4.3 牛顿第二定律 测试卷(Word版含答案)

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名称 4.3 牛顿第二定律 测试卷(Word版含答案)
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资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2021-12-03 16:12:26

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文档简介

2021-2022学年度高中物理必修一第四章
第3节牛顿第二定律测试卷
一、单选题
1.新疆长绒棉因质量美誉世界。长绒棉从犁地、播种、植保到采收,已基本实现全自动化。如图为无人机为棉花喷洒农药。无人机悬停在某一高度,自静止开始沿水平方向做匀加速运动,2.8s达到作业速度,开始沿水平方向匀速作业,已知作业前无人机和农药总质量为25kg,无人机作业速度为7m/s,重力加速度为。则在加速阶段空气对无人机的作用力约为(  )
A.250N B.258N C.313N D.358N
2.下列说法正确的是(  )
A.力是维持物体运动的原因
B.力可以离开物体单独存在
C.力是使物体产生加速度的原因
D.两个物体只有相互接触才会产生力的作用
3.一个物体质量为2kg,在几个力作用下处于静止状态,现把一个大小为10N的力撤去,其他力保持不变,则该物体将(  )
A.沿该力的方向开始做匀加速运动,加速度的大小是5m/s2
B.沿该力的相反方向做匀加速运动,加速度的大小是5m/s2
C.沿该力的方向做匀加速直线运动
D.由于惯性,物体仍保持原来的静止状态不变
4.如图甲所示,质量为0.4kg的物块在水平力F作用下可沿竖直墙而滑动,物块与竖直墙面间的动摩擦因数为0.5,设物块所受最大静摩擦力等于滑动摩擦力,竖直墙面足够高,g取10m/s2。下列说法正确的是(  )
A.物块一直做匀加速直线运动
B.物块一直做加速度减小的加速运动
C.物块最终处于静止状态
D.t=2s后,物体改变运动方向
5.两个质量均为m的小球,用轻质弹簧连接,放置在倾角为θ=30°的光滑斜面上,如图所示,系统静止时,弹簧与细线均平行于斜面,在细线被烧断的瞬间,则下列说法正确的是(  )
A.aA=0;aB=g B.aA=g;aB=0
C.aA=g;aB=g D.aA=0;aB=g
6.如图所示,轻弹簧两端拴接两个质量均为m的小球a、b,拴接小球的细线固定在天花板上,两球静止,两细线与水平方向的夹角均为,弹簧水平。重力加速度为g。以下说法正确的是(  )。
A.细线拉力大小为mg B.弹簧的弹力大小为
C.剪断左侧细线瞬间,b球加速度大小为g D.剪断左侧细线瞬间,a球加速度大小为g
7.物块A1、A2、B1和B2的质量均为m, A1、 A2用刚性轻杆连接,B1、B2用轻质弹簧连结,两个装置都放在水平的木板上,处于平衡状态,如图所示。今突然撤去木板,让物块下落,在除去木板的瞬间, A1、A2的加速度分别为aA1和aA2, B1、B2 的加速度分别为aB1和aB2,则(  )
A.aA1=g,aA2=g, aB1=0,aB2=2g B.aA1=g, aA2=2g, aB1=g,aB2=g
C.aA1=g, aA2=g, aB1=g,aB2=g D.aA1=0, aA2=2g,aB1=0, aB2=2g
8.如图所示,物块A、B、C、D均静止,互不粘连且质量均为m,A通过上方细绳拴接在顶板,B、C分别与弹簧连接。已知A、B之间恰好无挤压,重力加速度为g,则下列说法正确的是(  )
A.剪断细绳瞬间,A的加速度大小为0
B.剪断细绳瞬间,B的加速度大小为
C.迅速抽出D后瞬间,C的加速度大小为g
D.迅速抽出D后瞬间,B的加速度大小为g
9.如图所示,在某建筑工地,工人甲将质量为m的工件利用固定在支架上的光滑定滑轮沿竖直方向提升到一定高度后,甲一直站在乙的身后拉紧绳索,绳索与水平方向的夹角为θ;工人乙通过一始终保持水平的轻绳将工件缓慢拉到楼顶。已知甲、乙的质量分别为M甲、M乙,重力加速度大小为g,甲、乙始终处于静止状态,下列说法正确的是(  )
A.工件匀速上升时,楼顶对甲的支持力为(M甲-m)g
B.工件以加速度a匀加速上升时楼顶对甲的摩擦力为m(g+a)cosθ
C.乙将工件拉到楼顶过程,甲受到的摩擦力不变
D.乙将工件拉到楼顶过程,楼顶对乙的摩擦力逐渐减小
10.如图所示,密度为的木球与轻质弹簧相连后置于充满水的密闭容器中,弹簧的另一端固定于容器的底部。水与木球的密度差为,重力加速度大小为。初始时整个系统静止,现将容器由静止释放,则释放瞬间木球相对于地面的加速度大小为(  )
A. B. C. D.
二、实验题
11.一打点计时器固定在斜面某处,一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下,如图所示。下图是打出的纸带的一段(纸带上的点是振针打出的)。图中已知:AB=5.10,BC=5.70,CD=6.30,DE=6.90,EF=7.50,FG=8.10
(1)已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz,利用下图给出的数据可求出小车下滑的加速度a=________m/s2 (保留三位有效数字)。
(2)求出小车与斜面间的动摩擦因数μ,还需测量的物理量有________。用测量的量及加速度a表示动摩擦因数的计算式μ =________。
12.某实验小组采用如图甲所示的实验装置测物块与水平桌面间的动摩擦因数,跨过定滑轮的轻质细线左端连接重物,右端与水平放置的物块相连,物块的另一端连接一条穿过打点计时器的纸带。物块质量为,悬挂的重物质量为,在某次实验中,通过打点计时器打下一条纸带的一部分如图乙所示,纸带上标出了5个计数点、、、、,每两个计数点间还有4个计时点没有标出,取重力加速度大小为,打点计时器使用交流电的频率为。
(1)下列实验要求中,不必要的是__________;
A.实验时,调节滑轮的高度,使得细线与桌面平行
B.重物的质量要远小于滑块的质量
C.应先接通打点计时器的电源,再释放物块
D.接通电源前物块要靠近打点计时器
(2)图乙中,实验小组测得,,则物块运动的加速度的表达式为__________;
(3)如果利用来计算物块与桌面间的动摩擦因数,则计算得到的数值与理论值相比会__________(选填“相等”、“偏大”或“偏小”)。
三、作图题
13.如图所示,一名同学站在自动扶梯上随扶梯匀加速上升,不计空气阻力。扶梯的台阶水平。请作出该同学受力的示意图。
四、解答题
14.如图所示,吊篮P悬挂在天花板上,与吊篮质量相等的物体Q被固定在吊篮中的轻弹簧托住,当悬挂吊篮的细绳烧断的瞬间,吊篮P和物体Q的加速度大小是多少?

15.近日,西双版纳“断鼻家族”十几头亚洲象北上“远足”引发人们关注。为保障人民群众生命财产安全,同时有效保护亚洲象群,当地有关部门派出无人机不间断跟踪监测,采取多种措施引导象群逐步返回普洱或西双版纳原栖息地。现要让监测所用的无人机从地面竖直起飞,最终悬停在某一高度的空中,如图所示。已知无人机质量,动力系统能提供的最大升力,上升过程中能达到的最大速度为,竖直飞行时所受空气阻力大小恒为;固定在无人机下方铁杆上的监测摄像头,质量,其所受空气阻力不计。
(1)无人机以最大升力竖直起飞,求:达到最大速度时所上升的高度;
(2)无人机以最大升力竖直起飞时,求:摄像头对铁杆的作用力大小;
(3)无人机从地面竖直起飞,要求在内实现悬停,求:能上升的最大高度H。
16.质量为12kg的箱子放在水平地面上,箱子和地面的滑动摩擦因数为0.3,现用倾角为37的60N力拉箱子,如图所示,3s末撤去拉力,则撤去拉力时箱子的速度为多少?箱子继续运动多少时间而静止?
五、填空题
17.一个物体受到大小为4N的力,产生大小为2m/s2的加速度,要使它产生大小为6m/s2的加速度,需要施加力的大小为______N。
18.判断下列说法的正误。
(1)公式F=kma中,各量的单位都为国际单位时,k=1(____)
(2)任何情况下,物体的加速度的方向始终与它所受的合力方向一致(____)
(3)物体的运动方向一定与它所受合力的方向一致(____)
(4)使质量是1kg的物体产生1m/s2的加速度的力叫作1N(____)
19.某物体在受到6N作用力时,产生的加速度为3m/s2 ,该物体的质量为_________kg;当作用力增加到9N时,产生的加速度为_________ m/s2
20.一个物体受到的力作用时,产生的加速度是,要使它产生的加速度,需要施加______的力。
21.如图所示,质量相等的A、B两个小球由轻质弹簧连接起来,再用细线吊着,处于静止状态.当剪断细线的瞬间,A的加速度是______,B的加速度是______。
试卷第1页,共3页
参考答案
1.B
【详解】
根据加速度定义得
根据力的合成得
故选B。
2.C
【详解】
A.由牛顿第一定律可知,物体的运动不需要力来维持,故A错误;
B.力的作用是相互的,一个物体即是施力物体同时也是受力物体,不能离开物体而单独存在,故B错误;
C.由牛顿第二定律知,力是使物体产生加速度的原因,故C正确;
D.力按接触方式分可分为接触力和非接触力,重力、磁场力等都是不需要接触的力,故D错误。
故选C。
3.B
【详解】
物体刚开始处于静止状态,其所受合力为零,撤去一个大小为10N的力,则物体所受其他力的合力大小为10N,方向与撤去的10N的力方向相反,据牛顿第二定律可得
则物体沿该力相反方向做匀加速运动,加速度大小为5m/s2。
故选B。
4.C
【详解】
物块水平方向受力平衡,物块在水平方向的力
当mg=f时,解得
t=2s
可知0﹣4s,
Mg-f=ma1
随着f增大,物块做加速度减小的加速运动,2s后物块摩擦力大于重力,又做加速度增大的减速运动,最终物块静止;故ABD错误,C正确;
故选C。
5.B
【详解】
细线被烧断的瞬间,小球B的受力情况不变,加速度为零。烧断前,分析整体受力可知线的拉力为
T=2mgsinθ
烧断瞬间,A受的合力沿斜面向下,大小为2mgsinθ,所以A球的瞬时加速度为
aA=2gsin30°=g
ACD错误,B正确。
故选B。
6.B
【详解】
AB.对a球分析,如图
由共点力平衡条件得,竖直方向有
水平方向有
解得细线的拉力为
弹簧的弹力
故A错误,B正确;
CD.剪断左侧细线的瞬间,弹簧的弹力不变,小球a所受的合力
根据牛顿第二定律得
剪断左侧细线的瞬间,弹簧的弹力不变,故小球b所受的合力
加速度为0,故CD错误。
故选B。
7.A
【详解】
在除去木板的瞬间,采用整体法研究A1、A2所受的力。A1、A2由于用刚性轻杆连接,加速度一定相等,将一起下落,整体的加速度等于重力加速度g。采用隔离法研究B1、B2受到的力,在除去木板前,根据平衡条件得知,弹簧的弹力大小等于mg,木板对B2的支持力大小等于2mg。在除去木板的瞬间,弹簧的弹力没有来得及变化,B1的受力情况不变,则B1所受合力为零,即
B2受到重力mg和弹簧压力mg,所以合力大小为2mg,即
故A正确,BCD错误。
故选A。
8.B
【详解】
由平衡条件得
弹簧的弹力
绳子的拉力
AB.剪断细绳瞬间,弹簧的弹力不突变,A、B加速度相同,对A、B整体有
解得
故B正确,A错误;
CD.迅速抽出D后瞬间,弹簧的弹力不突变,B的加速度为0,对C有
解得
故CD错误。
故选B。
9.B
【详解】
A.工件匀速上升时,绳上拉力T大小等于工件的重力mg,在竖直方向对甲由平衡条件可得
解得楼顶对甲的支持力为
A错误;
B.工件以加速度a匀加速上升时,对工件由牛顿第二定律可得
在水平方向对甲由平衡条件可得
联立解得楼顶对甲的摩擦力为
B正确;
C.乙将工件拉到楼顶过程,设两绳结点上方绳索与竖直方向夹角为,对结点由平衡条件可得甲拉的绳索上的拉力为
由平衡条件可得,甲受到的摩擦力为
由于变大,可知变大,变大,C错误;
D.乙将工件拉到楼顶过程,乙对轻绳的拉力为
由平衡条件可得,乙受到的摩擦力为
由于变大,可知变大,变大,D错误。
故选B。
10.A
【详解】
静止时对木球受力分析得
又有
解得
释放瞬间系统处于完全失重状态,浮力消失,木球受重力和弹簧的弹力,则有
解得
故A正确,BCD错误。
故选A。
11.3.75 斜面倾角θ
【详解】
(1)[1]根据
可求出小车下滑的加速度
(2)[2][3]对小车进行受力分析,小车受重力、支持力、阻力,将重力沿斜面和垂直斜面分解,设斜面倾角为θ,根据牛顿第二定律得

联立解得
故还需测量的物理量有斜面倾角θ。
12.B 偏大
【详解】
(1)[1]A.实验时,调节滑轮的高度,使得细线与桌面平行,以保证拉力的方向与加速度方向一致,故A正确;
B.由于实验中不需要利用重物的重力代替线的拉力,所以不需要重物的质量远小于滑块的质量,故B错误;
C.应先接通打点计时器的电源,等打点计时器稳定工作后再释放物块,故C正确;
D.为充分利用纸带获得更多的点,接通电源前滑块要靠近打点计时器,故D正确。
由于选择错误的,故选B。
(2)[2]根据

其中
得到
(3)[3]对整体,根据牛顿第二定律有
解得理论值
利用
来计算物块与桌面间的动摩擦因数,则计算得到的数值与理论值相比偏大。
13.
【详解】
同学站在自动扶梯上随扶梯匀加速上升,可知物体受到竖直向上的支持力,重力和水平向右的静摩擦力,受力的示意图如下
14.2g;0
【详解】
剪断细线前,对PQ整体受力分析,受到总重力和细线的拉力而平衡,故
T=2mg
再对物体Q受力分析,受到重力、弹簧的弹力,剪断细线后,重力和弹簧的弹力不变,细线的拉力减为零,故物体P受到的力的合力等于2mg,向下,所以
ap=2g
物体Q受到的力不变,合力为零,所以
aQ=0
15.(1);(2);(3)
【详解】
(1)无人机以最大升力竖直起飞,做匀加速直线运动,对整体应用牛顿第二定律有
代入数据得
达到最大速度时所上升时的高度
(2)对摄像头
代入数据得
由牛顿第三定律知,摄像头对铁杆的作用力
(3)无人机开始以最大升力匀加速运动
无人机最后关闭动力系统后匀减速运动
代入数据得
根据公式,依题意有

无人机中间匀速运动

所以能上升的最大高度
16.5.7m/s;1.9s
【详解】
(1)选择木箱为研究对象,沿水平和竖直方向将力正交分解,并利用牛顿运动定律,得
水平方向有
竖直方向有
解得
a=1.9m/s2
v=at=5.7m/s
(2)根据牛顿第二定律得,撤去拉力时的加速度大小为
则撤去拉力后箱子继续运动的时间
17.12
【详解】
由牛顿第二定律,可得物体的质量为
要使它产生大小为6m/s2的加速度,需要施加力的大小为
18.正确 正确 错误 正确
19.2 4.5
[1]根据牛顿第二定律
解得
m=2kg
[2]根据牛顿第二定律
解得
=4.5m/s2
20.6
【详解】
根据牛顿第二定律公式

则物体获得3m/s2的加速度时,力为
21.2g 0
【详解】
[1]弹簧弹力瞬间不变,剪断前,弹簧弹力与B球重力相等。剪断瞬间,对A球,有
解得
[2]对B球,有
所以B的加速度是0。答案第1页,共2页
答案第1页,共2页