《第四節(jié) 物理學-人類文明進步的階梯》（同步訓練）高中物理必修2-粵教版-2024-2025學年

《第四節(jié)物理學——人類文明進步的階梯》同步訓練(答案在后面)一、單項選擇題（本大題有7小題，每小題4分，共28分）1、在物理學發(fā)展史上，以下哪個成果被廣泛認為是科學革命的開端？A、牛頓的三大定律B、達爾文的進化論C、哥白尼的日心說D、愛因斯坦的相對論2、以下關(guān)于牛頓萬有引力定律的描述，正確的是：A、萬有引力定律適用于所有物體之間的相互作用B、只有地球和其他天體之間存在萬有引力C、萬有引力表現(xiàn)為物體間的相互吸引D、萬有引力與物體的質(zhì)量成正比，與距離的平方成反比3、題干：以下哪個物理量的單位不屬于國際單位制（SI）基本單位？A、米（m）B、千克（kg）C、牛頓（N）D、秒（s）4、題干：在下列關(guān)于光學的陳述中，哪項是正確的？A、全反射發(fā)生在入射角小于臨界角時B、凸透鏡成實像時，物距大于二倍焦距C、光的折射率與光在介質(zhì)中的速度成正比D、光的反射定律表明入射角等于反射角5、某一物理學家提出了著名的萬有引力定律，該定律指出兩個物體之間的引力與它們的質(zhì)量成正比，與它們之間的距離的平方成反比。該物理學家是：A、伽利略B、牛頓C、開普勒D、法拉第6、在電磁感應現(xiàn)象中，哪位物理學家發(fā)現(xiàn)了電磁感應定律，揭示了磁場與電路之間的重要關(guān)系？A、歐姆B、法拉第C、亨利D、安培7、關(guān)于物理學的發(fā)展歷程，以下說法正確的是：A.古希臘時期，亞里士多德的力學觀念被認為是科學的巔峰。B.歐幾里得的《幾何原本》標志著經(jīng)典力學的形成。C.哥白尼提出了日心說，為牛頓三大定律奠定了基礎(chǔ)。D.牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，拉普拉斯證明了萬有引力公式的正確性。二、多項選擇題（本大題有3小題，每小題6分，共18分）1、下列關(guān)于物理學在人類文明進步中的作用的描述，正確的是（）A.物理學的發(fā)展推動了工業(yè)革命，促進了生產(chǎn)力的發(fā)展B.物理學的研究為計算機技術(shù)的進步提供了理論基礎(chǔ)C.物理學的發(fā)展推動了醫(yī)學技術(shù)的進步，提高了人類的健康水平D.物理學的研究為核能的利用提供了科學依據(jù)E.上述說法都不正確2、以下哪些屬于物理學的基本概念？（）A.力B.速度C.質(zhì)量D.時間E.溫度3、關(guān)于物理學在人類文明進步中的作用，下列說法正確的是（）。A、物理學只是最早的一門科學，其發(fā)展較為緩慢。B、物理學的發(fā)展極大地推動了技術(shù)的進步。C、物理學主要研究物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)和運動規(guī)律，并不涉及對其他自然科學和工程技術(shù)的影響。D、物理學概念和技術(shù)方法不能應用于其他學科。三、非選擇題（前4題每題10分，最后一題14分，總分54分）第一題閱讀以下材料，完成下列問題：小明在研究彈力的作用時進行了以下實驗：他將一個彈簧固定在水平桌面上，往彈簧的一端掛上一個重物，彈簧發(fā)生了一定的形變。當他再繼續(xù)往彈簧上增加相同重物的重量時，發(fā)現(xiàn)彈簧的彈簧常數(shù)不變，但是彈力的大小發(fā)生了變化。問題：1.請說明小明所觀察到的彈力大小的變化情況。2.結(jié)合材料描述，解釋產(chǎn)生這種變化的原因。第二題題目：一個質(zhì)量為m的小球從高度h處自由落下，不考慮空氣阻力。求小球落地前瞬間的速度v。第三題【題目】某中學物理興趣小組利用簡易實驗驗證萬有引力定律。他們的實驗設(shè)置如下：在實驗室的地面上放置兩個質(zhì)量分別為m?和m?的物體A和B，A和B相距r，其中m?=2kg，m?=3kg，r=0.5m。已知引力常數(shù)G=6.674×10?11N·m2/kg2。實驗中，他們測量了A和B之間萬有引力的大小。（1）根據(jù)萬有引力定律，計算A和B之間的引力大小。（2）如果實驗中A物體的質(zhì)量m?增加了1kg，B物體的質(zhì)量m?增加2kg，r保持不變，請再次計算兩者之間的萬有引力的大小，并分析質(zhì)量增加后對萬有引力的影響。第四題題目：一質(zhì)點在光滑水平面內(nèi)做勻速圓周運動，圓周半徑為2m，角速度為2rad/s，求：（1）質(zhì)點運動的周期T；（2）質(zhì)點向心力的大小F；（3）質(zhì)點運動速度的大小v。第五題題目：某同學想要探究影響物體自由落體運動時間的影響因素，他設(shè)計了以下實驗方案：實驗器材：鋼球、不同質(zhì)量的附加物、計時器、米尺、重錘線。實驗步驟：1.用重錘線確保鋼球自由下落，保證每次實驗的初始位置相同。2.在鋼球上附加不同質(zhì)量的附加物，保證附加物與鋼球連接牢固。3.使用計時器記錄鋼球從靜止開始下落到地面所需的時間。4.改變附加物的質(zhì)量，重復步驟3，記錄不同質(zhì)量附加物下鋼球的下落時間。5.分析實驗數(shù)據(jù)，得出結(jié)論。問題：（1）請簡述本實驗中可能存在的誤差來源。（2）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，分析附加物質(zhì)量對鋼球下落時間的影響。（3）若實驗中鋼球從同一高度下落，但在不同時間進行，實驗數(shù)據(jù)可能存在哪些差異？《第四節(jié)物理學——人類文明進步的階梯》同步訓練及答案解析一、單項選擇題（本大題有7小題，每小題4分，共28分）1、在物理學發(fā)展史上，以下哪個成果被廣泛認為是科學革命的開端？A、牛頓的三大定律B、達爾文的進化論C、哥白尼的日心說D、愛因斯坦的相對論答案：C解析：哥白尼的日心說推翻了長期以來占據(jù)主導地位的托勒密的地心說，標志著科學革命的開端，為后來的科學研究提供了新的視角和動力。2、以下關(guān)于牛頓萬有引力定律的描述，正確的是：A、萬有引力定律適用于所有物體之間的相互作用B、只有地球和其他天體之間存在萬有引力C、萬有引力表現(xiàn)為物體間的相互吸引D、萬有引力與物體的質(zhì)量成正比，與距離的平方成反比答案：D解析：牛頓的萬有引力定律指出，任何兩個質(zhì)點都存在相互吸引的力，這個力的大小與它們的質(zhì)量的乘積成正比，與它們之間距離的平方成反比。因此，選項D正確。選項A雖然萬有引力定律確實適用于所有物體，但選項C描述得更準確；選項B錯誤，因為萬有引力存在于宇宙中任意兩個物體之間；選項D雖然正確，但不夠全面。3、題干：以下哪個物理量的單位不屬于國際單位制（SI）基本單位？A、米（m）B、千克（kg）C、牛頓（N）D、秒（s）答案：C解析：國際單位制（SI）的基本單位包括長度（米m）、質(zhì)量（千克kg）、時間（秒s）、電流（安培A）、熱力學溫度（開爾文K）、物質(zhì)的量（摩爾mol）、發(fā)光強度（坎德拉cd）。牛頓（N）是力的單位，它是導出單位，不是基本單位。因此，選項C是正確答案。4、題干：在下列關(guān)于光學的陳述中，哪項是正確的？A、全反射發(fā)生在入射角小于臨界角時B、凸透鏡成實像時，物距大于二倍焦距C、光的折射率與光在介質(zhì)中的速度成正比D、光的反射定律表明入射角等于反射角答案：B解析：選項A錯誤，全反射發(fā)生在入射角大于臨界角時。選項B正確，凸透鏡成實像時，物距確實大于二倍焦距。選項C錯誤，光的折射率與光在真空中的速度成反比，而不是與光在介質(zhì)中的速度成正比。選項D錯誤，光的反射定律表明入射角等于反射角，但這是針對光在界面上的反射，而不是光的整體行為。因此，選項B是正確答案。5、某一物理學家提出了著名的萬有引力定律，該定律指出兩個物體之間的引力與它們的質(zhì)量成正比，與它們之間的距離的平方成反比。該物理學家是：A、伽利略B、牛頓C、開普勒D、法拉第答案：B、牛頓解析：17世紀的物理學家艾薩克·牛頓提出了萬有引力定律，這一理論對天體力學和物理學的發(fā)展產(chǎn)生了深遠的影響。6、在電磁感應現(xiàn)象中，哪位物理學家發(fā)現(xiàn)了電磁感應定律，揭示了磁場與電路之間的重要關(guān)系？A、歐姆B、法拉第C、亨利D、安培答案：B、法拉第解析：邁克爾·法拉第通過對電磁現(xiàn)象的深入研究，發(fā)現(xiàn)了電磁感應定律，為現(xiàn)代電氣工程和電磁學奠定了基礎(chǔ)。7、關(guān)于物理學的發(fā)展歷程，以下說法正確的是：A.古希臘時期，亞里士多德的力學觀念被認為是科學的巔峰。B.歐幾里得的《幾何原本》標志著經(jīng)典力學的形成。C.哥白尼提出了日心說，為牛頓三大定律奠定了基礎(chǔ)。D.牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，拉普拉斯證明了萬有引力公式的正確性。答案：D解析：此題考查物理學史上的重要人物及其貢獻。A項中的亞里士多德是古希臘哲學家，其力學觀念對后世影響深遠，但并非科學的頂峰。B項中歐幾里得的《幾何原本》是幾何學的經(jīng)典教材，但并未直接涉及經(jīng)典力學。C項中，哥白尼提出日心說，其主要貢獻在于改變了人類對宇宙的認識，但并沒有直接為牛頓三大定律奠定基礎(chǔ)。D項中，牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律，拉普拉斯對其進行了數(shù)學上的證明，表明萬有引力定律的正確性，故選D。二、多項選擇題（本大題有3小題，每小題6分，共18分）1、下列關(guān)于物理學在人類文明進步中的作用的描述，正確的是（）A.物理學的發(fā)展推動了工業(yè)革命，促進了生產(chǎn)力的發(fā)展B.物理學的研究為計算機技術(shù)的進步提供了理論基礎(chǔ)C.物理學的發(fā)展推動了醫(yī)學技術(shù)的進步，提高了人類的健康水平D.物理學的研究為核能的利用提供了科學依據(jù)E.上述說法都不正確答案：ABCD解析：物理學在人類文明進步中扮演了至關(guān)重要的角色。選項A中，牛頓的經(jīng)典力學推動了工業(yè)革命，促進了生產(chǎn)力的發(fā)展。選項B中，計算機技術(shù)的發(fā)展離不開數(shù)學和物理學的理論基礎(chǔ)。選項C中，物理學在生物醫(yī)學領(lǐng)域的應用，如X射線、核磁共振成像等，對提高人類健康水平起到了重要作用。選項D中，核能的利用離不開物理學的研究，如核裂變和核聚變等。因此，選項ABCD都是正確的。2、以下哪些屬于物理學的基本概念？（）A.力B.速度C.質(zhì)量D.時間E.溫度答案：ABCDE解析：物理學的基本概念包括力、速度、質(zhì)量、時間和溫度等。這些概念是物理學研究的基礎(chǔ)，它們在描述物體運動和相互作用等方面具有重要意義。因此，選項ABCDE都屬于物理學的基本概念。3、關(guān)于物理學在人類文明進步中的作用，下列說法正確的是（）。A、物理學只是最早的一門科學，其發(fā)展較為緩慢。B、物理學的發(fā)展極大地推動了技術(shù)的進步。C、物理學主要研究物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)和運動規(guī)律，并不涉及對其他自然科學和工程技術(shù)的影響。D、物理學概念和技術(shù)方法不能應用于其他學科。答案：B、解析：物理學不僅是最早的一門科學，其研究領(lǐng)域不斷擴展，與技術(shù)的進步有著密切的關(guān)系。物理學的研究成果和技術(shù)方法廣泛應用于其他自然科學和工程技術(shù)領(lǐng)域，極大地推動了人類文明的進步。選項A、C、D的說法是不正確的。物理學的研究不僅局限于物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)和運動規(guī)律，還涉及材料科學、信息科學、生命科學等多個領(lǐng)域，其技術(shù)方法被廣泛應用在其他學科和技術(shù)中。三、非選擇題（前4題每題10分，最后一題14分，總分54分）第一題閱讀以下材料，完成下列問題：小明在研究彈力的作用時進行了以下實驗：他將一個彈簧固定在水平桌面上，往彈簧的一端掛上一個重物，彈簧發(fā)生了一定的形變。當他再繼續(xù)往彈簧上增加相同重物的重量時，發(fā)現(xiàn)彈簧的彈簧常數(shù)不變，但是彈力的大小發(fā)生了變化。問題：1.請說明小明所觀察到的彈力大小的變化情況。2.結(jié)合材料描述，解釋產(chǎn)生這種變化的原因。答案：1.小明觀察到的彈力大小的變化情況是：每次往彈簧上增加相同重物的重量后，彈簧的伸長量逐漸增加，但彈簧上的彈力也隨之逐漸增大。2.產(chǎn)生這種變化的原因是：根據(jù)胡克定律，彈力與彈簧的形變量成正比。當往彈簧上掛重物時，重物對彈簧產(chǎn)生拉伸作用，使得彈簧產(chǎn)生形變。由于彈簧常數(shù)不變，每次增加相同重物的重量意味著彈簧的拉伸量增加，根據(jù)胡克定律，彈力也將隨之增大。因此，產(chǎn)生了彈簧彈力隨重物重量增加而增大的現(xiàn)象。第二題題目：一個質(zhì)量為m的小球從高度h處自由落下，不考慮空氣阻力。求小球落地前瞬間的速度v。答案：小球落地前瞬間的速度v可以通過以下公式計算：v=√(2gh)其中，g是重力加速度，通常取9.8m/s2。解析：1.根據(jù)物理學中的自由落體運動規(guī)律，小球在重力作用下做勻加速直線運動，其加速度等于重力加速度g。2.在自由落體運動中，小球的初速度u為0，因為它是從靜止開始下落的。3.使用動能定理，即小球下落過程中重力勢能的減少等于動能的增加，可以得到以下關(guān)系：mgh=(1/2)mv24.將mgh和(1/2)mv2的關(guān)系式進行變形，解出v：v2=2gh5.開方得到小球落地前瞬間的速度v：v=√(2gh)這就是小球落地前瞬間的速度的計算公式。第三題【題目】某中學物理興趣小組利用簡易實驗驗證萬有引力定律。他們的實驗設(shè)置如下：在實驗室的地面上放置兩個質(zhì)量分別為m?和m?的物體A和B，A和B相距r，其中m?=2kg，m?=3kg，r=0.5m。已知引力常數(shù)G=6.674×10?11N·m2/kg2。實驗中，他們測量了A和B之間萬有引力的大小。（1）根據(jù)萬有引力定律，計算A和B之間的引力大小。（2）如果實驗中A物體的質(zhì)量m?增加了1kg，B物體的質(zhì)量m?增加2kg，r保持不變，請再次計算兩者之間的萬有引力的大小，并分析質(zhì)量增加后對萬有引力的影響?！敬鸢概c解析】（1）根據(jù)萬有引力定律的公式：F=G*(m?*m?)/r2其中，G是引力常數(shù)，m?和m?是兩物體的質(zhì)量，r是兩物體之間的距離。將已知數(shù)值代入公式得：F=6.674×10?11N·m2/kg2*(2kg*3kg)/(0.5m)2=6.674×10?11N·m2/kg2*6kg2/(0.25m2)=6.674×10?11N·m2/kg2*24kg2/m2=6.674×24×10?11N=160.176×10?11N=1.60176×10??N≈1.60×10??N所以，A和B之間的引力大小約為1.60×10??N。（2）根據(jù)萬有引力定律，若質(zhì)量都增加，引力的大小會增大，原因是引力與兩物體質(zhì)量的乘積成正比。新的質(zhì)量和距離如下：m?’=2kg+1kg=3kgm?’=3kg+2kg=5kg新的萬有引力計算如下：F’=G*(m?’*m?’)/r2=6.674×10?11N·m2/kg2*(3kg*5kg)/(0.5m)2=6.674×10?11N·m2/kg2*15kg2/(0.25m2)=6.674×15×10?11N·m2/kg2=100.11×10?11N=1.0011×10??N≈1.00×10??N新情況下A和B之間的引力大小約為1.00×10??N。因此，從上述計算可知，當A和B的質(zhì)量都增加時，兩者之間的萬有引力也相應增加。質(zhì)量增加后，萬有引力的范圍也增大，但這里質(zhì)量增加主要是導致力的平方項增大，由于質(zhì)量的增加沒有改變距離，質(zhì)量增加的倍數(shù)是質(zhì)量的乘積增大比例，這直接作用于引力的大小上。這題意在加深同學們對萬有引力定律的理解，明確引力大小與質(zhì)量的正比關(guān)系，同時了解到質(zhì)量的增大會直接增加萬有引力的大小。第四題題目：一質(zhì)點在光滑水平面內(nèi)做勻速圓周運動，圓周半徑為2m，角速度為2rad/s，求：（1）質(zhì)點運動的周期T；（2）質(zhì)點向心力的大小F；（3）質(zhì)點運動速度的大小v。答案：（1）根據(jù)圓周運動周期公式T=2π/w，代入數(shù)據(jù)得：T=2π/2、=πs。（2）根據(jù)向心力公式F=mω^2r，代入數(shù)據(jù)得：F=m×2^2×2牛頓=8m牛頓。（3）根據(jù)線速度公式v=ωr，代入數(shù)據(jù)得：v=2×2米/秒=4米/秒。解析：（1）本題考查了圓周運