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4.1 牛顿第一定律
一、单选题
1．下列关于惯性的说法正确的是（　　）
A．汽车质量越大，惯性越大
B．汽车静止时没有惯性
C．加速时汽车惯性大
D．减速时汽车惯性小
2．关于物体的惯性，下列说法中正确的是（　　）
A．物体保持匀速直线运动状态或静止时才有惯性
B．物体在不受力或所受外力的合力为零时才有惯性
C．改变一个物体的惯性，必须要有力的作用
D．一切物体都有惯性，物体的运动并不需要力来维持
3．关于运动力学，下列说法正确的是（　　）
A．亚里士多德认为物体的运动需要力来维持，这一观点后来被牛顿推翻了
B．牛顿管里的铁片与羽毛先后落到下端的实验现象可以用来证明下落快慢与质量有关
C．现在的科学技术已使伽利略理想斜面实验可以通过实验验证完成
D．伽利略巧妙地利用斜面实验来冲淡重力影响使得时间更容易测量，最后逻辑推理证明了自由落体的运动规律
4．下列说法正确的是（　　）
A．力是维持物体运动的原因
B．力是使物体产生加速度的原因
C．力可以离开物体单独存在
D．两个物体只有相互接触才会产生力的作用
5．下列关于物体惯性的说法正确的是（　　）
A．伽利略用实验逻辑推理得出物体的运动不需要力来维持
B．乘客下车后的列车惯性变小
C．百米赛跑达到终点后，速度很大，很难迅速停下来，说明物体的速度越大，惯性越大
D．由于力是改变物体运动状态的原因，所以物体受到力作用时，它的运动状态一定会发生改变
6．在物理学的发展历程中，首先采用了“实验检验猜想和假设”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科学家是（　　）
A．亚里士多德 B．伽利略 C．牛顿 D．欧姆
7．正在运动的物体，如果它所受的一切外力同时消失，那么它将（　　）
A．立即停下来
B．先慢下来，然后再停下来
C．改变运动方向
D．沿原来的运动方向，做匀速直线运动
8．深圳北始发的一列G320“复兴号”动车组减速驶入重庆西火车站，最后停在站台上。下列说法正确的是（　　）
A．列车的惯性越来越小
B．列车的惯性越来越大
C．列车的惯性一直不变
D．列车的惯性先变大后变小
9．火车在水平的长直轨道上匀速运动，门窗紧密的车厢里有一位旅客向上跳起，结果仍然落在车厢地板上的原处，原因是（ ）
A．人跳起的瞬间，车厢地板给他一个向前的力，使他与火车一起向前运动
B．人跳起后，车厢内的空气给他一个向前的力，使他与火车一起向前运动
C．人在跳起前、跳起后直到落地，沿水平方向人和车始终具有相同的速度
D．人跳起后，车仍然继续向前运动，所以人落回地板后确实偏后一些，只是离地时间短，落地距离太小，无法察觉而已
10．下列现象中与惯性无关的是（　　）
A．小狗抖动身体，甩掉毛上的水
B．跳远时利用助跑，使自己跳得更远
C．拍打衣服，除去上面的灰尘
D．加深鞋底的花纹，可以防滑
11．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，对它的分选原理描述错误的是（　　）
A．石子质量大惯性大，飞得最远
B．草屑和瘪谷粒质量小，飞得最近
C．草屑和瘪谷粒的惯性最大，飞得最近
D．空气阻力作用使它们速度变化快慢不同
12．关于物体的惯性，下列说法正确的是（　　）
A．物体运动的速度越大，惯性越大
B．物体运动的时间越长，惧性越大
C．物体运动的位移越大，惯性越大
D．物体的质量越大，惯性越大
13．汽车超载和超速行驶是造成严重交通事故的主要诱因。我国道路安全法中明文规定严禁汽车超载和超速行驶。下列说法正确的是（　　）
A．汽车速度越大，其惯性越大 B．汽车速度越小，其惯性越小
C．汽车质量越大，其惯性越大 D．汽车载重越大，其刹车距离越短
二、多选题
14．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
15．《流浪地球》是根据作家刘慈欣的同名小说改编的一部科幻电影。小阳在看完这部电影后，兴奋地在日记本写下：“假如上万座行星发动机同时启动，使地球突然向前加速时……”请你从物理学角度展开想象，站在“流浪地球”上的你将会______，其原因是______。
16．理想实验有时更能深刻地反映自然规律。如图所示，伽利略设想了一个理想实验，其中有一个是实验事实，其余是推论。
①减小第二个斜面的倾角，小球在这一斜面上仍然要达到原来的高度；
②两个斜面对接，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面；
③如果没有摩擦，小球将上升到原来释放的高度；
④继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成为水平面，小球将沿水平面做持续的匀速运动。
（1）请将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列：___________（填数字序号）。
（2）在上述的设想步骤中，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___________（填选项前的字母）。
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
17．理想实验是科学研究中的一种重要方法，如图所示是伽利略根据可靠的事实进行的理想实验和推论的示意图。请在下面的空格里填入恰当的内容，完成对各示意图的说明。
如图1，把两个斜面对接，让小球由静止开始从左侧斜面上高为h处滚下，如果没有摩擦，小球将达到右侧斜面______（选填“相同”、或“不同”）高度的地方；
如图2，如果减小右侧斜面的倾角，小球到达右侧斜面上的高度要______（选填“大于”、“等于”或“小于”）原来的高度h，但要通过更长的距离。
如图3，继续减小右侧斜面的倾角，直到使它成为水平面，小球不可能达到原来的高度h，就要沿着水平面以______（选填“恒定”或“变化”）的速度持续运动下去。
伽利略设计这个实验的目的是为了说明______
A．如果没有摩擦，小球将运动到与释放时相同的高度
B．即使没有摩擦，小球最终也一定会停下来
C．力不是维持物体运动的原因
D．如果物体不受力的作用就不会运动
18．向右做匀速直线运动的小车上水平放置一密封的装有水的瓶子，瓶内有一气泡，当小车突然停止运动时，气泡相对于瓶子向 （填“左”或“右”）运动．
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参考答案：
1．A
【详解】
汽车的惯性大小只与汽车的质量有关，质量越大，则惯性越大；与汽车是否运动以及加速和减速无关。
故选A。
2．D
【详解】
A．物体的惯性是物体所具有的属性，只由物体的质量决定，与物体是否运动或静止无关，A错误；
B．物体的惯性只与物体的质量有关，与其它因素无关，与受力情况无关，B错误；
C．改变一个物体的惯性，只有改变物体的质量，与力的作用无关，C错误；
D．一切物体都有惯性，物体的运动并不需要力来维持，力是改变物体运动状态的原因，D正确。
故选D。
3．D
【详解】
A．亚里士多德认为物体的运动需要力来维持，这一观点后来被伽利略推翻了，故A错误；
B．牛顿管里的铁片与羽毛同时落到下端的实验现象可以用来证明下落快慢与质量无关，故B错误；
C．理想斜面实验是逻辑思维的产物，不能通过实验验证，故C错误；
D．伽利略巧妙地利用斜面实验来冲淡重力影响使得时间更容易测量，最后逻辑推理证明了自由落体的运动规律，故D正确。
故选D。
4．B
【详解】
AB．力是改变物体运动状态的原因，即力是使物体产生加速度的原因，不是维持物体运动的原因，故A错误，B正确；
C．力是物体与物体之间的作用，不能脱离物体而单独存在，故C错误；
D．两个物体不一定相互接触才能产生力的作用，例如磁铁之间作用，故D错误。
故选B。
5．A
【详解】
A．伽利略用实验逻辑推理得出物体的运动不需要力来维持，故A正确；
B．乘客下车后，列车的质量没变，则列车的惯性不变，选项B错误；
C．惯性的大小只与质量有关，与速度无关，选项C错误；
D．物体受到平衡力作用时，它的运动状态不会发生改变，选项D错误。
故选A。
6．B
【详解】
在物理学的发展历程中，首先采用了“实验检验猜想和假设”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科学家是伽利略。
故选B。
7．D
【详解】
根据牛顿第一定律可知，正在运动的物体，如果它所受的一切外力同时消失，那么它将沿原来的运动方向，做匀速直线运动。
故选D。
8．C
【详解】
列车的惯性与质量有关，与列车的运动状态无关，列车的质量不变，所以列车的惯性一直不变。故选C。
9．C
【详解】
A．人跳起时已离开车厢，地板对人不再有力的作用，A错误；
B．人跳起后，车厢内空气给他的阻力很小，不足以使他随火车一起向前运动，B错误；
C．人跳起后，他们水平方向由于惯性保持与火车相同的速度，而起跳后，在水平方向人不受外力做匀速直线运动，速度与火车保持相同，C正确；
D．人的水平速度与跳起时车的速度是相同的，所以在落下后落在原处，不会发生偏离，D错误。
故选C。
10．D
【详解】
任何物体在任何情况下都具有惯性，惯性只与物体的质量有关，质量越大，惯性就越大。
A．小狗抖动身体，甩掉毛上的水，是利用了惯性。故A错误；
B．跳远时利用助跑，使自己跳得更远，是利用了惯性。故B错误；
C．拍打衣服，除去上面的灰尘，是利用了惯性。故C错误；
D．加深鞋底的花纹，可以防滑，是利用摩擦力的性质，与惯性无关。故D正确。
故选D。
【点睛】
11．C
【详解】
小石子、实谷粒、草屑和瘪谷粒飞出时初速度基本相同，由于形状和大小不同，在飞行中受到的空气阻力的影响不同。一般来说，小石子受到的阻力的影响比草屑等杂物受到的阻力的影响要小，所以它们的速度变化快慢不同。
A．石子质量大惯性大，速度变化慢，飞得最远，故A正确，不符合题意；
B．草屑和瘪谷粒质量小惯性小，速度变化快，飞得最近，故B正确，不符合题意；
C．草屑和瘪谷粒质量小惯性小，速度变化快，飞得最近，故C错误，符合题意；
D．小石子受到的阻力的影响比草屑等杂物受到的阻力的影响要小，所以它们的速度变化快慢不同，故D正确，不符合题意。
故选C。
12．D
【详解】
物体的惯性大小只取决于物体的质量，与物体的速度、时间和位移等因素无关。故物体的质量越大，惯性就越大。
故选D。
13．C
【详解】
ABC．质量是惯性唯一的影响因素，质量越大，其惯性越大，故AB错误，C正确；
D．汽车载重越大，其惯性越大，刹车距离可能越长，故D错误。
故选C。
14．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。
15． 向后倒 人具有惯性
【详解】
根据牛顿第一定律可知，站在“流浪地球”上的人将会向后倒，其原因是人具有惯性，要保持原来的运动状态。
16． ②③①④ B
【详解】
[解析]
(1)步骤②是理想实验的实验基础，属于可靠的事实，在此基础上利用推理，先得到小球不受阻力作用将上升到原来释放时的高度的推论，再设想减小第二个斜面的倾角直至第二个斜面成为水平面时，得到小球将匀速运动的推论。所以正确的排列顺序是②③①④。
(2)根据以上分析，可得正确的分类是选项B。
故选B。
17． 相同 等于 恒定 C
【详解】
如图1所示，把两个斜面对接，让小球由静止开始从左侧斜面上高为h处滚下，如果没有摩擦，小球将达到右侧斜面相同高度的地方
如图所示，如果减小右侧斜面的倾角，小球到达右侧斜面上的高度要等于原来的高度h，但要通过更长的距离
如图3所示，继续减小右侧斜面的倾角，直到使它成为水平面，小球不可能达到原来的高度h，就要沿着水平面以恒定的速度持续运动下去
由前面分析可知，伽利略设计这个实验的目的是为了说明力不是维持物体运动的原因
故选C。
18．左
【详解】
从惯性的角度去考虑瓶内的气泡和水，显然水的质量远大于气泡的质量，故水的惯性比气泡的惯性大．当小车突然停止时，水保持向前运动的趋势远大于气泡向前运动的趋势，于是水由于惯性继续向前运动，水将挤压气泡，使气泡相对于瓶子向左运动．
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