4.1 牛顿第一定律 同步练-2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册

**基本信息** 本同步练围绕“牛顿第一定律”，通过基础认知、理解应用、综合拓展三层设计，实现从物理观念建构到科学思维与探究能力的递进，适配新授课知识巩固需求。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础认知|物理学史、惯性概念、力与运动关系|以单选（伽利略实验方法）、填空（羽毛球取放）巩固核心概念，强化物理观念| |理解应用|惯性现象分析、运动状态判断|结合生活情境（交通标志、地铁运动）设题，通过多选（月球重力与惯性）培养科学推理| |综合拓展|理想实验探究、实际问题解决|实验题（伽利略斜面实验）与解答题（舰载机着舰）融合科学探究，体现科学态度与责任|

4.1牛顿第一定律（同步练）原卷版 姓名：___________班级：高一（ ）班 一、单选题 1．在物理学的发展历程中，首先采用了实验检验猜想和假说的科学方法，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发展的是（　　） A．牛顿 B．亚里士多德 C．伽利略 D．爱因斯坦 2．如图所示是关于汽车交通安全标志及警示语，其中与防止惯性带来危害无关的是（　　） A．雨天湿路防止侧滑 B．保持车距防止追尾 C．十字路口禁止左转 D．请系好安全带标志 3．关于力与运动的关系，下列说法正确的是（    ） A．当有力作用在物体上时，物体就会运动；当没有力的作用时，物体就会停止运动 B．力是改变物体运动状态的原因，力越大，物体的运动状态就越容易改变 C．力是改变物体惯性的原因 D．力是改变物体速度的原因 4．如图所示，物理老师用一根筷子穿透一个苹果，他一手拿筷子，另一只手拿锤子敲击筷子上端，发现苹果会沿着筷子向上“爬”，下列说法正确的是（　　） A．苹果越大越容易完成该实验 B．苹果会沿着筷子向上“爬”是因为筷子具有惯性 C．该实验原理主要是利用牛顿第三定律 D．若把该实验搬到月球上去做，由于惯性减小，可能导致实验失败 5．一个做匀减速直线运动的物体，在运动过程中，若所受的一切外力都突然消失，则由牛顿第一定律可知，该物体将（　　） A．改做匀速直线运动 B．立即静止 C．继续做匀减速直线运动 D．改做变加速直线运动 6．在某停车场，甲、乙两辆同型号的车发生了碰撞事故。甲车司机背部受伤，乙车司机胸部受伤。根据两位司机的伤情，可以判定（　　） A．甲车车头撞了静止的乙车车尾 B．乙车车头撞了静止的甲车车头 C．甲车车尾撞了静止的乙车车尾 D．乙车车头撞了静止的甲车车尾 二、多选题 7．下列说法中符合物理学史的是（     ） A．亚里士多德认为重的物体比轻的物体下落得快 B．为“冲淡”重力，伽利略设计用斜面实验来研究小球的运动情况 C．伽利略通过实验直接验证了自由落体运动的速度与下落时间成正比 D．牛顿第一定律是牛顿通过实验得到的定律 8．月球表面上的重力加速度为地球表面上的重力加速度的.同一个飞行器在月球表面上与在地球表面上相比较（　　） A．惯性减小为在地球表面时的 B．重力减小为在地球表面时的 C．惯性不变 D．重力不变 9．关于“物理量”下列说法正确的是（　　） A．既有“大小”又有“正负”的物理量就是矢量 B．用两个物理量之比定义一个新的物理量，是物理学中常用的方法 C．物理量可以用不同的方法测量，测量的结果用数值和相应的单位来表示 D．质量既可以理解为物体所含物质的多少，也可以理解为描述物体惯性的物理量 三、填空题 10．如图，圆柱形羽毛球筒的两端开口，里面中间部位有个羽毛球。为了取出该羽毛球，一手扶着球筒的中部，另一手用力反复击打球筒的左端，羽毛球会从筒的______（选填“左”或“右”）端出来，这是利用了______的惯性取出羽毛球。 11．某人乘坐地铁1号线去往福州南站，他在保证不影响其他乘客和地铁列车正常行驶的条件下设计了如图所示的简易装置。他将细线一端系在竖直把手的顶端，另一端系在钢笔顶端的笔帽上。匀速直线运动时，线与笔自然下垂处于竖直状态。在一段直线运动过程中，他拍摄了两张照片如图甲、乙所示，此过程地铁速度方向在图中已标出，则甲图中地铁速度大小______（填“增大”“减小”或“不变”），乙图中地铁速度大小______（填“增大”“减小”或“不变”）。 12．如图所示，一只盛水的容器固定在一个小车上，在容器中分别悬挂和拴住一只铁球和一只乒乓球，容器中水和铁球、乒乓球都处于静止状态，当容器随小车突然向右运动时，铁球相对小车_________，乒乓球相对小车________。 A．向左运动　　B．保持静止    　　C．向右运动 13．从水平地面上以6m/s的初速度竖直上抛一石子，不计空气阻力，取重力加速度大小。在上升的过程中，石子的惯性___________（填“变大”“变小”或“不变”），0.8s时，石子的速度大小为___________m/s。 四、实验题 14．伽利略是伟大的物理学家和天文学家，他融会贯通了当时的数学、物理学和天文学，在研究工作中开科学实验之先河，奠定了现代科学的基础。 (1)伽利略曾用如图所示的“理想实验”来研究力与运动的关系，他设想的理想实验中的几个主要步骤如下： ①两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面 ②如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度 ③减小第二个斜面的倾角，小球在这斜面上仍然要达到原来的高度 ④继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平面，小球将沿水平面做持续的匀速运动 在上述的步骤中，有的属于可靠的事实，有的则是理想化的推论，下列关于事实和推论的分类正确的是（　　） A．①是事实，②③④是推论 B．②是事实，①③④是推论 C．③是事实，①②④是推论 D．④是事实，①②③是推论 (2)伽利略科学思想方法的核心：把______和______（包括数学推演）和谐地结合起来。 A．实验    B．逻辑推理    C．微元法    D．控制变量法 (3)牛顿第一定律______（填“是”或者“不是”）实验定律。 五、解答题 15．请你用惯性的知识来解释一下为什么在足球场上奔跑的人被绊倒时是向前趴着倒下，而在雪地上慢走的人滑倒时，则多是向后仰着摔倒（如图）？ 16．近日美海军一名亚裔士兵在社交媒体上发布了我国辽宁舰在南海开展舰载机飞行训练的视频，舰载机“歼-15”以“小航线”完美降落在辽宁舰甲板上，飞行员的飞行技巧令人惊叹。如图，舰载机着舰时完全依靠飞行员手动操作钩住“拦阻索”使其速度从几乎瞬间归0．将这段运动视为匀减速直线运动。 （1）根据所学的物理知识分析，飞机着舰的短暂时间内飞行员身体会有什么现象？ （2）舰载机都有最大着舰的重量的限制；有些航母甚至规定，不允许载弹着舰，就是对燃油多少，也有特别规定。请分析这些规定的物理原理。      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）解析版 姓名：___________班级：高一（ ）班 一、单选题 1．在物理学的发展历程中，首先采用了实验检验猜想和假说的科学方法，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发展的是（　　） A．牛顿 B．亚里士多德 C．伽利略 D．爱因斯坦 【参考答案】C 【解析】A．牛顿的核心贡献是构建经典力学体系，其研究建立在伽利略等前人的成果基础上，并非首创实验与逻辑推理结合的研究方法，故A错误； B．亚里士多德的研究主要依赖思辨和直观经验判断，没有形成实验检验猜想的科学研究方法，故B错误； C．伽利略是近代科学的奠基人，首次系统采用实验检验猜想和假说的科学方法，将实验和逻辑推理和谐结合，例如通过斜面实验推导自由落体运动规律，推翻了亚里士多德的错误观点，奠定了现代科学研究的方法论基础，故C正确； D．爱因斯坦的核心成就是相对论等领域的研究，其所处研究时期晚于伽利略，不是该科学方法的首创者，故D错误。 故选C。 2．如图所示是关于汽车交通安全标志及警示语，其中与防止惯性带来危害无关的是（　　） A．雨天湿路防止侧滑 B．保持车距防止追尾 C．十字路口禁止左转 D．请系好安全带标志 【参考答案】C 【解析】A．雨天，路面潮湿，极大地降低了路面的粗糙程度，使滑动摩擦力变得很小，由于惯性，这种情况下遇到突发情况时的刹车制动距离会变得很长，所以这种情况下我们谨慎慢行、防止侧滑，就能很好地防范因惯性带来的危害，故A错误； B．当开车行驶遇到突发情况时，司机会自然地做出一些避让动作，从看到突发情况到采取动作的这段时间内，汽车由于惯性会继续向前行驶，如果车距太小，驾驶员就来不及做出避让动作而造成追尾，所以保持一定的车距，就能及时反应，就可以防止追尾事故的发生，故B错误； C．十字路口禁止左转，这个标识是交管部门根据交通情况作出的管制要求，主要是为了规范交通秩序，与防止因惯性而带来的危害无关，故C正确； D．车辆行驶过程中遇到突发情况刹车制动时，驾驶员身体上部由于惯性要保持原来的运动状态而前倾撞击造成伤害，系好安全带，就能将身体上部约束住，就能很好地防止因惯性带来的危害，故D错误。 故选C。 3．关于力与运动的关系，下列说法正确的是（    ） A．当有力作用在物体上时，物体就会运动；当没有力的作用时，物体就会停止运动 B．力是改变物体运动状态的原因，力越大，物体的运动状态就越容易改变 C．力是改变物体惯性的原因 D．力是改变物体速度的原因 【参考答案】D 【解析】A．力不是维持物体运动的原因，故A错误； B．物体运动状态改变的难易程度，由物体的质量决定，与力无关，故B错误； C．惯性是物体的固有属性，力并不能改变物体的惯性，故C错误； D．力是改变物体运动状态的原因，而运动状态的改变，是指速度的改变，即力是改变物体速度的原因，故D正确。 故选D。 4．如图所示，物理老师用一根筷子穿透一个苹果，他一手拿筷子，另一只手拿锤子敲击筷子上端，发现苹果会沿着筷子向上“爬”，下列说法正确的是（　　） A．苹果越大越容易完成该实验 B．苹果会沿着筷子向上“爬”是因为筷子具有惯性 C．该实验原理主要是利用牛顿第三定律 D．若把该实验搬到月球上去做，由于惯性减小，可能导致实验失败 【参考答案】A 【解析】ABC．该实验的原理是牛顿第一定律，即惯性定律，任何物体总要保持原有的运动状态（静止或匀速直线运动），除非外力迫使它改变这种状态。当拿锤子敲击筷子上端时，筷子快速下降，而苹果由于具有惯性，要保持原有的运动状态，位置保持不变，但筷子下降，则苹果相对筷子在向上运动，即苹果会沿着筷子向上“爬”，不是苹果受到筷子的向上的力向上“爬”，苹果越大，惯性越大，越容易完成该实验，故A正确，BC错误； D．惯性是物体本身固有的属性，其大小只与物体的质量有关。同一苹果在月球质量不变，若把该实验搬到月球上去做，由于惯性不变，该实验依然能够完成，故D错误。 故选A。 5．一个做匀减速直线运动的物体，在运动过程中，若所受的一切外力都突然消失，则由牛顿第一定律可知，该物体将（　　） A．改做匀速直线运动 B．立即静止 C．继续做匀减速直线运动 D．改做变加速直线运动 【参考答案】A 【解析】由牛顿第一定律知，运动的物体若所受的一切外力都突然消失，物体将保持此时刻的速度做匀速直线运动。 故选A。 6．在某停车场，甲、乙两辆同型号的车发生了碰撞事故。甲车司机背部受伤，乙车司机胸部受伤。根据两位司机的伤情，可以判定（　　） A．甲车车头撞了静止的乙车车尾 B．乙车车头撞了静止的甲车车头 C．甲车车尾撞了静止的乙车车尾 D．乙车车头撞了静止的甲车车尾 【参考答案】D 【解析】司机受伤是由于惯性，碰撞时，身体会保持原来的运动状态，与车的运动变化产生相对运动，从而受伤。根据伤情分析：甲车司机背部受伤，表明甲车被突然加速，车尾受到撞击；乙车司机胸部受伤，表明乙车被突然减速，车头受到撞击。因此，碰撞点应为甲车车尾与乙车车头。 故选D。 二、多选题 7．下列说法中符合物理学史的是（     ） A．亚里士多德认为重的物体比轻的物体下落得快 B．为“冲淡”重力，伽利略设计用斜面实验来研究小球的运动情况 C．伽利略通过实验直接验证了自由落体运动的速度与下落时间成正比 D．牛顿第一定律是牛顿通过实验得到的定律 【参考答案】AB 【解析】A．亚里士多德根据日常观察，提出了“重的物体比轻的物体下落更快”的结论，故A正确； B．伽利略时代计时工具落后，无法直接测量自由落体的短时间，因此设计斜面实验，通过"冲淡重力"来研究运动规律，故B正确； C．受实验条件限制，伽利略没有直接验证自由落体运动的速度与下落时间成正比，他是通过斜面实验的结论合理外推得到自由落体的运动规律，故C错误； D．自然界中不存在完全不受外力的物体，牛顿第一定律是在实验基础上结合理想推理得到的，无法直接通过实验验证得出，故D错误。 故选AB。 8．月球表面上的重力加速度为地球表面上的重力加速度的.同一个飞行器在月球表面上与在地球表面上相比较（　　） A．惯性减小为在地球表面时的 B．重力减小为在地球表面时的 C．惯性不变 D．重力不变 【参考答案】BC 【解析】A．物体的惯性大小只与物体的质量有关，同一飞行器从地球表面到月球表面时质量不变，因此惯性不变，故A错误； BD．飞行器在地球表面和月球表面的重力分别为， 由可得，故B正确，D错误； C．飞行器的质量不变，因此惯性不变，故C正确。 故选BC。 9．关于“物理量”下列说法正确的是（　　） A．既有“大小”又有“正负”的物理量就是矢量 B．用两个物理量之比定义一个新的物理量，是物理学中常用的方法 C．物理量可以用不同的方法测量，测量的结果用数值和相应的单位来表示 D．质量既可以理解为物体所含物质的多少，也可以理解为描述物体惯性的物理量 【参考答案】BCD 【解析】A．矢量既有大小和方向，还必须满足平行四边形定则。仅凭“有大小和正负”不足以判断为矢量（例如温度可正可负，但不是矢量），A错误； B．比值定义法是物理学中定义物理量的常用方法，如速度，加速度等，B正确； C．物理量的测量有多种方法（直接测量、间接测量等），测量结果需包含数值和单位，这是物理量的基本表示方式，C正确； D．质量是物体的基本属性，既可表示物体所含物质的多少（引力质量），也可描述物体惯性的大小（惯性质量），D正确。 故选BCD。 三、填空题 10．如图，圆柱形羽毛球筒的两端开口，里面中间部位有个羽毛球。为了取出该羽毛球，一手扶着球筒的中部，另一手用力反复击打球筒的左端，羽毛球会从筒的______（选填“左”或“右”）端出来，这是利用了______的惯性取出羽毛球。 【参考答案】左 羽毛球 【解析】[1][2]由图可知，羽毛球的球头在左边，羽毛在右边，为了保护羽毛，更方便取出该羽毛球，应让羽毛球向左运动，从筒的左端出来。故一手拿着球筒的中部，另一手用力击打球筒的左端，球筒向右运动，羽毛球由于惯性仍保持原来的静止状态，所以会相对于球筒向左运动，从而取出羽毛球，即羽毛球会从筒的左端出来。这是利用了羽毛球的惯性。 11．某人乘坐地铁1号线去往福州南站，他在保证不影响其他乘客和地铁列车正常行驶的条件下设计了如图所示的简易装置。他将细线一端系在竖直把手的顶端，另一端系在钢笔顶端的笔帽上。匀速直线运动时，线与笔自然下垂处于竖直状态。在一段直线运动过程中，他拍摄了两张照片如图甲、乙所示，此过程地铁速度方向在图中已标出，则甲图中地铁速度大小______（填“增大”“减小”或“不变”），乙图中地铁速度大小______（填“增大”“减小”或“不变”）。 【参考答案】减小 增大 【解析】[1][2]由于甲图中笔帽摆动的方向与地铁运动方向相同，地铁做减速运动；乙图中笔帽摆动的方向与地铁运动方向相反，说明地铁做加速运动。 12．如图所示，一只盛水的容器固定在一个小车上，在容器中分别悬挂和拴住一只铁球和一只乒乓球，容器中水和铁球、乒乓球都处于静止状态，当容器随小车突然向右运动时，铁球相对小车_________，乒乓球相对小车________。 A．向左运动　　B．保持静止    　　C．向右运动 【参考答案】 A C 【解析】小车突然向右运动时，由于惯性，铁球和乒乓球都“想”保持原有的静止状态，由于与同体积的“水球”相比铁球的质量大，惯性大，铁球的运动状态难改变，而同体积的“水球”的运动状态容易改变，所以小车加速向右运动时，铁球相对于小车向左运动．同理，由于与同体积的“水球”相比乒乓球的质量小，惯性小，乒乓球相对于小车向右运动。 故选AC。 13．从水平地面上以6m/s的初速度竖直上抛一石子，不计空气阻力，取重力加速度大小。在上升的过程中，石子的惯性___________（填“变大”“变小”或“不变”），0.8s时，石子的速度大小为___________m/s。 【参考答案】不变 2 【解析】[1]物体的惯性只和物体的质量有关，质量不变，物体的惯性不变，所以石子的惯性不变； [2]取竖直向上为正方向，根据匀变速直线运动速度与时间的关系，有 负号表示方向竖直向下，即速度大小为。 四、实验题 14．伽利略是伟大的物理学家和天文学家，他融会贯通了当时的数学、物理学和天文学，在研究工作中开科学实验之先河，奠定了现代科学的基础。 (1)伽利略曾用如图所示的“理想实验”来研究力与运动的关系，他设想的理想实验中的几个主要步骤如下： ①两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面 ②如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度 ③减小第二个斜面的倾角，小球在这斜面上仍然要达到原来的高度 ④继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平面，小球将沿水平面做持续的匀速运动 在上述的步骤中，有的属于可靠的事实，有的则是理想化的推论，下列关于事实和推论的分类正确的是（　　） A．①是事实，②③④是推论 B．②是事实，①③④是推论 C．③是事实，①②④是推论 D．④是事实，①②③是推论 (2)伽利略科学思想方法的核心：把______和______（包括数学推演）和谐地结合起来。 A．实验    B．逻辑推理    C．微元法    D．控制变量法 (3)牛顿第一定律______（填“是”或者“不是”）实验定律。 【参考答案】(1)A (2)A B (3)不是 【解析】（1）伽利略的观点是在实验事实的基础上，经过推理概括得出结论，第一步是实验事实；小球滚到右侧斜面的高度与小球自由放手的位置接近，摩擦越小越接近，得出推理，如果无摩擦，小球上升的高度与自由放手位置相同；继续推理，在无摩擦的情况下如果改变右侧斜面的倾斜程度，减小倾角，仍能使小球上升的高度与自由放手的位置相同；继续大胆推理，在无摩擦的情况下，右侧斜面继续减小倾角为0，即水平，则小球永远运动。也表明①是事实，②③④是推论，直接观察到的现象是可靠的实验事实，按照实验条件变化的趋势进行的极端化猜想是理想化推论。 故选A。 （2）[1][2]伽利略把实验和逻辑推理（包括数学演算）和谐地结合起来，开创了研究自然规律的科学方法。 故选A、B。 （3）牛顿第一定律无法用实验直接验证，它所描述的是一种理想状态，即不受外力的状态，但其得到的一切结论经过实践证明都是正确的。 五、解答题 15．请你用惯性的知识来解释一下为什么在足球场上奔跑的人被绊倒时是向前趴着倒下，而在雪地上慢走的人滑倒时，则多是向后仰着摔倒（如图）？ 答：奔跑的人原本处于向前运动的状态，脚被绊倒时，脚突然受到阻力停止运动，但人的上半身由于惯性，仍然保持原来向前的运动状态，因此人会向前趴着倒下。 慢走的人整体原本保持较慢的向前运动状态，雪地摩擦力很小，脚因摩擦力过小无法及时减速而向前运动，人的上半身由于惯性，仍然保持原来较慢的向前运动状态，速度小于脚的运动速度，因此人会向后仰着摔倒。 16．近日美海军一名亚裔士兵在社交媒体上发布了我国辽宁舰在南海开展舰载机飞行训练的视频，舰载机“歼-15”以“小航线”完美降落在辽宁舰甲板上，飞行员的飞行技巧令人惊叹。如图，舰载机着舰时完全依靠飞行员手动操作钩住“拦阻索”使其速度从几乎瞬间归0．将这段运动视为匀减速直线运动。 （1）根据所学的物理知识分析，飞机着舰的短暂时间内飞行员身体会有什么现象？ （2）舰载机都有最大着舰的重量的限制；有些航母甚至规定，不允许载弹着舰，就是对燃油多少，也有特别规定。请分析这些规定的物理原理。      答：（1）飞机着舰的短暂时间内，由于惯性，飞行员身体会前倾； （2）因为飞机重量越大，质量越大，惯性越大，越不容易减速。 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 $