（人教版）必修第一册高一物理同步讲练测专题4.1 牛顿第一定律（练）（解析版）

专题4.1牛顿第一定律【练】一．练基础过关1．在物理学的发展过程中，许多物理学家的研究推动了人类文明的进程。在对以下几位物理学家所做的贡献的叙述中，正确的是()A．亚里士多德认为较重物体与较轻物体下落得一样快B．伽利略通过理想斜面实验认为物体的运动不需要力维持C．笛卡儿认为如果物体受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一方向运动下去D．牛顿认为力不仅可以维持物体的运动，而且可以改变物体的运动状态【答案】B【解析】亚里士多德认为重的物体下落的快，轻的物体下落的慢，A项错误；伽利略通过理想斜面实验得出力不是维持物体运动状态的原因，B项正确；笛卡儿认为如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动，C错误；牛顿认为力不是维持物体运动而是改变物体运动状态的原因，D错误。2．伽利略理想实验揭示了()A．若物体运动，那么它一定受力B．力不是维持物体运动的原因C．只有受力才能使物体处于静止状态D．只有受力才能使物体运动【答案】B【解析】伽利略理想实验指出：如果水平面没有摩擦，那么在水平面上的物体一旦获得某一速度，物体将保持这一速度一直运动下去，而不需要外力来维持，故A、D错误；运动和静止都不需要力来维持，故B正确，C错误。3．伽利略创造性的实验方法有力地促进了人类科学认识的发展。利用如图所示的装置做实验：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，右侧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()A．如果斜面光滑，小球将上升到与O点等高的位置B．如果小球不受力，它将一直保持匀速直线运动或静止状态C．如果小球受到力的作用，它的运动状态将发生改变D．小球受到的力一定时，质量越大，它的加速度越小【答案】A【解析】实验与结论由实验现象很容易得出，不需要理论推导的一般性结论为直接结论实验现象斜面粗糙程度减弱，小球上升高度依次增加直接结论若斜面光滑，小球可到达与O点相同高度说明选项A跟实验现象都是描述小球能够到达的位置，选项B、C、D所描述的结论跟实验现象不符，A正确4．做自由落体运动的物体，如果下落过程中某时刻重力突然消失，物体的运动情况将是()A．悬浮在空中不动B．速度逐渐减小C．保持一定速度向下做匀速直线运动D．无法判断【答案】C【解析】物体自由下落时，仅受重力作用，重力消失以后，没有力作用在物体上，根据牛顿第一定律的描述，物体将以重力消失瞬间的速度向下做匀速直线运动，C正确。5．(多选)关于物体运动状态与所受外力的关系，下列说法正确的是()A．物体受到恒力作用时，它的运动状态不发生改变B．物体受到不为零的合力作用时，它的运动状态要发生改变C．物体受到的合力为零时，它可能处于静止状态D．物体不受外力作用时，一定处于静止状态【答案】BC【解析】力是改变物体运动状态的原因，只要物体所受合力不为零，它的运动状态就一定会改变，A错误，B正确；物体不受力或所受合力为零，其运动状态一定不变，即保持静止状态或匀速直线运动状态，C正确，D错误。6．在学习牛顿第一定律时，为了探究力对运动的影响，学习小组做了如图所示的甲、乙、丙实验。下列有关叙述正确的是()甲乙丙A．每次实验时，小车可以从斜面上的不同位置由静止开始下滑B．实验表明：小车受到的摩擦力越小，小车运动的距离就越近C．实验中水平面上运动的小车会停下来，说明力能改变物体的运动状态D．根据甲、乙、丙的实验现象，就可以直接得出牛顿第一定律【答案】C【解析】实验中要求小车从斜面上的相同位置由静止开始下滑，可以保证小车到达斜面底端的速度相等，然后通过不同情况的水平面，可确定力的大小对运动的影响，选项A错误；实验表明：小车受到的摩擦力越小，小车运动的距离就越远，选项B错误；小车在水平面上运动时受到摩擦力的作用会停下来，其运动的状态发生变化，说明力能改变物体的运动状态，选项C正确；从甲、乙、丙三个实验可得出力是改变运动状态的原因，而不能得出不受力时的运动情况，选项D错误。7．对物体的惯性有这样一些理解，你觉得正确的是()A．汽车快速行驶时惯性大，因而刹车时费力，惯性与物体的速度大小有关B．在月球上举重比在地球上容易，所以同一物体在地球上惯性比在月球上大C．加速运动时，物体有向后的惯性；减速运动时，物体有向前的惯性D．不论在什么地方，不论物体原有运动状态如何，物体的惯性是客观存在的，惯性的大小与物体的质量有关【答案】D【解析】惯性就是物体保持原来的运动状态的性质，与物体速度大小、状态变化快慢及处在何处均无关。大小的唯一量度是物体的质量，同一物体，质量不变，则惯性不变，选项D正确。8．(多选)如图所示，一向右运动的车厢顶上悬挂两单摆M与N，它们只能在图示平面内摆动，某一时刻出现图示情景，由此可知车厢的运动及两单摆相对车厢运动的可能情况是()A．车厢做匀速直线运动，M在摆动，N静止B．车厢做匀速直线运动，M在摆动，N也摆动C．车厢做匀速直线运动，M静止，N在摆动D．车厢做匀加速直线运动，M静止，N也静止【答案】AB【解析】由牛顿第一定律知，当车厢做匀速直线运动时，相对于车厢静止的小球，其悬线应在竖直方向上，故M球一定不能在图示情况下相对于车厢静止，说明M正在摆动；而N既有可能相对于车厢静止，也有可能相对于车厢摆动恰好到达图示位置，A、B正确，C错误；当车厢做匀加速直线运动时，物体的运动状态改变，合外力一定不等于零，故不会出现N球悬线竖直且相对于车厢静止的情况，D错误。二．练能力提升1．(多选)如图所示是一种汽车安全带控制装置的示意图。当汽车静止或做匀速直线运动时，摆锤竖直悬挂，锁棒水平，棘轮可以自由转动，安全带能被拉动；当汽车突然刹车时，摆锤由于惯性绕轴摆动，使得锁棒锁定棘轮的转动，安全带不能被拉动。若摆锤从图中实线位置摆到虚线位置，汽车的可能运动方向和运动状态是()A．向右行驶、突然刹车 B．向左行驶、突然刹车C．向左行驶、突然加速 D．向右行驶、突然加速【答案】AC【解析】汽车突然刹车时，车速变小，摆锤由于惯性要维持原来的运动状态，要向前摆动，所以A正确；若汽车突然加速，车速增大而摆锤由于惯性要维持原来的运动状态，要向后摆，所以C正确。2．(多选)如图所示，重球系于绳DC下端，重球下再系一根同样的绳BA，下列说法正确的是()A．在绳的A端缓慢增加拉力，结果CD绳拉断B．在绳的A端缓慢增加拉力，结果AB绳拉断C．在绳的A端突然猛一拉，结果AB绳拉断D．在绳的A端突然猛一拉，结果CD绳拉断【答案】AC【解析】重球受力如图所示，在绳的A端缓慢增加拉力，使得重球在足够的时间内发生了微小的位移，T1、T2逐渐增大，这个过程进行得缓慢，可以认为重球始终处于平衡状态，即T2＝T1＋mg，随着T1增大，T2也增大，且T2总是大于T1，所以CD绳被拉断，选项A正确，选项B错误；若在A端突然猛一拉，由于重球质量很大，力的作用时间极短，由于惯性，重球向下的位移极小(可以看成运动状态未来得及改变)，以致上段绳的拉力几乎未增加，T1已达到极限程度，故AB绳先断，选项C正确，选项D错误。3．在谷物的收割和脱粒过程中，小石子、草屑等杂物很容易和谷物混在一起，另外，谷粒还有瘪粒。为了将它们分离，农民常用一种叫作“风谷”的农具分选，如图所示，它的分选原理是()A．小石子质量大，飞得最近B．草屑和瘪粒质量小，飞得最远C．草屑和瘪粒的惯性最大，飞得最近D．空气阻力作用使它们速度变化快慢不同【答案】D【解析】质量大的惯性大，空气阻力对石子的影响相对弱些，石子运动距离会更远些，故D正确。4.伽利略对“运动和力的关系”和“自由落体运动”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B.图1的实验为“理想实验”，通过逻辑推理得出物体的运动需要力来维持C.图2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D.图2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【答案】D【解析】完全没有摩擦阻力的斜面是实际不存在的，故实验不可能实际完成，故A错误；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，故B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”重力的作用效果，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C错误，D正确。5.(多选)下列对牛顿第一定律的理解正确的是()A.牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时的运动规律B.不受外力作用时，物体的运动状态保持不变C.在水平地面上滑动的木块最终停下来，是没有外力维持木块运动的结果D.奔跑的运动员，由于遇到障碍而被绊倒，这是因为他受到外力作用迫使他改变原来的运动状态【答案】ABD【解析】牛顿第一定律描述的是物体不受外力作用时的运动规律，总保持匀速直线运动状态或静止状态，A、B正确；牛顿第一定律还揭示了力和运动的关系，力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动状态的原因。在水平地面上滑动的木块最终停下来，是由于摩擦力的作用改变了其运动状态；奔跑的运动员，遇到障碍而被绊倒，是因为他受到外力作用而改变了运动状态，C错误，D正确。6.根据牛顿第一定律可知()A.力停止作用后，运动的物体就会慢慢停下来B.物体在做匀速直线运动时，它才显示出惯性C.物体运动状态改变时必定受到外力的作用D.速度大的物体不容易停下，所以惯性与物体的速度有关【答案】C【解析】力停止作用后，没有受到力的作用，由于惯性，本来运动的物体要保持力撤销时刻的速度做匀速直线运动，选项A错误；惯性是物体的固有属性，一切物体在任何情况下都具有惯性，选项B错误；由于力是改变物体的运动状态的原因，物体运动状态发生改变时，必定受到外力的作用，选项C正确；惯性的大小仅与质量有关，与速度无关，选项D错误。7.从牛顿第一定律可直接演绎得出()A.质量是物体惯性的量度B.质量一定的物体加速度与合外力成正比C.物体的运动需要力来维持D.物体有保持原有运动状态的特性【答案】D【解析】一切物体在不受外力时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。静止状态或匀速直线运动状态是指原来静止的将保持静止状态，原来运动的将保持匀速直线运动状态。故牛顿第一定律说明了一切物体均有惯性，会保持原来的运动状态；同时说明了力是改变物体运动状态的原因；故只有D正确。8.一天下着倾盆大雨，某人乘坐列车时发现，车厢的双层玻璃窗内积水了．列车进站过程中(箭头表示列车进站的方向)，他发现水面的形状如选项图中的()【答案】C.【解析】：列车进站时刹车，速度减小，而水由于惯性仍要保持原来较大的速度，所以水向前涌，水面形状和选项C中一致．9.下列说法正确的是()A.伽利略理想斜面实验的结论是完全基于实验事实得出的B.伽利略理想斜面实验证明了力不是物体维持运动的原因C.牛顿第一定律(惯性定律)反映了物体不受外力作用时的运动规律，因此物体只在不受外力时才有惯性D.由牛顿第一定律可知，物体在任何情况下始终处于静止或匀速直线运动状态【答案】B【解析】伽利略理想斜面实验的结论是在基于实验事实基础上经过科学的推理得出的，选项A错误；伽利略理想斜面实验证明了力不是物体维持运动的原因，选项B正确；牛顿第一定律(惯性定律)反映了物体不受外力作用时的运动规律，物体在任何情况下都有惯性，与是否受力无关，选项C错误；由牛顿第一定律可知，物体在不受力或合力为0时处于静止或匀速直线运动状态，选项D错误。三．练名校真题1.(2021·天津高二学业考试)《中华人民共和国道路交通安全法》规定，机动车行驶时，驾驶人、乘坐人员应当按规定使用安全带，这是因为使用安全带可以()A.减小人的惯性 B.减小车的惯性C.增大人的惯性 D.减小因惯性造成的伤害【答案】D【解析】惯性只与质量有关，故使用安全带不能改变惯性，但可以延长作用时间，减小作用力，即减小因惯性造成的伤害，故D正确，A、B、C错误。2.(2021·黑龙江大庆实验中学月考)在匀速行驶的火车车厢内，有一人从B点正上方相对车厢静止释放一个小球，不计空气阻力，则小球()A.可能落在A处 B.一定落在B处C.可能落在C处 D.以上都有可能【答案】B【解析】火车匀速行驶，在小球未释放前小球随车一起运动，小球的速度等于车的速度v0；在小球由静止释放后，由于惯性小球在水平方向的速度保持不变，即vx＝v0，即小球下落的过程中小球在水平方向的速度始终等于车的速度，小球一定落到B处，故B正确，A、C、D错误。3.(2021·云南大理期末)关于惯性的大小，下列说法正确的是()A.物体的速度越大，其惯性就越大B.物体的质量越大，其惯性就越大C.物体的加速度越大，其惯性就越大D.物体所受的合力越大，其惯性就越大【答案】B【解析】惯性是物体保持原来运动状态不变的性质，是物体的固有属性，惯性大小只与质量有关，质量越大惯性越大，与其他因素无关。4.(2021·浙江模拟)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【答案】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．5．(2021·江苏月考)中华民族的优秀文化博大精深，其中古典诗词是优秀文化的代表，从物理角度看古诗词会发现别有一番韵味．下面四句诗词中涉及惯性知识的是()A．明代冯梦龙的《醒世恒言》中“临崖立马收缰晚，船到江心补漏迟”B．毛泽东的《长征》中“红军不怕远征难，万水千山只等闲”C．唐代高骈的《山亭夏日》中“水晶帘动微风起，满架蔷薇一院香”D．唐代李白的《望天门山》中“两岸青山相对出，孤帆一片日边来”【答案】A.【解析】：明代冯梦龙的《醒世恒言》中“临崖立马收缰晚，船到江心补漏迟”是由于惯性，故A正确；“红军不怕远征难，万水千山只等闲”描述红军到过很多有山有水的地方，与惯性无关，故B错误；唐代高骈的《山亭夏日》中“水晶帘动微风起，满架蔷薇一院香”是分子运动，与惯性无关，故C错误；唐代李白的《望天门山》中“两岸青山相对出，孤帆一片日边来”与惯性无关，故D错误．6．(2021·吉林长春高一测试)对一些实际生活中的现象，某同学试图从惯性角度加以解释，其中正确的是()A．采用大功率的发动机后，某些一级方程式赛车的速度甚至能超过某些老式螺旋桨飞机的速度．这表明通过科学手段能使小质量的物体获得大的惯性B．射出枪膛的子弹在运动相当长一段距离后连一件棉衣也穿不透，这表明它的惯性小了C．货运列车运行到不同的车站时，经常要摘下或加挂一些车厢，这会改变它的惯性D．摩托车转弯时，车手一方面要控制适当的速度，另一方面要将身体稍微向里倾斜，通过调控人和车的惯性达到安全行驶的目的【答案】C.【解析】：采用了大功率的发动机后，一级方程式赛车的速度甚至能超过某些老式螺旋桨飞机的速度，不是由于使小质量的物体获得大惯性，而是由于功率增大的缘