伽利略对自由落体运动的研究能力测试题（附解析人教版必修一）
详细内容
伽利略对自由落体运动的研究能力测试题（附解析人教版必修一）
基础夯实
一、选择题(1～3题为单选题，4、5题为多选题)
1．(儋州市二中、思源中学高一期中联考)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( )
答案：C
2．(如皋市2013～2014学年高一上学期期中)下列说法正确的是( )
A.伽利略认为物体越重，下落得越快
B.亚里士多德认为物体下落的快慢与物体的轻重无关
C.牛顿管实验说明没有空气阻力时，铁块和羽毛下落快慢相同
D.石头下落比树叶快，是因为树叶受到空气阻力，而石头没有受到空气阻力
答案：C
解析：亚里士多德认为物体越重，下落得越快；物体下落的快慢与物体的轻重有关；牛顿管实验说明没有空气阻力时，铁块和羽毛下落快慢相同；石头下落比树叶快，是因为树叶受到的空气阻力与其重力比较相对较大，而石头受到的阻力与其重力比较相对较小。选项C正确。
3．B物体重量是A物体重量的两倍，A从H，B从2H高度同时开始自由下落(不计空气阻力，下落时间大于1s)( )
A.落地前同一时刻B比A的速度大
B.1s末A、B速度相等
C.两物体落地时速度相同
D.两物体落地所需时间相同
答案：B
解析：A、B两物体都做自由落体运动，运动规律相同，与重量无关所以下落相同时间速度相等，B正确。
4．(石家庄市2013～2014学年高一上学期期末)关于伽利略对自由落体运动的研究，以下说法正确的是( )
A.伽利略认为，在同一地点，重的物体下落得快，轻的物体下落得慢
B.伽利略猜想运动速度与下落时间成正比，并用实验测出不同时刻的速度，验证了他的猜想
C.伽利略通过猜想，数学推演、做铜球沿斜面运动的实验，并将实验结果合理外推、最终得到自由落体运动的速度与时间是成正比的
D.伽利略设想，斜面倾角越接近90°，小球沿斜面滚下的运动越接近自由落体运动
答案：CD
5.踢毽子是我国民间的一项体育游戏，被人们誉为“生命的蝴蝶”。近年来，踢毽子成为全民健身活动之一。毽子由羽毛和铜钱组成，在下落时总是铜钱在下羽毛在上，如图所示，对此分析正确的是( )
A.铜钱重，所以总是铜钱在下羽毛在上
B.如果没有空气阻力，也总是出现铜钱在下羽毛在上的现象
C.因为空气阻力的存在，所以总是铜钱在下羽毛在上
D.毽子的自由下落不是自由落体运动
答案：CD
解析：羽毛受到的空气阻力与自身重力相差不多，对运动的影响很大，而羽毛又和铜钱具有相同的运动情况，故羽毛要受铜钱较大的拖动作用，即羽毛的运动主要是靠铜钱的带动，所以毽子下落时总是铜钱在下面拉着羽毛。铜钱重不是根本原因，A错，C对；如没有空气阻力，铜钱和羽毛的相对位置是随机的，B错；可见空气阻力不能忽略，毽子不是自由落体运动，D正确。
二、非选择题
6．科学探究活动通常包括以下要素：提出问题，猜想与假设，制订计划与设计实验，进行实验与收集证据，分析与论证，评估，交流与合作等。伽利略对落体运动规律探究过程如下：
A.伽利略依靠逻辑的力量推翻了亚里士多德的观点；
B.伽利略提出了“落体运动的速度v与时间t成正比”的观点；
C.为“冲淡”重力，伽利略设计用斜面来研究小球在斜面上运动的情况；
D.伽利略换用不同质量的小球，沿同一斜面从不同位置由静止释放，并记录相应数据；
E.伽利略改变斜面的倾角，重复实验，记录相应数据；
F.伽利略对实验数据进行分析；
G.伽利略将斜面实验得到的结论推广到斜面的倾角增大到90°时；
(1)与上述过程中B步骤相应的科学探究要素是______________；
(2)与上述过程中F步骤相应的科学探究要素是______________。
答案：(1)猜想与假设 (2)分析与论证
7．如图所示是某课题研究小组进行自由落体运动实验时，用频闪照相的方法获得的两张照片A和B，任选其中的一张回答下列几个问题。
(1)我选图________；
(2)我从图中观察到的现象是________________________________________________；
(3)请你对观察到的现象进行解释。
答案：选图A
现象：从同一高度同时由静止释放的纸团和纸片，纸团下落得快，先落地。
解释：质量相等的纸团和纸片，纸片受到的空气阻力较大，不能忽略，纸片的运动不是自由落体运动，而纸团受到的空气阻力较小，可以忽略，其运动可以看成是自由落体运动。
选图B
现象：体积相等的铅球和木球，从同一高度同时由静止释放，它们同时落地。
解释：铅球和木球受到的空气阻力都可以忽略，它们的运动都可以看成是自由落体运动，所以同时落地。
能力提升
一、选择题(1、2题为单选题，3、4题为多选题)
1．(河南师大附中2013～2014学年高一上学期期中)雨滴从高空下落，由于空气阻力作用，其加速度逐渐减小，直到减为零，在此过程中雨滴的运动情况是( )
A.速度不断减小，加速度为零时，速度最小
B.速度一直保持不变
C.速度不断增大，加速度为零时，速度最大
D.速度变化率越来越大
答案：C
解析：雨滴从高空下落，为加速运动，由于空气阻力，加速度逐渐减小即速度增加的越来越慢，当加速度减小到0时，速度不再增加，达到最大，选项C正确。速度的变化率(即加速度)越来越小，D错误。
2.1971年7月26日发射的阿波罗－15号飞船首次把一辆月球车送上月球，美国宇航员斯科特驾驶月球车行驶28公里，并做了一个落体实验：在月球上的同一高度同时释放羽毛和铁锤，出现的现象是(月球上是真空)( )
A.羽毛先落地，铁锤后落地
B.铁锤先落地，羽毛后落地
C.铁锤和羽毛都做自由落体运动，重力加速度为9.8m/s2
D.铁锤和羽毛都做自由落体运动，同时落地
答案：D
解析：因为月球上没有空气，所以铁锤和羽毛的运动情况完全相同。
3．有一直升机停在200m高的空中静止不动，有一乘客从窗口每隔1s由静止释放一个钢球，则关于钢球在空中的排列情况，下列说法正确的是( )
A.相邻钢球间距离相等
B.越靠近地面，相邻钢球间的距离越大
C.在落地前，早释放的钢球速度总是比晚释放的钢球速度大
D.早释放的钢球落地时的速度大
答案：BC
解析：由v∝t知，下落时间越长速度越大；由x∝t2知，下落的时间越长，下落的高度越大，又因为物体的运动速度越大，相等时间内发生的位移越大，所以越靠近地面，钢球间距离越大；又因为钢球从同样高度释放，虽然释放顺序不同，落地先后不同，但在空中运动的时间相等，故落地时的速度也相同。B、C正确。
4．滴水法测重力加速度的过程是这样的：让水龙头的水一滴一滴地滴在其正下方的盘子里，调整水龙头，让前一滴水滴到盘子而听到声音时，后一滴恰好离开水龙头。从第1次听到水击盘声时开始计时，测出n次听到水击盘声的总时间为t，用刻度尺量出水龙头到盘子的高度差为h，即可算出重力加速度。设人耳能区别两个声音的时间间隔为0.1s，声速为340m/s，g取10m/s2，则( )
A.水龙头距人耳的距离至少为34m
B.水龙头距盘子的距离至少为0.05m
C.重力加速度的计算式为2n2ht2
D.重力加速度的计算式为2n－12ht2
答案：BD
解析：从自由落体运动位移公式出发进行分析。只要相邻两滴水滴下的时间间隔超过0.1s，人耳就能分辨出两滴水的击盘声，而与水龙头距人耳的距离无关(只要人耳能够听到声音)。在0.1s内，水滴下落的距离h＝12gt2min＝12×10×0.12m＝0.05m，即水龙头距盘子的距离至少应为0.05m，故A错，B对；n次响声对应(n－1)个水滴下落后用的时间，所以一个水滴下落时间为t1＝tn－1，由h＝12gt21得，g＝2ht21＝2n－12t2h，故C错，D正确。
二、非选择题
5．(重庆一中高一上学期检测)伽利略在《两种新科学的对话》一书中，讨论了自由落体运动和物体沿斜面运动的问题，提出了这样的猜想：物体沿斜面下滑是一种匀变速直线运动，同时他还运用实验验证了其猜想。物理兴趣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是匀变速直线运动。
(1)实验时，让滑块从某一高度由静止沿斜面下滑，并同时打开装置中的阀门，使水箱中的水流到量筒中；当滑块碰到挡板的同时关闭阀门(整个过程中水流可视为均匀稳定的)。改变滑块起始位置的高度，重复以上操作。该实验探究方案是利用量筒中收集的水量来测量________的。
(2)下表是该小组测得的有关数据，其中s为滑块从斜面的不同高度由静止释放后沿斜面下滑的距离，V为相应过程量筒收集到的水量。分析表中数据，根据________，可以得出滑块沿斜面下滑是做匀变速直线运动的结论。
次数1234567
s/m4.53.93.02.11.50.90.3
V/mL90847262524023.5
sV2×10－4
5.65.55.85.55.65.65.4
(3)本实验误差的主要来源有：
水从水箱中流出不够稳定，还可能来源于________等。(只写出一种即可)
答案：(1)时间
(2)s/V2在误差范围内是一个常数
(3)距离测量不准确，滑块开始下滑和开始流水不同步等
6．在青少年科技发明大赛中，有一个同学根据老鼠沿直线运动的习性发明了电子捕鼠器，其原理是利用光电管控制鼠笼下落的电源，当老鼠头部遮挡光电管时鼠笼开始做自由落体运动。同时启动数字毫秒计记录老鼠身体通过光电管的时间。鼠笼的开口向下，可将老鼠扣在笼中，如图所示。假设老鼠垂直光电管发出的红光做匀速直线运动，其身长约为l＝20cm，数字毫秒计记录的时间为Δt＝0.10s，鼠笼的A端与光电管竖直对齐，鼠笼的下端距离地面高度h＝0.2m，则鼠笼长度AB至少多长才能成功将老鼠捕获？(g取10m/s2，忽略老鼠尾巴长度)
答案：0.4m
解析：鼠的运动速度v＝lΔt
鼠笼从切断电源至落到地面用时间为t，h＝12gt2
代入数据解得：t＝0.2s
则鼠笼的长度至少为L＝vt＝0.4m。