版高考物理精刷卷狂刷小题卷+精做大题卷专题5 牛顿第一第三定律.docx

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版高考物理精刷卷狂刷小题卷+精做大题卷专题5牛顿第一第三定律

专题5　牛顿第一、第三定律

专题细研究：

本专题是物理教材的基础，也是历年高考必考的内容之一，其主要包括的专题有：

（1）对惯性的理解；

（2）对牛顿第一定律的进一步理解；（3）牛顿第三定律的应用；（4）物理学史等。

备考须注意：

牛顿运动定律是历年高考的主干知识；它不仅是独立的知识点，更是解决力学问题、动力学综合问题的核心规律。

牛顿第一定律是整个运动定律的基础，其中物理学史和研究方法对整个物理学都有举足轻重的作用；而牛顿第三定律更是在解题中起到转化研究对象、简化问题的作用。

一、基础与经典

1．关于牛顿第一定律的说法中，正确的是（　　）

A．由牛顿第一定律可知，物体在任何情况下始终处于静止状态或匀速直线运动状态

B．牛顿第一定律只是反映惯性大小的，因此也叫惯性定律

C．牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时的运动规律，因此，物体在不受力时才有惯性

D．牛顿第一定律既揭示了物体保持原有运动状态的原因，又揭示了运动状态改变的原因

答案　D

解析　根据牛顿第一定律知，物体只有在不受外力，或者所受合外力为零时，才能处于静止或匀速直线运动状态，A错误；牛顿第一定律反映物体具有惯性这种性质，并不能反映物体惯性的大小，B错误；牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时的运动规律，揭示了物体保持原有运动状态的原因，揭示了物体运动状态改变的原因，惯性是物体本身固有的属性，与物体的运动状态无关，与物体的受力情况无关，C错误，D正确。

2．（多选）伽利略根据小球在斜面上运动的实验和理想实验，提出了惯性的概念，从而奠定了牛顿力学的基础。

早期物理学家关于惯性有下列说法，其中正确的是（　　）

A．物体抵抗运动状态变化的性质是惯性

B．没有力的作用，物体只能处于静止状态

C．行星在圆周轨道上保持匀速率运动的性质是惯性

D．运动物体如果没有受到力的作用，将继续以同一速度沿同一直线运动

答案　AD

解析　物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质叫惯性，即物体抵抗运动状态变化的性质，则A项正确。

没有力的作用，物体可能保持匀速直线运动状态或静止状态，则B项错误。

行星在圆周轨道上保持匀速率运动是由于受到改变运动状态的万有引力作用，其运动状态是不断变化的，则C项错误。

D项中说法符合牛顿第一定律，D正确。

3．

如图所示，在一辆表面光滑且足够长的小车上，有质量为m1和m2的两个小球（m1>m2）随车一起匀速运动，当车突然停止时，若不考虑其他阻力，则两个小球（　　）

A．一定相碰B．一定不相碰

C．不一定相碰D．无法确定

答案　B

解析　因小车表面光滑，因此小球在水平方向上没有受到外力作用，原来两球与小车有相同的速度，当车突然停止时，由于惯性，两小球的速度将不变，所以不会相碰，选B。

4．鸡蛋与桌面相碰，蛋壳破裂。

关于鸡蛋与桌面间的相互作用力，下列说法中正确的是（　　）

A．桌面对鸡蛋的力的大小大于鸡蛋对桌面的力的大小

B．桌面对鸡蛋的力的大小小于鸡蛋对桌面的力的大小

C．桌面对鸡蛋的力的大小与鸡蛋对桌面的力的大小相等

D．桌面对鸡蛋的力的方向与鸡蛋对桌面的力的方向相同

答案　C

解析　桌面对鸡蛋的力与鸡蛋对桌面的力是一对作用力与反作用力，二者总是大小相等，方向相反，故C正确，A、B、D错误。

5．下列说法中正确的是（　　）

A．惯性是只有物体做匀速直线运动或静止时才表现出来的性质

B．物体的惯性是指物体不受外力作用时仍保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质

C．物体不受外力作用时保持匀速直线运动状态或静止状态，有惯性；受到外力作用时，不能保持匀速直线运动状态或静止状态，此时就无惯性

D．惯性是物体的固有属性，与运动状态和是否受力无关

答案　D

解析　惯性是指物体具有保持原来的运动状态的性质，不是只有做匀速直线运动或静止的物体才有惯性，任何物体在任何状态下都有惯性，故A、B错误；物体不受外力作用时保持匀速直线运动状态或静止状态，有惯性；受到外力作用时，不能保持匀速直线运动状态或静止状态，但仍有惯性，故C错误；惯性是物体的固有属性，与运动状态和是否受力无关，故D正确。

6．（多选）用计算机辅助实验系统做验证牛顿第三定律的实验，观察分析两个力传感器的相互作用力随时间变化的曲线。

把两个力传感器的挂钩钩在一起，向相反方向拉动，观察显示器屏幕上出现的实验结果如图。

由图可以得到的实验结论是（　　）

A．作用力与反作用力同时变化

B．作用力与反作用力方向相反

C．作用力与反作用力大小相等

D．作用力与反作用力作用在同一物体上

答案　ABC

解析　由图可知，作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，同时变化，所以A、B、C正确；由实验描述可知作用力与反作用力作用在两个相互作用的不同的物体上，故D错误。

7．一根轻质弹簧竖直悬挂在天花板上，下端悬挂一小球，弹簧和小球的受力如图所示，下列说法正确的是（　　）

A．F1的施力者是弹簧B．F2的反作用力是F3

C．F3的施力者是地球D．F4的反作用力是F1

答案　B

解析　首先对小球进行受力分析，重力是竖直向下的，故F1为重力，则F2为弹簧对小球的弹力，F1的施力者为地球，A错误。

对弹簧：

F3为小球对弹簧的拉力，F4为天花板对弹簧的向上的拉力，故F2与F3是一对作用力与反作用力，B正确。

F3的施力者为小球，F4的反作用力为弹簧对天花板的拉力，C、D错误。

8．一起重机通过一绳子将货物向上吊起的过程中（忽略绳子的重力和空气阻力），以下说法正确的是（　　）

A．当货物匀速上升时，绳子对货物的拉力与货物对绳子的拉力是一对平衡力

B．无论货物怎么上升，绳子对货物的拉力大小都等于货物对绳子的拉力大小

C．无论货物怎么上升，绳子对货物的拉力大小总大于货物的重力大小

D．若绳子质量不能忽略且货物匀速上升时，绳子对货物的拉力大小一定大于货物的重力大小

答案　B

解析　绳子对货物的拉力和货物对绳子的拉力是一对作用力与反作用力，不管货物如何运动，两力大小都相等，A错误，B正确；当货物匀速上升时，绳子对货物的拉力和货物重力是一对平衡力（与绳子的重力无关），货物加速上升时，绳子对货物的拉力大小大于货物的重力大小，货物减速上升时，绳子对货物的拉力大小小于货物的重力大小，C、D错误。

9．

（多选）如图所示，人重600N，木板重400N，人与木板间、木板与地面间的动摩擦因数均为0．2，现在人用水平拉力拉绳，使他与木板一起向右匀速运动，则（　　）

A．人拉绳的力是200N

B．人拉绳的力是100N

C．人的脚给木板的摩擦力方向水平向右

D．人的脚给木板的摩擦力方向水平向左

答案　BC

解析　先运用整体法，选取人和木板组成的系统为研究对象，设绳中弹力大小为FT，则2FT＝μ（G人＋G木板）＝0．2×（600＋400）N＝200N，所以FT＝100N，故A错误，B正确；再运用隔离法，选取人为研究对象，水平方向上，人共受到两个力的作用：

绳子水平向右的拉力和木板对人的脚的摩擦力，因为二力平衡，所以该摩擦力与拉力等大反向，即摩擦力方向水平向左，根据牛顿第三定律，人的脚对木板的摩擦力方向水平向右，故C正确，D错误。

二、真题与模拟

10．（2014·海南高考）（多选）下列说法中，符合物理学史实的是（　　）

A．亚里士多德认为，必须有力作用在物体上，物体才能运动；没有力的作用，物体就静止

B．牛顿认为，力是物体运动状态改变的原因，而不是物体运动的原因

C．麦克斯韦发现了电流的磁效应，即电流可以在其周围产生磁场

D．奥斯特发现导线通电时，导线附近的小磁针发生偏转

答案　ABD

解析　亚里士多德因为没有认识到摩擦力的存在，所以提出必须有力作用在物体上，物体才运动，A正确；牛顿提出力是产生加速度的原因，B正确；电流的磁效应是奥斯特发现的，C错误，D正确。

11．（2014·北京高考）伽利略创造的把实验、假设和逻辑推理相结合的科学方法，有力地促进了人类科学认识的发展。

利用如图所示的装置做如下实验：

小球从左侧斜面上的O点由静止释放后沿斜面向下运动，并沿右侧斜面上升。

斜面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐降低的材料时，小球沿右侧斜面上升到的最高位置依次为1、2、3。

根据三次实验结果的对比，可以得到的最直接的结论是（　　）

A．如果斜面光滑，小球将上升到与O点等高的位置

B．如果小球不受力，它将一直保持匀速运动或静止状态

C．如果小球受到力的作用，它的运动状态将发生改变

D．小球受到的力一定时，质量越大，它的加速度越小

答案　A

解析　当斜面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐降低的材料时，小球沿斜面上升的最高位置依次升高。

对比三次实验结果，根据把实验、假设和逻辑推理相结合的科学方法可知，当斜面绝对光滑时，小球在斜面上没有能量损失，小球能够上升到与O点等高的位置，故最直接的结论是选项A；B、C、D中的结论从题目中不可以直接得出，故排除。

12．（2015·江苏高考）（多选）一人乘电梯上楼，在竖直上升过程中加速度a随时间t变化的图线如图所示，以竖直向上为a的正方向，则人对地板的压力（　　）

A．t＝2s时最大B．t＝2s时最小

C．t＝8．5s时最大D．t＝8．5s时最小

答案　AD

解析　当电梯有向上的加速度时，对人进行受力分析，人受重力和地板的支持力，由牛顿第二定律，得FN－mg＝ma，则地板对人的支持力大于重力，向上的加速度越大，支持力则越大，由牛顿第三定律可得，人对地板的压力大于重力，向上的加速度越大，则人对地板的压力越大，因此t＝2s时，压力最大，同理，当电梯有向下的加速度时，人对地板的压力小于人的重力，向下的加速度越大，压力越小，因此t＝8．5s时压力最小，A、D两项正确。

13．（2018·江苏锡山高级中学段考）将木块放在小车上，使木块与小车一起向右匀速运动，当小车被挡板挡住时，下列实验现象正确的是（　　）

A．假设小车上表面光滑，木块将如图甲所示向前倾倒

B．假设小车上表面光滑，木块将如图乙所示向前滑动

C．假设小车上表面粗糙，木块将如图丙所示向后倾倒

D．假设小车上表面粗糙，木块将如图乙所示向前滑动

答案　B

解析　当小车被挡板挡住时，小车将停下，如果小车上表面光滑，则木块下部不受摩擦力，此时整个木块将由于惯性而保持向右的匀速直线运动状态，A错误，B正确；如果小车上表面粗糙，则木块上部由于惯性将继续向右运动，木块下部虽然继续向右运动，但下部受到一个向左的摩擦力，使得下部的运动状态发生改变，故此时木块将向前倾倒，C、D错误。

14．（2018·湖北黄冈调研）远在春秋战国时代（公元前772～公元前221年），我国杰出学者墨子认为：

“力，刑之所以奋也。

”“刑”同“形”，即物体；“奋，动也”，即开始运动或运动加快。

对墨子这句关于力和运动观点的理解，下列说法不正确的是（　　）

A．墨子认为力是改变物体运动状态的原因

B．墨子认为力是使物体产生加速度的原因

C．此观点与亚里士多德关于力和运动的观点基本相同

D．此观点与牛顿关于力和运动的观点基本相同

答案　C

解析　“力，刑（形）之所以奋也。

”也就是说，力是改变物体运动状态的原因，是使物体产生加速度的原因，此观点与牛顿关于力和运动的观点基本相同，而亚里士多德认为有力作用在物体上，物体才能运动；没有力的作用，物体就要静止。

故C错误，A、B、D正确。

15．（2018·上海闵行区质检）小巧美观的冰箱贴利用磁性贴在冰箱的竖直表面上，静止不动时，冰箱贴（　　）

A．受到的磁力大小小于受到的弹力大小

B．与冰箱间有四对作用力与反作用力

C．受到的磁力和弹力是一对作用力与反作用力

D．受到冰箱的作用力的合力一定竖直向上

答案　D

解析　冰箱贴静止不动，受力平衡，它受到的磁力和受到的弹力是一对平衡力，大小相等，故A、C错误；冰箱贴与冰箱间的作用力有摩擦力、磁力和弹力，则与冰箱间有三对作用力与反作用力，故B错误；冰箱贴除受到向下的重力外，还受到冰箱的作用力，与重力等大、反向，则冰箱贴受到冰箱的作用力的合力一定竖直向上，故D正确。

16．（2018·河北衡水中学模拟）本组照片记录了一名骑车人因自行车前轮突然陷入一较深的水坑而倒地的过程。

下列各选项是从物理的角度去解释此情境的，其中正确的是（　　）

A．这是因为水坑里的水对自行车前轮的阻力太大，而使人和车一起倒地的

B．骑车人与自行车原来处于运动状态，车前轮陷入水坑后前轮立刻静止，但人与车的后半部分由于惯性仍保持原来的运动状态，因此人和车摔倒

C．因为自行车的前轮陷入水坑后，自行车还能加速运动，所以人和车一起倒地

D．因为自行车的前轮陷入水坑后，自行车的惯性立即消失，而人由于惯性将保持原有的运动状态，故人向原来的运动方向倒下了

答案　B

解析　人与车原来处于运动状态，车前轮陷入水坑时，前轮静止，但人与车的后半部分由于具有惯性仍向前运动，因此人和车摔倒，故B正确，A、C、D错误。

17．（2018·上海奉贤区一模）甲车快速倒车时车尾撞上静止的同型号的乙车车头，导致两车司机受伤。

甲车司机、乙车司机最有可能的伤情分别是（　　）

A．胸部受伤，胸部受伤B．胸部受伤，背部受伤

C．背部受伤，胸部受伤D．背部受伤，背部受伤

答案　C

解析　甲车向后倒车撞到乙车车头而停止运动，甲车司机由于惯性继续向后运动可能使背部受伤；乙车开始时静止，由于受到撞击而向后运动，乙车司机由于惯性，仍保持静止，可能和方向盘相碰而导致胸部受伤，C正确。

18．（2018·江苏苏州期末）立夏“斗蛋”是深受小朋友们喜欢的一项传统民俗，如图所示，把鸡蛋A快速向另一个静止的鸡蛋B撞去，结果鸡蛋B被撞破了，已知两个鸡蛋质量大小关系为mA

A．A鸡蛋的惯性小于B鸡蛋的惯性

B．A鸡蛋的惯性大于B鸡蛋的惯性

C．A对B的作用力大小小于B对A的作用力大小

D．A对B的作用力大小大于B对A的作用力大小

答案　A

解析　惯性大小的唯一量度是质量，因为mA

A对B的作用力和B对A的作用力为一对作用力与反作用力，大小相等，C、D错误。

19．（2018·湖南醴陵期末）如图所示，我国有一种传统的民族体育项目叫“押加”，实际上相当于两个人拔河，如果甲、乙两人在“押加”比赛中，甲获胜，则下列说法中正确的是（　　）

A．甲对乙的拉力大小大于乙对甲的拉力大小，所以甲获胜

B．只有甲把乙匀速拉过去时，甲对乙的拉力大小才等于乙对甲的拉力大小

C．当甲把乙加速拉过去时，甲对乙的拉力大小大于乙对甲的拉力大小

D．甲对乙的拉力大小始终等于乙对甲的拉力大小，只是地面对甲的摩擦力大于地面对乙的摩擦力，所以甲获胜

答案　D

解析　不论两人做何种运动，甲拉乙的力与乙拉甲的力是一对作用力与反作用力，大小相等，只是地面对甲的摩擦力大于地面对乙的摩擦力，所以甲获胜，A、B、C错误，D正确。

一、基础与经典

20．

如图所示，两块小磁铁质量均为0．5kg，A磁铁用轻质弹簧吊在天花板上，B磁铁在A正下方的地板上，弹簧的原长L0＝10cm，劲度系数k＝100N/m。

当A、B均处于静止状态时，弹簧的长度为L＝11cm。

不计地磁场对磁铁的作用和磁铁与弹簧间相互作用的磁力，求B对地面的压力大小。

（g取10m/s2）

答案　9N

解析　对A受力分析如图甲所示，设B对A作用力的方向竖直向下，由平衡条件得：

k（L－L0）－mg－F＝0，解得：

F＝－4N，故B对A的作用力大小为4N，方向竖直向上。

由牛顿第三定律得A对B的作用力F′＝－F＝4N，方向竖直向下，对B受力分析如图乙所示，由平衡条件得：

FN－mg－F′＝0，解得：

FN＝9N，由牛顿第三定律得B对地面的压力大小为9N。

21．

如图所示，轻杆BC的C点用光滑铰链与墙壁固定，杆的B点通过水平细绳AB使杆与竖直墙壁保持30°的夹角。

若在B点悬挂一个光滑定滑轮（不计重力），某人用它匀速地提起重物。

已知重物的质量m＝30kg，绕绳质量不计，人的质量M＝50kg，g取10m/s2。

试求：

（1）此时地面对人的支持力的大小；

（2）轻杆BC和绳AB所受力的大小。

答案　

（1）200N　

（2）400

N　200

N

解析　

（1）因匀速提起重物，则绕绳对重物的拉力FT＝mg，绕绳对人的拉力大小为mg，所以地面对人的支持力为：

FN＝Mg－mg＝50×10N－30×10N＝200N，方向竖直向上。

（2）定滑轮对B点的拉力方向竖直向下，大小为2mg，杆对B点的弹力方向沿杆的方向，如图所示，由共点力平衡条件得：

FAB＝2mgtan30°＝2×30×10×

N＝200

N，

FBC＝

＝

N＝400

N。

二、真题与模拟

22．（2019·河北邢台检测）

一个箱子放在水平地面上，箱内有一固定的竖直杆，在杆上套着一个环，箱子与杆的质量为M，环的质量为m，

如图所示，已知环沿杆匀加速下滑时，环与杆间的摩擦力大小为Ff，则此时箱子对地面的压力大小为多少？

答案　Ff＋Mg

解析　环在竖直方向上受力情况如图甲所示，根据牛顿第三定律，环应对杆有一个竖直向下的摩擦力Ff′。

箱子在竖直方向上受力情况如图乙所示，由于箱子处于平衡状态，可得：

FN＝Ff′＋Mg＝Ff＋Mg。

根据牛顿第三定律，箱子对地面的压力大小等于地面对箱子的支持力大小，则FN′＝FN＝Ff＋Mg。

23．（2018·合肥阶段考试）一仪器中的电路如图所示，其中M是一个质量较大的金属块，左、右两端分别与金属制作的弹簧相连接。

将仪器固定在汽车上，当汽车启动时，哪盏灯亮？

当汽车急刹车时，又是哪一盏灯亮？

为什么？

答案　见解析

解析　启动时，金属块M由于惯性保持原来的静止状态，相对车向后运动，与绿灯接线柱接触，绿灯亮。

急刹车时，金属块M由于惯性保持原来的运动状态，相对车向前运动，与红灯接线柱接触，红灯亮。