3.4牛顿第一定律 同步练习（含解析）

3.4 牛顿第一定律
一、选择题
1．“牛顿第一定律”的形成，经历了伽利略、笛卡尔和牛顿等科学家不断完善的过程。如图是某同学探究“牛顿第一定律”的方案。根据图中情景可以判断下列说法正确的是（　　）
A．①是假设，②③是实验事实，④是实验推论
B．①②③④都是实验事实
C．①②是实验事实，③④是实验推论
D．①②③是实验事实，④是实验推论
2．如图是研究牛顿第一定律的实验，该实验没有体现的科学知识是（ ）
A．控制变量法
B．力的作用是相互的
C．力是改变物体运动状态的原因
D．滑动摩擦力与接触面的粗糙程度有关
3．下列有关惯性的说法正确的是（　　）
A．拍打衣服灰尘脱落，是由于灰尘有惯性
B．小慧没有推动静止的汽车，是由于汽车没有惯性
C．跳远运动员要助跑后起跳，是为了增大惯性
D．高速飞行的子弹穿入木头后静止，它的惯性就消失了
4．有一热气球以1米/秒的速度匀速竖直上升，突然从热气球里掉出一个物体，这个物体离开热气球后将（　　）
A．继续匀速上升一段距离，然后下落 B．立即下落
C．继续减速上升一段距离，然后下落 D．以上说法都不对
5．在学习“物体运动状态改变的原因”时，老师做了如图所示的实验：具有一定初速度的钢珠在粗糙水平面上能沿直线AB运动；如果在它的运动路径旁放一磁体，钢珠的运动路径将变成曲线AC。对该实验的理解，正确的是（ ）
A．钢珠沿直线AB运动时不受任何外力作用
B．钢珠沿曲线AC运动时运动状态保持不变
C．若在沿AC运动的过程中，拿走磁体，由于惯性，钢珠将做匀速直线运动
D．实验说明力是改变物体运动状态的原因
6．小金在体育中考掷实心球的情景，实心球运动到右端最高点时，突然自己受到的力全部消失，那么实心球的运动轨迹将会是（　　）
A．实心球在b点静止
B．实心球向右沿水平方向匀速运动
C．实心球在b点竖直向下匀速运动
D．按原来的轨迹运动
7．如图所示，将小球竖直上抛到B点时（最高点是C点），假如小球受到的力全部消失，那么小球的运动情况是（ ）
A．沿直线一直竖直向上做匀速直线运动 B．沿直线加速向下运动
C．在B点静止不动 D．无法确定
8．打篮球是大家喜爱的体育运动，向空中斜抛出去的篮球运动轨迹如图所示，不考虑空气阻力的影响，下列说法中正确的是（ ）
A．篮球能继续运动，是因为受到力的作用
B．篮球落向地面是由于篮球具有惯性
C．篮球若不受重力，将失去惯性
D．篮球受到重力作用，运动状态发生改变
9．如图所示，点到点是小球被抛出后在空中的运动轨迹，小球在点的速度为。如果小球在点突然受到的所有外力都消失了，则小球将沿以下哪条轨迹运动（　　）
A．1 B．2 C．3 D．4
10．发现并研究重力大小和方向的科学家是（ ）
A．爱因斯坦 B．牛顿 C．爱迪生 D．伽力略
11．练习移动射击时，竖直安装并固定一圆形靶，靶的水平和竖起直径将靶面分成四个区域，如图所示，当水平向右平行于靶面运动的汽车经过靶时，车上的运动员枪口对准靶心并立即射击，子弹可能落在（ ）
A．I区 B．II区 C．III区 D．IV区
二、填空题
12．如图(a)所示，木块与小车一起做匀速直线运动，当小车的运动状态发生变化时，木块的状态如图(b)所示。把木块换成盛有水的烧杯，重复上述过程，烧杯中水面的状态分别如(c)和(d)所示。
由图(a)、(b)或(c)、(d)可知：小车运动状态变化的可能情况是__________________(请将两种可能的情况填写完整)。得到上述结论是利用了木块和水都具有_______的性质。
13．我国新《道路交通安全法》规定小型客车的驾驶员和前 排乘客必须使用安全带，否则将处以相应的处罚。请回答下列问题：
（1）汽车一旦发生碰撞，车身停止运动，而乘客身体由于________ 会继续向前运动，在车内与车身相撞，严重时可能把挡风玻璃 撞碎而向前飞出车外。
（2）为防止撞车时发生类似的伤害，故要求司机和乘客均需系好安全带，以对人体起到缓冲的作用。这其中的科学原理是________。
（3）乙图所示，人体模型与气囊撞击时，模型对气囊有作用力，气囊被压扁了，这其中的科学原理是________。
14．气球是一种常用的实验材料
（1）如图甲，两个气球相互挤压，两球都变形了，说明力能使物体______。
（2）如图乙，气球向后喷气时会获得向前的动力而加速运动，停止喷气后，气球还会继续向前运动，这是因为气球具有______。
三、简答题
15．在校运动会的男子100米决赛中，运动员激烈竞争，下面是比赛成绩表记录的部分内容：
年级组男子100米项目决赛
跑道 1 2 3 4 5 6
成绩/秒 14.22 13.55 12.50 13.62 13.00 15.00
试根据要求回答问题：
(1)裁判员是根据记录表中时间长短来判断运动员跑的快慢，他采用的比较运动快慢的方法是______；
(2)跑得最快的运动员在第几跑道，他的平均速度是多少米/秒？____________（请写出计算过程）
(3)冲过终点后，运动员无法立即停止下来，请你分析解释该现象。__________
16．运输机参加抗震救灾，在沿水平向右作匀速直线运动过程中，间隔相同时间从飞机上静止释放四个相同的物资。物资在空中下落与物资着地位置的情况如下图所示（地面水平，空气阻力不计）。
救灾物资为什么会出现如上面两图中所示的排列情况？请你结合图中信息及所学知识做出解释。________
四、探究题
17．在“观察从斜面滑下的小车在水平面上的运动”活动中，小车在相同斜面项端由静止释放，沿斜面下滑到达底端，在毛巾、棉布和木板上向前运动一段距离分别停在如图所示位置。
（1）小车在相同斜面顶端由静止释放，是为了______________________________。
（2）小车所受阻力越小，运动距离越远，如果运动的物体在______的理想情况下，它将保持原来的速度一直运动下去，300多年前，伽利略曾采用类似的方法得出相同的推论。
（3）下列实验中也用到本实验的研究方法的是：______。
A．用真空罩和闹钟探究声音的传播需要介质
B．用弹簧测力计测量物体在水平方向滑动摩擦力的大小
C．探究液体蒸发快慢与什么因素有关
18．某同学观察到汽车紧急刹车后，由于汽车具有惯性，并不能马上停下来，而是继续向前滑行一段距离，从而常常造成车祸。他很想知道影响汽车紧急刹车后滑行距离大小的因素（因为紧急刹车后，滑行距离的大小是造成车祸的关键因素），并提出猜想：
A．紧急刹车前的速度
B．汽车的总质量
C．汽车刹车系统的性能
D．紧急刹车时的路况
根据猜想，该同学设计了以自行车代替汽车的实验方案进行探究，并把实验结果记录在表格中：
实验序号 车的总质量m/kg 刹车前的速度v/(m/s) 路况 滑行距离s/m
a 100 4 水泥路 0.4
b 100 4 操场土地 0.6
c 100 8 操场土地 1.2
d 150 4 操场土地 0.8
e 150 4 水泥路 0.5
f 150 8 水泥路 0.7
(1)为了验证猜想A是否正确，必须选择表格中的实验________或________；
(2)为了验证猜想B是否正确，必须选择表格中的实验________或________；
(3)从上表中你能到的结论是：________。
19．“扔纸飞机”是民间传统游戏，某兴趣小组同学认为：纸飞机的飞行距离除了与发射速度的大小有关外，还可能与纸飞机大小，材料和发射角度等因素有关。为了验证猜想，小组成员将打印纸和旧报纸裁成不同面积的纸张，制作了相同形状的纸飞机若干个，利用固定在室内某一位置的简易发射器，以相同大小的发射速度和不同发射角度（发射方向与水平面的夹角）进行多次实验，整理相关数据如表。
纸飞机飞行距离与发射角度关系记录表
编号 纸张大小 纸张材质 不同发射角度飞行的平均距离（米）
0° 15° 30° 45°
① 18厘米×26厘米 打印纸 6．5 15．8 15．0 8．9
② 18厘米×13厘米 打印纸 6．4 15．8 15．1 8．8
③ 18厘米×26厘米 旧报纸 5．6 14．2 13．2 7．6
（1）结合表一信息，分析该实验中纸飞机飞行距离与发射角度之间的关系是：________。
（2）除了发射角度，根据表一的实验记录，本实验还研究了纸飞机的飞行距离与______、________的关系。
试卷第2页，共2页
试卷第1页，共1页
参考答案
1．D
【详解】
由图示可知，小车在毛巾、棉布、木板上的运动是实际实验，小车在光滑水平面上的运动是推理，是理想实验；所以①②③是实验事实，④是实验推论，故ABC错误，D正确。
故选D。
2．B
【详解】
A．在实验中，通过让同一小车从相同斜面的同一高度由静止开始滑下的方法来用到了控制变量法，故A正确，不符合题意；
B．力的作用是相互的，一个物体对另一个物体施加力的作用的同时，受到另一个物体的反作用力。实验过程中研究对象是小车，研究的是阻力对小车运动的影响，没有涉及到力的作用相互性。故B错误，符合题意；
C．力可以改变物体的运动状态，小车在重力的作用下沿斜面向下运动，在阻力的作用下停下来，都说明力是改变物体运动状态的原因。故C正确，不符合题意；
D．实验过程中向后使小车在粗糙程度不同的水平表面滑动，目的是比较接触面粗糙程度对小车运动快慢的影响，涉及到了摩擦力与接触面的粗糙程度有关的知识。故D正确，不符合题意。
故选B。
3．A
【详解】
A．拍打衣服时，衣服运动，灰尘由于惯性还保持原来的静止状态，因此会从衣服上脱落，故A正确；
B．小慧没有推动静止的汽车，是因为推力等于摩擦力，汽车由于惯性仍然保持原来的静止状态，故B错误；
C．跳远运动员起跳前助跑使人获得了很大的速度，起跳后由于惯性，人在空中仍然保持原来的运动状态，惯性与速度无关，故C错误；
D．高速飞行的子弹穿入木头后静止，子弹仍具有惯性，任何物体都具有惯性，故D错误。
故选A。
4．C
【详解】
当这个物体从热气球中掉出时，它不再受到向上的升力，只受向下的重力，此时合力向下。由于惯性，这个物体会先向上做减速运动，再向下做加速运动，故C正确，而A、B、D错误。
故选C。
5．D
【详解】
钢珠做曲线运动是因为钢珠收到了磁铁的吸引力，力改变了钢珠球的运动状态而导致的，因此
A．钢珠沿直线运动时受到重力和支持力的作用，故A错误；
B．当钢珠做曲线运动时，运动的方向发生了改变，运动状态也就发生了改变，故B错误；
C．若在沿AC运动的过程中，拿走磁体，由于惯性，钢珠继续向前运动，由于阻力作用，将做变速直线运动，故C错误；
D．本实验说明力是改变物体运动状态的原因，力不是维持物体运动的原因，故D正确。
故选D。
6．B
【详解】
实心球运动到右端最高点时，此时有水平向右的速度，若受到的力全部消失，根据牛顿第一定律可知，实心球向右沿水平方向匀速运动。
故选B。
7．A
【详解】
由牛顿第一运动定律可知，物体不受外力时将保持原来的运动状态不变，小球被竖直向上抛出，当小球由A点运动到B点时，如果小球受到的外来突然全部消失，则小球的运动状态不会改变，即小球将做匀速直线运动，即匀速向上运动。故BCD错误，不符合题意；A正确，符合题意。
故选A。
8．D
【详解】
A．选项篮球能继续运动，是因为篮球具有惯性保持原来的运动状态，故A错误；
B．选项篮球最终落向地面是由于受到重力的作用，故B错误；
C．一切物体在任何情况下都有惯性，故C错误；
D．速度大小的改变、运动方向的改变都是运动状态的改变，重力使篮球的运动方向发生了改变，运动状态发生改变，故D正确。
故选D。
9．B
【详解】
根据牛顿第一定律可知，正在运动的物体，所受的外力如果同时消失，物体将保持外力消失瞬间的速度和方向永远运动下去；
当小球被抛出后运动到最高点b时，小球在水平方向上有一定的速度v，所以，若小球在b点受到的所有力都消失时，由牛顿第一定律可知，小球将会沿水平方向（即轨迹2）做匀速直线运动。
故选B。
10．B
【详解】
英国科学家牛顿在数学领域创建微积分；在力学领域建立了完整的力学体系，其中“牛顿三定律”，对自然科学的发展影响最大，在天文学领域发现了万有引力定律，并研究重力大小和方向。
故选B。
11．B
【详解】
由于枪及枪里的子弹和汽车都是向右运动的，当对着靶心射击时，子弹由于惯性仍然要向右运动，且子弹受到重力作用而向下运动，故子弹应该落在靶心右下方的Ⅱ区。
故选B。
12．向右减速运动或向左加速运动 惯性
【分析】
物体保持原来的运动状态不变的性质叫惯性，原来运动的物体保持运动，原来静止的保持静止，也可理解为“静者恒静、动者恒动”，据此分析回答．
【详解】
：木块与小车一起做匀速直线运动，当小车向右减速运动时，下端受摩擦力随车减速，木块上端仍保持原来的运动状态，使得木块向右倾倒；当小车向左加速运动时，下端受摩擦力随车加速，木块上端仍保持原来的运动状态，使得木块向右倾倒；如b图所示。
烧杯与小车一起做匀速直线运动，当小车向右减速运动时，烧杯受摩擦力随车减速，烧杯内的水仍保持原来的运动状态，使得水向右倾；当小车向左加速运动时，烧杯受摩擦力随车加速，烧杯内的水仍保持原来的运动状态，使得水向右倾，如d图所示。
由上述实验可见，木块和水都具有保持原来运动状态不变的性质，叫惯性。
13．惯性 力能改变物体的运动状态 力能使物体发生形变
【分析】
（1）物体保持运动状态不变的性质叫惯性；
（2）力的作用效果为：
①力能使物体发生形变；②力能改变物体的运动状态，据此分析即可；
（3）根据（2）中的分析解答。
【详解】
(1)[1]汽车一旦发生碰撞，车身停止运动，而乘客身体由于惯性会继续向前运动，在车内与车身相撞，严重时可能把挡风玻璃撞碎而向前飞出车外。
(2)[2]为防止撞车时发生类似的伤害，故要求司机和乘客均需系好安全带，以对人体起到缓冲的作用。这其中的科学原理是：力能改变物体的运动状态；
(3)[3]乙图所示，人体模型与气囊撞击时，模型对气囊有作用力，气囊被压扁了，这其中的科学原理是力能使物体发生形变。
14．发生形变 惯性
【详解】
（1）[1]两个气球相互挤压，两球都变形了，气球受到力的作用而发生形变，说明力可以改变物体的形状。
（2）[2]气球向后喷气时会获得向前的动力而加速运动，停止喷气后，因为气球具有惯性，气球还会继续向前运动。
15．相同路程比较时间 第3跑道，8m/s 冲过终点后运动员由于惯性继续向前运动，不能立即停止下来
【分析】
常用的比较运动快慢的方法有：相同路程比时间、相同时间比路程、比较速度大小，分析表中数据，根据求出最大速度；惯性是物体保持运动状态不变的性质，其大小只与质量有关。
【详解】
解：(1)[1]百米赛跑，路程相同，由表中数据可知他们的运动时间不同，这里采用了相同路程比时间的方法比较三人的运动快慢。
(2)[2]第3跑道用时最少，则跑得最快的运动员在第3跑道，其平均速度为
(3)[3]冲过终点后运动员由于惯性继续向前运动，不能立即停止下来。
答：(2)跑得最快的运动员在第3跑道，其平均速度为8m/s。
16．见解析
【分析】
【详解】
飞机沿水平向右作匀速直线运动过程中，间隔相同时间从飞机上静止释放四个相同的物资，不计空气阻力，物资由于惯性，保持原来的运动状态不变，继续向前飞行，救灾物资在下落过程中，都是以原来的速度向前运动，因此救灾物资应该在同一竖直线上，同时物资由于受重力作用，在下落时做自由落体运动，其速度越来越快，因此，其上下间隔变大。
飞机沿水平向右作匀速直线运动过程中，间隔相同时间从飞机上静止释放四个相同的物资，物资由于惯性，保持原来的运动状态不变，继续向前飞行，投掷四件救灾物资在下落过程中，都是以原来的速度向前运动，因此落到地面上后间隔的距离也相等，按照落地先后顺序排列是①②③④
17．小车到达斜面底端时的速度相同 不受力 A
【详解】
(1)[1]实验中，每次都让小车从同一个斜面的相同位置由静止开始滑下，是为了使小车到达斜面底端时具有相同的速度。
(2)[2]由图可知，在毛巾、棉布、木板的表面粗糙程度变小时，小车受到的阻力变小，小车运动的距离变大，则如果运动的物体在不受力的理想情况下，小车将将保持原来的速度一直运动下去。
(3)[3]A．牛顿第一定律是在大量事实的基础上，通过推理抽象概括出来的。因此不能用实验来直接证明这一定律。探究真空不能传声时，绝对的真空我们无法直接获得，最终的结论是推理得出的，故A符合题意；
B．用弹簧测力计测量物体在水平方向滑动摩擦力的大小运用了控制变量法，故B不符合题意；
C．探究液体蒸发快慢与什么因素有关用了控制变量法，故C不符合题意。
故选A。
18．b、c e、f a、e b、d 汽车的总质量、紧急刹车前的速度、紧急刹车时的路况均能影响汽车紧急刹车后滑行的距离，且质量越大、刹车前速度越大、路面越光滑则刹车后滑行距离越长
【分析】
(1)根据控制变量法进行分析，即只改变物体的速度，其它物理量都不变。
(2)根据控制变量法进行分析，即只改变物体的质量，其它物理量都不变。
(3)通过表格中的数据，结合控制变量法的思路进行分析，当滑行距离改变时，分别比较影响滑行距离的因素有哪些，并且找出它们的具体关系。
【详解】
(1)[1][2]因为猜想A是探究紧急刹车前的速度对滑行距离的影响，所以从表格中找出速度不同，其他物理量都相同的实验，故选b、c或e、f。
(2)[3][4]因为猜想B是探究汽车的总质量对滑行距离的影响，所以从表格中找出车质量不同，其他物理量都相同的实验，故选a、e或b、d。
(3)[5]从表格中滑行距离的数据可以看出：汽车的总质量、紧急刹车前的速度、紧急刹车时路况均能影响汽车紧急刹车后滑行的距离，且质量越大、刹车前速度越大、路面越光滑则刹车后滑行距离越长。
19．发射角度低于15°时，飞行距离随发射角度的增大而增大；发射角度大于15°时，飞行距离随发射角度的增大而减小 纸张大小 纸张材质
【详解】
(1)[1]分析①②③三次实验数据知道，发射角度低于15°时，飞行距离随发射角度的增大而增大；发射角度大于15°时，飞行距离随发射角度的增大而减小；
(2)[2]分析①②两次实验数据知道，还研究了纸飞机的飞行距离与纸张大小的关系；
[3]分析①③两次实验数据知道，还研究了纸飞机的飞行距离与纸张材质的关系。答案第1页，共2页
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