牛顿第二定律——2025-2026学年高一物理人教版（2019）必修一同步课时作业（有解析）

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牛顿第二定律——2025-2026学年高一物理人教版（2019）必修一同步课时作业
一、单选题
1．如图甲是1996年在地球上空测定火箭组质量的实验情景，其实验原理如图乙所示。实验时，用双子星号宇宙飞船，去接触正在轨道上运行的火箭组M（发动机已熄火）。接触后，开动飞船的推进器，使飞船和火箭组共同加速。推进器的平均推力，推进器开动时间为，测出飞船和火箭组的速度变化是，则火箭组的质量M最接近( )
A. B. C. D.
2．牛顿第二定律中，三个物理量关系正确的是( )
A.根据可知物体所受外力与其运动的加速度成正比
B.根据可知物体的质量与其运动的加速度成反比
C.根据可知物体的质量与其所受合外力成正比
D.根据可知加速度大小与合外力成正比与质量成反比
3．如图所示，餐厅服务员水平托举菜盘给顾客上菜。若服务员托举菜盘先匀速前行，此时手对菜盘的作用力大小为，当服务员加速向前运动的过程中，手对菜盘的作用力大小为，下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
4．2022年11月8日，第14届中国国际航空航天博览会在珠海开幕，中国空军的运油首次进行飞行展示。如图所示，运油—20起飞后在某段时间内沿虚线加速飞行，用F表示空气对飞机的作用力，用G表示飞机受到的重力。下列飞机受力分析图可能正确的是( )
A. B.
C. D.
5．某玩具厂对其生产的电动玩具小车进行加速性能测试，让小车沿平直路面做匀加速直线运动，测得某段时间内小车位移x随时间t变化的图像如图所示，若小车质量为2kg，所受阻力为车重的0.2倍，则小车受到的牵引力大小为( )（重力加速度为）
A.4N B.6N C.8N D.10N
6．学校物理兴趣小组的同学在乘坐出租车时，发现车内后视镜悬挂的挂饰会随车辆摆动，他认为可以通过挂饰摆动的情况来判断车辆运动情况。汽车行驶在水平公路上，某段时间车内挂饰偏向车辆的左前方，说明汽车的运动情况可能是( )
A.加速向左转弯 B.加速向右转弯 C.减速向左转弯 D.减速向右转弯
7．一个质量为2kg的物体同时受到两个力的作用，这两个力的大小分别为和，当两个力的方向发生变化时，物体的加速度大小不可能为( )
A. B.
C. D.
8．如图所示，一物块在水平力作用下沿光滑水平面运动，某段时间内力F保持作用点和大小不变，方向逆时针匀速旋转，此过程中物块始终没有离开地面，在力F旋转过程中，物块的加速度a随时间t变化的图像为( )
A. B. C. D.
9．质量分别为、的甲、乙两车静止在光滑水平面上，两车在相同恒力F作用下产生的加速度分别为、，已知，根据牛顿第二定律可知( )
A. B. C. D.无法确定、的大小关系
10．如图所示，2个质量分别为5kg和3kg的木块A和B并排放在光滑的水平桌面上，当用水平向右推力推木块A，使它们共同向右加速运动时，则两木块之间弹力为( ).
A.6N B.10N C.16N D.12N
11．如图所示，一人站在岸上，利用绳和定滑轮拉船靠岸，若人以恒力F沿绳方向拉动小船，使其从静止开始加速至某位置时，绳端速度为v，船速为，绳段与水平面夹角为段与水平面夹角为α。不计摩擦和绳的质量，船所受阻力恒为。下列说法错误的是( )
A.此时小船的速度 B.此时绳端拉力F的功率
C.船在此过程中加速度不断减小 D.绳对船拉力的功率先增大后减小
二、多选题
12．比较45℃的热水和100℃的水蒸气，下列说法正确的是( )
A.热水中的分子平均动能比水蒸气中的分子平均动能小
B.热水的内能比相同质量的水蒸气的内能小
C.热水中的分子速率都比水蒸气中的分子速率小
D.水蒸气中的分子热运动比热水中的分子热运动剧烈
E.热水的热量比水蒸气的热量少
13．一架无人机在竖直平面内沿倾斜的虚线做变速直线飞行，如图所示，将无人机的重力记为G，除重力外的其他外力的合力记为F，加速度记为a。则下列关于无人机在此过程中受力分析及加速度方向的示意图可能正确的是( )
A. B. C. D.
14．如图所示，劲度系数为k的轻弹簧竖直放置，下端固定；质量为m的小球，距弹簧上端高h处自由释放，小球从释放到把弹簧压缩到最低点的过程中，下列说法正确的是( )
A.小球接触弹簧前，小球做自由落体运动，加速度为g
B.小球刚接触弹簧瞬间，速度达到最大
C.小球从刚接触弹簧到压缩到最低点过程中，小球的加速度逐渐减小
D.小球从刚接触弹簧到压缩到最低点过程中，小球的加速度先减小再增大
15．“蹦极”是一项非常刺激的体育运动运动员身系弹性绳自高空P点自由下落，图中a点是弹性绳的原长位置，c是运动员所到达的最低点，b是运动员静止地悬吊着时的受力平衡位置运动员在从P点落下到最低点c的过程中( )
A.运动员从a点运动到c点的过程是做匀减速运动
B.在b点，运动员的速度最大，其加速度为零
C.在bc段绳的拉力大于人的重力，运动员处于超重状态
D.在c点，运动员的速度为零，其加速度为零
三、实验题
16．如图所示为探究物体运动加速度与物体质量,物体受力关系的实验装置,砂和砂桶质量用m表示,小车和车上所加砝码总质量用M表示,小车运动加速度用a表示。
1.实验过程中需要适当抬起长木板的一端以平衡小车所受的摩擦力,该步骤中木板被抬起的角度与小车质量__________(选填“有关”或“无关”)
2.在探究加速度与小车受力关系过程中,甲和乙两小组分别用下列两组数据进行实验操作,其中你认为合理的是__________(选填“甲”或“乙”)
M甲=500g M乙=500g
甲m(g) 20 22 24 26
乙m(g) 20 30 40 50
3. 在探究加速度与小车质量过程中,应保持__________不变,通过增减小车中砝码改变小车质量M,实验测出几组a、M数据,下列图线能直观合理且正确反映a-M关系的是__________.
17．在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，利用如图所示的装置。
(1)本实验采用的实验方法是_____。
A.控制变量法 B.假设法 C.理想实验法
(2)实验中要平衡阻力，应把_____（选填“左”，“右”）端适当垫高。
四、计算题
18．如图所示，质量的物体原静止在光滑的水平地面上，一个沿水平方向的恒力作用在这个物体上（g取），求：
（1）物体运动的加速度多大？
（2）开始运动后3s末物体的速度是多大？
19．质量为的物体静止在光滑水平面上。现给该物体同时施加两个大小分别为且相互垂直的水平力，如图所示。求：
（1）物体所受合力F的大小；
（2）物体加速度a的大小；
（3）2s末物体速度v的大小。
20．如图所示，小球质量为m，斜劈质量为M、斜面倾角为θ，用水平向右的推力作用在斜劈上时，小球位于斜劈的斜面上和斜劈恰好相对静止。已知重力加速度为g，不计一切摩擦，求：
（1）斜劈对小球的支持力大小N；
（2）水平推力的大小F。
参考答案
1．答案：D
解析：飞船和火箭组整体的加速度大小为根据牛顿第二定律有求得所以，M最接近3500kg。故选D。
2．答案：D
解析:物体的合外力与物体的质量和加速度无关．故A错误．
物体的质量与合外力以及加速度无关，由本身的性质决定．故BC错误．
根据牛顿第二定律可知，物体的加速度与其所受合外力成正比，与其质量成反比．故D正确．故选D．
3．答案：B
解析：若服务员托举菜盘先匀速前行，此时手对菜盘的作用力大小为
服务员加速向前运动的过程中，菜盘有沿速度方向的加速度，如下图
则手对菜盘的作用力大小
即
故选B。
4．答案：C
解析:运油起飞后在菜段时间内沿虚线加速飞行，可知飞机受到的合力沿虚线向上，根据平行四边定则可知，空气对飞机的作用力F应处于虚线上方偏右。
故选C。
5．答案：C
解析：由图像可知第1s内小车运动了3m，第2s内小车运动了5m，据
可得加速度
根据牛顿第二定律
解得
故选C。
6．答案：D
解析：挂饰受到重力和拉力，水平方向合力指向右后方，向右的加速度提供向心加速度让车辆向右转弯，向后的加速度使车辆减速，故汽车可能减速向右转弯。故选D。
7．答案：A
解析：两个力的大小分别为和，合力范围为
根据牛顿第二定律，故
题目问加速度不可能的值；
故选：A。
8．答案：B
解析：据牛顿第二定律可得
即，故选B。
9．答案：A
解析：根据牛顿第二定律，力等于质量乘以加速度。由于两车受到的力相同，而甲车的质量小于乙车，因此甲车的加速度大于乙车的加速度。所以，正确答案是A。
10．答案：A
解析：以整体为研究对象，根据牛顿第二定律：；得：；以B为研究对象，根据牛顿第二定律：，得：，故选A.
11．答案：D
解析:A.根据关联速度知识有可知此时小船的速度，故A正确；
B.根据功率公式可知，此时绳端拉力F的功率，故B正确；
C.在加速过程中对船受力分析，水平方向由牛顿第二定律可知船在此过程中，θ增大，减小，故加速度不断减小，故C正确；
D.根据可知绳对船拉力的功率一直增大，故D错误。本题选择错误的，故选D。
12．答案：ABD
解析：A.温度是分子平均动能的标志，温度越低，分子的平均动能越小，故A正确。B.一定量物质的内能是其所有分子的热运动的动能和分子势能的总和。对于相同质量的上述水和水蒸气来说，水的温度比水蒸气低，所以水的分子总动能小于水蒸气分子的总动能，同时，水的分子平均距离小于水蒸气分子的平均距离，所以水的分子总势能和也小于水蒸气的分子总势能，所以水的内能比水蒸气的内能小，故B正确。C.热水中分子的平均动能比水蒸气中分子的平均动能小，也就是热水中分子的平均速率比水蒸气中分子的平均速率小，但不表示水中每一个水分子的速率都比水蒸气中任何一个分子的速率小，故C错误。D.分子热运动的速率越大，分子热运动越剧烈，水蒸气中的分子热运动平均速率比热水中的分子热运动平均速率大，所以水蒸气中的分子热运动更剧烈，故D正确。E.热量多少与物质的量多少有关，故E错误。故选ABD。
13．答案：AD
解析：根据牛顿第二定律可得
可知加速度的方向与合外力的方向相同。
A.根据平行四边形定则可知，图中F与G的合力方向可能与a的方向相同，故A正确；
B.根据平行四边形定则可知，图中F与G的合力方向不可能与a的方向相同，故B错误；
C.根据平行四边形定则可知，图中F与G的合力方向不可能与a的方向相同，故C错误；
D.根据平行四边形定则可知，图中F与G的合力方向可能与a的方向相同，故D正确。
故选AD。
14．答案：AD
解析：A.小球接触弹簧前，只受重力作用，小球做自由落体运动。加速度为g，故A正确；BCD.小球从刚接触弹簧到压缩到最低点过程中，一开始弹簧弹力小于小球的重力，小球继续向下加速运动，随着弹力的增大，小球的加速度逐渐减小；当弹簧弹力等于小球的重力，小球的加速度为0，速度达到最大；之后弹簧弹力大于小球的重力，小球向下做减速运动，随着弹力的增大，小球的加速度逐渐增大；故BC错误，D正确，故选AD。
15．答案：BC
解析：A、B、从a到b过程，弹性绳的拉力小于人的重力，人向下做加速度减小的变加速运动，从b到c过程，弹性绳的拉力大于人的重力，人向下做加速度增大的变减速运动，所以在b点时人的速度最大，此时运动员所受的拉力与重力大小相等、方向相反，合力为零，加速度为零；故A错误，B正确.
C、在bc段绳的拉力大于人的重力，加速度向上，运动员处于超重状态；故C正确.
D、在c点，拉力大于人的重力，合力不为零，加速度不为零，只有速度为零；故D错误.
故选BC.
16．答案：1.无关; 2.乙; 3.砂和砂筒质量; C
解析：
17．答案：(1)A
(2)左
解析：(1)探究加速度与力、质量的关系，先控制质量一定，探究加速度与力的关系，再控制力一定，探究加速度与质量的关系；本实验采用的实验方法是控制变量法。
故选A。
(2)实验中要平衡阻力，由题图可知，应把左端适当垫高。
18．答案：（1）（2）18m/s
解析：（1）物体在水平面上运动，竖直方向受力平衡，水平方向受到恒力F作用，根据牛顿第二定律
得
（2）根据匀变速直线运动中速度与时间的关系可知开始运动后3s内物体的速度
19．答案：（1）5N（2）（3）5m/s
解析：（1）根据力的平行四边形定则，可知质点所受和的合力大小为
（2）根据牛顿第二定律，质点产生的加速度为
（3）由速度时间关系式
2s末物体速度v的大小
20．答案：（1）；（2）
解析：（1）对小球进行受力分析，如图所示
则有
解得
（2）结合上述，对小球进行分析，牛顿第二定律有
对斜劈与小球构成的整体进行分析，根据牛顿第二定律有
解得
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