人教版高一物理必修1第二章《伽利略对自由落体运动的研究》练习题含解析答案

高中物理人教版必修1第二章6伽利略对自由落体运动的
研究练习题
一、单选题
1.关于伽利略对自由落体运动的研究，下面叙述错误的是()
A. 伽利略用实验直接证实了自由落体运动是初速为零的匀加速直线运动
B. 伽利略把试验和逻辑推理和谐地结合起来，从而发展了人类的科学思维方式和
科学研究方法
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. 伽利略采用了斜面实验，“冲淡”了重力的作用，便于运动时间的测量．
2.伽利略用实验验证v∝t的最大困难是()
A. 不能很准确地测定下落的距离
B. 不能测出下落物体的瞬时速度
C. 当时没有测量时间的仪器
D. 当时没有记录落体运动的数码相机
3.下列说法正确的是()
A. 加速度增大，速度可能减小
B. 参考系一定要选取静止不动的物体
C. 研究和观察日食时可以把太阳当做质点
D. 羽毛下落得比玻璃球慢，是因为羽毛轻
4.伽利略在研究自由落体运动时，主要遇到了两个问题：①无测量瞬时速度的工具；
②无精确的计时仪器，关于伽利略解决上述问题的办法，下列说法正确的是()
A. 利用光滑的斜面解决了问题①
B. 利用x∝t替代v∝t解决了问题①
C. 利用x∝t2替代v∝t解决了问题②
D. 利用斜面上小球的运动替代自由落体运动解决了问题②
5.利用斜面实验合理外推研究自由落体运动的物理学家是()
A. 焦耳
B. 伽利略
C. 爱因斯坦
D. 阿基米德
6.伽利略在自由落体运动的研究中，其科学研究方法的核心是()
A. 把提出问题和大胆猜想结合起来
B. 把提出问题和实验研究结合起来
C. 把实验研究和逻辑推理结合起来
D. 把实验研究和大胆猜想结合起来
7.关于运动学的历史和概念，下列说法中不正确的是()
A. 亚里士多德在研究“落体运动”等问题中所犯的错误告诉我们，在科学研究中
单纯依靠“观察”和“经验”往往是靠不住的
B. 伽利略认为空中下落的物体，重的比轻的下落快
C. 伽利略在对自由落体运动的研究中将实验和逻辑推理和谐地结合起来，丰富了
人类的科学思维方式和科学研究方法
D. 伽利略比他的前人更伟大，就在于他首先采用了实验检验猜想和假设的科学方
法
8.伽利略曾通过做“铜球沿斜面运动的实验”来研究自由落体运动．关于该实验的相
关描述正确的是()
A. 质量大的铜球沿斜面向下运动的加速度比质量小的铜球大
B. 铜球沿斜面向下做匀加速运动，加速度与斜面倾角有关，而与铜球的质量无关
C. 铜球在斜面上的运动与自由落体运动完全相同
D. 通过做“铜球沿斜面运动的实验”不可能了解到自由落体运动的特点
9.有关伽利略对自由落体运动的研究过程，下列叙述正确的是()
A. 运用逻辑推理，认为重物比轻物下落得快
B. 猜想落体运动一定是最简单的变速运动
C. 通过实验验证，得出自由落体运动的速度与位移成正比的结论
D. 通过实验验证，得出自由落体运动的位移与时间成正比的结论
10.下列关于伽利略对自由落体运动研究的说法中，不正确的是()
A. 在同一地点，重的物体和轻的物体下落一样快
B. 伽利略猜想落体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铜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
二、多选题
11.科技馆中的一个展品如图所示，在较暗处有一个不断均
匀滴水的水龙头，在一种特殊的间歇闪光灯的照射下，
若调节间歇闪光时间间隔正好与水滴从A下落到B的时
间相同，可以看到一种奇特的现象，水滴似乎不再下落，
而是像固定在图中的A、B、C、D四个位置不动，对出
现的这种现象，下列描述正确的是(g=10m/s2)()
A. 水滴在下落过程中通过相邻两点之间的时间满足t AB<t BC<t CD
B. 间歇发光的间隔时间是√2
s
10
C. 水滴在相邻两点之间的位移满足x AB：x BC：x CD=1：3：5
D. 水滴在各点速度之比满足v B：v C：v D=1：4：9
12.在著名的伽利略斜面铜球实验中，当斜面倾角一定，阻力
可忽略时，小球从静止开始滚下过程中()
A. 位移与时间成正比
B. 速度与时间
成正比
C. 速度与位移成正比
D. 加速度大小与铜球质量无关
13.伽利略对“自由落体运动”和“运动和力的关系”的研究，开创了科学实验和逻辑
推理相结合的重要科学研究方法。

图1、图2分别表示这两项研究中实验和逻辑推理的过程，对这两项研究，下列说法正确的是()
A. 图1通过对自由落体运动的研究，合理外推得出小球在斜面上做匀变速运动
B. 图1中先在倾角较小的斜面上进行实验，可“冲淡”重力，使时间测量更容易
C. 图2中完全没有摩擦阻力的斜面是实际存在的，实验可实际完成
D. 图2的实验为“理想实验”，通过逻辑推理得出物体的运动不需要力来维持
14.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. 其中的甲图是实验现象，丁图是经过合理的外推得到的结论
B. 其中的丁图是实验现象，甲图是经过合理的外推得到的结论
C. 运用甲图的实验，可“冲淡”重力的作用，使实验现象更明显
D. 运用丁图的实验，可“放大”重力的作用，使实验现象更明显
三、填空题
15.如图，
是伽利略理想斜面实验中的一幅图，小球从A点沿光滑轨道由静止开始运动到另一侧最高点B，则B点________(选填“高于”、“低于”或“等于”)A点的高度；
若轨道仅CD部分光滑，小球仍从A点静止下滑，经过4秒达到斜面另一侧最高点B′，B′的高度是A点高度的16
，A到B′的总路程是2m，且已知小球在水平部分运动
25
时间为1s，则C到D的距离是_________m。

16.利用如图所示的装置做如下实验：小球从左侧斜面上的O点由静止释放后沿斜面向
下运动，并沿右侧斜面上升。

斜面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐降低的材料时，小球沿右侧斜面上升到的最高位置依次为1、2、3.根据三次实验结果的对比，可以得到的最直接的结论是：______；由此进一步外推，可得到推论是：______。

17.首创“发现问题、提出假设、数学推理、实验验证、结论推广”的科学研究方法的
科学家是______；最早通过斜面实验对自由落体运动进行科学研究的科学家是______。

18.伽利略的理想实验
(1)伽利略注意到，当一个球沿斜面向下运动时，它的速度______，而向上运动时，
它的速度______，他由此猜想当球沿水平面运动时，它的速度应该是______，实际上球运动的越来越慢，伽利略认为是由于______的缘故。

他推断，若没有______，球将永远运动下去。

(2)伽利略通过研究理想斜面实验，得出的结论是：力不是______的原因，而恰恰
是______的原因。

(3)笛卡儿补充和完善了伽利略的观点，明确指出：除非______，物体将永远保持
其______或______，永远不会使自己______运动，而保持在______上运动。

四、实验题
19.伽利略在《两种新科学的对话》一书中，提出猜想：物体沿斜面下滑是一种匀变速
直线运动，同时他还用实验验证了该猜想．某小组依据伽利略描述的实验方案，设计了如图所示的装置，探究物体沿斜面下滑是否做匀变速直线运动．实验操作步骤如下：
①让滑块从距离挡板s处由静止沿倾角为θ的斜面下滑，并同时打开装置中的阀门，
让水箱中的水流到量筒中；
②当滑块碰到挡板的同时关闭阀门(假设水流出均匀稳定)；
③记录下量筒收集的水量V；
④改变s，重复以上操作；
⑤将测得的数据记录在表格中．
(1)该实验用量筒中收集的水量来表示______．
A.水箱中水的体积
B.水从水箱中流出的速度
C .滑块下滑的时间D.滑块下滑的位移
(2)某同学漏填了第3组数据中量筒收集的水量V，若实验正常，你估计
V=______mL；若保持下滑的距离s、倾角θ不变，增大滑块的质量，水量V将______(填“增大”、“不变”或“减小”)；若保持下滑的距离s、滑块质量不变，增大倾角θ，水量V将______(填“增大”、“不变”或“减小”)．
(3)下列说法中不属于该实验误差来源的是______．
A.水从水箱中流出不够稳定
B.滑块开始下滑和开始流水不同步
C .选用的斜面不够光滑D.选用了内径较大的量筒．
20.某物理兴趣小组的同学在实验室里再现了伽利略对自由了落体运动的研究，做了如
下实验：如图所示，他在标有刻度的斜面底端固定一个光电门，让一个小球从斜面某一位置由静止开始释放。

用刻度尺测得小球的直径为D，读出释放处与光电门间的距离为x，测出小球运动到斜面底端的时间为t，光电门档光的时间为△t。

(1)小球运动到斜面底端时的速度为v=______(用题中给出的字母表示)
(2)改变小球释放位置，取3次试验数据，分别用对应的下标1、2、3表示，算出
小球经过光电门时的速度分别为v1、v2、v3，则下列选项中伽利略用来证明小球沿光滑斜面向下的运动是匀变速直线运动的是______。

A.v1
2=v2
2
=v2
2
B.v1
t1
=v2
t2
=v3
t3
C.x1−x2=x2−x3
D.x1t
1
2
=x2
t22
=x3
t32
(3)当用图象法求小球在斜面上运动的加速度时，为了方便处理数据，若纵坐标的物理量是释放处与光电门的距离x，则横坐标的物理量可以是______。

A.t2
B.t
2C.1
△t2
D.△t2
五、综合题
21.几十年来，学语文课文《两个铁球同时着地》让我们记住了伽利略，知道他为驳倒
亚里士多德的经典理论，做了著名的“比萨斜塔铁球实验”。

2012年，在中国人编写的一本名为《伽利略：自然科学之父》的书中说：“……伽利略进入公共广场，满怀兴奋，不时停下来，用他那双漂亮的眼睛注视三幢出类超群的建筑物……比萨
斜塔底下站着一大群学生，高声谈笑，好像是来看赛鸡表演似的，而不是参加一个庄严的科学实验示范……但是现在却有人提出这个故事并不真实。

那你觉得伽利略两个铁球同时落地的故事真实么？请你写出推理依据。

答案和解析
1.【答案】A
【解析】
【分析】
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。

【解答】
A.伽利略猜想自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，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A错误；
B.伽利略把实验和逻辑推理和谐地结合起来，从而发展了人类的科学思维方式和科学研究方法，故B正确；
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.伽利略采用了斜面实验，“冲淡”了重力的作用，便于运动时间的测量，故D正确。

故选A。

2.【答案】B
【解析】解：伽利略最初假设自由落体运动的速度是随着时间均匀增大，但是他所在的那个时代还无法直接测定物体的瞬时速度，所以不能直接得到速度随时间的变化规律．伽利略通过数学运算得到结论：如果物体的初速度为零，而且速度随时间的变化是均匀的，那么它通过的位移与所用的时间的二次方成正比，这样，只要测出物体通过不同位移所用的时间，就可以检验这个物体的速度是否随时间均匀变化．但是物体下落很快，当时只能靠滴水计时，这样的计时工具还不能测量自由落体运动所用的较短的时间．伽利略采用了一个巧妙的方法，用来“冲淡”重力．他让铜球沿阻力很小的斜面滚下，二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，所以时间长，所以容易测量．所以伽利略根据假设推出了物理量便于测量的一个关系是s∝t2.故ACD错误，B正确；
故选：B．
伽利略对自由落体运动规律研究应当结和当时科学发展的实际水平，应当加深对物理学
史的研究．
伽利略将可靠的事实和理论思维结合起来，以实验事实为基础，开辟了崭新的研究物理的方法道路，同学们要从中汲取营养，提高科学素质．
3.【答案】A
【解析】
【分析】
加速度方向与速度方向相同，速度增大．加速度方向与速度方向相反，速度减小；描述一个物体的运动时，参考系可以任意选取；当物体的大小和形状对所研究的问题中没有影响或影响不计时，可以把物体当成质点处理；受力分析后，根据牛顿运动定律说明羽毛比玻璃球下落得慢的原因。

本题主要考查了一些基本概念和规律，属于基础题。

【解答】
A.加速度增大的物体，如果加速度方向与速度方向相反，速度会减小，故A正确；
B.参考系是在描述物体的运动时，被选定做为参考、假定为不动的其他物体，被选为参考系的物体可以是静止的也可以是运动的，故B错误；
C.研究和观察日食时，太阳的大小直接影响观察结果，所以不可以把太阳看成质点，故C错误；
D.玻璃球在空气中下落的过程中受到的空气的阻力远小于其重力，而羽毛受到的阻力与其重力比较接近，所以羽毛比玻璃球向下的加速度小，所以下落得慢，与物体的轻重无关，与受到的阻力产生的影响有关，故D错误。

故选A。

4.【答案】D
【解析】
【分析】
此题是伽利略研究自由落体运动的实验和推理方法，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本题。

【解答】
AD.在伽利略时代，没有先进的计时仪器，因此伽利略让小球从斜面上滚下来用来“冲淡”重力，即利用斜面上小球的运动替代自由落体运动解决了问题②，故A错误，D正确；
BC.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，小球是否做匀变速运动，即利用x∝t2替代v∝t解决了问题①，故BC错误。

故选D。

5.【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查伽利略对自由落体运动的研究。

根据物理学史和常识解答，记住物理学家的主要贡献即可作答。

【解答】
利用斜面实验合理外推研究自由落体运动的物理学家是伽利略，故ACD错误，B正确。

故选B。

6.【答案】C
【解析】
【解答】伽利略在研究自由落体运动时，对下落快慢与下落时间成正比的假设及用数学工具推导出下落位移与下落时间的平方成正比，最后用斜面实验验证并合理外推，外推至斜面90°时实验结论同样成立，，开创了将实验和逻辑推理结合起来的研究方法．故ABD错误，C正确．
故选：C
【分析】
本题考查分析实验研究方法的能力．俐利略开创了实验和逻辑推理((包括数学))的研究方法．
7.【答案】B
【解析】
【分析】
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，它标志着物理学的真正开端。

本题考查伽利略关于自由落体的研究方法，要注意明确伽利略的“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。

【解答】
A.亚里士多德在研究“落体运动”等问题中所犯的错误告诉我们，在科学研究中单纯依靠“观察”和“经验”往往是靠不住的，故A正确；
B.亚里士多德认为空中下落的物体，重的比轻的下落快，故B错误；
C.伽利略在对自由落体运动的研究中将实验和逻辑推理和谐地结合起来，丰富了人类的科学思维方式和科学研究方法，故C正确；
D.伽利略比他的前人更伟大，就在于他首先采用了实验检验猜想和假设的科学方法，故D正确。

本题选不正确的，故选B。

8.【答案】B
【解析】解：A、B、伽利略曾通过做“铜球沿斜面运动的实验”发现铜球沿斜面向下做匀加速运动，加速度与斜面倾角有关，而与铜球的质量无关．故A错误，B正确．C、D、伽利略分析斜面上的小球都做匀加速直线运动，加速度与斜面倾角有关，与自由落体运动的规律是相似的，所以他得出的结论是：自由落体运动也是匀加速直线运动．故C错误，D错误．
故选：B
伽利略对运动和力的关系研究，其科学思想方法的核心是把把实验和逻辑推理和谐结合起来．对小球进行受力分析，利用运动公式求的下滑的时间，然后分析小球的加速度．本题考查了伽利略对自由落体运动的研究，了解其研究过程“冲淡”重力的方法．
9.【答案】B
【解析】
【分析】
本题的解题关键是掌握意大利科学家伽利略的科学研究方法：把实验和逻辑推理(包括数学演算)和谐地结合起来。

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。

【解答】
解：A、伽利略运用逻辑推理推断出重物与轻物应该下落得同样快，故A错误。

B、伽利略通过猜想提出，落体运动一定是最简单的变速运动，故B正确；
CD、伽利略通过斜面实验，运用数学方法进行外推，得出自由落体运动位移与时间的平方成正比，而速度和位移并不成正比关系，故CD错误。

故选B。

10.【答案】B
【解析】
【分析】
本题要知道伽利略“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。

【解答】
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，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进行合理外推得到的，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。

本题选不正确的，故选B。

11.【答案】BC
【解析】解：AB.若调节间歇闪光时间间隔正好与水滴从A下落到B的时间相同，看到
水滴似乎不再下落，知相邻两个点的时间间隔相等．根据△x=g△t2，则Δt=√Δx
g
=
√0.2 10s=√2
10
s.故A错误，B正确．
C.初速度为零的匀变速直线运动，在相邻相等时间内的位移之比为1：3：5.故C正确．
D.根据v=gt得，v B：v C：v D=1：2：3.故D错误．
故选：BC．
若调节间歇闪光时间间隔正好与水滴从A下落到B的时间相同，看到水滴似乎不再下落，知相邻两个点的时间间隔相等．根据初速度为零的匀变速直线运动的公式和推论进行分析，
解决本题的关键掌握自由落体运动的规律，知道匀变速直线运动的公式和推论，并能熟练运用．
12.【答案】BD
【解析】解：A、伽利略通过实验测定出小球沿斜面下滑的运动是匀加速直线运动，位移与时间的二次方成正比，并证明了速度随时间均匀变化，即速度与时间成正比，故A 错误，B正确；
C、当斜面倾角一定，阻力可忽略时，小球从静止开始滚下过程中速度平方与位移成正比，故C错误；
D、当斜面倾角一定，阻力可忽略时，小球从静止开始滚下过程中加速度大小与铜球质量无关，故D正确；
故选：BD．
伽利略通过通验观察和逻辑推理发现，小球沿斜面滚下的运动的确是匀加速直线运动，换用不同的质量的小球，从不同高度开始滚动，只要斜面的倾角一定，小球的加速度都是相同的；不断增大斜面的倾角，重复上述实验，得知小球的加速度随斜面倾角的增大而增大．
本题关键要明确伽利略对自由落体运动的研究的实验过程，可以通过阅读课本了解，同时实验事实与理论应该是一致的，故可结合匀变速运动的知识求解．
13.【答案】BD
【解析】
【分析】
根据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。

本题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。

【解答】
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A错误，B正确；
C.实际中没有摩擦力的斜面并不存在，故该实验无法实际完成，故C错误；
D.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D正确。

故选BD。

14.【答案】AC
【解析】
【分析】
本题考查了伽利略对自由落体运动的研究，要了解其研究过程为什么要“冲淡”重力的方法
本题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
【解答】
A、伽利略通过实验直接证实了小球在小角度斜面上运动时的加速度随倾角的增大而增大，直接证实了小球在小角度斜面上运动时的加速度与质量无关，伽利略通过数学推导证明如果速度与时间成正比，故A正确；
B、其中甲图是实验现象，丁图是经过合理外推得到的结论，故B错误；
CD、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．运用甲图实验，可“冲淡”重力的作用，更方便进行实验测量，这个方法叫“冲淡”重力．故C正确，D 错误。

故选AC
15.【答案】等于0.8
【解析】
【分析】。