高中物理必修第一册 4.3 牛顿第二定律练习题（含解析）
文档属性
| 名称 | 高中物理必修第一册 4.3 牛顿第二定律练习题（含解析） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 2.4MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-04-21 07:39:48 | ||
图片预览
文档简介
高中物理必修第一册第4章牛顿第二定律练习题
学校:___________姓名：___________班级：___________
一、单选题
1．在升降机底部安装一个加速度传感器，其上放置了一个质量为m的小物块，如图甲所示。升降机从t=0时刻开始竖直向上运动，加速度传感器显示加速度a随时间t变化的图像如图乙所示。取竖直向上为正方向，重力加速度大小为g，以下说法正确的是（ ）
A．在0~2t0时间内，物块先处于失重状态，后处于超重状态
B．在t0~3t0时间内，物块先处于失重状态，后处于超重状态
C．t=t0时刻，物块所受的支持力大小为mg
D．t=3t0时刻，物块所受的支持力大小为2mg
2．2022年11月1日，23吨的梦天实验舱与60吨的天和核心舱组合体顺利对接，完成了中国空间站建设最后一个模块的搭建。若对接前天和核心舱组合体在距地高度的正圆轨道运动，运行速度略小于梦天实验舱对接前的速度，则（ ）
A．对接时梦天舱和天和舱因冲击力而产生的加速度相同
B．对接前空间站内宇航员所受地球的引力为零
C．对接后空间站绕地运行速度大于第一宇宙速度
D．若不启动发动机调整轨道，对接后空间站的轨道将会是椭圆
3．用恒定不变的力F推一个静止在光滑水平面上质量为m的物体，物体的速度达到，所需的时间为（ ）
A． B． C． D．
4．如图所示，跳跳杆底部装有一根弹簧，小孩和杆的总质量为m。忽略空气阻力，小孩和杆从图示位置静止竖直下落，从弹簧接触地面到小孩运动到最低点的过程中，对小孩和杆组成的系统，下列说法正确的是（ ）
A．速度不断减小
B．加速度先变小再变大
C．先是加速度增大的加速运动，后是加速度减小的减速运动
D．到最低点时，小孩和杆处于平衡状态
5．蹦床运动深受人们喜爱，如图为小明同学在杭州某蹦床馆，利用传感器测得蹦床弹力随时间的变化图。假设小明仅在竖直方向运动，忽略空气阻力，依据图像给出的物理信息，可得（ ）
A．7.5s至8.3s内，运动员先处于失重状态再处于超重状态
B．小明的最大加速度为50
C．小明上升的最大高度为20m
D．小明在整个蹦床过程中机械能守恒
6．如图所示，在倾角为的光滑斜面上，物块A、B质量分别为m和2m。物块A静止在轻弹簧上面，物块B用细线与斜面顶端相连，A、B紧挨在一起但A、B之间无弹力。已知重力加速度为g，某时刻把细线剪断，当细线剪断瞬间，下列说法正确的是（ ）
A．物块A的加速度为0 B．物块A的加速度为
C．物块B的加速度为0 D．物块B的加速度为
7．如图所示，一轻弹簧的上端固定，下端悬挂一重物，静止时弹簧伸长了8cm。现再将重物向下拉4cm，然后放手，则在释放重物的瞬间，重物的加速度大小为（重力加速度为g）（ ）
A． B． C． D．g
8．一物体在F1、F2、F3三个恒力共同作用下做匀速直线运动，突然撤去F2这个力，则（ ）
A．物体立即朝F2的反方向运动
B．物体一定改做匀变速曲线运动
C．物体有可能沿F2原方向做匀减速运动
D．物体有可能沿F2反方向做匀减速运动
9．如图所示，倾角为、质量为M的斜面体放在水平面上，两质量均为m的物体甲、乙紧靠在一起放在斜面体上，物体甲与斜面体之间的动摩擦因数为μ，物体乙与斜面体之间的摩擦力可忽略不计，现将两物体由斜面体的顶端静止释放，两物体沿斜面体向下滑动，斜面体始终保持静止，重力加速度为g。则下列说法正确的是（ ）
A．两物体的加速度为
B．物体甲对物体乙的弹力为μmgcos
C．地面所受的压力为
D．地面所受的摩擦力为mgcos（2sin-μcos）
二、多选题
10．甲、乙两个物体在同一直线上沿正方向运动，a甲=4 m/s2，a乙=m/s2，那么对甲、乙两物体判断正确的是（ ）
A．甲的加速度与乙的加速度大小相等
B．甲做加速直线运动，乙做减速直线运动
C．甲的速度比乙的速度变化快
D．每经过1s，甲的速度改变量一定大于乙的速度改变量
11．如图，P、Q两物体叠放在水平面上，已知两物体质量均为，P与Q间动摩擦因数为，Q与水平面间动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度，当水平向右的外力作用在Q物体上时。下列说法正确的是（ ）
A．Q对P的摩擦力方向水平向右 B．水平面对Q的摩擦力大小为2N
C．P与Q之间的摩擦力大小为4N D．P与Q发生相对滑动
12．如图所示，活塞的质量为，缸套的质量为，通过弹簧吊在天花板上，汽缸内封住一定质量的空气，缸套与活塞无摩擦，活塞截面积为S，大气压强为p0，则（ ）
A．汽缸内空气的压强等于
B．汽缸内空气的压强等于
C．弹簧对活塞的作用力为
D．弹簧对活塞的作用力为
13．如图所示，水平轻弹簧两端拴接两个质量均为m的小球a和b，拴接小球的细线P、Q固定在天花板上，两球静止，两细线与水平方向的夹角均为37°。现剪断细线P。重力加速度大小为g，取，。下列说法正确的是（ ）
A．剪断细线P前，弹簧的弹力大小为
B．剪断细线P的瞬间，小球a的加速度大小为
C．剪断细线P的瞬间，小球b的加速度大小为0
D．剪断细线P的瞬间，细线Q的拉力与剪断细线P前，细线P的拉力大小相同
试卷第11页，共33页
试卷第11页，共33页
参考答案
1．C
【详解】AB．当a>0时，物块具有向上的加速度，处于超重状态，故AB错误；
C．t=t0时刻，a=0，FN=mg，故C正确；
D．t=3t0时刻，a=2g，由牛顿第二定律有
FN－mg=ma
得
FN=3mg
故D错误。
故选C。
2．D
【详解】A．梦天舱和天和舱因之间因冲击对梦天舱和天和舱产生的力大小相等方向相反，可知梦天舱和天和舱的加速度方向不同，梦天舱和天和舱的质量不等，根据可知梦天舱和天和舱的加速度大小不相等，故A错误；
B．空间站内的宇航员受到地球的万有引力，由于万有引力全部提供做圆周运动的向心力，所以宇航员处于完全失重状态，故B错误；
C．第一宇宙速度为环绕地球做圆周运动的物体的最大速度，可知对接后空间站绕地运行速度小于第一宇宙速度，故C错误；
D．对接后空间站的速度会发生变化，若不启动发动机调整轨道，对接后空间站的轨道将会是椭圆，故D正确。
故选D。
3．C
【详解】由牛顿第二定律得
根据运动学公式有
解得
C正确。
故选C。
4．B
【详解】ABC．下落过程中，弹簧弹力增大，当时有
加速度向下，且逐渐减小，系统做加速运动；
当时有
加速度向上，且加速度逐渐增大，系统做减速运动；
所以系统先做加速度减小的加速运动，后做加速度增大的减速运动，故A、C错误，B正确；
D．最低点时，弹簧弹力最大，系统具有向上的最大加速度，故D错误。
故选B。
5．B
【详解】A．由图可知运动员重力大小为400N，在7.5s至8.3s内，蹦床弹力由0增加到2400N再减小到0，运动员先处于失重状态后处于超重状态再处于失重状态，故A错误；
B．由图可知，小明的重力为400N，质量为
小明加速度最大为
故B正确；
C．由图可知，小明在空中时间为
由运动的对称性可知，下落时间为
小明上升的最大高度为
故C错误；
D．小明在蹦床过程的开始阶段上升高度会越来越高，人本身要对自己做功，机械能增加，故D错误。
故选B。
6．B
【详解】剪断细线前，A、B紧挨在一起但A、B之间无弹力，以A为对象，可知弹簧对A的弹力方向沿斜面向上，大小
剪断细线的瞬间，弹簧的弹力保持不变，以物块A、B为整体，根据牛顿第二定律得
解得
可知物块A、B的加速度均为。
故选B。
7．B
【详解】假设弹簧的劲度系数为k，第一次弹簧伸长了
x1＝8cm
由胡克定律和平衡条件得
kx1－mg＝0
第二次弹簧伸长了
x2＝12cm
且在释放重物的瞬间，弹簧的弹力不变，由牛顿第二定律得
kx2－mg＝ma
解得
a＝
故选B。
8．C
【详解】ABC．物体在F1、F2、F3等三个恒力共同作用下做匀速直线运动，即三力平衡，三个力的合力为零。当突然撤去F2这个力时，另外两个力的合力与F2大小相等、方向相反。若物体原来速度的方向与F1和F3的合力的方向相反，则物体沿F2原方向做匀减速直线运动，不可能立即朝F2反方向运动，也不一定做曲线运动，故A、B错误，C正确；
D．因F1和F3的合力沿F2反方向，不论物体原来速度方向如何，均不可能沿F2反方向做匀减速运动，故D错误。
故选C。
9．D
【详解】A．以物体甲、乙为研究对象，整体受重力、支持力、物体甲沿斜面向上的摩擦力，由牛顿第二定律得
解得
故A错误；
B．对物体乙由牛顿第二定律得
解得
故B错误；
CD．以斜面体为研究对象，假设地面对斜面体的摩擦力水平向左，受力分析如图所示
由力的平衡条件得，竖直方向
又
水平方向
解得
，
故C错误，D正确。
故选D。
10．AB
【详解】A．加速度的正负只是表示方向，可知甲、乙两个物体加速度大小相等、方向相反，故A正确；
B．由于速度沿正方向，所以甲的加速度方向与速度方向相同，甲做加速直线运动。乙的加速度方向与速度方向相反，乙做减速直线运动，故B正确；
C．由于甲、乙加速度大小相等，所以甲的速度比乙的速度变化一样快，故C错误；
D．根据加速度公式
由于甲、乙两个物体加速度大小相等，时间也相等，所以甲、乙速度变化量相等。故D错误。
故选AB。
11．AC
【详解】CD．假设当水平向右的外力作用在Q物体上时，P与Q相对静止一起向右做匀加速直线运动，以P与Q为整体，根据牛顿第二定律可得
解得
以P为研究对象，根据牛顿第二定律可得
由于
说明假设成立，C正确，D错误；
A．P的加速度水平向右，可知Q对P的摩擦力方向水平向右，A正确；
B．水平面对Q的摩擦力大小为
B错误；
故选AC。
12．AC
【详解】AB．以缸套为研究对象受力分析，由平衡条件得
解得
A正确，B错误；
CD．以缸套与活塞组成的系统为研究对象，由平衡条件得，弹簧对活塞的作用力为
C正确，D错误。
故选AC。
13．BCD
【详解】A．剪短细线P前，对小球a进行受力分析，小球a受竖直向下的重力，水平向右的弹簧弹力以及沿绳子向上的细绳的拉力。根据共点力平衡有
解得
故A项错误；
B．剪短细线瞬间，弹簧的弹力不变，小球a所受的合力等于其剪断前细绳的拉力，即
对小球有
解得
故B项正确；
C．剪断细线P的瞬间，弹簧的弹力不变，所以小球b处于静止状态，合力为零，加速度为0，故C项正确；
D．剪断细线P前，对b球受力分析，有
解得
即两个细线上的拉力是相同的，剪断细线P瞬间，弹簧的弹力不变，小球b受力情况不变，所以细线上的拉力不变，即剪断细线P的瞬间，细线Q的拉力与剪断细线P前，细线P的拉力大小相同，故D线正确。
故选BCD。
答案第11页，共22页
答案第11页，共22页
学校:___________姓名：___________班级：___________
一、单选题
1．在升降机底部安装一个加速度传感器，其上放置了一个质量为m的小物块，如图甲所示。升降机从t=0时刻开始竖直向上运动，加速度传感器显示加速度a随时间t变化的图像如图乙所示。取竖直向上为正方向，重力加速度大小为g，以下说法正确的是（ ）
A．在0~2t0时间内，物块先处于失重状态，后处于超重状态
B．在t0~3t0时间内，物块先处于失重状态，后处于超重状态
C．t=t0时刻，物块所受的支持力大小为mg
D．t=3t0时刻，物块所受的支持力大小为2mg
2．2022年11月1日，23吨的梦天实验舱与60吨的天和核心舱组合体顺利对接，完成了中国空间站建设最后一个模块的搭建。若对接前天和核心舱组合体在距地高度的正圆轨道运动，运行速度略小于梦天实验舱对接前的速度，则（ ）
A．对接时梦天舱和天和舱因冲击力而产生的加速度相同
B．对接前空间站内宇航员所受地球的引力为零
C．对接后空间站绕地运行速度大于第一宇宙速度
D．若不启动发动机调整轨道，对接后空间站的轨道将会是椭圆
3．用恒定不变的力F推一个静止在光滑水平面上质量为m的物体，物体的速度达到，所需的时间为（ ）
A． B． C． D．
4．如图所示，跳跳杆底部装有一根弹簧，小孩和杆的总质量为m。忽略空气阻力，小孩和杆从图示位置静止竖直下落，从弹簧接触地面到小孩运动到最低点的过程中，对小孩和杆组成的系统，下列说法正确的是（ ）
A．速度不断减小
B．加速度先变小再变大
C．先是加速度增大的加速运动，后是加速度减小的减速运动
D．到最低点时，小孩和杆处于平衡状态
5．蹦床运动深受人们喜爱，如图为小明同学在杭州某蹦床馆，利用传感器测得蹦床弹力随时间的变化图。假设小明仅在竖直方向运动，忽略空气阻力，依据图像给出的物理信息，可得（ ）
A．7.5s至8.3s内，运动员先处于失重状态再处于超重状态
B．小明的最大加速度为50
C．小明上升的最大高度为20m
D．小明在整个蹦床过程中机械能守恒
6．如图所示，在倾角为的光滑斜面上，物块A、B质量分别为m和2m。物块A静止在轻弹簧上面，物块B用细线与斜面顶端相连，A、B紧挨在一起但A、B之间无弹力。已知重力加速度为g，某时刻把细线剪断，当细线剪断瞬间，下列说法正确的是（ ）
A．物块A的加速度为0 B．物块A的加速度为
C．物块B的加速度为0 D．物块B的加速度为
7．如图所示，一轻弹簧的上端固定，下端悬挂一重物，静止时弹簧伸长了8cm。现再将重物向下拉4cm，然后放手，则在释放重物的瞬间，重物的加速度大小为（重力加速度为g）（ ）
A． B． C． D．g
8．一物体在F1、F2、F3三个恒力共同作用下做匀速直线运动，突然撤去F2这个力，则（ ）
A．物体立即朝F2的反方向运动
B．物体一定改做匀变速曲线运动
C．物体有可能沿F2原方向做匀减速运动
D．物体有可能沿F2反方向做匀减速运动
9．如图所示，倾角为、质量为M的斜面体放在水平面上，两质量均为m的物体甲、乙紧靠在一起放在斜面体上，物体甲与斜面体之间的动摩擦因数为μ，物体乙与斜面体之间的摩擦力可忽略不计，现将两物体由斜面体的顶端静止释放，两物体沿斜面体向下滑动，斜面体始终保持静止，重力加速度为g。则下列说法正确的是（ ）
A．两物体的加速度为
B．物体甲对物体乙的弹力为μmgcos
C．地面所受的压力为
D．地面所受的摩擦力为mgcos（2sin-μcos）
二、多选题
10．甲、乙两个物体在同一直线上沿正方向运动，a甲=4 m/s2，a乙=m/s2，那么对甲、乙两物体判断正确的是（ ）
A．甲的加速度与乙的加速度大小相等
B．甲做加速直线运动，乙做减速直线运动
C．甲的速度比乙的速度变化快
D．每经过1s，甲的速度改变量一定大于乙的速度改变量
11．如图，P、Q两物体叠放在水平面上，已知两物体质量均为，P与Q间动摩擦因数为，Q与水平面间动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度，当水平向右的外力作用在Q物体上时。下列说法正确的是（ ）
A．Q对P的摩擦力方向水平向右 B．水平面对Q的摩擦力大小为2N
C．P与Q之间的摩擦力大小为4N D．P与Q发生相对滑动
12．如图所示，活塞的质量为，缸套的质量为，通过弹簧吊在天花板上，汽缸内封住一定质量的空气，缸套与活塞无摩擦，活塞截面积为S，大气压强为p0，则（ ）
A．汽缸内空气的压强等于
B．汽缸内空气的压强等于
C．弹簧对活塞的作用力为
D．弹簧对活塞的作用力为
13．如图所示，水平轻弹簧两端拴接两个质量均为m的小球a和b，拴接小球的细线P、Q固定在天花板上，两球静止，两细线与水平方向的夹角均为37°。现剪断细线P。重力加速度大小为g，取，。下列说法正确的是（ ）
A．剪断细线P前，弹簧的弹力大小为
B．剪断细线P的瞬间，小球a的加速度大小为
C．剪断细线P的瞬间，小球b的加速度大小为0
D．剪断细线P的瞬间，细线Q的拉力与剪断细线P前，细线P的拉力大小相同
试卷第11页，共33页
试卷第11页，共33页
参考答案
1．C
【详解】AB．当a>0时，物块具有向上的加速度，处于超重状态，故AB错误；
C．t=t0时刻，a=0，FN=mg，故C正确；
D．t=3t0时刻，a=2g，由牛顿第二定律有
FN－mg=ma
得
FN=3mg
故D错误。
故选C。
2．D
【详解】A．梦天舱和天和舱因之间因冲击对梦天舱和天和舱产生的力大小相等方向相反，可知梦天舱和天和舱的加速度方向不同，梦天舱和天和舱的质量不等，根据可知梦天舱和天和舱的加速度大小不相等，故A错误；
B．空间站内的宇航员受到地球的万有引力，由于万有引力全部提供做圆周运动的向心力，所以宇航员处于完全失重状态，故B错误；
C．第一宇宙速度为环绕地球做圆周运动的物体的最大速度，可知对接后空间站绕地运行速度小于第一宇宙速度，故C错误；
D．对接后空间站的速度会发生变化，若不启动发动机调整轨道，对接后空间站的轨道将会是椭圆，故D正确。
故选D。
3．C
【详解】由牛顿第二定律得
根据运动学公式有
解得
C正确。
故选C。
4．B
【详解】ABC．下落过程中，弹簧弹力增大，当时有
加速度向下，且逐渐减小，系统做加速运动；
当时有
加速度向上，且加速度逐渐增大，系统做减速运动；
所以系统先做加速度减小的加速运动，后做加速度增大的减速运动，故A、C错误，B正确；
D．最低点时，弹簧弹力最大，系统具有向上的最大加速度，故D错误。
故选B。
5．B
【详解】A．由图可知运动员重力大小为400N，在7.5s至8.3s内，蹦床弹力由0增加到2400N再减小到0，运动员先处于失重状态后处于超重状态再处于失重状态，故A错误；
B．由图可知，小明的重力为400N，质量为
小明加速度最大为
故B正确；
C．由图可知，小明在空中时间为
由运动的对称性可知，下落时间为
小明上升的最大高度为
故C错误；
D．小明在蹦床过程的开始阶段上升高度会越来越高，人本身要对自己做功，机械能增加，故D错误。
故选B。
6．B
【详解】剪断细线前，A、B紧挨在一起但A、B之间无弹力，以A为对象，可知弹簧对A的弹力方向沿斜面向上，大小
剪断细线的瞬间，弹簧的弹力保持不变，以物块A、B为整体，根据牛顿第二定律得
解得
可知物块A、B的加速度均为。
故选B。
7．B
【详解】假设弹簧的劲度系数为k，第一次弹簧伸长了
x1＝8cm
由胡克定律和平衡条件得
kx1－mg＝0
第二次弹簧伸长了
x2＝12cm
且在释放重物的瞬间，弹簧的弹力不变，由牛顿第二定律得
kx2－mg＝ma
解得
a＝
故选B。
8．C
【详解】ABC．物体在F1、F2、F3等三个恒力共同作用下做匀速直线运动，即三力平衡，三个力的合力为零。当突然撤去F2这个力时，另外两个力的合力与F2大小相等、方向相反。若物体原来速度的方向与F1和F3的合力的方向相反，则物体沿F2原方向做匀减速直线运动，不可能立即朝F2反方向运动，也不一定做曲线运动，故A、B错误，C正确；
D．因F1和F3的合力沿F2反方向，不论物体原来速度方向如何，均不可能沿F2反方向做匀减速运动，故D错误。
故选C。
9．D
【详解】A．以物体甲、乙为研究对象，整体受重力、支持力、物体甲沿斜面向上的摩擦力，由牛顿第二定律得
解得
故A错误；
B．对物体乙由牛顿第二定律得
解得
故B错误；
CD．以斜面体为研究对象，假设地面对斜面体的摩擦力水平向左，受力分析如图所示
由力的平衡条件得，竖直方向
又
水平方向
解得
，
故C错误，D正确。
故选D。
10．AB
【详解】A．加速度的正负只是表示方向，可知甲、乙两个物体加速度大小相等、方向相反，故A正确；
B．由于速度沿正方向，所以甲的加速度方向与速度方向相同，甲做加速直线运动。乙的加速度方向与速度方向相反，乙做减速直线运动，故B正确；
C．由于甲、乙加速度大小相等，所以甲的速度比乙的速度变化一样快，故C错误；
D．根据加速度公式
由于甲、乙两个物体加速度大小相等，时间也相等，所以甲、乙速度变化量相等。故D错误。
故选AB。
11．AC
【详解】CD．假设当水平向右的外力作用在Q物体上时，P与Q相对静止一起向右做匀加速直线运动，以P与Q为整体，根据牛顿第二定律可得
解得
以P为研究对象，根据牛顿第二定律可得
由于
说明假设成立，C正确，D错误；
A．P的加速度水平向右，可知Q对P的摩擦力方向水平向右，A正确；
B．水平面对Q的摩擦力大小为
B错误；
故选AC。
12．AC
【详解】AB．以缸套为研究对象受力分析，由平衡条件得
解得
A正确，B错误；
CD．以缸套与活塞组成的系统为研究对象，由平衡条件得，弹簧对活塞的作用力为
C正确，D错误。
故选AC。
13．BCD
【详解】A．剪短细线P前，对小球a进行受力分析，小球a受竖直向下的重力，水平向右的弹簧弹力以及沿绳子向上的细绳的拉力。根据共点力平衡有
解得
故A项错误；
B．剪短细线瞬间，弹簧的弹力不变，小球a所受的合力等于其剪断前细绳的拉力，即
对小球有
解得
故B项正确；
C．剪断细线P的瞬间，弹簧的弹力不变，所以小球b处于静止状态，合力为零，加速度为0，故C项正确；
D．剪断细线P前，对b球受力分析，有
解得
即两个细线上的拉力是相同的，剪断细线P瞬间，弹簧的弹力不变，小球b受力情况不变，所以细线上的拉力不变，即剪断细线P的瞬间，细线Q的拉力与剪断细线P前，细线P的拉力大小相同，故D线正确。
故选BCD。
答案第11页，共22页
答案第11页，共22页