高中物理沪科版（2019）必修第一册：2.1伽利略对落体运动的研究 自我检测题 （Word版含解析）

2.1伽利略对落体运动的研究
1．如图所示为意大利的比萨斜塔，传说伽利略在此做过落体实验。后来来自世界各地的人们都要前往参观，他们把这座古塔看作伽利略的纪念碑。如果我们在一个晴朗无风的日子里，从比萨斜塔上同一高处，同时释放两个实心金属球，则（ ）
A．质量较大的球先到达地面
B．两个球同时到达地面
C．体积较大的球先到达地面
D．质量较小的球先到达地面
2．下列关于自由落体运动的叙述符合史实的是
A．古希腊亚里士多德认为物体下落的快慢与质量无关
B．牛顿首先发现了亚里士多德的观点有自相矛盾的地方
C．伽利略认为，如果没有空气阻力，重物与轻物应该下落得同样快
D．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
3．在物理学的发展过程中，有一位科学家开创了以实验和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．伽利略 B．牛顿 C．库伦 D．焦耳
4．下列说法不正确的是（ ）
A．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫假设法
B．我们有时会用比值法定义一些物理量，如平均速度、密度及加速度等
C．根据速度定义式，当△t极短时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义应用了物理的极限法
D．在对自由落体运动的研究中，伽利略猜想运动速度与下落时间成正比，并未直接用实验进行验证，而是在斜面实验的基础上进行理想化推理
5．伽利略对运动和力的关系及自由落体运动做了大量的研究，下列说法正确的是
A．伽利略设计的斜面实验，能够完全消除摩擦阻力的影响
B．伽利略在斜面实验的基础上经过推理，得出力不是维持物体运动的原因
C．伽利略在研究自由落体运动时，能够完全消除空气阻力的影响
D．伽利略用“冲淡重力”的方法研究自由落体运动，是为了消除重力的影响
6．伽利略研究变速运动规律时做了著名的“斜面实验”：他测量了铜球在较小倾角斜面上运动的位移和时间，发现位移与时间的平方成正比，增大斜面倾角，该规律仍然成立．于是，他外推到倾角为90°的情况，得出结论(　　)
A．自由落体运动是一种匀变速直线运动
B．力是使物体产生加速度的原因
C．力不是维持物体运动的原因
D．物体具有保持原来运动状态的惯性
7．下列哪一位科学家首先创造了一套把实验和逻辑推理（包括数学演算）和谐地结合起来的科学方法，从而发展了人类的科学思维方式和科学研究方法（　　）
A．B．
C．D．
8．伽利略对研究自由落体运动的研究，是科学实验和逻辑思维的完美结合，下图可大致表示其实验和思维的过程，对这一过程的分析，下列说法正确的是
A．其中的丁图是实验现象，甲、乙、丙图是经过合理外推得到的结论
B．运用甲图的实验，可“冲淡”重力的作用，使速度更容易测量
C．运用甲图的实验，可“冲淡”重力的作用，使时间更容易测量
D．运用丁图的实验，可“放大”重力的作用，使实验现象更明显
9．在物理学发展的过程中，某位科学家开创了以实验检验猜想和假设的科学方法，并用这种方法研究了落体运动的规律，这位科学家是(　　)
A．笛卡儿 B．安培 C．牛顿 D．伽利略
10．如图是伽利略1604年做斜面实验时的一页手稿照片，照片左上角的三列数据如下表.表中第二列是时间，第三列是物体沿斜面运动的距离，第一
列是伽利略在分析实验数据时添加的.根据表中的数据，伽利略可以得出的结论是（ ）
1 1 32
4 2 130
9 3 298
16 4 526
25 5 824
36 6 1192
49 7 1600
64 8 2104
A．物体运动的距离与时间成正比 B．斜面倾角一定时，加速度与质量无关
C．物体运动的距离与时间的平方成正比 D．物体运动的加速度与重力加速度成正比
11．古希腊权威思想家亚里士多德曾经断言：物体从高空落下的快慢同物 体的重量成正比，重者下落快，轻者下落慢。比如说，十磅重的物体落下时要比一磅重的物体落下快十倍。1800 多年来，人们都把这个错误论断当作真理而信守不移。直到 16 世纪，伽利略才发现了这一理论在逻辑上的矛盾。并通过“比萨斜 塔试验”，向世人阐述他的观点。对此进行了进一步的研究，通过实验来验证：伽利略用铜球从斜槽 的不同位置由静止下落，伽利略手稿中记录的一组实验数据：
时间单位 1 2 3 4 5 6 7 8
距离单位 32 130 298 526 824 1192 1600 2104
伽利略对上述的实验数据进行了分析，并得出了结论，下列是伽利略得出的结论是
A．
B．
C．
D．
12．下列说法不正确的是（ ）
A．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫假设法
B．我们有时会用比值法定义一些物理量，如速度、密度及加速度等
C．根据速度定义式，当△t极短时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义应用了物理的极限法
D．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
13．伽利略在研究落体运动时，让小球分别沿倾角不同、阻力很小的斜面从静止开始滚下，下列有关该实验的说法中正确的是
A．伽利略通过实验验证了力不是维持物体运动的原因
B．伽利略在实验的基础上通过逻辑推理指出物体都具有保持原来运动状态的属性
C．伽利略通过实验直接验证了自由落体运动是匀加速运动
D．实验中斜面起到了“冲淡”重力的作用，便于运动时间的测量
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应该下落得同样快
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．伽利略思想方法的核心是把实验和逻辑推理（包括数学推演）和谐地结合起来
15．意大利著名物理学家伽利略开科学实验之先河，奠定了现代物理学的基础．图示是他做了上百次的铜球沿斜面运动的实验示意图．关于该实验，下列说法中正确的是(　　)
A．它是伽利略研究牛顿第一定律的实验
B．它是伽利略研究自由落体运动的实验
C．伽利略设想，图中斜面的倾角越接近90°，小球沿斜面滚下的运动就越接近自由落体运动
D．伽利略认为，若发现斜面上的小球都做匀加速直线运动，则自由落体运动也是匀加速直线运动
参考答案
1．B
【解析】
【详解】
根据自由落体运动的公式得
可见运动时间与质量没有关系，所以两个球同时到达地面，故B正确。
2．C
【解析】
【详解】
A.亚里士多德认为物体越重，下落得越快，伽利略认为物体下落快慢与质量无关，故A错误；
B.伽利略通过逻辑推理发现了发现亚里士多德的观点有自相矛盾的地方，故B错误；
C.伽利略认为如果没有空气阻力，重物与轻物应该下落得同样快，故C正确；
D.伽利略没有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，而是将斜面实验进行外推得出间接得出的实验结果，故D错误；
3．A
【解析】
伽利略通过逻辑推理证明亚里士多德理论内部存在矛盾，通过铜球从斜面滚下的实验，运用数学演算，得到自由落体运动是匀加速直线运动，开创了把实验和逻辑推理相结合的科学研究方法和科学思维方式．故A正确，BCD错误
4．A
【解析】
A. 质点采用的科学方法为建立理想化的物理模型的方法；故A不正确；
B. 比值法定义就是应用两个物理量的比值来定量研究第三个物理量，如速度、密度及加速度等都是用比值法定义的物理量；故B正确；
C. 为研究某一时刻或某一位置时的速度，我们采用了取非常小的时间，即让时间趋向无穷小时的平均速度作为瞬时速度，即采用了极限思维法；故C正确；
D. 伽利略在对自由落体运动的研究中，猜想运动速度与下落时间成正比，为了 “冲淡”重力的影响，首先在斜面上进行实验验证，在斜面实验的基础上进行理想化推理；故D正确；
5．B
【解析】
A. 伽利略设计的斜面实验，不能够完全消除摩擦阻力的影响，故A错误。
B. 伽利略在斜面实验的基础上经过推理，得出力不是维持物体运动的原因，符合实际，故B正确。
C. 伽利略在研究自由落体运动时是在空气中进行，不能够完全消除空气阻力的影响，故C错误。
D. 伽利略用“冲淡重力”的方法研究自由落体运动，是为了方便计时，故D错误。
6．A
【解析】
铜球在较小倾角斜面上的运动情况，发现铜球做的是匀变速直线运动，且铜球加速度随斜面倾角的增大而增大，倾角最大的情况就是90°时，这时物体做自由落体运动，由此得出的结论是自由落体运动是一种匀变速直线运动，故A正确，BCD错误．
7．C
【解析】
首先创造了把实验和逻辑推理（包括数学演算）和谐地结合起来的科学方法的科学家是意大利的科学家伽利略，不是亚里士多德、牛顿和阿基米德．故C正确．故选C．
8．C
【解析】
A. 甲、乙、丙均是实验现象，丁图是经过合理的外推得到的结论，故A错误；
BC. 伽利略的时代无法直接测定瞬时速度，就无法验证与成正比的思想，伽利略通过数学运算得到，若物体初速度为零，且速度随时间均匀变化，即正比于，那么它通过的位移与所用时间的二次方成正比，只要测出物体通过不同位移所用的时间就可以验证这个物体的速度是否随时间均匀变化。由于伽利略时代靠滴水计时，不能测量自由落体所用的时间，伽利略让铜球沿阻力很小的斜面滚下，由于沿斜面下滑时加速度减小，所用时间长得多，所以容易测量，这个方法叫“冲淡”重力，故B错误，C正确；
D. 丁是做自由落体运动，不存在“放大”重力的作用，故D错误。
9．D
【解析】
【详解】
伽利略开创了以实验检验猜想和假设的科学方法，并用这种方法研究了落体运动的规律。
A.A项与上述分析结论不相符，故A错误；
B.B项与上述分析结论不相符，故B错误；
C.C项与上述分析结论不相符，故C错误；
D.D项与上述分析结论相符，故D正确。
10．C
【解析】
【详解】
AC．伽利略所添加的第一列正好是第二列时间的平方，而第三列与第一列的比值又近似等于恒量，因此能够得出C选项中的结论，故C正确，A错误.
BD．三列数据都没有提质量和加速度，因此无法得出B和D选项中的结论，选项BD错误.
11．D
【解析】
【详解】
伽利略最初猜想沿斜面向心运动的物体的运动的速度与时间成正比，即：v=kt；由此伽利略推论位移的位移与时间的平方成正比，则：x=k′?t2，即：
结合以上的分析，则比较即可：
；
；
；
；
；
；
；
；
由以上的数据比较可知，各组数据中都约等于32.5，考虑到测量的误差等原因，可以认为是一个常数，即位移的位移与时间的平方成正比。
A．，与结论不相符，选项A错误；
B．，与结论不相符，选项B错误；
C．，与结论不相符，选项C错误；
D．，与结论相符，选项D正确。
12．A
【解析】
【详解】
A．质点采用的科学方法为建立理想化的物理模型的方法，故A项与题意相符；
B．比值法定义就是应用两个物理量的比值来定量研究第三个物理量，我们有时会用比值法定义一些物理量，如速度、密度及加速度等，故B项与题意不符；
C．为研究某一时刻或某一位置时的速度，我们采用了取时间非常小，即让时间趋向无穷小时的平均速度作为瞬时速度，即采用了极限思维法，故C项与题意不符；
D．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，故D项与题意不符。
13．D
【解析】
试题分析：小球在较小倾角斜面上的运动情况，发现小球做的是匀变速直线运动，且小球加速度随斜面倾角的增大而增大，倾角最大的情况就是90°时，这时物体做自由落体运动，由此得出的结论是自由落体运动是一种匀变速直线运动．故ABC错误；实验中小球沿斜面向下运动的过程中，加速度比自由落体运动的加速度小，斜面的长度比自由落体运动的位移大，所以斜面起到了“冲淡”重力的作用，便于运动时间的测量，故D正确．
考点：伽利略研究自由落体运动的实验和推理方法
【名师点睛】该题属于实验推论题，要求同学们正确理解科学家的基本观点和佐证实验．结论是由实验推导出来的，所以结论必须与实验相联系，题目中的结论要与随着斜面倾角的增大，铜球做怎样的运动有关．
14．ACD
【解析】
【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，伽利略认为在同一地点，重的物体和轻的物体下落快慢相同，故A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错误；
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，故C正确；
D．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。伽利略思想方法的核心是把实验和逻辑推理（包括数学推演）和谐地结合起来，故D正确。
15．BCD
【解析】
【详解】
A、铜球沿斜面运动的实验，是伽利略研究自由落体运动的实验，故A错误B正确；
C、伽利略设想，图中斜面的倾角越接近90°，斜面的阻力越小，小球沿斜面滚下的运动就越接近自由落体运动，故C正确；
D、发现斜面上的小球都做匀加速直线运动，则自由落体运动也是匀加速直线运动，故D正确；