把实验引入物理，标志着物理学的真正开始．
8.【答案】D;
【解析】解：、伽利略先猜想下落物体的速度随时间均匀增加，没有在斜面实验直接得出，伽利略通过数学推演并用小球在斜面上验证了位移与时间的平方成正比，从而推出，故错误；
、伽利略没有通过斜面实验得出从静止开始小球必须沿光滑的斜面运动才有，故错误；
、伽利略通过对小球在斜面做匀变速运动，进行合理外推得出自由落体运动是匀变速运动，故错误；
、伽利略发现，改变斜面的倾角，正比于依然成立，斜面的倾角越大，越大，故正确。
故选：。
此题主要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。
此题主要考查物理学史，是常识性问题，对物理学的发展史要了解，特别是一些物理学家对物理学史的贡献更应当了解，要注意体会伽利略研究的方法在物理学中的重要应用。
9.【答案】B;
【解析】解：自由落体运动是初速度为零、加速度为的匀加速直线运动，其速度时间关系公式为，故其图是一条通过原点的直线，故ACD均错误，B正确；
故选：。
自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动的一个特例，其速度时间关系公式为，然后得到关系图象．
该题考查了自由落体运动的图象，可根据速度时间关系公式得到图，基础题．
10.【答案】B;
【解析】解：、运动学公式是匀变速直线运动的速度时间公式，仅仅适用于匀变速直线运动，不能求出任意运动状态下物体的速度，故错误，正确；
、在匀变速直线运动的公式中，加速度、末速度和初速度均既可以取正值，也可以取负值，而末速度也不一定比初速度大，故错误。
故选：。
根据匀变速直线运动的公式，结合速度方向与加速度方向的关系说明即可。
该题考查对匀变速直线运动的速度时间公式的理解，知道其含义是解答的关键。
11.【答案】D;
【解析】
伽利略得出了自由落体运动的规律，结合自由落体运动的特点解答即可。
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。
伽利略通过斜面实验得出了自由落体运动的速度与时间成正比的结论，与物体的质量、体积都无关，与下落的高度也无关。
故选。
12.【答案】D;
【解析】解：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”重力的作用效果，但小球的重力并没有变化，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，故错误；
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”，推翻了亚里士多德“力是维持物体运动的原因”的结论，但没有得出力是改变物体运动状态的原因，只是为牛顿第一定律的建立提供了有力的实验依据，故错误，正确。
故选：。
此题主要考查了伽利略对自由落体运动和力与运动关系的研究，了解其研究过程中的物理思想与物理的方法。
此题主要考查的就是学生对于物理常识的理解，这些在平时是需要学生了解并知道的，看的就是学生对课本内容的掌握情况。
13.【答案】不能 空气阻力的影响不能忽略;
【解析】解：不能；若做自由落体运动，则下落的高度为：，较小，与题设不符，说明空气阻力的影响不能忽略，所以不能看做自由落体运动。
答：不能，空气阻力的影响不能忽略。
假设雨滴做自由落体运动，求落地速度是对应的高度，然后比较即可。
雨滴的下落过程是先加速后匀速的过程，空气阻力的影响不能忽略。
14.【答案】30 4;
【解析】解：设物体经过点时速度大小为，落到地面点时速度大小为由题意可知：
…①
…②
联立①②式，代入数据解得：
设物体在空中运动的时间为则
…③
联立①②③式，代入数据解得：
故答案为：，
设物体经过点时速度大小为，落到地面点时速度大小为由题意可知：再根据速度位移关系联立解得的速度；设物体在空中运动的时间为由解时间．
此题主要考查了匀变速直线运动速度时间公式及位移速度公式的直接应用，难度不大，属于基础题
15.【答案】证明了万有引力存在的普遍性、正确性; 敲门地利用等效法合理地将微小量进行放大。;
【解析】解：英国物理学家卡文迪许在实验室里通过几个铅球之间的万有引力的测量比较精确地得出了的数值，表明万有引力定律适用于地面的任何两个物体，用实验方法进一步证明 了万有引力定律的普遍适用性。
故答案为：证明了万有引力的存在的普遍性正确性；巧妙地利用等效法合理地将微小量进行放大。
牛顿得出了万有引力与物体质量及它们之间距离的关系，但无法测出两个天体之间的万有引力的大小，因为他不知道万有引力常量的值。
引力常量的精确测量对于深入研究引力向右作用规律具有重要意义。
16.【答案】(1)没有空气(或抽成真空);(2)同时下落(或同时由静止释放);
【解析】略
17.【答案】解：打开降落伞前，人和伞做自由落体运动运动，有：
代入数据得：
打开降落伞后，人和伞一起做匀减速直线运动，加速度为：
答：打开降落伞时运动员的速度大小；
打开降落伞后运动员的加速度大小;
【解析】
根据自由落体运动的规律求打开降落伞时运动员的速度；
根据加速度的定义式求打开降落伞后运动员的加速度；
解决本题的关键知道加速度是联系力学和运动学的桥梁，通过加速度可以求运动．
18.【答案】答：困难一：瞬时速度无法直接测量。
解决方案：间接验证：若初速，，则有。
困难二：落体运动时间太快，利用“铜壶滴漏”根本无法准确测量时间。
解决方案：为了减缓物体下落速度，伽利略设计了著名的“冲淡重力”的斜面实验。;
【解析】
伽利略对自由落体运动研究时，测量短时间是很困难的，伽利略采用了间接验证的方法：让小球从斜面上的不同位置滚下，测出小球从不同起点滚动的位移和所用时间的关系。

困难一：瞬时速度无法直接测量。
解决方案：间接验证：若初速，，则有。
困难二：落体运动时间太快，利用“铜壶滴漏”根本无法准确测量时间。
解决方案：为了减缓物体下落速度，伽利略设计了著名的“冲淡重力”的斜面实验。