2018年高考考点完全题物理考点通关练：考点9 牛顿第一、第三定律 Word版含解析

这是一份2018年高考考点完全题物理考点通关练：考点9 牛顿第一、第三定律 Word版含解析，共18页。试卷主要包含了基础与经典，真题与模拟等内容，欢迎下载使用。
考点细研究：本考点是物理教材的基础，也是历年高考必考的内容之一，其主要包括的考点有：(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)物理学史实等。其中考查到的如：2015年江苏物理第6题、2014年北京高考第19题、2014年海南高考第7题、2013年山东高考第14题等。
备考正能量：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、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，物体在任何时候都有惯性，故选项C错误；不受力时惯性表现为使物体保持静止状态或匀速直线运动状态，故选项A错误；牛顿第一定律还揭示了力与运动的关系，即力是改变物体运动状态的原因，所以选项D正确；牛顿第一定律并不能反映物体惯性的大小，故选项B错误。
2．在物理学发展史上，伽利略、牛顿等许许多多科学家为物理学的发展做出了巨大贡献。以下选项中符合伽利略和牛顿的观点的是 ( )
A．人在沿直线加速前进的车厢内竖直向上跳起后，将落在起跳点的后方
B．两匹马拉车比一匹马拉车跑得快，这说明：物体受的力越大则速度就越大
C．把手中皮球由静止释放后，球将加速下落，说明力改变了皮球的惯性
D．一个运动的物体，如果不再受力了，它总会逐渐停下来，这说明静止状态才是物体不受力时的“自然状态”
答案 A
解析 读题一定要仔细，以前的题目多是车厢匀速前进，人会落在起跳点(忽略空气阻力)，而本题车厢加速前进，故人将落在起跳点的后方，A选项符合伽利略和牛顿的观点；如果马车都是匀速运动，它受到的合外力都为0，也就是两匹马的拉力之和并不比一匹马的拉力大，之所以跑得快，是因为两匹马的功率之和比一匹马的功率大了，B选项不符合题意；惯性是物体的固有属性，物体的质量不变，其惯性就不变，皮球加速下落，只是因为重力克服了它的惯性使之产生加速度，但并没有改变其惯性，C选项不符合题意；运动的物体如果不再受力了，它会一直做匀速直线运动，生活中常常看到物体逐渐停下来，其实还是物体受到阻力的作用造成的，物体不受力时将保持静止或匀速直线运动状态，D选项不符合题意。
3．伽利略对“自由落体运动”和“运动和力的关系”的研究，开创了科学实验和逻辑推理相结合的重要科学研究方法。图a、b分别表示这两项研究中实验和逻辑推理的过程，对这两项研究，下列说法正确的是( )
A．图a通过对自由落体运动的研究，合理外推得出小球在斜面上做匀变速运动
B．图a中先在倾角较小的斜面上进行实验，可“冲淡”重力，使时间测量更容易
C．图b中完全没有摩擦阻力的斜面是实际存在的，实验可实际完成
D．图b的实验为“理想实验”，通过逻辑推理得出物体的运动需要力来维持
答案 B
解析 伽利略设想物体下落的速度与时间成正比，因为当时无法测量物体的瞬时速度，所以伽利略通过数学推导证明如果速度与时间成正比，那么位移与时间的平方成正比；由于当时用滴水法计时，无法记录自由落体的较短时间，伽利略设计了让铜球沿阻力很小的斜面滚下，来“冲淡”重力的作用效果，而小球在斜面上运动的加速度要比它竖直下落的加速度小得多，所用时间长得多，所以容易测量。伽利略做了上百次实验，并通过抽象思维在实验结果上做了合理外推。故A错误，B正确。完全没有摩擦阻力的斜面是实际不存在的，故C错误。伽利略用抽象思维、数学推导和科学实验相结合的方法得到物体的运动不需要力来维持，故D错误。
4．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。
5．一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的施力者应为地球，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弹力，C、D错误。
6．一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。
7. (多选)如图所示，人重600 N，木板重400 N，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200 N
B．人拉绳的力是100 N
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＝200 N，所以FT＝100 N，选项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：绳子水平向右的弹力和木板对人的脚的摩擦力，因为二力平衡，所以该摩擦力与弹力等大反向，即摩擦力方向水平向左，根据牛顿第三定律，人的脚给木板的摩擦力方向水平向右，选项C正确，D错误。
8．(多选)用手托着一块砖，开始静止不动，当手突然向上加速运动时，砖对手的压力( )
A．一定小于手对砖的支持力
B．一定等于手对砖的支持力
C．一定大于手对砖的支持力
D．一定大于砖的重力
答案 BD
解析 砖对手的压力与手对砖的支持力是一对相互作用力，大小总是相等，故B正确，A、C错误；由于手托砖向上加速，则手对砖的支持力一定大于砖的重力，即砖对手的压力一定大于砖的重力，故D正确。
9．(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错误。D项符合惯性定义，是正确的。
10．(多选)如图所示，质量均为m的甲、乙两同学，分别静止于水平地面的台秤P、Q上，他们用手分别竖直牵拉一只弹簧秤的两端，稳定后弹簧秤的示数为F，若弹簧秤的质量不计，下列说法正确的是( )
A．甲受到的拉力大于F，乙受到的拉力小于F
B．台秤P的读数等于mg＋F
C．台秤Q的读数为mg－F
D．两台秤的读数之和为2mg
答案 BCD
解析 甲、乙受到的拉力是一对作用力和反作用力，永远等大，A选项错误；对于甲有：N1＝mg＋F受力平衡，B选项正确；对于乙有N2＋F＝mg，得N2＝mg－F，C选项正确；由整体法可知D选项正确。
二、真题与模拟
11．[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。
12．[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。
13．[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＝2 s时最大 B．t＝2 s时最小
C．t＝8.5 s时最大 D．t＝8.5 s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＝2 s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＝8.5 s时压力最小，A、D项正确。
14．[2017·济南期末](多选)伽利略开创了实验研究和逻辑推理相结合探索自然规律的科学方法，利用这种方法伽利略发现的规律有( )
A．力不是维持物体运动的原因
B．物体之间普遍存在相互吸引力
C．忽略空气阻力，重物与轻物下落得同样快
D．物体间的相互作用力总是大小相等、方向相反
答案 AC
解析 伽利略的斜面实验表明物体的运动不需要外力来维持，选A；伽利略假想将轻重不同的物体绑在一起时，重的物体会因轻的物体阻碍而下落变慢，轻的物体会因重的物体拖动而下落变快，即二者一起下落快慢应介于单独下落时两者之间。而从绑在一起后更重的角度考虑二者一起下落时应该更快，从而由逻辑上否定了重物比轻的物体下落快的结论，并用实验证明了轻重物体下落快慢相同的规律，故选C；物体间普遍存在相互吸引力，物体间相互作用力的规律是牛顿总结的，对应于万有引力定律与牛顿第三定律，故不选B、D。
15．[2016·琼海模拟](多选)科学家关于物体运动的研究对树立正确的自然观具有重要作用。下列说法符合历史事实的是( )
A．亚里士多德认为，必须有力作用在物体上，物体的运动状态才会改变
B．伽利略通过“理想实验”得出结论：一旦物体具有某一速度，如果它不受力，它将以这一速度永远运动下去
C．笛卡儿指出：如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动，既不停下也不偏离原来的方向
D．牛顿认为，物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质
答案 BCD
解析 亚里士多德认为，必须有力作用在物体上，物体才能运动，他认为力是维持物体运动的原因，A错误。伽利略通过“理想斜面实验”得到结论：一旦物体具有某一速度，如果它不受力，就将以这一速度永远运动下去，B正确，C、D均符合历史事实。
16．[2017·盘锦月考]如图所示，甲、乙两人在冰面上“拔河”。两人中间位置处有一分界线，约定先使对方过分界线者为赢。若绳子质量不计，冰面可看成光滑，则下列说法正确的是( )
A．甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对平衡力
B．甲对绳的拉力与乙对绳的拉力是作用力与反作用力
C．若甲的质量比乙大，则甲能赢得“拔河”比赛的胜利
D．若乙收绳的速度比甲快，则乙能赢得“拔河”比赛的胜利
答案 C
解析 根据牛顿第三定律可知甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对作用力与反作用力，选项A错误；因为甲和乙的力作用在同一个物体上，故选项B错误；质量越大，加速度越小，在同一时间内的位移越小，可知C正确；“拔河”比赛的输赢只与甲、乙的质量有关，与收绳速度无关，选项D错误。
17．[2016·山东实验中学诊断](多选)下列叙述中，符合物理学史实的是( )
A．牛顿应用“理想斜面实验”推翻了亚里士多德“力是维持物体运动的原因”的观点
B．伽利略应用“斜面实验”研究了自由落体运动的规律
C．牛顿曾说“我之所以比别人看得远，是因为我站在了巨人的肩膀上”，牛顿所指的巨人是伽利略、笛卡儿等人
D．楞次在对理论基础和实验资料进行严格分析后，提出了电磁感应定律
答案 BC
解析 伽利略应用“理想斜面实验”推翻了亚里士多德“力是维持物体运动的原因”的观点，A错误。伽利略应用“斜面实验”研究了自由落体运动的规律，B正确。牛顿曾说“我之所以比别人看得远，是因为我站在了巨人的肩膀上”，牛顿所指的巨人是伽利略、笛卡儿等人，C正确。法拉第在对理论和实验资料进行严格分析后，提出了法拉第电磁感应定律，故D错误。
18．[2016·广东四校联考] 如图所示，在光滑水平面上以水平恒力F拉动小车，让小车和木块一起做无相对滑动的加速运动，若小车质量为M，木块质量为m，加速度大小为a，木块和小车间的动摩擦因数为μ。对于这个过程，某同学用了以下4个式子来表达拉力F的大小，下述表达式一定正确的是( )
A．Ma B．μmg＋Ma
C．(M＋m)a D．μmg＋ma
答案 C
解析 由于木块与小车间无相对滑动，所以二者之间的摩擦力为静摩擦力，Ff＝ma≠μmg。无论以M为研究对象，还是以M和m整体为研究对象，都有F＝(M＋m)a。C正确。
19．[2016·福建六校联考]2014年10月20日14时31分，我国在太原卫星发射中心用“长征四号丙”运载火箭，成功将“遥感二十二号”卫星发射升空并送入预定轨道。关于这次卫星与火箭上天的情形叙述正确的是( )
A．火箭尾部向外喷气，喷出的气体反过来对火箭产生一个反作用力，从而让火箭获得了向前的推力
B．火箭尾部喷出的气体对空气产生一个作用力，空气的反作用力使火箭获得飞行的动力
C．火箭飞出大气层后，由于没有了空气，火箭虽然向后喷气，但也无法获得前进的动力
D．卫星进入预定轨道之后，与地球之间不存在相互作用
答案 A
解析 火箭升空时，其尾部向下喷气，火箭箭体与被喷出的气体是一对相互作用的物体，火箭向下喷气时，喷出的气体同时对火箭产生向上的反作用力，即为火箭上升的推动力，此动力并不是由周围的空气提供的，因而与是否飞出大气层、是否存在空气无关，因而选项B、C错误，选项A正确；火箭运载卫星进入轨道之后，卫星与地球之间依然存在相互吸引力，即卫星吸引地球，地球吸引卫星，这是一对作用力与反作用力，故选项D错误。
20．[2016·淄博一模] 如图所示，小球C置于光滑的半球形凹槽B内，B放在长木板A上，整个装置处于静止状态。现缓慢减小木板的倾角θ过程中，下列说法正确的是( )
A．A受到的压力逐渐变大
B．A受到的摩擦力逐渐变大
C．C对B的压力逐渐变大
D．C受到三个力的作用
答案 A
解析 将小球和凹槽看成一整体分析，可得木板倾角θ减小时，整体对木板的压力增大，整体受到的沿斜面方向的摩擦力减小，由作用力与反作用力的关系知选项A正确、B错误；由于木板缓慢移动，则小球C处于动态平衡状态，小球C始终受到重力和凹槽B的支持力两个力的作用而平衡，C对B的压力大小不变，等于C受到的支持力大小，故选项C、D错误。
一、基础与经典
21．如图所示，两块小磁铁质量均为0.5 kg，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＝10 cm，劲度系数k＝100 N/m。当A、B均处于静止状态时，弹簧的长度为L＝11 cm。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10 m/s2)
答案 9 N
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＝－4 N，故B对A的作用力大小为4 N，方向竖直向上。
由牛顿第三定律得A对B的作用力F′＝－F＝4 N，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＝9 N，由牛顿第三定律得B对地面的压力大小为9 N。

22.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＝30 kg，绕绳质量不计，人的质量M＝50 kg，g取10 m/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)200 N (2)400eq \r(3) N 200eq \r(3) 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＝(50－30)×10 N＝200 N，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×eq \f(\r(3),3) N＝200eq \r(3) N，
FBC＝eq \f(2mg,cs30°)＝eq \f(2×30×10,\f(\r(3),2)) N＝400eq \r(3) N。
二、真题与模拟
23．[2016·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。
24．[2016·合肥段考]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。
25．[2017·银川模拟] 如图所示的装置叫做阿特伍德机，是阿特伍德创造的一种著名力学实验装置，用来研究匀变速直线运动的规律。绳子两端的物体下落(或上升)的加速度总是小于自由落体时的加速度g，同自由落体相比，下落相同的高度，所花费的时间更长，这使得实验者有足够的时间从容地观测、研究实验现象。已知物体A、B的质量相等均为M，物体C的质量为m，轻绳与轻滑轮间的摩擦不计，绳子不可伸长。如果m＝eq \f(1,4)M，求：
(1)物体B从静止开始下落一段距离所用的时间与其自由落体下落同样的距离所用时间的比值；
(2)系统由静止释放后，运动过程中物体C对物体B的拉力。
答案 (1)3 (2)eq \f(8,9)mg，方向竖直向下
解析 (1)设物体的加速度大小为a，绳子中的张力大小为F对物体A：F－Mg＝Ma，
对物体B、C整体：(M＋m)g－F＝(M＋m)a，
解得：a＝eq \f(m,2M＋m)g，代入m＝eq \f(1,4)M得a＝eq \f(g,9)。
物体B从静止开始下落一段距离h历时t，则h＝eq \f(1,2)at2，
自由落体相同距离历时t0，则h＝eq \f(1,2)gteq \\al(2,0)，
解得：eq \f(t,t0)＝eq \r(\f(g,a))＝3。
(2)设物体B对物体C的拉力为T，对物体C有mg－T＝ma，解得：T＝eq \f(8,9)mg。
由牛顿第三定律，物体C对物体B的拉力为eq \f(8,9)mg，方向竖直向下。