物理必修 第一册第四章 运动和力的关系综合与测试练习题

这是一份物理必修 第一册第四章 运动和力的关系综合与测试练习题，共14页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，解答题等内容，欢迎下载使用。


一、单选题
1．如图所示，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，小球沿右侧斜面上升到的最高位置依次为1、2、3。对三次实验结果进行对比，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，它将一直保持匀速直线运动状态或静止状态
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
2．关于力和运动的关系，下列几种说法中正确的是（ ）
A．必须有力作用在物体上，物体才运动B．没有力的作用，物体就要逐渐停下来
C．必须有力的作用，物体的速度才能改变D．要保持速度不变，必须有力的作用
3．围绕“力与运动”的关系的认识与研究人类经历了漫长的历史时期，下列叙述不符合历史事实的是（ ）
A．亚里士多德根据“用力推车，车子前进，停止用力，车子就停下来”这一现象，提出了力是维持物体运动的原因
B．亚里士多德在分析“推车问题”时，只强调了推力，而忽视了摩擦力的作用，因而得到了错误的结论
C．伽利略用自己设计的理想实验，观察到了没有摩擦力的作用时小球就可以以恒定的速度运动下去，从而推翻了力是维持物体运动的原因的错误结论
D．伽利略的理想实验虽然是假想实验，无法完成，但由此得到的结论是可靠的
4．关于物体的惯性，下列说法中正确的是（ ）
A．骑自行车的人，上坡前要紧蹬几下，是为了增大惯性冲上坡
B．子弹从枪膛中射出后，在空中飞行速度逐渐减小，因此惯性也减小
C．宇航员在绕地球飞行的宇宙飞船中，可以“飘来飘去”，是因为他的惯性消失了
D．做自由落体运动的小球，速度越来越大，但惯性不变
5．关于牛顿第一定律，下列说法正确的是（ ）
A．牛顿第一定律是一条实验定律
B．牛顿第一定律说明力是维持物体运动状态的原因
C．惯性定律和惯性的实质是相同的
D．物体的运动不需要力来维持
6．如图所示，一个劈形物体A，各面均光滑，放在固定的斜面上，上表面水平，在上表面上放一个光滑的小球B，劈形物体从静止开始释放，则小球在碰到斜面前的运动轨迹是（ ）
A．沿斜面向下的直线B．竖直向下的直线
C．无规则曲线D．抛物线
7．下列情况中，物体运动状态不发生改变的有（ ）
A．物体在斜面上匀速下滑
B．在粗糙水平面上运动的物体逐渐停下来
C．物体以大小不变的速度通过圆弧轨道
D．物体以恒定的加速度做自由落体运动
8．下列关于惯性的说法中正确的是（ ）
A．拉满货物的车比空车更难加速，说明物体质量越大，惯性越大
B．行驶的火车速度越大刹车后停下来越困难，说明物体速度越大，惯性越大
C．蜂鸟起飞时速度变化很快，加速度很大，说明物体加速度越大，惯性越大
D．做自由落体运动的物体无惯性
9．下列说法正确的是（ ）
A．在高速公路上高速行驶的轿车的惯性比静止在货运场的集装箱货车的惯性大
B．牛顿第一定律是根据实验总结得出来的
C．在粗糙水平面上滚动的小球最后会停下来是因为小球具有惯性
D．乒乓球可以迅速抽杀，是因为乒乓球的惯性小的缘故
10．如图所示，为现代人在实验室所做的伽利略斜面实验的频闪照片的组合图．实验中把小球从左侧斜面的某个位置由静止释放，它将冲上右侧斜面，频闪照片显示小球在右侧斜面运动过程中相邻的两个小球间的距离依次减小；如果右侧斜面变成水平，频闪照片显示小球在右侧斜面运动过程中相邻的两小球间的距离几乎相等．对于这个实验，以下叙述正确的是
A．小球冲上右侧斜面后做减速运动，表明“力是维持物体运动的原因”的结论是正确的
B．小球最终也会在右侧水平面上停下来，表明“力是维持物体运动的原因”的结论是正确的
C．因为没有绝对光滑的斜面或者平面，所以伽利略提出的“如果没有摩擦阻力，小球将在水平面上永远运动下去”的结论是荒谬可笑的
D．上述实验表明“如果没有摩擦阻力，小球将在水平面上永远运动下去”的结论是正确的
二、多选题
11．下列情形中，物体的运动状态发生变化的是（ ）
A．小石块做自由落体运动
B．小球在光滑水平面上做匀速直线运动
C．汽车在转弯时速度的大小不变
D．铅球被抛出以后的运动
12．关于牛顿第一定律，下面说法正确的是（ ）
A．牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时物体的运动规律
B．不受外力作用时，物体才具有惯性
C．不受外力作用时，物体运动状态保持不变是由于物体具有惯性
D．物体的运动状态发生变化时，物体必定受到外力的作用
13．下列哪些物体的运动状态发生了变化（ ）
A．在空中匀速飘落的羽毛B．水平面上匀速拐弯的自行车
C．水平轨道上匀加速起动的火车D．绕地球匀速飞行的飞机
14．在列车的车厢内，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。那么列车可能的运动是（ ）
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
15．下列情况中，物体表现出惯性的是（ ）
A．汽车上坡前要先减速然后换低挡
B．乘车的人会发现汽车刹车时人要前倾
C．从地面上跳起的人，并未因为地球自转而落在西边
D．物体做平抛运动
三、填空题
16．理想实验是一种以可靠的事实为依据，忽略次要因素，并把实验的情况合理外推到一种理想状态，从而来揭示自然现象本质的假想实验。为了说明运动和力的关系，伽利略设计了如图所示的理想实验。
(1)关于伽利略的这个理想实验，下列说法正确的是（______）
A．“小球沿斜面向下运动后，沿斜面向上运动，会越来越慢”，这是可靠的事实
B．“小球沿斜面向下运动后，沿斜面向上运动，会越来越慢”，这是合理外推的理想状态
C．“若摩擦可以忽略不计，小球最终会达到与左侧同样的高度”，这是揭示自然现象的本质
D．“如果右侧斜面变成水平面，并且没有任何阻力，小球将达不到原来的高度，就应永远运动下去”，这是揭示自然现象的本质
(2)伽利略的理想实验否定了亚里士多德关于运动和力关系的错误认识。亚里士多德的认识是____________________。
17．在沿水平轨道匀速前进的火车里，乘客突然看到固定在水平桌面上的瓶内液面呈如图所示状，由此可判断此时火车正在做________（填“加速”、“匀速”或“减速”）运动。
18．判断下列说法的正误。
(1)伽利略的理想实验是永远无法做到的。___
(2)伽利略的理想实验说明了力是维持物体运动的原因。___
(3)由牛顿第一定律可知，做加速直线运动的物体所受外力全部消失时，物体立刻静止。___
(4)物体从竖直向上运动的气球上掉落后，立即向下运动。___
(5)速度越大，物体的惯性越大。___
(6)受力越大，物体的惯性越大。___
19．前进中的大巴车突然刹车时，乘客向________倾倒；在匀速直线运动的火车上竖直跳起，人会落在________（选填“原来位置”“原位置前”或“原位置后”）。
20．理想实验有时能更深刻地反映自然规律。伽利略设计了一个如图1所示的理想实验，他的设想步骤如下：
①减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上仍然要达到原来的高度；②两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面；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。
请将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列______（只要填写序号即可）。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。下列有关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
四、解答题
21．回答下列问题。
(1)飞机投弹时，如果当目标在飞机的正下方时竖直向下投下炸弹，能击中目标吗？为什么？
(2)地球由西向东自转，你向上跳起来以后，为什么还落在原地，而不落到原地的西边？
(3)我国道路交通安全法规定，在各种小型车辆里乘坐的人必须系好安全带。为什么要有这样的规定？
(4)一位同学说，向上抛出的物体，在空中向上运动时，肯定受到了向上的作用力，否则它不可能向上运动。这个结论错在哪里？
22．伽利略在理想斜面实验中提出了以下结论：如果另一个斜面的倾角减小至0°，小球为达到原来的高度，将永远运动下去。
请你说明他得到这个结论的理由。
23．下列关于物体惯性的说法中，哪些是正确的？哪些是错误的？
(1)汽车速度越大，刹车后越难停下来，表明物体的速度越大，其惯性越大；
(2)汽车转弯后前进方向发生了改变，表明物体速度方向改变，其惯性也随之改变；
(3)被抛出的小球，尽管速度的大小和方向都改变了，但惯性不变；
(4)要使速度相同的沙袋在相同时间内停下来，对大沙袋用力比对小沙袋用力大，表明质量大的物体惯性大。
24．重为G的木块与水平地面间的动摩擦因数为，一人欲用最小的作用力F使木块做匀速运动，则此最小作用力的大小应是多少？
25．用惯性原理解释，植树填土时，不需将铁铲铲土后移到树根部倒土入洞穴，只要在树根不远处扬铲送土入洞穴，如图所示。
参考答案
1．A
【详解】
斜面的粗糙程度越低，小球上升的高度越接近原来的高度，可以得到的最直接的结论是：如果斜面光滑，小球将上升到与O点等高的位置。
故选A。
2．C
【详解】
由牛顿第一定律可知，没有力的作用物体也可以保持匀速直线运动，只有当物体受到外力作用时，物体的运动状态才能发生改变。
故选C。
3．C
【详解】
A．亚里士多德根据“用力推车，车子前进，停止用力，车子就停下来”这一现象，提出了力是维持物体运动的原因，故A正确，不符合题意；
B．亚里士多德在分析“推车问题”时，只强调了推力，而忽视了摩擦力的作用，因而得到了错误的结论，故B正确，不符合题意；
C．在伽利略的实验中不可能真正观察到无摩擦力时小球以恒定速度做直线运动这一现象，故C错误，符合题意；
D．“理想实验”是人们假想的实验，但是由此推理得到的结论是可靠的，故D正确，不符合题意。
故选C。
4．D
【详解】
A．惯性的大小只与物体的质量有关，与其他因素无关，骑自行车的人质量没有改变，所以惯性不变，故A错误；
B．子弹从枪膛中射出后质量不变，惯性不变，故B错误；
C．宇航员在绕地球飞行的宇宙飞船中，可以“飘来飘去”，处于完全失重状态，有质量就有惯性，故C错误；
D．做自由落体运动的小球，质量不变，惯性不变，故D正确。
故选D。
5．D
【详解】
A．牛顿第一定律是在实验的基础上进一步的推理概括出来的科学理论，而不是直接通过实验得出的，故A错误；
B．由牛顿第一定律可知，当物体不受力或受平衡力时，物体将处于静止状态或匀速直线运动状态，因此力是改变物体运动状态的原因，故B错误；
C．惯性是由惯性定律（牛顿第一运动定律）所推导出来的物体本身所具有的一种性质，它们的含义并不是完全相同的，故C错误；
D．由牛顿第一定律可得，力不是维持物体运动的原因，力是改变物体运动状态的原因；故D正确；
故选D。
6．B
【详解】
楔形物体A释放前，小球受到重力和支持力，两力平衡；楔形物体A释放后，由于楔形物体A是光滑的，则小球水平方向不受力，根据牛顿第一定律知，小球在水平方向的状态不改变，即仍保持静止状态．而竖直方向：楔形物体A对B的支持力将小于小球的重力，小球将沿竖直方向做加速运动，所以小球在碰到斜面前的运动是竖直向下的加速运动，其运动轨迹是竖直向下的直线，故选B。
7．A
【详解】
A．物体在斜面上匀速下滑，速度大小和方向均不变，故运动状态没变，A正确；
B．在粗糙水平面上运动的物体逐渐停下来，速度逐渐减小，故运动状态改变，B错误；
C．物体以大小不变的速度通过圆弧轨道，速度的方向改变，故运动状态改变，C错误；
D．物体以恒定的加速度做自由落体运动，速度的大小逐渐增大，故运动状态改变，D错误。
故选A。
8．A
【详解】
A．惯性是物体本身的一种固有属性，其大小只与质量有关，所以拉满货物的车比空车更难加速，说明物体质量越大，惯性越大，故A正确；
B．惯性是物体本身的一种固有属性，其大小只与质量有关，与运动状态、受力情况等均无关，所以行驶的火车速度越大刹车后停下来越困难，与惯性无关，故B错误；
C．惯性是物体本身的一种固有属性，其大小只与质量有关，与运动状态、受力情况等均无关，所以蜂鸟起飞时速度变化很快，加速度很大，与惯性无关，故C错误；
D．惯性是物体本身的一种固有属性，做自由落体运动的物体也有惯性，故D错误。
故选A。
9．D
【详解】
A．惯性大小与物体的质量有关，质量越大，惯性越大，惯性大小与速度无关，所以高速行驶的轿车的惯性比静止在货运场的集装箱货车的惯性小，故A错误；
B．牛顿第一定律是根据实验和逻辑推理得出来的，故B错误；
C．在粗糙水平面上滚动的小球最后会停下来是因为小球受到阻力，小球的惯性不变，故C错误；
D．乒乓球质量小，惯性小，所以容易改变其运动状态，故D正确。
故选D。
10．D
【解析】
解：A、小球冲上右侧斜面后做减速运动，表明“力是维持物体运动的原因”的结论是错误的．故A错误；
B、小球最终也会在右侧水平面上停下来，是由于受到摩擦力的作用的原因．故B错误；
C、因为没有绝对光滑的斜面或者平面，所以伽利略提出的“如果没有摩擦阻力，小球将在水平面上永远运动下去”的结论是一种理想的推论，但是却有着非常重要的现实意义，它开创了物理量研究的新的方法．故C错误；
D、上述实验表明“如果没有摩擦阻力，小球将在水平面上永远运动下去”的结论是正确的．故D正确．
故选D．
【点评】此题是为了推翻“力是维持物体运动的原因”这一错误观点进行的一次实验，通过事实去理论推导，这是跨出条件束缚的一种途径．
11．ACD
【详解】
A．做自由落体运动的速度越来越大，运动状态发生了变化。A正确；
B．做匀速直线运动速度不变，运动状态不变。B错误；
C．汽车在转弯时速度方向发生了变化，运动状态发生了变化。C正确；
D．铅球被抛出以后速度发生了变化，运动状态发生了变化。D正确。
故选ACD。
12．ACD
【详解】
A．牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时物体的运动规律，故A正确；
B．一切具有质量的物体都具有惯性，与是否受力无关，故B错误；
C．不受外力作用时，物体运动状态保持不变是由于物体具有惯性，故C正确；
D．物体的运动状态发生变化时，物体必定受到外力的作用，故D正确。
故选ACD。
13．BCD
【详解】
物体运动状态发生改变包括即速度方向和速度大小的改变。匀速拐弯的自行车和绕地球匀速飞行的飞机速度方向均发生了改变。加速起动的火车速度大小发生了改变。
故选BCD。
14．BC
【详解】
水滴下落时，水平方向保持原来的速度，若车匀速运动，车的水平位移与水滴的水平位移相同，则落在B点；若车向左加速运动，则水滴仍保持下落时的水平速度，而车的水平位移增大，故水滴可落在A处；同理，车向右减速运动，水滴也会落在A处。
故选BC。
15．BCD
【详解】
A．汽车上坡前要先减速然后换低挡是为了增大牵引力，故A错误；
BC．乘车的人会发现汽车刹车时人要前倾是由于惯性的原因，从地面上跳起的人，由于惯性具有与地球相同的速度，则并未因为地球自转而落在西边，故BC正确；
D．平抛的物体，因在水平方向上没有力作用，故在水平方向匀速运动，这也是物体惯性的表现，故D正确。
故选BCD。
16．AD 运动必须依靠外力的不断作用才能维持（力是维持物体运动的原因）
【详解】
(1)[1]AB．“小球沿斜面向下运动后，沿斜面向上运动，会越来越慢”，这是可靠的事实，A正确、B错误；
C．“若摩擦可以忽略不计，小球最终会达到与左侧同样的高度”，这是合理外推的理想状态，C错误；
D．“如果右侧斜面变成水平面，并且没有任何阻力，小球将达不到原来的高度，就应永远运动下去”，这是揭示自然现象的本质，D正确。
故选AD。
(2)[2]亚里士多德的认识是运动必须依靠外力的不断作用才能维持（力是维持物体运动的原因）。
17．减速
【详解】
由图可知，水面的右端升高，且车向右运动，说明火车正在减速，由于惯性液体要保持原有的运动状态而出现如图所示状态。
18．√ × × × × ×
【详解】
(1)[1]摩擦力是不可能不存在的，伽利略的理想实验是永远无法做到的，故说法正确；
(2)[2]伽利略的理想实验说明了力不是维持物体运动的原因，故这个说法错误；
(3)[3]当物体所受外力全部消失时，物体不受任何外力的作用，由牛顿第一定律可知，物体将保持原来的速度做匀速直线运动，故这个说法错误；
(4)[4]物体从竖直向上运动的气球上掉落后，由于惯性，继续向上运动，故这个说法错误；
(5)[5]物体的惯性只跟质量有关，与速度无关，故这个说法错误；
(6)[6]物体的惯性只跟质量有关，与受力无关，故这个说法错误。
19．前 原来位置
【详解】
[1] 前进中的大巴车突然刹车时，车停止运动，由于惯性，乘客身体保持原来的运动状态，所以身体前倾；
[2] 在匀速直线运动的火车上竖直跳起，由于惯性，跳起的人水平方向保持原来的运动状态，所以会落在原来位置。
20．②③①④ B
【详解】
[1][2]本题是在可靠事实的基础上进行合理的推理，将实验理想化，并符合物理规律，得到正确的结论。而②是可靠事实，因此放在第一步，③、①是在斜面上无摩擦的设想，最后推导出水平面上的理想实验④。因此正确顺序是②③①④；有关事实和推论的分类正确的是B。
21．(1)见解析；(2)见解析；(3)见解析；(4)见解析
【详解】
(1)如果发现目标在飞机的正下方，竖直向下投下炸弹，不能击中目标；这是炸弹在竖直方向上做匀变速直线运动，由于惯性，炸弹在水平方向上有初速度，会在水平方向上做匀速直线运动，所以炸弹将落在目标的正前方。
(2)由于惯性，跳起来之后人依然要保持原来的运动状态，在相同的时间内，人转过的距离与地面转过的距离相等，所以总是落在原处。
(3)任何物体都有惯性，惯性就是物体保持原来的运动状态的性质，汽车高速行驶时，里面的人和车一样速度都很大，一旦出现危险情况，紧急刹车时，车在摩擦力的作用下减速停住，而人由于惯性继续向前运动，人很可能离开座位撞在车窗玻璃上，造成严重的伤害，而安全带可以起到很好的缓冲和束缚作用，可以减小对人的伤害。
(4) 向上抛出的物体，由于惯性，在空中继续向上运动，不需要继续受向上的作用力。
22．见解析
【详解】
让小球从一个斜面滚下后，再滚上另一个斜面，若斜面没有摩擦，则小球会达到原来高度。然后改变另一个斜面的倾角，观察小球的运动，最后让斜面平放，则小球要达到原来高度，但又不可能达到，所以它将一直运动下去，这就是理想实验。实验表明在没有摩擦力的作用下，物体将以恒定的速度运动下去，说明力不是维持物体运动状态的原因。
23．见解析
【详解】
惯性的唯一量度是质量，与速度大小、方向无关，故(1)(2)错误、(3)(4)正确。
24．
【详解】
木块在运动中受摩擦力作用，要减小摩擦力，应使作用力F斜向上，设当F斜向上与水平方向的夹角为时，F的值最小.
木块受力分析如图所示
由平衡条件列方程：
解得
设
，①
则
所以
当时，F取最小值
而由①得
所以
25．见解析
【详解】
扬铲送土时，铁铲和土都获得向前的速度，接着铲受手的作用变为静止，土因为惯性保持原运动状态而飞出铲面。