2027届高三物理一轮专项练习：专题十六 牛顿第一、三定律

专题十六 牛顿第一、三定律 一、单项选择题 1．当将扳手放在光滑水平面上推出后，发现扳手边旋转边向前运动，图（a）为扳手及扳手上选取的A、B、C三个参考点，图（b）为扳手运动过程的频闪照片。若不计扳手形状，将其理想化为质点，能描述该质点运动轨迹的是（ ） A．A点 B．B点 C．C点 D．A、B、C三点均可 【答案】B 【详解】将扳手看成质点，扳手所受的合力为零，所以扳手整体做匀速直线运动，只有B点对应的轨迹为直线，所以B点的运动能描述该质点运动轨迹。 故选B。 2．足球运动员踢出一弧线诡异的进球，足球入网时的情景如图所示，则（ ） A．足球在飞行和触网时惯性不变 B．足球在飞行和触网时受力不变 C．触网时足球对网的力大于网对足球的力 D．进网时研究足球的转动可将其视为质点 【答案】A 【详解】A．惯性是物体固有的属性，其大小仅由物体的质量决定，足球在飞行和触网过程中，其质量保持不变，因此惯性不变，故A正确；B．足球在飞行过程中主要受重力和空气阻力作用，触网时除了受重力和空气阻力外，还受到球网对足球的弹力作用，受力情况发生改变，故B错误；C．足球对网的力与网对足球的力是一对作用力与反作用力，根据牛顿第三定律可知，二者大小相等，故C错误；D．研究足球的转动时，足球上各点的运动情况不同，足球的形状和大小不能忽略，因此不能将其视为质点，故D错误。 故选A。 3．如图所示是公共场合的两种安全提示牌，甲图是人被障碍物绊住向前倾倒的情景，乙图是人在湿滑地面上向后滑倒的情景。关于这两种情景，下列解释正确的是（ ） A．甲图中由于人具有惯性，受到阻力后整个人都没有改变运动状态 B．乙图中人的惯性小于阻力，因此整个人的运动状态都发生了改变 C．二者都是脚的运动状态改变，而上身由于惯性仍保持原来运动状态 D．二者都是上身的运动状态改变，而脚由于惯性仍保持原来的运动状态 【答案】C 【详解】AB．惯性是物体固有属性不是力，不能与阻力比较大小，且甲乙两图中人均发生了倾倒，部分人体运动状态发生了改变，故AB错误；CD．甲图中脚被绊住速度突变为零，上身由于惯性保持原速度向前运动；乙图中脚打滑速度变大，上身由于惯性保持原速度相对向后，二者均为脚运动状态改变而上身保持原来运动状态，故C正确D错误。 故选C。 4．关于下图中实验的分析，说法正确的是（ ） A．如图甲，伽利略用斜面“冲淡重力”，通过研究小球自由落体运动推出匀变速直线运动特点 B．如图甲，伽利略把实验和逻辑推理和谐地结合起来，从而发展了人类的科学研究方法 C．如图乙，伽利略用理想斜面实验直接证实了“力不是维持物体运动的原因”这一观点 D．如图乙，“小球将到达另一边斜面的同一高度处”这一现象可以通过实验直接观察到 【答案】B 【详解】A．图甲伽利略根据实验现象通过逻辑思维进行推理，得到了自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动的结论，A错误；B．图甲伽利略实验和逻辑推理和谐地结合起来，从而发展了人类的科学思维方式和科学研究方法，B正确；C．图乙是伽利略根据实验现象通过逻辑思维进行推理，得到了力不是维持物体运动的原因的结论，C错误；D．图乙中无摩擦斜面小球上升到等高位置是理想化推理，现实中不能完全消除摩擦，所以不可以通过实验直接观察到，D错误。 故选B。 5．如图所示，某同学在桌子边缘用一杯水压着一张纸，现欲向右把纸拉走，而让水杯留在桌上，实验时发现纸拉得越快，水杯越稳定，几乎处于静止状态。则拉得越快（ ） A．水杯惯性越大，水杯越不会动 B．水杯几乎静止故受到的是静摩擦力 C．水杯对纸的摩擦力越大 D．纸对水杯的摩擦力不变 【答案】D 【详解】A．物块的惯性由质量决定，与拉纸的快慢没有关系，故A错误；B．水杯与纸发生相对滑动，水杯受到的是滑动摩擦力，故B错误；CD．纸受到的是滑动摩擦力，纸受到的正压力不变，根据滑动摩擦力公式可知，水杯对纸的摩擦力不变，与纸的运动快慢无关，故C错误，D正确。 故选D。 6．实验小组研究空气的惯性特性，在箱子中放置一个氢气球，并封闭一定量空气，此时氢气球浮在箱子顶端，如图所示。当向左推动箱子瞬间，下列关于氢气球相对箱子的运动说法正确的是（ ） A．向左运动 B．向右运动 C．保持静止 D．无法确定 【答案】A 【详解】当向左推动箱子瞬间，箱子有向左的加速度，箱内空气和氢气球都因惯性，有保持原来静止状态的趋势。同体积下，空气质量大于氢气球，空气的惯性更大，会相对箱子向右偏移，将密度更小、惯性更小的氢气球挤向左侧，因此氢气球相对箱子向左运动。 7．如图所示，乘客在公交车上发现车厢顶部A处有一小水滴落下，并落在A点正下方右面的B点处，由此判断公交车的运动情况可能是（　　） A．向右加速运动 B．向右减速运动 C．向左匀速运动 D．向左减速运动 【答案】B 【详解】AB．水滴离开车顶后，由于惯性在水平方向上保持离开时的速度不变，若车向右行驶，而水滴落点B在A点正下方的右面，则水滴下落时车正在减速，故A错误，B正确；C．若车向左匀速运动，水滴将落在A点的正下方，故C错误；D．若车向左减速运动，水滴将落在A点正下方的左侧，故D错误。 故选B。 8．图甲为某餐厅的送餐机器人，将其结构简化为图乙的示意图，机器人的上表面保持水平，且送餐过程中菜品相对于机器人静止。则下列说法中错误的是（　　） A．菜品对机器人的压力等于菜品的重力 B．菜品受到的合外力不一定为零 C．机器人做匀加速直线运动时菜品的惯性逐渐增大 D．菜品随着机器人做匀减速直线运动时，机器人对菜品的作用力大于菜品的重力 【答案】C 【详解】A．设菜品质量为m，菜品在竖直方向处于平衡状态，故机器人对菜品的支持力，根据牛顿第三定律知菜品对机器人的压力，故A正确；B．不知菜品运动情况，无法确定其合力是否为零，故B正确；C．惯性只与物体的质量有关，菜品的质量不变，惯性不变，故C错误；D．菜品随着机器人一起做匀减速直线运动时，机器人对菜品的支持力，由牛顿第二定律知机器人对菜品的摩擦力（a为匀减速直线运动加速度大小），机器人对菜品的作用力为支持力和静摩擦力的合力 故D正确。本题选错误的，故选C。 9．如图所示，小明坐在向东行驶的汽车上，当汽车行驶到图示位置时，小明从窗外竖直向上抛出一个小球，从抛出小球到小球到达最高点过程中，站在地面上面朝南的观察者看到小球运动轨迹最可能的是（ ） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】A．站在地面上的观察者看到小球具有与汽车行驶方向相同的水平初速度，设为，水平方向做匀速直线运动，有，小球抛出后在空中仅受向下的重力作用，设质量为，根据牛顿第二定律有，解得，设竖直向上的初速度为，竖直方向做匀减速直线运动，有，联立推导可得小球的轨迹方程为，由轨迹方程可知小球的运动轨迹为开口向下的抛物线。根据推导的抛物线轨迹方程可知，小球运动轨迹为曲线，并非竖直直线，故A错误；B．根据推导的抛物线轨迹方程可知，小球运动轨迹并非倾斜直线，故B错误；C．由轨迹方程可知，随着水平位移的增大，轨迹图像的切线斜率逐渐减小，而C选项中图像的斜率逐渐增大，故C错误；D．小球从抛出到最高点过程中，轨迹为开口向下的抛物线的一部分，图像的斜率随水平位移增大而逐渐减小，D选项符合该规律，故D正确。 故选D。 10．如图所示，某学习小组将两绿色乒乓球放在两塑料盒中，上面塑料盒盛满水，下面塑料盒是空的，然后用细线将乒乓球分别系于塑料盒的上、下底部，当塑料盒静止时，细线均伸直处于竖直方向，现使两塑料盒以一定加速度一起向右匀加速运动，则此时P、Q两球相对塑料盒（　　） A．P球向右偏移 B．两球均向左偏移 C．Q球向右偏移 D．两球均向右偏移 【答案】A 【详解】由两种介质组成的系统，密度大的惯性大，当系统向右匀加速运动时，密度小的向右偏移，密度大的向左偏移；塑料的密度小于水的密度，塑料球P向右偏移，水向左偏移；塑料的密度大于空气的密度，空气向右偏移，塑料球Q向左偏移。A正确，BCD错误。 故选A。 二、多项选择题 11．下列关于物体惯性的说法正确的是（ ） A．除去衣服上的灰尘时，用力拍打衣服是利用了惯性 B．战斗机在战斗前丢掉副油箱，目的是减小惯性 C．被抛出的小球在空中运动时，其惯性发生了变化 D．“强弩之末，势不能穿鲁缟”，是因为强弩在运动的末端惯性减小了 【答案】AB 【详解】A．拍打衣服前，灰尘和衣服都处于静止状态，拍打衣服时，衣服运动，灰尘由于惯性继续保持静止，从而使二者分离，利用了惯性，A正确；B．战斗前丢掉副油箱，从而减小战斗机的质量，减小战斗机的惯性，从而提高作战的灵活性，B正确；C．球被抛出后在空中速度不断发生变化，但是其质量保持不变，故惯性保持不变，C错误；D．强弩在运动过程中质量不变，则其惯性不变，D错误。 故选AB。 12．如图所示，拨动弹性钢片，把小钢球与支柱之间的塑料片弹出时，小钢球并没有随塑料片飞出，关于这个过程，以下说法正确的选项是（ ） A．弹性钢片被拉弯，说明力可以改变物体的形状 B．塑料片被弹出，说明力可以改变物体的运动状态 C．塑料片被弹出，因为塑料片没有惯性 D．小钢球没有随塑料片飞出，因为小钢球具有惯性 【答案】ABD 【详解】A．弹性钢片在力的作用下发生弯曲，说明了力可以使物体发生形变，故A正确；B．塑料片在力的作用下被弹出，说明力可以改变物体的运动状态，故B正确；C．一切物体在任何情况下都具有惯性，塑料片同样有惯性；它被弹出是因为钢片对它施加了力，力改变了它的运动状态，故C错误；D．塑料片快速飞出时，小钢球由于惯性，要保持原来的静止状态，所以不会随塑料片一起飞出，最终落在支柱上，故D正确。 故选ABD。 13．根据甲、乙、丙、丁四幅图，判断下列说法正确的是（ ） A．甲图，亚里士多德认为马拉车的力与车拉马的力是一对作用力和反作用力 B．乙图，亚里士多德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 C．丙图，伽利略通过理想斜面实验得出力是改变物体运动状态的原因 D．丁图，伽利略通过斜面实验并通过合理外推得到自由落体的运动规律 【答案】CD 【详解】A．亚里士多德认为力是维持物体运动的原因；马拉车的力与车拉马的力是一对作用力和反作用力，是牛顿第三定律的内容，故A错误；B．比萨斜塔实验否定了重物比轻物下落快的观点，并不能证明自由落体运动是匀加速直线运动；伽利略通过斜面实验研究并合理外推，得出自由落体运动的规律，故B错误；C．伽利略的理想斜面实验表明，物体的运动不需要力来维持，力是改变物体运动状态的原因，故C正确；D．伽利略利用斜面减小加速度，使运动过程便于测量，再把斜面实验所得规律合理外推到斜面倾角为直角的情形，得到自由落体运动的规律，故D正确。 故选CD。 14．秧马是古代插秧时用的一种农具，苏轼用“日行千畦”形容其高效。如图，人抬脚跨坐在秧马上，与其一起向前减速滑行的过程中（ ） A．秧马的惯性变小 B．秧马受到秧田的摩擦力方向向后 C．秧田对秧马的支持力和秧马受到的重力是一对平衡力 D．秧马对人的支持力和人对秧马的压力是一对作用力与反作用力 【答案】BD 【详解】A．惯性只与质量有关，秧马向前减速滑行，惯性不变，A错误；B．秧马相对秧田向前运动，秧田对秧马的摩擦力阻碍相对运动，因此摩擦力方向向后，B正确；C．秧马竖直方向受到重力、秧田对秧马的支持力和人对秧马的压力，三个力平衡，则秧田对秧马的支持力和秧马受到的重力不是一对平衡力，C错误；D．秧马对人的支持力和人对秧马的压力是一对作用力与反作用力，D正确。 故选BD。 15．如图所示，在匀速前进的磁悬浮列车里，小明将一小球放在水平桌面上，且小球相对桌面静止。关于小球与列车的运动，下列说法正确的是（　　）    A．若小球向前滚动，则磁悬浮列车在加速前进 B．若小球向后滚动，则磁悬浮列车在加速前进 C．磁悬浮列车急刹车时，小球向前滚动 D．磁悬浮列车急刹车时，小球向后滚动 【答案】BC 【详解】A．若小球向前滚动，知小球的速度大于列车的速度，知列车的速度减小，故A错误；B．若小球向后滚动，知列车的速度大于小球的速度，知列车的速度增加，做加速运动，故B正确；CD．磁悬浮列车急刹车时，小球因为有惯性，要保持原来的匀速直线运动状态，所以小球运动的速度要大于磁悬浮列车运动的速度，即小球要相对磁悬浮列车向前滚，故C正确，D错误。 故选BC。 16．有一仪器中的电路如图所示，其中M是质量较大的一个金属块，其前后两端用两弹簧相连接，把此仪器固定在一辆汽车上，以下描述正确的是（　　） A．当汽车启动时绿灯亮 B．当汽车刹车时红灯亮 C．当车匀速前进时绿灯亮 D．当车匀速倒车时红灯亮 【答案】AB 【详解】A．当汽车突然启动时，金属块由于具有惯性仍然保持静止，所以金属块相对于汽车向后运动，使绿灯支路接通，即绿灯亮，故A正确；B．当汽车刹车时，金属块由于具有惯性仍然向前运动，所以金属块相对于汽车向前运动，使红灯支路接通，即红灯亮，故B正确；CD．当汽车匀速前进或者匀速倒车时，金属块与汽车保持相对静止，两支路不接通，两灯都不亮，故CD错误。 故选AB。 17．在火车的车厢内，有一个自来水龙头C，第一段时间内，水滴落在水龙头的正下方B点，第二段时间内，水滴落在B点的右方A点，如图所示，那么火车可能的运动是（ ） A．先静止，后向右做加速运动 B．先做匀速运动，后做加速运动 C．先做匀速运动，后做减速运动 D．上述三种情况都有可能 【答案】BC 【详解】A．由于惯性，水滴离开水龙头后水平方向保持离开瞬间的速度做匀速直线运动：第一段时间水滴落在B点，说明此时火车静止或匀速运动，水滴与车水平相对静止；若火车先静止后向右加速，水滴水平速度小于火车，会落在B点左侧，故A错误；B．若火车先向左匀速，后向左做加速运动，水滴水平速度小于火车，相对火车向右运动，落在B点右侧，符合B选项描述；CD．若火车先向右匀速，后向右做减速运动，水滴水平速度大于火车，相对火车向右运动，落在B点右侧，故C正确，D错误。 故选BC。 18．如图，圆柱形玻璃容器内装满液体静置于水平面上，容器中有a、b、c三个不同材质的物块，物块a、c均对容器壁有压力，物块b悬浮于容器内的液体中，忽略a、c与容器壁间的摩擦。现给容器施加一水平向右的恒力，使容器向右做匀加速度直线运动。下列说法正确的是（　　） A．三个物块将保持图中位置不变，与容器一起向右加速运动 B．物块a将相对于容器向右运动，最终与容器右侧壁相互挤压 C．物块b将相对于容器保持静止，与容器一起做匀加速度运动 D．物块c将相对于容器向右运动，最终与容器右侧壁相互挤压 【答案】CD 【详解】由题意可知，c浮在上面对上壁有压力，可知c排开水的质量大于本身的质量；同理b排开水的质量等于本身的质量，a排开水的质量小于本身的质量；则当容器向右加速运动时，由牛顿第一定律可知，物块a将相对于容器向左运动，最终与容器左侧壁相互挤压；物块b将相对于容器保持静止，与容器一起做匀加速度运动；物块c因相等体积的水将向左运动，则导致c将相对于容器向右运动，最终与容器右侧壁相互挤压（可将c想象为一个小气泡）。 故选CD。 试卷第14页（共15页） 第10页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题十六 牛顿第一、三定律 一、单项选择题 1．当将扳手放在光滑水平面上推出后，发现扳手边旋转边向前运动，图（a）为扳手及扳手上选取的A、B、C三个参考点，图（b）为扳手运动过程的频闪照片。若不计扳手形状，将其理想化为质点，能描述该质点运动轨迹的是（ ） A．A点 B．B点 C．C点 D．A、B、C三点均可 2．足球运动员踢出一弧线诡异的进球，足球入网时的情景如图所示，则（ ） A．足球在飞行和触网时惯性不变 B．足球在飞行和触网时受力不变 C．触网时足球对网的力大于网对足球的力 D．进网时研究足球的转动可将其视为质点 3．如图所示是公共场合的两种安全提示牌，甲图是人被障碍物绊住向前倾倒的情景，乙图是人在湿滑地面上向后滑倒的情景。关于这两种情景，下列解释正确的是（ ） A．甲图中由于人具有惯性，受到阻力后整个人都没有改变运动状态 B．乙图中人的惯性小于阻力，因此整个人的运动状态都发生了改变 C．二者都是脚的运动状态改变，而上身由于惯性仍保持原来运动状态 D．二者都是上身的运动状态改变，而脚由于惯性仍保持原来的运动状态 4．关于下图中实验的分析，说法正确的是（ ） A．如图甲，伽利略用斜面“冲淡重力”，通过研究小球自由落体运动推出匀变速直线运动特点 B．如图甲，伽利略把实验和逻辑推理和谐地结合起来，从而发展了人类的科学研究方法 C．如图乙，伽利略用理想斜面实验直接证实了“力不是维持物体运动的原因”这一观点 D．如图乙，“小球将到达另一边斜面的同一高度处”这一现象可以通过实验直接观察到 5．如图所示，某同学在桌子边缘用一杯水压着一张纸，现欲向右把纸拉走，而让水杯留在桌上，实验时发现纸拉得越快，水杯越稳定，几乎处于静止状态。则拉得越快（ ） A．水杯惯性越大，水杯越不会动 B．水杯几乎静止故受到的是静摩擦力 C．水杯对纸的摩擦力越大 D．纸对水杯的摩擦力不变 6．实验小组研究空气的惯性特性，在箱子中放置一个氢气球，并封闭一定量空气，此时氢气球浮在箱子顶端，如图所示。当向左推动箱子瞬间，下列关于氢气球相对箱子的运动说法正确的是（ ） A．向左运动 B．向右运动 C．保持静止 D．无法确定 7．如图所示，乘客在公交车上发现车厢顶部A处有一小水滴落下，并落在A点正下方右面的B点处，由此判断公交车的运动情况可能是（　　） A．向右加速运动 B．向右减速运动 C．向左匀速运动 D．向左减速运动 8．图甲为某餐厅的送餐机器人，将其结构简化为图乙的示意图，机器人的上表面保持水平，且送餐过程中菜品相对于机器人静止。则下列说法中错误的是（　　） A．菜品对机器人的压力等于菜品的重力 B．菜品受到的合外力不一定为零 C．机器人做匀加速直线运动时菜品的惯性逐渐增大 D．菜品随着机器人做匀减速直线运动时，机器人对菜品的作用力大于菜品的重力 9．如图所示，小明坐在向东行驶的汽车上，当汽车行驶到图示位置时，小明从窗外竖直向上抛出一个小球，从抛出小球到小球到达最高点过程中，站在地面上面朝南的观察者看到小球运动轨迹最可能的是（ ） A． B． C． D． 10．如图所示，某学习小组将两绿色乒乓球放在两塑料盒中，上面塑料盒盛满水，下面塑料盒是空的，然后用细线将乒乓球分别系于塑料盒的上、下底部，当塑料盒静止时，细线均伸直处于竖直方向，现使两塑料盒以一定加速度一起向右匀加速运动，则此时P、Q两球相对塑料盒（　　） A．P球向右偏移 B．两球均向左偏移 C．Q球向右偏移 D．两球均向右偏移 二、多项选择题 11．下列关于物体惯性的说法正确的是（ ） A．除去衣服上的灰尘时，用力拍打衣服是利用了惯性 B．战斗机在战斗前丢掉副油箱，目的是减小惯性 C．被抛出的小球在空中运动时，其惯性发生了变化 D．“强弩之末，势不能穿鲁缟”，是因为强弩在运动的末端惯性减小了 12．如图所示，拨动弹性钢片，把小钢球与支柱之间的塑料片弹出时，小钢球并没有随塑料片飞出，关于这个过程，以下说法正确的选项是（ ） A．弹性钢片被拉弯，说明力可以改变物体的形状 B．塑料片被弹出，说明力可以改变物体的运动状态 C．塑料片被弹出，因为塑料片没有惯性 D．小钢球没有随塑料片飞出，因为小钢球具有惯性 13．根据甲、乙、丙、丁四幅图，判断下列说法正确的是（ ） A．甲图，亚里士多德认为马拉车的力与车拉马的力是一对作用力和反作用力 B．乙图，亚里士多德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 C．丙图，伽利略通过理想斜面实验得出力是改变物体运动状态的原因 D．丁图，伽利略通过斜面实验并通过合理外推得到自由落体的运动规律 14．秧马是古代插秧时用的一种农具，苏轼用“日行千畦”形容其高效。如图，人抬脚跨坐在秧马上，与其一起向前减速滑行的过程中（ ） A．秧马的惯性变小 B．秧马受到秧田的摩擦力方向向后 C．秧田对秧马的支持力和秧马受到的重力是一对平衡力 D．秧马对人的支持力和人对秧马的压力是一对作用力与反作用力 15．如图所示，在匀速前进的磁悬浮列车里，小明将一小球放在水平桌面上，且小球相对桌面静止。关于小球与列车的运动，下列说法正确的是（　　）    A．若小球向前滚动，则磁悬浮列车在加速前进 B．若小球向后滚动，则磁悬浮列车在加速前进 C．磁悬浮列车急刹车时，小球向前滚动 D．磁悬浮列车急刹车时，小球向后滚动 16．有一仪器中的电路如图所示，其中M是质量较大的一个金属块，其前后两端用两弹簧相连接，把此仪器固定在一辆汽车上，以下描述正确的是（　　） A．当汽车启动时绿灯亮 B．当汽车刹车时红灯亮 C．当车匀速前进时绿灯亮 D．当车匀速倒车时红灯亮 17．在火车的车厢内，有一个自来水龙头C，第一段时间内，水滴落在水龙头的正下方B点，第二段时间内，水滴落在B点的右方A点，如图所示，那么火车可能的运动是（ ） A．先静止，后向右做加速运动 B．先做匀速运动，后做加速运动 C．先做匀速运动，后做减速运动 D．上述三种情况都有可能 18．如图，圆柱形玻璃容器内装满液体静置于水平面上，容器中有a、b、c三个不同材质的物块，物块a、c均对容器壁有压力，物块b悬浮于容器内的液体中，忽略a、c与容器壁间的摩擦。现给容器施加一水平向右的恒力，使容器向右做匀加速度直线运动。下列说法正确的是（　　） A．三个物块将保持图中位置不变，与容器一起向右加速运动 B．物块a将相对于容器向右运动，最终与容器右侧壁相互挤压 C．物块b将相对于容器保持静止，与容器一起做匀加速度运动 D．物块c将相对于容器向右运动，最终与容器右侧壁相互挤压 试卷第14页（共15页） 第6页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $