4.1牛顿第一定律 同步练习 -2024-2025学年高一上学期物理人教版必修第一册

4.1牛顿第一定律 同步练习 一、单选题 1．在物理学的发展过程中，物理学家们提出了许多物理学的研究方法，以下关于物理学的研究方法的叙述中，说法正确的是（　　） A．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用点来代替物体的方法叫等效替代法 B．当极短时，就可以表示物体在某时刻或某位置的瞬时速度，这体现了物理学中的微元法 C．加速度的定义采用的是控制变量法 D．理想实验是依据逻辑推理，把实际实验理想化的物理研究方法 2．关于惯性的下列说法正确的是（　　） A．物体的惯性大小只由质量决定与物体的速度无关 B．物体不受外力作用时才有惯性 C．物体静止时有惯性，开始运动，就失去了惯性 D．物体静止时没有惯性，只有始终保持运动状态才有惯性 3．下列说法正确的是（　　） A．伽利略通过“理想实验”得出结论：运动物体具有一定速度，如果它不受力，它将以这一速度永远运动下去 B．牛顿第一定律是依靠实验事实，直接归纳总结得出的 C．伽利略通过比萨斜塔实验证明了自由落体运动是匀加速直线运动 D．亚里士多德认为，马拉车的力与车拉马的力是一对作用力与反作用力 4．2024年8月樊振东斩获巴黎奥运会乒乓球男单冠军，实现大满贯!这样的夺冠现场让人动容。关于乒乓球运动中蕴含的力学知识，下列说法正确的是（  ） A．乒乓球在空中飞行时受到了向前的推力 B．乒乓球的质量小，所以容易被快速抽杀 C．空中飞行的乒乓球，如果所受的力全部消失，它将立即停止 D．球拍击球时，只能改变乒乓球的运动方向 5．兰州市中考体育测试项目涉及到许多力学知识，下列说法中错误的是（　　） A．做引体向上时，人对单杠的拉力和单杠对人的拉力大小相等 B．足球运球过程中，足球的运动状态发生改变是因为受到力的作用 C．立定跳远，起跳时脚用力蹬地，利用了力的作用是相互的 D．掷实心球时，球出手后能够继续飞行，是因为受到惯性的作用 6．一辆汽车在水平路面情况相同的公路上直线行驶，下面关于车速、惯性、质量和滑行距离的问题，正确的是 A．车速越大，刹车后滑行的距离越远，所以惯性越大 B．车速越大，刹车刹停的时间越长，惯性越小 C．质量越大，运动状态越不容易改变，其惯性越大 D．质量越小，运动状态越不容易改变，其惯性越大 7．研究物理问题需要科学思想和方法的指引，下列说法正确的是（　　） A．平均速度的建立采用了理想实验法 B．探究力的合成与分解的实验利用了等效思想 C．伽利略的理想斜面实验采用了微元法 D．牛顿第一定律是通过实验利用控制变量法而得到的 8．下列关于物体惯性的说法中，正确的是（　　） A．被水平抛出的小球，尽管速度的大小和方向都改变了，但惯性不变 B．汽车速度越大，刹车后越难停下来，表明物体的速度越大，其惯性越大 C．汽车转弯后，前进方向发生了改变，表明物体速度方向改变，其惯性也随之改变 D．把手中的球由静止释放后，球能竖直加速下落说明力是改变物体惯性的原因 9．关于力与物体的运动之间的关系，下列说法中正确的是（　　） A．不受外力作用的物体其运动状态不会发生变化，是因为物体具有惯性，且物体运动速度越大其惯性越大 B．在地面上滑行的物体之所以能停下来，是因为没有力来维持它的运动 C．牛顿第一定律说明了，运动状态发生变化的物体，必然受到力的作用 D．作用在物体上的力消失以后，物体运动的速度会不断减小 请阅读下述文字，完成下列小题。 物理学是一门实验科学，观察和实验是物理学研究的基础。物理学也是一门方法论科学，人们在认识世界、探究自然奥秘的过程中总结出许多思想方法。领悟物理学思想、掌握物理学方法是学好物理的保障和关键。 10．如图所示，为了观察桌面的微小形变，在一张大桌子上放两个平面镜M和N，让一束光依次被这两面镜子反射，最后射到墙上，形成一个光点。当用力F压桌面时，光点的位置会发生明显变化。通过光点位置的变化反映桌面的形变。这个实验中主要用到的思想方法是（　　） A．控制变量法 B．理想化模型法 C．微小量放大法 D．微元累积法 11．在“测量纸带的平均速度和瞬时速度”实验中，图是利用打点计时器记录某物体运动情况的纸带，F点在E、G两点之间，EG两点间的位移用表示，对应的时间用表示。对于测量F点的瞬时速度，下列说法正确的是（　　） A．从理论上讲，选取包含F点在内的位移间隔越小，用计算的结果越接近于F点的瞬时速度 B．从理论上讲，选取包含F点在内的位移间隔大小与测量F点的瞬时速度无关 C．从实验的角度看，如果选取包含F点在内的位移间隔越小，测量误差就会越小 D．从实验的角度看，测量误差与选取包含F点在内的位移间隔大小无关 12．当物体做匀变速直线运动时，其图像为一条倾斜的直线，如图甲所示。在求其位移时，可以像图乙和图丙那样，把物体的运动分成许多小段，每小段起始时刻物体的瞬时速度由相应的纵坐标表示，在每一小段内，可粗略认为物体以这个速度做匀速直线运动。因此，我们把每小段起始时刻的速度与每小段对应时间的乘积，近似地当作各小段内物体的位移。所有小矩形的面积之和近似地代表物体在整个运动过程中的位移。下列说法不正确的是（　　） A．小矩形越窄，所有小矩形的面积之和越接近物体的位移 B．无限分割下去，所有小矩形的面积之和就趋于图丁中梯形的面积 C．当物体做非匀变速直线运动时，图像与横轴所围面积仍可表示物体的位移 D．当物体做非匀变速直线运动时，图像与横轴所围面积不可用来表示物体的位移 13．伽利略为了研究自由落体运动的规律，采用了一个巧妙的办法：他让铜球沿阻力很小的斜面滚下，研究铜球在斜面上的运动规律，如图所示，然后推广到自由落体，这就是著名的“斜面实验”。下列说法正确的是（　　） A．利用斜面进行实验，使时间测量更容易 B．利用斜面进行实验，使速度测量更容易 C．若斜面倾角一定，则铜球沿斜面运动的位移与所用时间成正比 D．如果斜面粗糙，就不可用外推的方法得到自由落体运动规律 二、多选题 14．关于运动状态与所受外力的关系，下面说法中正确的是（  ） A．物体受到恒定的力作用时，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，它一定处于静止状态 D．物体的运动方向与它所受的合力的方向可能相同 15．科学家关于物体运动的研究对树立正确的自然观具有重要作用。下列说法中不符合历史事实的是（　　） A．亚里士多德认为必须有力作用在物体上，物体的运动状态才会改变 B．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 C．笛卡尔通过“理想斜面实验”推翻了“力是维持物体运动的原因”这个观点 D．牛顿认为，物体都具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质 16．《中华人民共和国道路交通安全法》要求机动车行驶时，所有乘客应当按规定使用安全带。因为当车辆发生事故突然停止时，乘客的身体会快速前倾，安全带会拉住乘客的身体，使乘客避免或减轻受到伤害。下列说法正确的是（　　） A．安全带对乘客的作用力改变了乘客的运动状态 B．车辆突然停止时，质量小的乘客惯性更大 C．车辆发生事故前的行驶速度越大，发生事故后乘客的惯性就越大 D．车辆发生事故前做匀速直线运动，则乘客所受合力为零，但仍有惯性 17．在科学发展的进程中，许多科学家做出了突出贡献，以下对科学家及其所作科学贡献的叙述中，正确的是（　　） A．胡克发现了弹簧弹力和形变量的关系 B．伽利略利用斜面实验和逻辑推理研究出了落体的运动规律 C．牛顿在研究力与运动时，首先建立了速度、加速度和力的概念 D．笛卡尔利用理想斜面实验推翻了亚里士多德“运动需要力来维持”的观点 18．泸州市已完成轻轨规划与设计，即将根据合适时机展开建造工作。在轻轨列车上通常有提示列车加速状态的指示灯，旅客可以通过指示灯调整自己的坐姿，防止从座位上摔出去。指示灯结构如图所示，M是质量较大的金属块，左右两端分别与金属丝制作的弹簧相连，并都穿套在光滑水平金属杆上，当M平衡时两根弹簧均处于原长，此时两灯都不亮。下列说法正确的是（　　） A．当轻轨列车加速前进时，绿灯可能变亮 B．当红灯突然变亮时，旅客有向车后倒的趋势 C．当红灯亮时，旅客受的合力方向向车后 D．当绿灯亮时，列车可能是减速进站了 三、填空题 19．在地球附近，不受力的物体是 （选填“存在”或“不存在”）的．物体处于静止或匀速直线运动状态，都是受到 作用的结果． 20．亚里士多德（前384—前322年），古希腊斯吉塔拉人，世界古代史上最伟大的哲学家、科学家和教育家之一．但由于历史的局限性，亚里士多德的有些认识是错误的．为了证明亚里士多德的一个结论是错误的，一位科学家设计了一个理想实验，下图是这个理想实验的示意图．甲图是将两个斜面对接，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面；图乙是减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上几乎要达到原来的高度；……．由此得到推论：图丙中，在没有摩擦等阻碍时，小球将永远运动下去． 问：设计这个理想实验的科学家是 ，这个理想实验说明亚里士多德的 的结论是错误的． 四、解答题 21．(1)如图所示，公交车在运行时突然急刹车，车内乘客身体为什么会向前倾倒？ (2)“同一物体在地球上的重力比在月球上大，所以物体在地球上的惯性比在月球上大”，这种说法对吗？为什么？ 22．找两个相同的瓶子，内盛清水，用细绳分别系一铁球、一泡沫塑料球置于水中，使铁球悬挂、塑料悬浮，如图甲所示。当瓶子突然向右运动时（有向右的加速度），观察比较两个球的运动状态。你看到的现象也许会让你惊讶，小铁球的情况正如你所想的一样，相对瓶子向左运动，但塑料球却相对瓶子向右运动，如图乙所示，为什么会这样呢？ 23．伽利略观察原先处于静止状态的一块石头从高处下落，并不断获得新的速率增量时，就相信这样的增加是以极其简单的对任何人都很明显的方式进行的。这一信念促使伽利略按匀加速运动的规律来处理落体运动。 （1）但是在定义匀加速运动时，他似乎走了一段弯路。起初，他也跟别人一样，假设下落过程中物体的速度与下落距离成正比，即，他又是通过理想实验做出了正确的判断。他假设物体在落下第一段距离后已得到某一速度，于是在落下的距离加倍时，速度也应加倍。果真如此的话，会推出什么荒谬的结论呢？ （2）于是伽利略转而假设物体的速度与时间成正比。后来他设计了如图所示的“斜面实验”，当时只能靠滴水计时。伽利略在《关于两门新科学的对话》中写道：“我们将木板的一头抬高，使之略呈倾斜，再让铜球由静止滚下……为了测量时间，我们把一只盛水的大容器置于高处，在容器底部焊上一根口径很细的管子，用小杯子收集每次下降时由细管流出的水，然后用极精密的天平称水的重量……”。若将小球由静止滚下的距离记为L，对应时间内收集的水的质量记为m，请你分析说明如何证明小球的运动为匀变速直线运动。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《4.1牛顿第一定律 同步练习》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D A A B D C B A C C 题号 11 12 13 14 15 16 17 18 答案 A D A BD AC AD AB AC 1．D 【详解】A．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用点来代替物体的方法叫理想模型法。A错误； B．当极短时，就可以表示物体在某时刻或某位置的瞬时速度，这体现了物理学中的极限法，B错误； C．加速度的定义采用的是比值定义法，C错误； D．理想实验是依据逻辑推理，把实际实验理想化的物理研究方法，D正确。 故选D。 2．A 【详解】因为任何物体在任何情况下都有惯性，惯性只与物体的质量有关，质量越大，惯性越大，与物体的运动状态、是否受力、运动速度大小都无关。 故选A。 3．A 【详解】A．伽利略通过“理想实验”得出结论：运动物体具有一定速度，如果它不受力，它将以这一速度永远运动下去，选项A正确； B．牛顿第一定律是依靠实验事实，通过归纳推理间接总结得出的，选项B错误； C．伽利略通过理想斜面实验证明了自由落体运动是匀加速直线运动，选项C错误； D．牛顿认为，马拉车的力与车拉马的力是一对作用力与反作用力，选项D错误。 故选A。 4．B 【详解】A．由于惯性，乒乓球在空中飞行。并没有受到向前的推力。故A错误； B．由牛顿第一定律可知，乒乓球的质量小，惯性小，所以容易被快速抽杀。故B正确； C．根据牛顿第一定律可知，空中飞行的乒乓球，如果所受的力全部消失，它将做匀速直线运动。故C错误； D．球拍击球时，不但可以改变乒乓球的运动方向，而且还可以改变乒乓球的速度大小。故D错误。 故选B。 5．D 【详解】A．做引体向上时，人对单杠的拉力和单杠对人的拉力是作用力和反作用力，大小相等，选项A正确，不符合题意； B．足球运球过程中，足球的运动状态发生改变是因为受到力的作用，选项B正确，不符合题意； C．立定跳远，起跳时他用力向后蹬地，因为物体间力的作用是相互的，地面也会对脚产生力的作用，就能向前运动，这是利用了物体间力的作用是相互的，选项C正确，不符合题意； D．掷实心球时，球出手后能够继续飞行，是因为球有惯性，不是受到惯性的作用，选项D错误，符合题意。 故选D。 6．C 【详解】A、B、车速越大，由知刹车需要的时间长，刹车后滑行的位移为越长，但车的质量不变，其惯性是不变的；A，B均错误. C、D、物体的惯性大小与物体的运动状态无关，只与物体的质量有关，质量是物体惯性大小的唯一量度，质量越大，惯性越大，所以惯性与车速的大小无关；故C正确，D错误. 故选C. 【点睛】本题就是看对惯性概念的理解，知道惯性就是物体保持原来的运动状态的性质，惯性的大小与物体的运动状态无关，惯性大小的唯一量度是物体的质量． 7．B 【详解】A．平均速度的建立采用了比值定义法，故A错误； B．探究力的合成与分解的实验利用了等效替代的思想，故B正确； C．伽利略的理想斜面实验采用了理想实验法，故C错误； D．牛顿第一定律是在实验的基础上通过合理外推得出的结论，故D错误。 故选B。 8．A 【详解】物体的惯性只与质量有关，质量越大，惯性越大，惯性的大小与物体的运动状态和受力情况都无关，力是改变物体运动状态的根本原因，故BCD错误，A正确。 故选A。 9．C 【详解】A．不受外力作用的物体其运动状态不会发生变化，是因为物体具有惯性，说法没问题；但物体运动速度越大其惯性越大错误，惯性大小只与质量有关，故A错误； B．在地面上滑行的物体之所以能停下来，是因为受到摩擦力的缘故，没有力来维持它的运动说法错误，故B错误； C．根据牛顿第一定律可知，力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动的原因，故C正确； D．作用在物体上的力消失以后，根据牛顿第一定律可知，物体将保持当前的运动状态，而不是物体运动的速度会不断减小，故D错误； 故选C。 10．C 11．A 12．D 13．A 【解析】10．桌面的形变比较微小，很难观察，利用光杠杆原理可以借助激光、平面镜来观察，通过通过多次反射，利用光的几何知识进行微小量放大法，根据光点位置的变化来反映桌面的微小变化。故C正确，ABD错误。 故选C。 11．AB．瞬时速度，是表示物体在某一时刻或经过某一位置时的速度，该时刻相邻的无限短时间内的位移与通过这段位移所用时间的比值，由于该定义是某一段含F点内的平均速度，当选取包含F点在内的位移间隔越小，计算的结果越接近于F点的瞬时速度，故A正确，B错误； CD．测量误差是不可避免的，但是在测量过程中可以通过选用准确度较高的测量仪器，改进实验方法，熟练实验技能等减小测量误差。从实验的角度看，如果选取包含F点在内的位移间隔稍大，对测量过程中操作、读数等来说都较方便准确，故CD错误。 故选A。 12．AB．把整个运动过程分割得非常非常细，则很多很多小矩形的面积之和就能非常精确地代表物体的位移，此时很多很多小矩形顶端的“锯齿形”就看不出来了，如图乙变为丙图，这时每一小段都可视为匀速直线运动，每一个小矩形的面积即为，且小矩形越窄，“锯齿形”就可忽略不计，也就越精确，所有小矩形的面积之和越接近物体的位移；无限分割下去，“锯齿形”就可忽略不计，所有小矩形的面积之和就趋于图丁中梯形的面积。故AB正确，不符合题意； CD．物体做非匀变速直线运动还是非匀变速直线运动，图像均可以采用微元法，将图像切分成很多很多小矩形，每一个小矩形的面积均表示很短时间间隔内的位移，最终可以推导出所有小矩形的面积之和越接近物体的位移，即图像与横轴所围面积都可表示物体的位移，故C正确，D错误，C不符合题意，D符合题意。 故选D。 13．AB．伽利略为了研究自由落体运动的规律，如果让小球在竖直方向下落，由于下落速度较快，测量时间不易测得准确值，所以让铜球沿阻力很小的斜面滚下，使时间测量更容易，而在当时是没有特定的测量速度的工具，伽利略斜面实验都是通过时间测出后，间接计算出小球运动至最低点的速度，故A正确，B错误； C．伽利略斜面实验得到的结论是若斜面倾角一定，铜球沿斜面运动的位移与所用时间的平方成正比，与初速度为0的匀变速直线运动的规律相符，故C错误； D．铜球与斜面间的阻力是无法避免的，在实验过程中只能尽量减小，在实验过程中同一组实验只要斜面倾斜角不变，即使斜面粗糙，也可以将实验进行合力外推，得出自由落体运动规律，故D错误。 故选A。 14．BD 【详解】A．物体受到恒定的力作用时，它的运动状态会发生改变，A错误； 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，B正确； C．物体受到的合力为零时，它可能处于静止状态，也可能做匀速直线运动，C错误； D．物体的运动方向与它所受的合力的方向可能相同，也可能成任意的角度，D正确。 故选BD。 15．AC 【详解】A．亚里士多德认为必须有力作用在物体上，物体才会运动。故A错误； B．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B正确； C．伽利略通过“理想斜面实验”推翻了“力是维持物体运动的原因”这个观点。故C错误； D．牛顿认为，物体都具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质，即惯性。故D正确。 故选AC。 16．AD 【详解】A．当车辆发生事故突然停止时，由于惯性乘客的身体会快速前倾，安全带会拉住乘客的身体，使乘客避免或减轻受到伤害，安全带对乘客的作用力改变了乘客的运动状态，故A正确； B．质量是惯性大小的唯一量度，质量小的乘客惯性小，故B错误； C．惯性大小与速度大小无关，故C错误； D．一切物体都具有惯性，惯性大小只与质量大小有关，与物体运动状态无关，与物体是否受力无关，故D正确。 故选AD。 17．AB 【详解】A．胡克发现了弹簧弹力和形变量的关系，得出了胡克定律，A正确； B．伽利略利用斜面实验得出物体做匀加速运动，从而外推出自由落体运动和物体沿斜面运动满足相同规律，B正确； C．伽利略在研究力与运动时，首先建立了速度、加速度和力的概念，C错误； D．伽利略利用理想斜面实验推翻了亚里士多德“运动需要力来维持”的观点，D错误。 故选AB。 18．AC 【详解】AD．当汽车加速前进时，金属块向后滑动，绿灯与金属块、电源组成闭合电路，有电流产生，绿灯亮，故A正确，D错误； BC．当汽车刹车时，金属块向前滑动，红灯与金属块、电源组成闭合电路，有电流产生，红灯亮。由于惯性旅客有向车前倒的趋势，受的合力方向向车后。故B错误，C正确。 故选AC。 19． 不存在 平衡力 【分析】由题意可知考查力和运动的关系，根据牛顿第二定律分析可得． 【详解】在地球附近，物体至少受重力作用，不受力的物体实际是不存在的．物体处于静止或匀速直线运动状态，根据牛顿第一定律可知物体合力为零，受到平衡力作用． 【点睛】物体运动状态和受力是相互对应的，物体静止或匀速直线运动时，处于平衡状态，合力一定为零． 20． 伽利略 力是维持物体运动的原因 【详解】[1][2] 设计这个理想实验的科学家是伽利略，这个理想实验说明亚里士多德的力是维持物体运动的原因的结论是错误的． 21．(1)见解析；(2)不对，见解析 【详解】(1)乘客随车一起运动，当急刹车时，车停止运动，乘客的下半部分受到车的摩擦力作用也随车停止运动，而上半部分由于要保持原来的运动状态，故向前倾倒； (2)不对。惯性大小只与质量有关，与位置无关，虽然物体在地球上的重力比在月球上大，但物体的质量不变，即惯性不变。 22．见解析 【详解】因为相同体积的水的质量与球的质量不相同，质量越大，运动状态越难以改变，故铁球运动状态的改变比瓶子（及瓶子中的水）慢，所以铁球会相对瓶子向左偏，而塑料球运动状态的改变比瓶子（及瓶子中的水）快，所以塑料球会相对瓶子向右偏。 23．（1）通过第二段距离不必花时间；（2）证明，则小球的运动为匀变速直线运动 【详解】（1）他假设物体落下某距离s得到速度v，于是在落下的距离加倍时，速度也应加倍。此时通过两段距离的时间和通过第一段距离时间相等。也就是说，通过第二段距离不必花时间，可见这是荒谬的。 （2）由细管流出的水速可以看作是恒定的，则对应时间内收集的水的质量应该与时间成正比，即 如果下落距离与收集到的水质量的平方成正比，即 则下落距离与下落时间的平方成正比，即 若小球的运动为匀变速直线运动，则速度与时间成正比，则 则 故只要能证明，则，则，即小球的运动为匀变速直线运动。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $