【高中物理人教版（2019）必修第一册同步练习 】 3牛顿第二定律
文档属性
| 名称 | 【高中物理人教版（2019）必修第一册同步练习 】 3牛顿第二定律 |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 3.9MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-08-06 09:26:33 | ||
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文档简介
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【高中物理人教版（2019）必修第一册同步练习 】
3牛顿第二定律
一、单选题
1． 如图所示，装满石块的货车在平直道路上向前行驶，某时刻起刹车做匀减速运动，车中某石块受到周围接触物对它作用力的方向为（ ）
A．方向1 B．方向2 C．方向3 D．方向4
2．在哈尔滨冰雕节上，工作人员将如图所示的小车和冰球推进箱式吊车并运至高处安装，先后经历了水平向右匀速、水平向右匀减速、竖直向上匀加速、竖直向上匀减速运动四个过程。冰球与水平底板和右侧斜挡板始终保持接触但摩擦不计。冰球与右侧斜挡板间存在弹力的过程是( )
A．向右匀速过程 B．向右匀减速过程
C．向上匀加速过程 D．向上匀减速过程
3．学校“身边的物理”社团小组利用传感器研究物体的运动，在一小球内部装上无线传感器，并将小球竖直向上抛出，通过与地面上接收装置相连的计算机描绘出小球上抛后运动规律的相关图像，已知小球在运动过程中受到的空气阻力随速度的增大而增大，则下列图像可能是计算机正确描绘的是（ ）（已知v、t分别表示小球速度的大小、运动的时间）
A． B．
C． D．
4．如图所示，在光滑水平桌面上有一链条，共有(P+Q)个环，每一个环的质量均为m，链条右端受到一水平拉力F．则从右向左数，第P个环对第(P+1)个环的拉力是( )
A．F B．(P+1)F C． D．
5．如图所示，质量为 的物块A悬挂在弹簧测力计下方，木板B托住物块A使整个装置静止，此时测力计的示数为 ，重力加速度 。现使木板B以 的加速度向下运动，木板B开始运动的瞬间，物块A的加速度为（ ）
A．0 B． C． D．
6．新闻里多次报导家长抱孩子乘坐自动感应扶梯，因为受力变化而站立不稳．自动扶梯上没有人时静止，人踏上扶梯的水平踏板后，扶梯会自动以加速度a匀加速运动一段时间后再匀速运动．如图所示，质量为M的母亲抱着质量为m的婴儿踏上扶梯下楼，下楼过程中母婴始终保持与扶梯相对静止，设扶梯与水平面之间的夹角为θ．关于母婴受力情况分析正确的是（ ）
A．电梯在匀速运动过程中，婴儿对母亲的作用力与扶梯运动方向一致
B．电梯在匀速运动过程中，踏板给母亲水平向前的摩擦力
C．电梯在加速运动过程中，踏板对母亲的摩擦力大小为
D．电梯在加速运动过程中，婴儿对母亲的作用力大小为
二、多选题
7．如图所示，光滑水平地面上，可视为质点的两滑块A、B在水平外力的作用下紧靠在一起压缩弹簧，弹簧左端固定在墙壁上，此时弹簧的压缩量为x0，以两滑块此时的位置为坐标原点建立如图所示的一维坐标系，现将外力突然反向并使B向右做匀加速运动，下列关于外力F、两滑块间弹力FN与滑块B的位移x变化的关系图象可能正确的是（ ）
A． B．
C． D．
三、填空题
8．如图所示，质量为 的物体静止在水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数 ，现用 的水平拉力拉物体，则经过 物体的位移大小为 m，3s末物体速度大小为 。
9．①“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图甲所示，在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸带如图乙所示．计时器所用交流电源的频率为50 Hz，从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离，该小车的加速度为 m/s2(结果保留两位有效数字)。
②甲、乙两同学在同一实验室，各取一套图示的装置放在水平桌面上，在没有平衡摩擦力的情况下，研究加速度a与拉力F的关系，分别得到如图中甲、乙两条直线．则甲、乙用的小车与木板间的动摩擦因数的关系为μ甲 μ乙．(选填“大于”、“小于”或“等于”)
10．与水平面倾角成37°的足够长斜面上，一个物体以10m/s的初速度冲上斜面，后又返回到出发点，它与斜面的动摩擦因数为0.5，则整个过程中总共用时 s，返回出发点时的速度大小是 m/s（sin37°=0.6，cos37°=0.8）。
11．在“验证牛顿第二定律”的实验中，采用如图所示的实验装置，小车及车中砝码的质量用M表示，盘及盘中砝码的质量用m表示，小车拖动后面的纸带，小车的加速度可由纸带上打出的点计算出。
①某一组同学在做加速度与质量的关系实验时，保持盘及盘中砝码的质量一定，改变小车及车中砝码的质量，测出相应的加速度，采用图象法处理数据。为了比较容易地检查出加速度a与质量M的关系，应该做a与 的图象。
②如图（a）是甲同学根据测量数据做出的a－F图线，说明实验存在的问题是 。
③乙、丙同学用同一装置做实验，画出了各自得到的a－F图线，如图（b）所示，两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同？答： 。
④已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，每相邻两个计数点间还有4个点未画出，利用下图给出的数据可求出小车运动的加速度a＝ 。（结果保留三位有效数字）
12．如图甲所示，某同学在水平面上用水平力拉一质量为1kg的物块，使物块由静止开始运动．该同学测得不同时刻物块的速度v和拉力F，并绘出v﹣ 图象（图乙），其中线段AB与v轴平行，线段BC的延长线过原点，C点时刻对应的速度为物块恰好达到最大速度，阻力恒定．物块从静止开始达到最大速度时发生的位移为15.5m．则BC段物块的位移大小为 m，线段BC中点对应的物块加速度大小为 m/s2．
四、计算题
13．如图所示，是采用动力学方法测量空间站质量的原理图，若已知飞船质量为，其推进器的平均推力为800N，在飞船与空间站对接后，推进器工作5s内测出飞船和空间站的速度变化是0.05m/s，求：
（1）飞船与空间站对接后的加速度；
（2）空间站的质量。
14． 美国密执安大学五名学习航空航天工程的大学生搭乘NASA的飞艇参加了“微重力学生飞行机会计划”，飞行员将飞艇开到6000m的高空后，让其由静止开始下落，以模拟一种微重力的环境，下落过程中飞艇所受空气阻力仅为其重力的0.04倍，这样持续25s之久，大学生们就可以进行微重力影响的实验。25s之后，飞艇向下做匀减速运动，若要求飞艇在离地面高度500m时速度要减小为零，重力加速度g取10m/s2，试计算：
（1）飞艇在25s内所下落的高度；
（2）飞艇做匀减速运动的过程中，飞艇的加速度大小。
五、解答题
15．一个质量m=75kg的滑雪人以2m/s的初速度沿山坡匀加速地滑下，山坡的倾角为30°，在5s的时间内滑下的路程为60m，求滑雪人受到的阻力（包括滑动摩擦力和空气阻力）．（g=10m/s2）
16．现代质谱仪可用来分析比质子重很多倍的离子，其示意图如图所示，其中加速电压恒定。质子在入口处从静止开始被加速电场加速，经匀强磁场偏转后从出口离开磁场。若某种一价正离子在入口处从静止开始被同一加速电场加速，为使它经匀强磁场偏转后仍从同一出口离开磁场，需将磁感应强度增加到原来的12倍。求此离子和质子的质量比。
17．如图所示，可视为质点的小滑块以初速度v0=5m/s从斜面底端沿固定斜面上滑，已知斜面倾角θ=37°，小滑块与斜面间的动摩擦因数μ=0.5，小滑块在斜面上运动到的最高点为A点。在小滑块运动过程中，可择机在斜面右侧与A点同一高度处，将小球由静止释放，使得在小滑块返回斜面底端时小球刚好落地。重力加速度g取10m/s2，小球体积忽略不计，不计空气阻力，求应在小滑块从底端上滑开始后多长时间释放小球？ （sin37°=0.6。cos37°=0.8）
六、综合题
18．如图所示，一个质量为2kg的物块静止在光滑水平面上，现用恒定拉力F拉动物块，拉力方向与水平方向成37°角斜向上，物块运动3s时速度大小为12m/s，g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．求：
（1）物块运动时加速度的大小a；
（2）拉力F的大小．
19．如图所示，质量m=1kg的物体在F=20N的水平推力作用下，从足够长的粗糙斜面的底端A点由静止开始沿斜面运动，物体与斜面间动摩擦因数为μ=0.25，斜面固定不动，与水平地面的夹角α=，力F作用4s后撤去，撤去力F后5s物体正好通过斜面上的B点(已知sin=0.6，cos=0.8，g取10m/s2)，求：
（1）撤去力F时物体的速度大小；
（2）力F作用下物体发生的位移；
（3）AB之间的距离。
答案解析部分
1．【答案】B
2．【答案】B
3．【答案】D
4．【答案】C
5．【答案】B
6．【答案】C
7．【答案】B,D
8．【答案】9；6
9．【答案】0.15；大于
10．【答案】；
11．【答案】；摩擦力平衡过度或倾角过大；小车及车中砝码的质量 ；1.58 m／s2
12．【答案】13.1；0.46
13．【答案】（1）解：飞船与空间站对接后的加速度为
（2）解：对整体分析，由牛顿第二定律得
则空间站的质量为
14．【答案】（1）解：设飞艇在25s内下落的加速度为a1，根据牛顿第二定律可得
，
解得
所以飞艇在内下落的高度为
（2）解：25s后，飞艇将做匀减速运动，开始减速时飞艇的速度为
减速运动下落的高度
减速运动时飞艇的加速度大小为
15．【答案】解：根据匀变速直线运动的位移时间公式得，x=v0t+
代入数值得a=4m/s2
根据牛顿第二定律得mgsin30°-f=ma 代入数值得：f=75N
16．【答案】解：质量为m，带电量为q的粒子在质谱仪中运动，则粒子在加速电场中加速运动，设粒子在磁场中运动的速度为v，应用动能定理可得
解得
粒子在磁场做匀速圆周运动，洛伦兹力作向心力，则有
解得
因为，离子和质子从同一出口离开磁场，所以他们在磁场中运动的半径相等，即
所以，离子和质子的质量比
17．【答案】解：以滑块为研究对象，滑块上滑的过程中有
解得
故上滑的最大位移
高度
滑块下滑的过程中，受力分析可知
解得
滑块到达斜面底端的速度
滑块在斜面上运动的时间
小球做自由落体运动到达地面的时间
要使滑块与小球同时落地，则
18．【答案】（1）解：物体运动3s时速度大小为12m/s，故加速度为
（2）解：对物体由牛顿第二定律得
将加速度代入可得
19．【答案】（1）解：受力分析如图所示
将G和F分解，有
FN=Fsinα+mgcosα=20×0.6+10×0.8=20N
Fcosα－μFN－mgsinα=ma1
得a1=5m/s2
4s末物体的速度为v1=a1t1=20m/s
（2）解：由得4s末物体的位移为x=40m
（3）解：撤去F后，物体减速运动的加速度大小为a2，则
得
撤去F后物体向上匀减速运动，到达最高点用时为t2，则
向上运动的位移为
而后向下匀加速运动t3=5s－2.5s=2.5s
经过B点，加速度
向下运动的位移为x3==12.5m
AB之间的距离为=52.5m
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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3牛顿第二定律
一、单选题
1． 如图所示，装满石块的货车在平直道路上向前行驶，某时刻起刹车做匀减速运动，车中某石块受到周围接触物对它作用力的方向为（ ）
A．方向1 B．方向2 C．方向3 D．方向4
2．在哈尔滨冰雕节上，工作人员将如图所示的小车和冰球推进箱式吊车并运至高处安装，先后经历了水平向右匀速、水平向右匀减速、竖直向上匀加速、竖直向上匀减速运动四个过程。冰球与水平底板和右侧斜挡板始终保持接触但摩擦不计。冰球与右侧斜挡板间存在弹力的过程是( )
A．向右匀速过程 B．向右匀减速过程
C．向上匀加速过程 D．向上匀减速过程
3．学校“身边的物理”社团小组利用传感器研究物体的运动，在一小球内部装上无线传感器，并将小球竖直向上抛出，通过与地面上接收装置相连的计算机描绘出小球上抛后运动规律的相关图像，已知小球在运动过程中受到的空气阻力随速度的增大而增大，则下列图像可能是计算机正确描绘的是（ ）（已知v、t分别表示小球速度的大小、运动的时间）
A． B．
C． D．
4．如图所示，在光滑水平桌面上有一链条，共有(P+Q)个环，每一个环的质量均为m，链条右端受到一水平拉力F．则从右向左数，第P个环对第(P+1)个环的拉力是( )
A．F B．(P+1)F C． D．
5．如图所示，质量为 的物块A悬挂在弹簧测力计下方，木板B托住物块A使整个装置静止，此时测力计的示数为 ，重力加速度 。现使木板B以 的加速度向下运动，木板B开始运动的瞬间，物块A的加速度为（ ）
A．0 B． C． D．
6．新闻里多次报导家长抱孩子乘坐自动感应扶梯，因为受力变化而站立不稳．自动扶梯上没有人时静止，人踏上扶梯的水平踏板后，扶梯会自动以加速度a匀加速运动一段时间后再匀速运动．如图所示，质量为M的母亲抱着质量为m的婴儿踏上扶梯下楼，下楼过程中母婴始终保持与扶梯相对静止，设扶梯与水平面之间的夹角为θ．关于母婴受力情况分析正确的是（ ）
A．电梯在匀速运动过程中，婴儿对母亲的作用力与扶梯运动方向一致
B．电梯在匀速运动过程中，踏板给母亲水平向前的摩擦力
C．电梯在加速运动过程中，踏板对母亲的摩擦力大小为
D．电梯在加速运动过程中，婴儿对母亲的作用力大小为
二、多选题
7．如图所示，光滑水平地面上，可视为质点的两滑块A、B在水平外力的作用下紧靠在一起压缩弹簧，弹簧左端固定在墙壁上，此时弹簧的压缩量为x0，以两滑块此时的位置为坐标原点建立如图所示的一维坐标系，现将外力突然反向并使B向右做匀加速运动，下列关于外力F、两滑块间弹力FN与滑块B的位移x变化的关系图象可能正确的是（ ）
A． B．
C． D．
三、填空题
8．如图所示，质量为 的物体静止在水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数 ，现用 的水平拉力拉物体，则经过 物体的位移大小为 m，3s末物体速度大小为 。
9．①“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图甲所示，在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸带如图乙所示．计时器所用交流电源的频率为50 Hz，从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离，该小车的加速度为 m/s2(结果保留两位有效数字)。
②甲、乙两同学在同一实验室，各取一套图示的装置放在水平桌面上，在没有平衡摩擦力的情况下，研究加速度a与拉力F的关系，分别得到如图中甲、乙两条直线．则甲、乙用的小车与木板间的动摩擦因数的关系为μ甲 μ乙．(选填“大于”、“小于”或“等于”)
10．与水平面倾角成37°的足够长斜面上，一个物体以10m/s的初速度冲上斜面，后又返回到出发点，它与斜面的动摩擦因数为0.5，则整个过程中总共用时 s，返回出发点时的速度大小是 m/s（sin37°=0.6，cos37°=0.8）。
11．在“验证牛顿第二定律”的实验中，采用如图所示的实验装置，小车及车中砝码的质量用M表示，盘及盘中砝码的质量用m表示，小车拖动后面的纸带，小车的加速度可由纸带上打出的点计算出。
①某一组同学在做加速度与质量的关系实验时，保持盘及盘中砝码的质量一定，改变小车及车中砝码的质量，测出相应的加速度，采用图象法处理数据。为了比较容易地检查出加速度a与质量M的关系，应该做a与 的图象。
②如图（a）是甲同学根据测量数据做出的a－F图线，说明实验存在的问题是 。
③乙、丙同学用同一装置做实验，画出了各自得到的a－F图线，如图（b）所示，两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同？答： 。
④已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，每相邻两个计数点间还有4个点未画出，利用下图给出的数据可求出小车运动的加速度a＝ 。（结果保留三位有效数字）
12．如图甲所示，某同学在水平面上用水平力拉一质量为1kg的物块，使物块由静止开始运动．该同学测得不同时刻物块的速度v和拉力F，并绘出v﹣ 图象（图乙），其中线段AB与v轴平行，线段BC的延长线过原点，C点时刻对应的速度为物块恰好达到最大速度，阻力恒定．物块从静止开始达到最大速度时发生的位移为15.5m．则BC段物块的位移大小为 m，线段BC中点对应的物块加速度大小为 m/s2．
四、计算题
13．如图所示，是采用动力学方法测量空间站质量的原理图，若已知飞船质量为，其推进器的平均推力为800N，在飞船与空间站对接后，推进器工作5s内测出飞船和空间站的速度变化是0.05m/s，求：
（1）飞船与空间站对接后的加速度；
（2）空间站的质量。
14． 美国密执安大学五名学习航空航天工程的大学生搭乘NASA的飞艇参加了“微重力学生飞行机会计划”，飞行员将飞艇开到6000m的高空后，让其由静止开始下落，以模拟一种微重力的环境，下落过程中飞艇所受空气阻力仅为其重力的0.04倍，这样持续25s之久，大学生们就可以进行微重力影响的实验。25s之后，飞艇向下做匀减速运动，若要求飞艇在离地面高度500m时速度要减小为零，重力加速度g取10m/s2，试计算：
（1）飞艇在25s内所下落的高度；
（2）飞艇做匀减速运动的过程中，飞艇的加速度大小。
五、解答题
15．一个质量m=75kg的滑雪人以2m/s的初速度沿山坡匀加速地滑下，山坡的倾角为30°，在5s的时间内滑下的路程为60m，求滑雪人受到的阻力（包括滑动摩擦力和空气阻力）．（g=10m/s2）
16．现代质谱仪可用来分析比质子重很多倍的离子，其示意图如图所示，其中加速电压恒定。质子在入口处从静止开始被加速电场加速，经匀强磁场偏转后从出口离开磁场。若某种一价正离子在入口处从静止开始被同一加速电场加速，为使它经匀强磁场偏转后仍从同一出口离开磁场，需将磁感应强度增加到原来的12倍。求此离子和质子的质量比。
17．如图所示，可视为质点的小滑块以初速度v0=5m/s从斜面底端沿固定斜面上滑，已知斜面倾角θ=37°，小滑块与斜面间的动摩擦因数μ=0.5，小滑块在斜面上运动到的最高点为A点。在小滑块运动过程中，可择机在斜面右侧与A点同一高度处，将小球由静止释放，使得在小滑块返回斜面底端时小球刚好落地。重力加速度g取10m/s2，小球体积忽略不计，不计空气阻力，求应在小滑块从底端上滑开始后多长时间释放小球？ （sin37°=0.6。cos37°=0.8）
六、综合题
18．如图所示，一个质量为2kg的物块静止在光滑水平面上，现用恒定拉力F拉动物块，拉力方向与水平方向成37°角斜向上，物块运动3s时速度大小为12m/s，g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．求：
（1）物块运动时加速度的大小a；
（2）拉力F的大小．
19．如图所示，质量m=1kg的物体在F=20N的水平推力作用下，从足够长的粗糙斜面的底端A点由静止开始沿斜面运动，物体与斜面间动摩擦因数为μ=0.25，斜面固定不动，与水平地面的夹角α=，力F作用4s后撤去，撤去力F后5s物体正好通过斜面上的B点(已知sin=0.6，cos=0.8，g取10m/s2)，求：
（1）撤去力F时物体的速度大小；
（2）力F作用下物体发生的位移；
（3）AB之间的距离。
答案解析部分
1．【答案】B
2．【答案】B
3．【答案】D
4．【答案】C
5．【答案】B
6．【答案】C
7．【答案】B,D
8．【答案】9；6
9．【答案】0.15；大于
10．【答案】；
11．【答案】；摩擦力平衡过度或倾角过大；小车及车中砝码的质量 ；1.58 m／s2
12．【答案】13.1；0.46
13．【答案】（1）解：飞船与空间站对接后的加速度为
（2）解：对整体分析，由牛顿第二定律得
则空间站的质量为
14．【答案】（1）解：设飞艇在25s内下落的加速度为a1，根据牛顿第二定律可得
，
解得
所以飞艇在内下落的高度为
（2）解：25s后，飞艇将做匀减速运动，开始减速时飞艇的速度为
减速运动下落的高度
减速运动时飞艇的加速度大小为
15．【答案】解：根据匀变速直线运动的位移时间公式得，x=v0t+
代入数值得a=4m/s2
根据牛顿第二定律得mgsin30°-f=ma 代入数值得：f=75N
16．【答案】解：质量为m，带电量为q的粒子在质谱仪中运动，则粒子在加速电场中加速运动，设粒子在磁场中运动的速度为v，应用动能定理可得
解得
粒子在磁场做匀速圆周运动，洛伦兹力作向心力，则有
解得
因为，离子和质子从同一出口离开磁场，所以他们在磁场中运动的半径相等，即
所以，离子和质子的质量比
17．【答案】解：以滑块为研究对象，滑块上滑的过程中有
解得
故上滑的最大位移
高度
滑块下滑的过程中，受力分析可知
解得
滑块到达斜面底端的速度
滑块在斜面上运动的时间
小球做自由落体运动到达地面的时间
要使滑块与小球同时落地，则
18．【答案】（1）解：物体运动3s时速度大小为12m/s，故加速度为
（2）解：对物体由牛顿第二定律得
将加速度代入可得
19．【答案】（1）解：受力分析如图所示
将G和F分解，有
FN=Fsinα+mgcosα=20×0.6+10×0.8=20N
Fcosα－μFN－mgsinα=ma1
得a1=5m/s2
4s末物体的速度为v1=a1t1=20m/s
（2）解：由得4s末物体的位移为x=40m
（3）解：撤去F后，物体减速运动的加速度大小为a2，则
得
撤去F后物体向上匀减速运动，到达最高点用时为t2，则
向上运动的位移为
而后向下匀加速运动t3=5s－2.5s=2.5s
经过B点，加速度
向下运动的位移为x3==12.5m
AB之间的距离为=52.5m
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