《伽利略对自由落体运动的研究》基础练习1．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.焦耳B.伽利略C.牛顿D.安培2．如图，拿一个长约1.5m的玻璃筒，一端封闭，另一端有开关，把金属片和小羽毛放到玻璃筒里由静止释放。观察金属片和小羽毛下落的情况，下列说法正确的是（）A.筒内充满空气时，两者下落一样快B.筒内充满空气时，两者均做自由落体运动C.筒内抽出空气后，两者均做自由落体运动D.筒内抽出空气后，金属片比小羽毛下落快3．下列表述中正确的是
A.汤姆逊发现了电子并用油滴实验测定了元电荷的数值B.卢瑟福用粒子轰击氮原子核的核反应方程为，该反应属于核聚变C.分别用黄光和蓝光照射金属钾表面均有光电子逸出，其中蓝光照射时，逸出的光电子最大初动能较小D.伽利略利用下图所示实验研究自由落体运动，先在倾角较小的斜面上进行实验，其目的是使时间测量更容易4．伽利略在1604年的斜面实验中曾经记录了物体沿斜面下滑时，下滑时间（表中第二列）与下滑距离（表中第三列）的数据如下表所示，表中第一列数据是伽利略分析实验数据时添加的。根据表中数据，伽利略可以得出的结论是A.没有外力时物体将做直线运动B.物体的惯性可以用质量来量度C.物体下滑的加速度越来越大D.物体下滑的距离与时间的平方成正比5．下列物理学方法中，描述正确的是（）A.I=UR使用了比值法定义的方法B.在探究合力与分力的关系的实验中用了控制变量法C.库伦研究库伦定律，用了控制变量法D.伽利略研究自由落体运动时，用了理想模型法6．自由落体运动是指物体只在重力的作用下从静止开始下落的运动，是匀变速直线运动中的一个特例。关于对自由落体运动的研究下列说法正确的是
A.伽利略测定了铜球在斜面上运动的位移与时间，进而得出了速度随位移均匀增大的结论B.亚里士多德认为物体下落速度和下落时间成正比C.伽利略应用数学计算的方法得出做自由落体运动的物体通过的位移与速度的二次方成正比D.伽利略研究铜球在斜面上运动并做出合理外推，进而得出小球自由下落的速度与时间成正比7．伽利略通过著名的“斜面实验”的研究，进而得出了自由落体运动的规律。以下说法符合科学史实的是A.斜面实验是为了便于测量小球运动的速度和路程B.斜面实验可以通过观察与计算直接得到落体的运动规律C.伽利略开创了运用逻辑推理和实验研究相结合的科学方法D.小球多次从不同起点滚下的位移与所用时间的比值保持不变8．了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察思考，往往比掌握知识本身更重要。针对伽利略对自由落体运动的研究内容及过程，有以下叙述：①伽利略后来借助数学知识发现，如果速度与位移成正比，将会推导出复杂的结论；②伽利略相信，自然界的规律是简洁明了的，他猜想自由落体运动一定是一种最简单的变速运动，它的速度应该是均匀变化的；③亚里士多德认为物体下落的快慢是由它们的重量决定的，伽利略通过逻辑推理和实验证实亚里士多德的结论是错误的；④伽利略通过斜面实验来证明速度与时间成正比的猜想是正确的，并进行了合理外推：当倾角为90°时，运动变为自由落体，其性质不变，而且所有物体下落的加速度都是一样的。根据伽利略研究的真实过程，你认为下列排序科学合理的是（ ）A.①②③④B.③②①④C.②①③④D.②③①④9．伽利略对自由落体运动的研究，是科学实验和逻辑思维的完美结合，如图所示，可大致表示其实验和思维的过程，对这一过程的分析，下列正确的是A.伽利略认为自由落体运动的速度是均匀变化的，这是他用实验直接进行了验证的
B.其中丁图是实验现象，甲图是经过合理外推得到的结论C.运用甲图实验，可“冲淡”重力的作用，更方便进行实验测量D.运用丁图实验，可“放大”重力的作用，从而使实验现象更明显10．伽利略在对自由落体运动的研究过程中，开创了如下框图所示的一套科学研究方法，其中方框2和4中的方法分别是（ ）A.实验检验，数学推理B.数学推理，实验检验C.实验检验，合力外推D.提出假设，实验检验11．伽利略把小球在斜面上做匀加速直线运动的规律合理外推，得出自由落体运动的性质，他采用的研究方法是A.控制变量B.等效替代C.理想模型D.逻辑推理12．意大利科学家伽利略在研究物体变速运动规律时，做了著名的“斜面实验”，他测量了铜球在较小倾角斜面上的运动情况，发现铜球做的是匀变速直线运动，且铜球的加速度随斜面倾角的增大而增大，于是他对大倾角情况进行了合理的外推，由此得出的结论是（）A.物体都具有保持原来运动状态的属性，即惯性B.自由落体运动是一种匀变速直线运动C.力是使物体产生加速度的原因D.力不是维持物体运动的原因13．伽利略在研究自由落体运动时，设计了如图所示的斜面实验，下列哪些方法是他在这个实验中采用过的（）A.用秒表计时B.改变斜面倾角，比较各种倾角得到的与的平方成正比，然后将斜面实验的结果合理“外推”，说明自由落体运动是匀变速直线运动C.用打点计时器打出纸带进行数据分析D.改变斜面倾角，比较各种倾角得到的与
成正比，然后将斜面实验的结果合理“外推”，说明自由落体运动是匀变速直线运动14．最先创造性地研究自由落体运动并得出正确结论的科学家是A.B.C.D.15．伽利略对变速运动问题研究时，坚信自然界的规律是简洁明了的，他从这个信念出发，猜想落体一定是一种最简单的变速运动，而最简单的变速运动，它的速度应该是均匀变化的。但是，速度的变化怎样才算“均匀”呢？他考虑了两种可能：一种是速度的变化对时间来说是均匀的，即v与t成正比，另一种是速度的变化对位移来说是均匀的，即v与x成正比。后来发现，如果v与x成正比，将会推导出十分复杂的结论。那么，十分复杂的结论是什么呢？下面关于这个结论的说法正确的是（）A.物体运动的速度和时间之间的关系是二次函数关系B.物体运动的位移和时间之间的关系是二次函数关系C.物体所受的合外力与物体的速度成正比关系D.t=0时刻，初速度和位移均为零16．公元前4世纪，古希腊哲学家亚里士多德通过观察大量物体下落的现象，归纳出：物体越重，下落得越快.下列论述和实例中能反驳和推翻亚里士多德的落体理论的是A.在空气中，石块总比羽毛下落得快B.完全相同的两张纸片，其中一张揉成纸团，它们同时从空中同一高度下落时，纸团先着地C.完全相同的两个小铁球，从空中同一高度处同时下落，同时着地D.真空玻璃管中，羽毛和金属片下落一样快
详细解析1．B【解析】伽利略设想了理想斜面实验，推导出力不是维持物体运动的原因，开创了理想实验的科学方法，研究了力和运动的关系。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。故选D。【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【解析】AB、物体只在重力的作用下做初速度为零的运动，叫做自由落体运动，玻璃筒内有空气时，存在空气阻力，不能做自由落体运动，且羽毛受到的阻力大，因此金属落得快，羽毛落得慢，故AB项错误；CD、玻璃筒内没有空气时，物体做自由落体运动，因为高度相同，加速度都为g，所以同时到达底端，故C正确，D错误；故选C。3．D【解析】汤姆生发现了电子，密立根利用油滴实验测定了元电荷量，故A错误；该反应方程属于人工核反应，故B错误；由于蓝光的频率比黄光的频率高，根据光电效应方程，分别用黄光和蓝光照射金属钾表面均有光电子逸出，蓝光照射时，逸出的光电子的最大初动能较大，故C错误；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D正确；故选D。【点睛】根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献，知道核聚变的实质，根据光电效应方程分析光电子的最大初动能，了解伽利略对自由落体运动和力与运动关系的研究过程。4．D【解析】表中数据不能确定没有外力时物体怎样运动，故A
错误；伽利略的斜面实验是为研究落体运动（太快不便测定时间）而设计的理想实验，那时还没有惯性和加速度的概念，故BC错误；根据表中第二列和第一列数据对比可以得到，第一列数据为时间的平方，而第一列和第三列是正比关系，故D正确。故D正确，ABC错误。5．C【解析】I=U/R并非比值定义法，A错误；探究合力和分力的实验中使用了等效替代的方法，B错误；库伦在研究库伦定律时运用了控制变量法，C正确；斜面实验研究为自由落体运动采用了理想实验和合力外推两种物理思想，D错误，故选C。6．D【解析】A：伽利略测定了铜球在斜面上运动的位移与时间，进而得出了铜球在斜面上位移与时间的关系而不是速度随位移均匀增大的结论。故A项错误。B：亚里士多德认为重的物体比轻的物体下落快，而不是物体下落速度和下落时间成正比。故B项错误。C：伽利略通过实验推理和数学计算得出做自由落体运动的物体通过的位移与时间的二次方成正比。故C项错误。D：伽利略研究铜球在斜面上运动并做出合理外推，进而得出小球自由下落的速度与时间成正比。故D项正确。点睛：知道物理学史，知道物理学家在对应科学研究中的主要步骤和采用的物理方法。7．C【解析】斜面实验时便于测量小球运动的时间，斜面实验不可以通过观察与计算直接得到落体的运动规律，选项AB错误；伽利略为了研究自由落体的规律，将落体实验转化为著名的“斜面实验”， 伽利略开创了运用数学推理和实验研究相结合的科学方法，选项C正确；小球多次从不同起点滚下的位移与所用时间的二次方的比值保持不变，选项D错误。故选C8．B【解析】对于落体运动，最先是亚里士多德认为物体下落的快慢是由它们的重量决定的，伽利略通过逻辑推理和实验证实亚里士多德的结论是错误的，并相信自然界的规律是简洁明了的，速度应该是均匀变化的；最终通过斜面实验检验出速度与时间成正比的猜想是正确的，并进行了合理外推，得到落体运动的规律，故B项正确，ACD三项错误。点睛：知道物理学史，知道物理学家的成就和对应研究的物理过程和物理方法。9．C
【解析】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．其中甲图是实验现象，丁图是经过合理外推得到的结论，所以伽利略用来抽象思维、数学推导和科学实验相结合的方法．故C正确，ABD错误．故选C．10．D【解析】这是依据思维程序排序的问题，这一套科学研究方法，要符合逻辑顺序，即通过观察现象，提出假设，根据假设进行逻辑推理，然后对自己的逻辑推理进行实验验证，紧接着要对实验结论进行修正推广。故选D。11．D【解析】伽利略在研究物体在无阻力的下落运动（即自由落体运动）时，发现不同质量的铜球沿阻力极小的斜面滚下，结果发现铜球的下滑加速度都是相同的。不断增大斜面倾角，结果发现，只是铜球的下滑加速度增大了，而所有铜球的下滑加速度仍是相同的。所以通过斜面上物体的匀加速运动合理外推出当倾角增大到时，即自由落体运动也保持匀加速运动的性质；由此，伽利略通过数学推演并用小球在斜面上运动验证了位移与时间的平方成正比，由此可知，伽利略对自由落体运动的研究，是科学实验和逻辑思维的完美结合，即他采用了逻辑推理的研究方法，故ABC错误，D正确；故选D.12．B【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B正确，ACD错误。13．B【解析】A、在伽利略时代，没有先进的计时仪器，因此采用的是用水钟计时，故A错误；C、在伽利略时代还没有发明打点计时器，故C错误；BD、在伽利略时代，技术不够发达，无法直接测定瞬时速度，所以不可能直接得到速度的变化规律，但是伽利略通过数学运算得出结论：如果物体的初速度为零，而且x与t平方的成正比，就可以检验这个物体的速度是否随时间均匀变化，将斜面实验的结果合理“外推”，说明自由落体运动是特殊的匀变速直线运动，故B正确，D错误；
故选B。【点睛】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、采用的方法以及其科学的思维即可正确解答。14．B【解析】亚里士多德提出了力是维持物体运动原因这一错误观点，笛卡尔重要贡献是建立笛卡尔坐标系，牛顿主要提出牛顿三定律等，伽利略对自由落体运动进行科学研究并得出正确结论，故B正确，ACD错误。15．C【解析】如果v与x成正比,根据加速度的定义得加速度增大,即做加速度随速度均匀增大的加速运动,所以物体所受的合外力与物体的速度成正比关系,故ABD错误,C正确;综上所述本题答案是：C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.16．BD【解析】A、在空气中,石块总比羽毛下落得快是因为石块的加速度大,这不能推翻亚里士多德的落体理论,故A错误; B、完全相同的两张纸片,重力是相同的,其中一张揉成纸团,它们同时从空中同一高度下落时,纸团先着地,这就与“物体越重,下落得越快”相矛盾,所以B选项是正确的; C、完全相同的两个小铁球,从空中同一高度处同时下落,同时着地,不能说明亚里士多德的落体理论“物体越重,下落得越快”,故C错误; D、真空玻璃管中,羽毛和金属片下落一样快,推翻了亚里士多德的落体理论“物体越重,下落得越快”,所以D选项是正确的; 综上所述本题答案是：BD
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