高中物理 人教版(2019)必修 第一册 第四章 牛顿第二定律与单位制 练习(有解析)

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名称 高中物理 人教版(2019)必修 第一册 第四章 牛顿第二定律与单位制 练习(有解析)
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资源类型 试卷
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-06-01 09:51:34

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牛顿第二定律与单位制
一、单选题
1.如图,一机械臂铁夹夹起质量为m的小球,机械臂与小球沿水平方向做加速度为a的匀加速直线运动,则铁夹对球的作用力(  )
A.大小为mg,方向竖直向上 B.大小为ma,方向水平向右
C.大小与小球的加速度大小有关 D.方向与小球的加速度大小无关
2.智能化电动扶梯如图所示,乘客站上扶梯,先缓慢加速,然后再匀速上升,则
A.乘客始终处于超重状态
B.加速阶段乘客受到的摩擦力方向与v相同
C.电梯对乘客的作用力始终竖直向上
D.电梯匀速上升时,电梯对乘客的作用力竖直向上
3.如图所示,质量分别为2m和m的A、B两物块,用一轻弹簧相连,将A用轻绳悬挂于某处,调整细绳的长度,当系统处于静止状态时,物块B恰好对地面没有压力,此时轻弹簧的形变量为x。已知重力加速度为g,若突然剪断细绳,则下列说法正确的是( )
A.剪断细绳后,A物块向下运动x时速度最大
B.剪断细绳后,A物块向下运动3x时速度最大
C.剪断细绳瞬间,A物块的加速度大小为3g
D.剪断细绳瞬间,A物块的加速度大小为g
4.一固定杆与水平方向夹角为θ=30°,将一质量为m1的滑块套在杆上,通过轻绳悬挂一个质量为m2的小球,杆与滑块之间的动摩擦因数为。若滑块与小球保持相对静止以相同的加速度a一起向上做匀减速直线运动,则此时小球的位置可能是下图中的哪一个(取g=10 m/s2)(  )
A. B.
C. D.
5.某同学使用轻弹簧、直尺钢球等制作了一个“竖直加速度测量仪”。如图所示,弹簧上端固定,在弹簧旁沿弹簧长度方向固定一直尺。不挂钢球时,弹簧下端指针位于直尺20cm刻度处;下端悬挂钢球,静止时指针位于直尺40cm刻度处。将直尺不同刻度对应的加速度标在直尺上,就可用此装置直接测量竖直方向的加速度。取竖直向上为正方向,重力加速度大小为g。下列说法正确的是( )
A.30cm刻度对应的加速度为 - 0.5g B.40cm刻度对应的加速度为g
C.50cm刻度对应的加速度为2g D.各刻度对应加速度的值是不均匀的
6.京张高铁是北京冬奥会的重要配套工程,其开通运营标志着冬奥会配套建设取得了新进展。如图所示为某次高铁列车运行过程中某节车厢截面示意图,车厢内两拉手A、B分别向前进方向在竖直方向偏离角度α和β并保持不变。取重力加速度为g,不计空气等阻力,则下列说法错误的是(  )
A.列车可能在减速进站
B.两角度一定满足:α=β
C.减小拉手悬绳长度,则偏角变大
D.列车加速度大小为a=gtanα
7.如图,重为G的物体a放在上表面水平的物体b上,沿固定光滑斜面c一起下滑,则(  )
A.a对b的压力等于零
B.a对b的压力等于G
C.a受到的摩擦力方向水平向右
D.a与b之间没有摩擦力的作用
8.如图所示,两个质量均为m的小球A、B用轻质弹簧连接,小球A的另一端用轻绳系在O点,放置在倾角为θ=30°的光滑斜面上,斜面固定不动。系统静止时,弹簧与轻绳均平行于斜面,在轻绳被剪断的瞬间,设小球A、B的加速度大小分别为aA、aB,重力加速度大小为g,则(  )
A.aA=g,aB=0 B.aA=0,aB=g
C.aA=g,aB=g D.aA=0,aB=g
9.如图所示,物块1的质量为3m,物块2的质量为m,两者通过弹簧相连,整个系统置于水平放置的光滑木板上,并处于静止状态。现将木板沿水平方向突然抽出,设抽出后的瞬间,木块1、2的加速度大小分别为a1、a2。重力加速度大小为g。则有(  )
A.a1=0,a2=g B.a1=g,a2=g
C.a1=0,a2=4g D.a1=g,a2=4g
10.如图所示,质量为m的小球与两根弹簧a、b相连,并放置在倾角为37°的光滑斜面上,其中弹簧a与斜面平行,弹簧b水平,开始时a、b两弹簧都处于拉伸状态,且小球对斜面恰好无压力。重力加速度为g,下列说法正确的是(  )
A.剪断弹簧b的瞬间小球的加速度为,方向沿斜面向上
B.剪断弹簧b的瞬间小球对斜面的压力为0
C.剪断弹簧a的瞬间小球的加速度为,方向沿斜面向下
D.剪断弹簧a的瞬间小球的加速度为,方向沿斜面向下
11.有一货车的侧视图如图所示,货车车厢内装有形状完全相同的水泥管,各水泥管的质量均为m,A、B、C是车厢前部的三根水泥管。管与管之间及管与车底面、车厢间的摩擦均不计。下列说法正确的是(  )
A.当货车由静止向左做加速运动时,A对C的支持力变大
B.货车静止时,管C受到管A给它的支持力为
C.货车向左匀速运动时,速度越大,B对C的支持力越大
D.当货车向左做加速运动时,加速度达到g时,C将脱离A
12.如图所示,一小车在平直道路上向右运动,车内一条光滑轻绳ACB两端固定在水平车顶上,一质量为m的小圆环穿过轻绳且可在绳上自由滑动。某段时间内轻绳AC、BC两部分与水平车顶的夹角分别为30°和60°。将小圆环视为质点,则在这段时间内(  )
A.小车做匀速运动 B.小车做匀减速运动
C.轻绳AC段的拉力大于BC段的拉力 D.轻绳AC段的拉力小于BC段的拉力
13.一质量为m的乘客乘坐竖直电梯下楼,其位移s与时间t的关系图像如图所示。乘客所受支持力的大小用FN表示,速度大小用v表示。重力加速度大小为g。以下判断正确的是(  )
A.0~t1时间内,v增大,FN>mg B.t1~t2时间内,v减小,FNC.t2~t3时间内,v增大,FN mg
14.如图,轻弹簧的下端固定在水平桌面上,上端放有物块P,系统处于静止状态,现用一竖直向上的力F作用在P上,使其向上做匀加速直线运动,以x表示P离开静止位置的位移,在弹簧恢复原长前,下列表示F和x之间关系的图像可能正确的是(  )
A. B.
C. D.
15.某同学用如图所示实验来认识超重和失重现象,先保持手指和钩码静止,感受橡皮筋对手指的压力。然后设法使钩码上下振动的同时手指保持静止,感受压力的变化(整个过程中,橡皮筋对手指始终有压力的作用),不计空气阻力。下列说法中正确的是(  )
A.超重时钩码所受重力增加,失重时钩码所受重力减小
B.钩码运动过程中,如果橡皮筋对手指的压力逐渐增大,钩码一定处于下降阶段
C.钩码下降到最低点时,钩码的速度为零达到平衡状态
D.钩码运动过程中,如果橡皮筋对手指的压力逐渐增大,钩码一定处于超重状态
16.第26届国际计量大会通过“修订国际单位制(SI)”的决议,将千克、安培、开尔文和摩尔4个国际单位制的基本单位改由物理常数重新定义,从而提高计量单位的稳定性和精确度。基本单位“千克”所对应的物理量是( )
A.力 B.时间 C.长度 D.质量
17.在国际单位制中,下列属于力学基本单位的是(  )
A.N B.s C.W D.J
18.在国际单位制中,有些是基本单位,有些是导出单位。下面全部是导出单位的一组是(  )
A.N、kg、m B.s、kg、m C.m/s2、N、J D.m/s2、m、J
19.下列关于单位制的说法中,正确的是
A.在国际单位制中,米、千克、秒三个物理量被选作力学的基本物理量
B.力的单位牛顿是国际单位制中的一个导出单位
C.在国际单位制中,力学的三个基本单位分别是长度、质量、时间
D.只有国际单位制由基本单位和导出单位组成
20.张扬同学参加了1000米跑、肺活量、引体向上、投掷实心球等项目的身体素质测试,其测试成绩中用国际单位制单位进行计量的是( )
A.1000米跑:3分10秒 B.肺活量:3200毫升
C.引体向上:15次 D.投掷实心球:14.5米
21.物体在空中下落,受到空气阻力f与物体速度v的关系大致为:f=kv2,其中k的单位为(  )
A.kg B.m C.kg·m D.kg/m
22.在解一道文字计算题时(用字母表示结果的计算题),一个同学解得x=(t1+t2)用单位制的方法检查这个结果(  )
A.一定是正确
B.一定错误
C.如果用国际单位制结果可能正确
D.用国际单位制,结果错误,如果用其它单位制,结果可能正确
23.下列关于单位制的说法正确的是(  )
A.选定的基本量相同,则单位制相同
B.单位制指的就是导出单位
C.选用的基本单位不同,构成的单位制也不同
D.物理公式主要确定物理量间的数量关系,不能确定单位关系
24.质量m=20 g的物体,测得它的加速度a=20 cm/s2,则关于它所受的合力的大小及单位,下列运算既正确又规范简洁的是(  )
A.F=ma=20×20=400 N
B.F=ma=0.02×0.2=0.004 N
C.F=ma=0.02 kg×0.2 m/s2=0.004 N
D.F=ma=0.02×0.2 N=0.004 N
25.物理公式不仅反映了物理量之间的数量关系,同时也反映了物理量之间的单位换算关系在物理学中,把作用于物体的力F 与作用时间t的乘积定义为冲量I,即I=Ft,用国际单位制中的基本单位表示冲量单位的是
A.N·m/s B.N·m C.kg·m/s D.kg·m/s
26.导出单位是由基本单位组合而成的,则下列说法中正确的是
A.加速度的单位是m/s2,是由m、s两个基本单位组合而成的
B.加速度的单位是m/s2,由公式a=可知它是由m/s和s两个基本单位组合而成的
C.加速度的单位是m/s2,由公式a=可知,它是由N、kg两个基本单位组合而成的
D.以上说法都是正确的
27.测量国际单位制规定的三个力学基本物理量可用的仪器分别是(  )
A.米尺、弹簧测力计、秒表 B.米尺、测力计、打点计时器
C.量筒、天平、秒表 D.米尺、天平、秒表
28.我们以后会学习一个新的物理量——动量,其公式为p=mv,关于动量的单位,下列各项中正确的是(  )
A.kg·m/s B.N/s
C. D.N·m
29.在厘米克秒制中,力的单位是“达因”:使质量为的物体产生的加速度的力为达因,则( )
A. B. C. D.
30.声音在气体中传播速度v可以用气体的压强p、气体的密度ρ和没有单位的比例常数k表示.根据这些情况,以下判断声音在气体中传播速度的表达式中正确的是( )
A.v=k B.v=k
C.v=k D.v=k
31.雨滴在空气中下落,当速度比较大的时候,它受到的空气阻力与其速度的二次方成正比,与其横截面积成正比,即Ff=kSv2,则比例系数k的单位是 (  )
A.kg/m4 B.kg/m3 C.kg/m2 D.kg/m
32.在弹性限度内,弹簧的伸长量x与弹力F成正比,即F=kx,其中k的值与弹簧材料、原长L、横截面积S等因素有关.理论与实验都表明,其中Y是由材料决定的常数,材料力学中称之为杨氏模量.在国际单位中,杨氏模量Y的单位为
A.N m-2 B.N m-1 C.m D.N
二、多选题
33.蹦床属于体操运动的一种,有“空中芭蕾”之称。某次比赛过程中,一运动员做蹦床运动时,利用力传感器测得运动员所受蹦床弹力F随时间t的变化图像如图所示。若运动员仅在竖直方向运动,不计空气阻力,取重力加速度大小。依据图像给出的信息,下列说法正确的是(  )
A.运动员的质量为
B.运动员的最大加速度为
C.运动员离开蹦床后上升的最大高度为
D.运动员离开蹦床后上升的最大高度为
34.一个原来静止的物体,质量是2 kg,受到两个大小都是50 N且互成120°角的力的作用,此外没有其他的力,关于该物体,下列说法正确的是(  )
A.物体受到的合力为50 N B.物体的加速度为25m/s2
C.3 s末物体的速度为75 m/s D.3 s内物体发生的位移为125 m
35.如图所示,蹦床运动员从空中落到床面上,运动员从接触床面下降到最低点为第一过程,从最低点上升到离开床面为第二过程,则运动员(  )
A.在第—过程中始终处于失重状态
B.在第一过程中先处于失重状态,后处于超重状态
C.在第二过程中始终处于超重状态
D.在第二过程中先处于超重状态,后处于失重状态
36.如图(a),物块和木板叠放在实验台上,物块用一不可伸长的细绳与固定在实验台上的力传感器相连,细绳水平.t=0时,木板开始受到水平外力F的作用,在t=4s时撤去外力.细绳对物块的拉力f随时间t变化的关系如图(b)所示,木板的速度v与时间t的关系如图(c)所示.木板与实验台之间的摩擦可以忽略.重力加速度取g=10m/s2.由题给数据可以得出
A.木板的质量为1kg
B.2s~4s内,力F的大小为0.4N
C.0~2s内,力F的大小保持不变
D.物块与木板之间的动摩擦因数为0.2
37.某实验小组利用DIS系统观察超重和失重现象。他们在学校电梯房内做实验,如图甲所示,在电梯地板上固定了一个压力传感器,传感器上表面水平,将一个重力G=10N的物体放在压力传感器上,观察在电梯运动过程中压力传感器示数的变化情况,若某段时间内计算机显示屏上出现如图乙所示的图线,则根据图线分析可知(  )
A.在第内,物体处于失重状态,电梯可能向下做匀加速直线运动
B.在第内,电梯可能处于匀速运动状态
C.在第内,物体处于超重状态,电梯可能向下做匀减速直线运动
D.在第内,物体处于超重状态,电梯可能向上做匀加速直线运动
38.关于物理量或物理量的单位,下列说法中正确的是(  )
A.在力学范围内,国际单位制规定长度、质量、时间为三个基本物理量
B.后人为了纪念牛顿,把“牛顿”作为力学中的基本单位
C.
D.“米”、“秒”、“牛顿”都属于国际单位制的单位
39.有几个同学在一次运算中,得出了某物体位移s的大小同其质量m、末速度v、作用力F和运动时间t的关系式分别如下,其中一定错误的是
A. B. C. D.
40.在研究匀变速直线运动的实验中,取相邻计数点间的时间间隔为0.1s,测得相邻时间间隔内位移差的平均值,若还测出小车的质量为500 g,则下列关于加速度、合外力的大小及单位的计算中,既正确又符合运算要求的是( )
A. B.
C. D.
三、解答题
41.滑雪运动是运动员把滑雪板装在靴底在雪地上进行的滑行、跳跃的竞赛运动。当滑雪板相对雪地速度较大时,会把雪内的空气逼出来,在滑雪板与雪地间形成一个暂时的“气垫”,从而大大减小雪地对滑雪板的摩擦。然而当滑雪板相对雪地速度较小时,与雪地接触的时间超过某一值,滑雪板就会下陷,使得与雪地间的摩擦力增大。假设速度超过8 m/s时,滑雪板与雪地间的动摩擦因数就会由μ1=0.25变为μ2=0.125。一运动员从倾角θ=37°的坡顶A处由静止开始自由下滑,滑至坡底B(B处为一光滑小圆弧)后又滑上一段水平地面,最后停在C处,如图所示。不计空气阻力,已知坡长l=24.1 m,g取10 m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。
(1)求运动员从静止开始到动摩擦因数发生变化所经历的时间;
(2)求运动员到达B处时的速度大小;
(3)若滑雪板与水平地面间的动摩擦因数μ3=0.5,求运动员在水平地面上运动的最大距离。
42.如图所示,截面为直角三角形的木块置于粗糙的水平地面上,其倾角θ=30°,斜面长为7 m。现木块上有一质量为m=1.0 kg的滑块从斜面顶端下滑,测得滑块在0.40 s内速度增加了1.4 m/s,且知滑块滑行过程中木块处于静止状态,重力加速度g取10 m/s2,求:
(1)滑块滑行过程中受到的摩擦力大小;
(2)滑块滑到木块底部时的速度大小。
43.如图所示,一足够长的斜面倾角为37°,斜面BC与水平面AB圆滑连接。质量m=2kg的物体静止于水平面上的M点,M点距B点之间的距离L=9m,物体与水平面和斜面间的动摩擦因数均为μ=0.5,现使物体受到一水平向右的恒力F=14N作用,运动至B点时撤去该力(sin37°=0.6,cos37°=0.8,取g=10m/s2)。则:
(1)物体到达B点时的速度是多大?
(2)物体在斜面上滑行的时间是多少?
44.1995年美国费米国家实验室在实验中观察到了顶夸克,测得它的静止质量m=3.1×10-25kg,寿命,这是近二十几年粒子物理研究最重要的实验进展之一。正、反顶夸克之间的强相互作用势能可写为,式中r是正、反顶夸克之间的距离,αS是强相互作用耦合常数,k是与单位制有关的常数,在国际单位制中k=0.319×10-25J·m,则在国际单位制中强相互作用耦合常数αS有单位吗?如果有单位,其单位是什么?如果没有单位,说明理由。
45.一辆重4 t的汽车,从静止开始,在水平路面上行驶,已知发动机的牵引力为1600 N,汽车在运动时所受阻力为车重的0.02倍,取g=10 m/s2,求:
(1)汽车在开出后加速度的大小;
(2)经过多长时间汽车的速度可达10 m/s.
四、填空题
46.现有以下物理量或单位,按照要求选择填空:
A.密度 B.米/秒 C.牛顿 D.加速度 E.质量 F.秒 G.厘米
H.长度 I.时间 J.千克
(1)属于物理量的是________;
(2)在国际单位制中,作为基本单位的物理量________;
(3)在国际单位制中,基本单位是________;属于导出单位的是________.
47.物理公式在确定物理量间的数量关系的同时,也确定了物理量间的单位关系。下面给出的式子中,l是长度,v是速度,m是质量,g是重力加速度,这些量都用国际单位制单位。试判断下列式子的单位,并指出这些单位所对应的物理量的名称。
(1):单位是________,物理量名称是________;
(2):单位是________,物理量名称是________;
(3):单位是________,物理量名称是________。
参考答案:
1.C
【解析】
【分析】
【详解】
对小球,竖直方向
F1=mg
水平方向
F2=ma
铁夹对球的作用力
与水平方向的夹角
即大小和方向都与小球的加速度大小有关。
故选C。
2.D
【解析】
【详解】
加速运动阶段,顾客的加速度沿电梯斜向上,有竖直向上的分加速度,根据牛顿第二定律,电梯对他的支持力大于其重力,处于超重状态;匀速运动阶段,加速度为0,所以既不超重也不失重.故A错误.加速阶段乘客加速度斜向上,加速度有水平向右的分量,则受到的摩擦力方向水平向右,选项B错误;加速阶段,乘客受到竖直向上的支持力和水平向右的摩擦力,则电梯对乘客的作用力斜向右上方;电梯匀速上升时,电梯对乘客只有向上的支持力,即电梯对乘客的作用力竖直向上,选项C错误,D正确.
3.B
【解析】
【详解】
AB.剪断细绳前,B物块受力平衡:
剪断细绳后,B物块落地,刚开始A物块受到竖直向下的重力和弹力,物块加速下落,下落过程中弹力变小,加速度减小。当弹簧恢复原长后,A物块继续向下运动,压缩弹簧,当弹簧弹力等于重力时,物块加速度减为零时速度最大,此时弹簧压缩量为,对A物块:
解得:,A物块向下运动的总距离为,A错误,B正确;
CD.剪断细绳前,A物体受力平衡:
剪断细绳后,弹簧弹力不突变,重力和弹力的合力与剪断前绳子拉力等大反向,所以A物体的加速度:
CD错误。
故选B。
4.D
【解析】
【详解】
把滑块和小球看作一个整体受力分析,沿杆方向
(m1+m2)gsin30°+f=(m1+m2)a
垂直杆方向
FN=(m1+m2)gcos30°
摩擦力
f=μFN
联立可解得
a=gsin30°+μgcos30°=7.5 m/s2
小球加速度沿杆向下,由于
a>gsin30°=5 m/s2
对小球受力分析可知,细绳偏离垂直杆的方向向右。故D正确;ABC错误。
故选D。
5.A
【解析】
【分析】
由题知,不挂钢球时,弹簧下端指针位于直尺20cm刻度处,则弹簧的原长l0 = 0.2m;下端悬挂钢球,静止时指针位于直尺40cm刻度处,则根据受力平衡有
mg = k(l - l0)
可计算出
k =
【详解】
A.由分析可知,在30cm刻度时,有
F弹 - mg = ma(取竖直向上为正方向)
代入数据有
a = - 0.5g
A正确;
B.由分析可知,在40cm刻度时,有
mg = F弹
则40cm刻度对应的加速度为0,B错误;
C.由分析可知,在50cm刻度时,有
F弹 - mg = ma(取竖直向上为正方向)
代入数据有
a = 0.5g
C错误;
D.设刻度对应值为x,结合分析可知
,x = (取竖直向上为正方向)
经过计算有
a = (x > 0.2)或a = (x < 0.2)
根据以上分析,加速度a与刻度对应值为x成线性关系,则各刻度对应加速度的值是均匀的,D错误。
故选A。
6.C
【解析】
【分析】
【详解】
A.由图可知拉手所受合力向左,则加速度向左,列车向左加速或向右减速,而前进方向向右,所以列车减速进站,选项A正确;
B.拉手与列车具有相同的加速度,即两拉手具有相同的加速度,受力分析可知
所以
α=β
选项B正确;
C.因列车加速度不变,则拉手的加速度不变,由可知偏角不变,选项C错误;
D.根据,可得加速度大小
选项D正确。
本题选不正确的,故选C。
7.C
【解析】
【分析】
【详解】
对于ab组成的整体,整体具有沿斜面向下的加速度,设为a,将a正交分解为竖直方向分量a1,水平分量a2, 对整体,由牛顿第二定律得
(ma+mb)gsinθ=(ma+mb)a

a=gsinθ
对a,由牛顿第二定律得
竖直方向上
mag-N=maa1=magsinθsinθ
水平方向上
f=maa2=magsinθcosθ
则得支持力
N=G-Gsin2θ=Gcos2θ
摩擦力大小为
f=Gsinθcosθ
方向水平向右。故ABD错误,C正确。
故选C。
8.A
【解析】
【分析】
【详解】
轻绳被剪断前,对小球B进行受力分析,由平衡条件可知,轻弹簧的拉力
F=mgsin30°
轻绳被剪断的瞬间,轻弹簧的长度还没有来得及发生变化,轻弹簧的弹力不变,小球B的受力情况没有发生变化,仍然处于静止状态,加速度为零。在剪断轻绳的瞬间,小球A受到轻弹簧沿斜面向下的拉力、重力、斜面的支持力,对小球A,由牛顿第二定律有
F+mgsin30°=maA
解得
aA=g
故选A。
9.C
【解析】
【分析】
【详解】
开始时,对木块1分析,处于平衡状态,弹簧的弹力
抽出木板的瞬间,弹簧的弹力不变,木块1所受的合力仍然为零,则加速度
抽出木板的瞬间,弹簧的弹力不变,对木块2,受重力和弹簧向下的弹力,根据牛顿第二定律得
故C正确,ABD错误。
故选C。
10.C
【解析】
【分析】
【详解】
未剪断弹簧之前,根据平衡条件可得
解得

AB.剪断弹簧b的瞬间,弹簧b的弹力消失,弹簧a的弹力不变,根据牛顿第二定律可得,沿斜面方向有
垂直斜面方向有
联立解得
,方向沿斜面向上
根据牛顿第三定律,可知小球对斜面的压力为,故A、B错误;
CD.剪断弹簧a的瞬间,弹簧a的弹力消失,弹簧b的弹力不变,根据牛顿第二定律可得,沿斜面方向有
解得
,方向沿斜面向下
故C正确,D错误。
故选C。
11.D
【解析】
【详解】
A.对C受力分析如图,当货车由静止向左做加速运动时,C的加速度向左,则三个力的合力向左,故A对C的支持力变小,故A错误;
BC.货车静止时或向左匀速运动时,管C都处于平衡状态,受到的三个力的合力为零,与匀速的速度大小无关。有几何关系和平衡条件有
解得
故货车静止时,管C受到管A给它的支持力为,货车向左匀速运动时,速度不论多大,B对C的支持力都等于不变,故BC都错误;
D.当货车向左做加速运动时,加速度达到时,竖直方向有
水平方向有
联立两式解得
故D正确。
故选D。
12.B
【解析】
【分析】
【详解】
CD.因为小圆环穿过轻绳且可在绳上自由滑动,所以AC绳的拉力和BC绳的拉力大小相等。CD错误;
AB.因为小圆环穿过轻绳且可在绳上自由滑动,所以小车如果静止或者匀速直线运动,小圆环应该位于AB中点的正下方。现在小圆环在中点偏右,并且角度不变,根据牛顿第一定律(就像刹车时候人会向前倾一样),说明小车正在向右匀减速运动。B正确。
故选B。
13.D
【解析】
【详解】
A.由于s-t图像的斜率表示速度,可知在0~t1时间内速度增加,即乘客的加速度向下,处于失重状态,则FNB.在t1~t2时间内速度不变,即乘客的匀速下降,则FN=mg,选项B错误;
CD.在t2~t3时间内速度减小,即乘客的减速下降,超重,则FN>mg,选项C错误,D正确;
故选D。
14.A
【解析】
【详解】
设物块P的质量为m,加速度为a,静止时弹簧的压缩量为x0,弹簧的劲度系数为k,由力的平衡条件得,mg=kx0,以向上为正方向,木块的位移为x时弹簧对P的弹力:F1=k(x0-x),对物块P,由牛顿第二定律得,F+F1-mg=ma,由以上式子联立可得,F=k x+ma.可见F与x是线性关系,且F随着x的增大而增大,当x=0时,kx+ma>0,故A正确,B、C、D错误.故选A.
【点睛】
解答本题的关键是要根据牛顿第二定律和胡克定律得到F与x的解析式,再选择图象,这是常用的思路,要注意物块P的位移与弹簧形变量并不相等.
15.B
【解析】
【详解】
A.超重时就是橡皮筋对钩码的拉力增加了,钩码的重力不变。失重时是橡皮筋对钩码的拉力减小,钩码的重力也不变,故A错误;
B.钩码运动过程中,如果橡皮筋对手指的压力逐渐增大,则说明橡皮筋对钩码的拉力增大,根据胡克定律可知,橡皮筋形变量增大,则钩码一定处于下降阶段,故B正确;
C.钩码下降到最低点时,橡皮筋弹力最大,且大于重力,速度为零,加速度达到最大,故C错误;
D.钩码运动过程中,如果橡皮筋对手指的压力逐渐增大,说明钩码在向下运动,可能是减速下降,处于失重状态,故D错误。
故选B。
16.D
【解析】
【详解】
ABCD.由国际基本单位制可知,“千克”对应的物理量为质量。故D正确ABC错误。
故选D。
17.B
【解析】
【详解】
在国际单位制中,力学范围内,除m、kg、s是基本单位外,其余都是导出单位,所以B正确,ACD错误。
故选B。
18.C
【解析】
【详解】
A. N是导出单位,kg、m是基本单位,故A错误;
B. s、kg、m都是基本单位,故B错误;
C. m/s2、N、J全部是导出单位,故C正确;
D. m/s2、J是导出单位,m是基本单位,故D错误。
故选C。
19.B
【解析】
【分析】
国际单位制中规定了七个基本物理量.分别为长度、质量、时间、热力学温度、电流、光强度、物质的量.它们的在国际单位制中的单位称为基本单位,而物理量之间的关系式推到出来的物理量的单位叫做导出单位.他们在国际单位制中的单位分别为米、千克、秒、开尔文、安培、坎德拉、摩尔.
【详解】
在国际单位制中,力学范围内的三个基本物理量分别为长度,质量和时间;三个基本单位是米、千克和秒;力的单位是导出单位;并非只有国际单位制才由基本单位和导出单位组成.
故本题选B.
【点睛】
单位制包括基本单位和导出单位,规定的基本量的单位叫基本单位,由物理公式推导出的但为叫做导出单位.
20.D
【解析】
【详解】
1000米跑3分10秒:分不是国际单位制单位,故A错误;肺活量:3200毫升,毫升不是国际单位制单位,故B错误;引体向上:15次,次不是国际单位制单位,故C错误;米是国际单位制单位,故D正确.所以D正确,ABC错误.
21.D
【解析】
【详解】
阻力的大小与速度的平方成正比,即
则公式成立,单位等价,则k的单位为
故D正确,ABC错误。
故选D。
22.B
【解析】
【详解】
根据公式x=(t1+t2),由于力的单位是N,时间单位是s,质量单位是kg,故等式右边的单位是:;等号左边的单位是:m;即等号左右单位不同,故等号不成立;故选B.
【点睛】
物理公式在确定物理量的数量关系的同时,也确定了物理量的单位关系.因此物理学中选定七个物理量的单位作为基本单位,根据物理公式中其他物理量和这几个物理量的关系,推导出其他物理量的单位.这些推导出来的单位叫做导出单位.基本单位和导出单位一起组成了单位制.
23.C
【解析】
【分析】
【详解】
A.选定的基本量及其基本单位都相同,单位制才相同,A错误;
B.单位制由基本单位和导出单位组成,B错误;
C.由国际单位制中的基本单位导出的单位仍是国际单位制中的单位,其他单位制中的基本单位导出的单位也是其他单位制中的单位,C正确;
D.物理公式既能确定物理量间的数量关系,也能确定物理量间的单位关系,D错误;
故选C。
24.D
【解析】
【分析】
【详解】
统一单位制
m=20 g=0.02 kg,a=20 cm/s2=0.2 m/s2
由牛顿第二定律可得
F=ma=0.02×0.2 N=0.004 N
故选D。
25.C
【解析】
【详解】
根据牛顿二定律可知:,即则:的单位为:
故选项C正确,选项ABD错误.
故选C。
26.A
【解析】
【详解】
A、m、s是基本单位,加速度的单位是m/s2,是由m、s两个基本单位组合而成的,故A正确;
B、m/s不是基本单位,是导出单位,故B错误;
C、N不是基本单位,是导出单位,故C错误;
D、由上可知,D错误;
故选A.
【点睛】
国际单位制规定了七个基本物理量.分别为长度、质量、时间、热力学温度、电流、光强度、物质的量.它们的在国际单位制中的单位称为基本单位,而物理量之间的关系式推到出来的物理量的单位叫做导出单位.
27.D
【解析】
【分析】
【详解】
国际单位制中三个力学基本物理量是长度,质量,时间,测量它们的仪器分别是米尺,天平,秒表,故选D。
【点睛】
28.A
【解析】
【分析】
【详解】
A.由p=mv可得动量的单位应是kg·m/s,A正确;
BCD.根据牛顿第二定律,F的单位为
N=kg·m/s2
所以动量的单位还可以表示为N·s,而
BCD错误。
故选A。
29.D
【解析】
【详解】
根据牛顿第二定律,,故选D.
30.A
【解析】
【详解】
根据传播速度v 与空气的密度ρ以及压强p的单位,结合“力学制单位”来求解.传播速度v的单位m/s,密度ρ的单位kg/m3,p的单位kg/m s2,在A选项中,代入压强p和密度ρ的单位化简后单位为m/s,正与速度单位“m/s”相同,是正确的.在B选项中,同理可得化简后的单位为s/m,不是速度的单位.C项化简得m2/s2,不是速度单位.D项化简得s2/m2,也不是速度单位.
故选A。
31.B
【解析】
【详解】
表达式Ff=kSv2中:Ff、S、v的单位分别为N,m2、m/s,又1N=1kg m/s2,则得:1kg m/s2=1k m2 m2/s2,所以k的单位为 kg/m3,故B正确,ACD错误.故选B.
点睛:本题是信息题,根据力学单位制求出比例系数的单位,关键要掌握各个物理量的单位,知道1N=1kg m/s2.
32.A
【解析】
【详解】
由,得 ,k的单位是N/m,S是单位是m2,L的单位是m,代入上式得Y的单位是N/m2=N m-2;
故选A.
33.BC
【解析】
【分析】
【详解】
A.由图给信息可知,开始时运动员静止在蹦床上,所受弹力与重力大小相等,即
解得运动员的质量
选项A错误;
B.在蹦床上时受到的最大弹力
最大加速度
选项B正确;
CD.运动员离开蹦床后在空中运动的时间
上升和下落的时间分别为,则最大高度为
选项C正确、D错误。
故选BC。
34.AC
【解析】
【分析】
【详解】
两个夹角为120°的50 N的力,其合力仍为50 N,加速度
a==25 m/s2
3 s末速度
v=at=75 m/s
3 s内位移
x=at2=112.5 m
故A、C正确,B、D错误。
故选AC。
35.BD
【解析】
【分析】
【详解】
AB.运动员刚接触床面时重力大于弹力,运动员向下做加速运动,运动员处于失重状态,随着床面形变的增大,弹力逐渐增大,弹力大于重力时,运动员做减速运动,运动员处于超重状态,故A错误,B正确;
CD.运动员在上升过程,先向上加速,后向上减速,即先处于超重状态后处于失重状态,故C错误,D正确。
故选BD。
36.AB
【解析】
【详解】
结合两图像可判断出0-2s物块和木板还未发生相对滑动,它们之间的摩擦力为静摩擦力,此过程力F等于f,故F在此过程中是变力,即C错误;2-5s内木板与物块发生相对滑动,摩擦力转变为滑动摩擦力,由牛顿运动定律,对2-4s和4-5s列运动学方程,可解出质量m为1kg,2-4s内的力F为0.4N,故A、B正确;由于不知道物块的质量,所以无法计算它们之间的动摩擦因数μ,故D错误.
37.BD
【解析】
【详解】
物体对电梯的压力大小等于电梯对物体的支持力大小,物体与电梯运动状态相同。
A.在第1s内,压力大小小于重力,由牛顿第三定律可知,支持力大小小于重力大小,则可知物体处于失重状态,所受合力逐渐减小,由牛顿第二定律可知,加速度发生变化,则电梯不可能做匀变速运动,故A不符合题意;
B.在第2s内,由图可知,支持力等于重力,则此时电梯可能处于静止或匀速运动状态,故B符合题意;
C.在第3s内,由图可知,支持力大于重力,则物体处于超重状态,所受合力逐渐增大,由牛顿第二定律可知,加速度发生变化,则电梯不可能做匀变速运动,故C不符合题意
D.在第4s内,由图可知,支持力大于重力,且为恒力,则物体处于超重状态,合力向上且不变,则电梯可能向上做匀加速直线运动,或向下做匀减速直线运动,故D符合题意。
故选BD。
38.ACD
【解析】
【详解】
A.在力学中,质量、长度及时间作为基本物理量,其单位作为基本单位,故A正确;
B.牛顿是根据牛顿第二定律推导出来的单位,所以牛顿是导出单位,不是基本单位,故B错误;
C.由可知
故C正确;
D.“米”、“千克”、“牛顿”都属于国际单位制的单位,其中“米”、“千克”是基本单位,“牛顿”是导出单位,故D正确。
故选ACD。
39.ABC
【解析】
【详解】
A.如果物体的初速度为0,则由匀变速直线运动速度与位移关系有,得,A关系式错误;
BD.Fx表示的是外力做的功,由动能定理可知,可得,故B错误D正确;
C.Ft表示的是冲量,由动量定理可得,不等于位移s,C错误.
本题选择错误的,故选ABC。
40.BD
【解析】
【详解】
计算中各物理量的单位要统一用同单位制,只有这样才能直接得到某物理量的单位.
A. 加速度和时间用的是国际单位,位移差也应该用国际单位m,故A选项错误;
B.加速度、位移差、时间都是应用国际单位,应用匀变速直线运动推论公式正确,故B选项正确;
C.力和加速度用的是国际单位,质量也应该用国际单位kg,故C选项错误;
D. 加速度、加速度、质量都是应用国际单位,应用牛顿第二定律公式正确,故D选项正确;
41.(1)2 s ;(2)15 m/s; (3)22.5 m
【解析】
【分析】
【详解】
(1)由牛顿第二定律得
mgsinθ-μ1mgcosθ=ma1

a1=gsinθ-μ1gcosθ=4 m/s2
运动员从静止开始到动摩擦因数发生变化所经历的时间
t1==2 s
位移
x1=a1t12=8 m
(2)由牛顿第二定律得
mgsinθ-μ2mgcosθ=ma2

a2=gsinθ-μ2gcosθ=5 m/s2

vB2=v2+2a2(l-x1)
代入数据解得
vB=15 m/s
(3)根据牛顿第二定律得
a3=μ3g=5 m/s2
在水平面滑行的距离
x3==22.5 m
42.(1)1.5 N; (2)7 m/s
【解析】
【分析】
【详解】
(1)由题意可知,滑块滑行的加速度
对滑块受力分析,如图所示,根据牛顿第二定律得
mgsinθ-Ff=ma
解得
Ff=1.5 N
(2)根据
v2=2ax

v=m/s=7 m/s
43.(1);(2)。
【解析】
【详解】
(1)在水平面上,根据牛顿第二定律可知
解得

到,根据速度位移公式可知
解得

(2)在斜面上向上运动,根据牛顿第二定律可知
代入数据解得
根据速度位移公式可知
解得
由得
因,所以物体速度减为零后会继续下滑
下滑时根据牛顿第二定律可知
解得
由得
所以物体在斜面上滑行的总时间
44.见解析
【解析】
【详解】
由正、反顶夸克之间的强相互作用势能的关系式
整理可得
则αS的单位为(m·J)/(J·m),所以在国际单位制中强相互作用耦合常数αS无单位。
45.(1)0.2m/s2 ;(2)50 s
【解析】
【详解】
(1)汽车所受的阻力:f=kmg=0.02×4×103×10N=×800N
根据根据牛顿第二定律得,F-f=ma,
(1)由公式:v=at得:
46. ADEHI EHI FJ BC
【解析】
【详解】
(1)[1]在国际单位制中,力学中的基本物理量分别是长度、质量、时间,其单位分别是米、千克、秒.属于物理量的是A、D、E、H、I.
(2)[2]在国际单位制中,作为基本单位的物理量是E、H、I.
(3)[3]在国际单位制中,作为基本物理量的单位为基本单位,是F、J;
[4]根据公式导出的单位属于导出单位,是B、C.
47. s 时间 m/s2 加速度 N 力
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1][2]l的单位为m,g的单位是m/s2,则的单位是s,是时间的单位。
(2)[3][4]v的单位为m/s,l的单位为m,则的单位为m/s2,是加速度的单位。
(3)[5][6]m的单位为kg,v的单位为m/s,l的单位为m,则的单位为
kg·m/s2=N
是力的单位。
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