高中物理人教版（2019） · 必修 第一册4.3 牛顿第二定律 同步练习
试卷更新日期：2023-07-13 类型：同步测试
一、选择题
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1. 很多智能手机都有加速度传感器，安装能显示加速度情况的应用程序，就能看到手机运动时各方向加速度随时间变化的图像。现打开应用程序，先用手托着手机，然后手掌迅速竖直向下运动，让手机脱离手掌而自由下落，最后又接住手机，手机屏幕上显示了如图所示的图线，则（ ）
A、图线最开始的一条水平线表示手机匀加速下落 B、由图可知手机下落的最大加速度约为 C、图中出现的向上波峰表示自由落体的加速度 D、该应用程序规定向下方向为加速度的正方向2. 小强同学使用轻弹簧、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刻度处；下端悬挂钢球，静止时指针位于直尺刻度处。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，取加速度竖直向上为正方向，则当加速度为时，对应刻度尺的位置为（ ）
A、处 B、处 C、处 D、处3. 如图，一儿童沿倾角的滑梯滑下，滑梯与儿童裤料之间的动摩擦因数取0.5，已知 ， ， 重力加速度 ， 不计空气阻力，儿童下滑的加速度大小为（ ）
A、 B、 C、 D、4. 如图为某滑雪场景，一运动员由静止开始从一较陡斜坡滑到较为平缓的斜坡，假设整个过程未用雪杖加速，而且在两斜坡交接处速度大小不变，两斜坡的动摩擦因数相同。下列能表示该运动员加速度大小a或速度大小随时间变化的图像是（ ）
A、
B、
C、
D、
5. 在交通事故分析中，刹车线的长度是很重要的依据。刹车线是汽车刹车后，停止转动的轮胎在地面上滑动时留下来的痕迹。在某次交通事故中，汽车刹车线的长度为14m，假设汽车的轮胎与地面之间的动摩擦因数为0.7，（设）则汽车刹车开始时的速度为（ ）A、7 B、14 C、10 D、206. 在光滑水平桌面上，物块A用轻绳和物块B连接，轻绳跨过定滑轮，物块B悬空，如图甲所示，系统从静止释放，运动的加速度为；若将物块B去掉，对轻绳施加一个和物块B重力相等的拉力 ， 如图乙所示，物块A从静止开始运动的加速度为 ， 则（ ）
A、 B、 C、 D、无法判断7. 矢量发动机是喷口可以向不同方向偏转以产生不同方向的推力的一种发动机，并以此实现对飞机的姿态变化控制，当飞机在矢量发动机的推力下飞行，空气阻力与飞行速度成正比，则下列说法正确的是（ ）A、当飞机在水平方向上匀速飞行时，矢量发动机的推力方向水平 B、当飞机斜向上加速升空时，矢量发动机的推力方向与飞机飞行方向一致 C、当飞机斜向上加速升空时，乘客受到的合力方向竖直向上 D、当飞机的加速度增大时，飞机内的物体受到的合力增大二、多项选择题
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8. 运动员把冰壶沿水平冰面投出，让冰壶在冰面上自由滑行，在不与其他冰壶碰撞的情况下，最终停在远处的某个位置。如图所示，设它经过A、B、C三点，到O点速度为零，已知A、B、C三点到O点的距离分别为s1、s2、s3 ， 时间分别为t1、t2、t3。下列结论正确的是（冰壶和冰面的动摩擦因数保持不变，g取10m/s2）（ ）
A、 B、 C、由题中所给条件可以求出冰壶经过A，B，C三点的速率 D、由题中所给条件可以求出冰壶与冰面的动摩擦因数9. 如图所示，H是汽车安全气囊，内部有化学物质，当汽车高速行驶受到撞击时，化学物质会在瞬间爆发产生大量气体充满气囊，填充在司机与挡风玻璃、仪表板、方向盘之间，减轻司机受伤的程度。某次汽车测试中，汽车的速度大小为36m/s，突然撞上障碍物，假人冲向气囊后经0.2s停止运动，冲向气囊的部分假人质量为40kg，取重力加速度大小g=10m/s2 ， 下列说法正确的是（）
A、假人减速时的加速度大小为180m/s2 B、假人减速时的加速度大小为120m/s2 C、假人减速时所受合力的大小为4800N D、假人减速时所受合力的大小为7200N10. 将一物块放置于粗糙的水平地面上，物块受到的水平拉力随时间变化的关系图像如图甲所示，其速度随时间变化的关系图像如图乙所示，取重力加速度大小 ， 则下列说法正确的是（ ）
A、末物块受到的摩擦力大小为 B、末物块受到的摩擦力大小为 C、物块的质量为 D、物块与水平地面间的动摩擦因数为0.111. 如图甲，一物块以初速度在粗糙水平面上向右运动，运动过程中始终受恒力的作用，恒力大小为 ， 方向水平向左。距出发点右侧以内，物块的运动速率与距离的图像如乙所示，重力加速度取。则该物块（ ）
A、质量为 B、初速度为 C、与水平地面间的动摩擦因数为 D、向右运动过程中的加速度大小为12. 如图甲所示，一倾角=的足够长斜面体固定在水平地面上，一个物块静止在斜面上．现用大小为F=kt，（k为常量，F、t的单位均为国际标准单位）的拉力沿斜面向上拉物块，物块受到的摩擦力Ff随时间变化的关系图象如图乙所示，物块与斜面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g=10m/s2 ， 则下列判断正确的是
A、物块的质量为1kg B、k的值为5N/s C、物块与斜面间的动摩擦因数为 D、t=3s时，物块的速度大小为1.6m/s13. A、B两个物体由静止开始做同向直线运动，A物体的v-t和B物体的a-t图像如图所示，则（ ）
A、0~4s内A物体运动的位移较大 B、0~4s内B物体运动的位移较大 C、0~2s内A，B两个物体位移相同 D、t=2s时A，B两个物体速度相同三、非选择题
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14. 小胡同学使用如图甲所示的挂有5根相同弹簧的拉力器训练，已知每根弹簧的劲度系数为k，重力加速度为g，若他对拉力器两端的拉力均为F，则每根弹簧的伸长量为。如图乙所示，小王同学取下其中两根弹簧，互成120°角左右对称的悬挂一质量为m的钢球，系统静止后，突然右侧弹簧连接钢球处断开，则断开瞬间，钢球的加速度大小为。（忽略弹簧及拉环质量）
15. 如图所示，质量为3kg的一只长方体形空铁箱在水平拉力F作用下沿水平面向右匀加速运动，铁箱与水平面间的动摩擦因数μ1为0.2。此时有一个质量为1kg的物块静止在空铁箱内壁上，如图所示，物块与铁箱内壁间的动摩擦因数为μ2为0.5，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则物块对铁箱压力的大小为N，水平拉力F的大小为。
16. 如图甲所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端放置一质量为m的木块（木块与弹簧不拴接），初始时木块处于静止状态。现用竖直向上的拉力F作用在木块.上，使木块开始向上做匀加速直线运动，拉力F与木块位移x之间的关系如图乙所示，取重力加速度大小g= 10 m/s2 ， 求∶弹簧的劲度系数k；木块的加速度a的大小。
17. 某科研小组计划用如图（a）所示的实验装置测量两种新型纳米材料之间的动摩擦因数μ。实验中先将两种新材料分别粘贴到木块的下表面和木板的上表面，然后将木块从倾角为θ的木板上静止释放，与位移传感器连接的计算机描绘出了木块相对传感器的置随时间变化的规律，如图（b）中的曲②所示。图中木块的位置从x1到x2、从x2到x3的运动时间均为T。
(1)、根据图（b）可得，木块经过位置x2时的速度v2= ， 木块运动的加速度a=；(2)、现测得T=0.1s，x1=4cm，x2=7.2cm，x3=16cm，θ=37°，可求得木块与木板之间的动摩擦因数μ=；（sin37°=0.6.cos37°=0.8，重力加速度g取10m/s2）(3)、若只增大木板的倾角，则木块相对传感器的位置随时间变化的规律可能是图（b）中的曲线（选填图线序号①、②或③）18. 某幼儿园在空地上做了一个滑梯，滑梯的长度为 ， 滑梯的高度为。一位的儿童静止开始从滑梯顶端滑下，测得滑到底端所用的时间为。g取10m/s2 ， 求儿童：
(1)、在滑梯上滑行的加速度大小；(2)、在滑梯上滑行时受到的摩擦力大小；(3)、裤料与滑梯间的动摩擦因数。19. 某同学用轻杆、小球和硬纸板等制作了一个简易加速度计，可粗略测量沿水平方向运动物体的加速度。如图所示，在轻杆M上端装上转轴，并固定于竖直纸板上的O点，轻杆下端固定一小球，在小球上固定一水平轻杆N，使N和M垂直，杆M可在竖直面内转动。以O为原点，沿竖直向下的方向建立坐标轴，并在坐标轴上标上刻度，当小球静止时位于坐标处。现将此装置固定于运动的物体上，当物体向右做匀加速运动时，杆向左摆开一个角度θ并处于稳定，此时杆N与坐标轴的交点坐标。已知重力加速度 ， 忽略一切摩擦及空气阻力。根据以上数据求：
(1)、的值；(2)、此时物体运动的加速度大小。20. 某同学设计如图甲所示的实验装置。他在一端带有定滑轮的水平放置的长木板上固定有A、B两个光电门，与光电门相连的计时器可以显示带有遮光片的物块在其间的运动时间，轻质测力计与跨过定滑轮的轻质细绳相连，能显示挂钩所受的拉力。实验时，多次改变沙桶中沙的质量，每次都让物块从某位置由静止开始运动，实验测得遮光片的宽度为d，备选器材还有托盘天平，弹簧测力计、毫米刻度尺。则
(1)、某次实验测得光电门A、B的遮光时间分别为、t2 ， 为了求出物块运动的加速度，该同学还测出了光电门A、B间的距离为x，则物块运动的加速度的表达式为（用测量的各物理量字母表示）。(2)、将物块改为在光电门A处由静止开始运动，测出A、B之间的距离x，多次改变测力计示数F时，对应测出物块从A由静止开始运动到B的时间t，并在坐标系中作出的图线，如图乙所示，图线的斜率为k，与纵轴的截距为b。根据上述信息，可知物块的质量表达式为m= ， 物块与木板之间的动摩擦因数表达式为。21. 如图所示，一个的物体A放在的粗糙水平面上，一条轻绳绕过定滑轮和一个的小桶B相连，已知A受到的最大静摩擦力 ， 滑轮上的摩擦不计，g取 ， 在小桶内加入的沙子时，求沙子对小桶的压力？
22. 如图所示，一个质量为4kg的物体以的初速度沿着水平地面向左运动，物体与水平面间的动摩擦因数为0.2，物体始终受到一个水平向右、大小为12N的恒力F作用，g取 ， 求：
(1)、物体的重力大小；(2)、物体向左运动时的加速度大小和方向；(3)、物体速度减为0所需的时间。23. 甲、乙两辆小车放在光滑水平桌面上，在相同拉力的作用下，甲车产生的加速度为2 ， 乙车产生的加速度为5 ， 不计空气阻力，甲、乙两辆小车的质量比为。24. 如图所示，水平面上固定一竖直轻质弹簧，一质量为m的A物体系在弹簧上端，整个系统在外力F的作用下处于平衡状态，此时弹簧弹力大小为；现突然撤去外力F，则此瞬间A物体的加速度大小为。
25. 质量为2kg的物体，开始静止在光滑的水平面上，它受到水平力F的作用，力F随时间变化的图像如图所示．求该物体在2 s末的速度及2 s内的位移的大小．
26. 某运动员做跳伞训练，他从悬停在空中的直升机上由静止跳下，跳离一段时间后打开降落伞做减速下落。他打开降落伞后的速度时间图像如图甲。降落伞用8根对称的绳悬挂运动员，每根绳与中轴线的夹角均为θ=37°，如图乙。已知人的质量m1=60kg，降落伞的质量m2=40kg，不计人所受的阻力，打开伞后伞所受阻力f与速率v成正比，即f=kv。g取10m/s2 ， sin53°=0.8，cos53°=0.6，求：
(1)、打开降落伞前人下落的距离；(2)、阻力系数k和打开伞瞬间的加速度a的大小和方向；(3)、悬绳能够承受的拉力至少为多少？27. 用如图甲所示装置做“验证牛顿第二定律”的实验。
(1)、为消除摩擦对实验的影响，可以使木板适当倾斜以平衡摩擦阻力，下列操作正确的是________。A、小车不连接钩码和纸带，调整倾角使小车能沿木板匀速下滑 B、钩码通过细绳拉着未连接纸带的小车，调整倾角能使小车沿木板匀速下滑 C、用钩码通过细绳拉着连接好穿过打点计时器纸带的小车，调整倾角能使小车沿木板匀速下滑 D、小车不连接钩码但连接穿过打点计时器的纸带，调整倾角使小车能沿木板匀速下滑(2)、该实验中计算绳子对小车的拉力大小时，用钩码重力大小来代替绳子拉力大小会引入系统误差，下列钩码质量m和小车总质量M的取值，能使此系统误差最小的一组是________。A、m=50g，M=200g B、m=20g，M=400g C、m=50g，M=400g D、m=20g，M=200g(3)、如图乙所示为某次实验时打出的纸带的其中一段，在该纸带上选取了A~G共7个计数点，相邻两个计数点之间还有四个计时点没有画出，测得相邻两个计数点之间的距离在图中已标出。若打点计时器计时周期为T=0.02s，可得打点计时器打下F点时小车的速度大小为m/s，小车运动的加速度大小为m/s2。（计算结果均保留两位有效数字）28. 如图所示，倾角为30的足够长斜面AC固定在地面上，一质量为0.4kg的物块（可视为质点）在沿斜面向上的恒定拉力F作用下从斜面底端A点由静止开始运动，F的大小为5.6N，当物块运动到B点时撤去拉力。A、B两点间距离为8m，物块与斜面AB段、BC段的动摩擦因数分别为、。重力加速度。求：
(1)、物块向上运动经过B点时的速度大小；(2)、从A点开始计时，物块在斜面上运动的总时间。29. 滑草是一种娱乐项目，某一滑草场中间是水平草坪，左右两侧有斜坡，游客在该滑草场滑草的过程处理成如图乙所示模型（游客与滑板整体看成质点）。游客某一次从左侧斜坡D点滑下，滑至底端C点，经过10 m长的水平草坪，到达右侧斜坡底端B时的速度为10 m/s。已知右侧斜坡与水平面的夹角为37°，滑板与所有草坪的动摩擦因数均为0.5。（已知sin37° = 0.6，cos37° = 0.8）求：
(1)、游客沿左侧斜坡滑到坡底C点的速度v；(2)、游客在右侧斜坡滑行的时间t。30. 如图所示，避险车道是避免恶性交通事故的重要车道，由制动坡床和防撞设施等组成。一辆质量为10 t的货车（视为质点）行驶到一个长下坡时，因刹车失灵以10 m/s的初速度沿坡向下做匀加速直线运动，在加速前进了750 m后，驾驶员将车从干道（距离很短，可忽略）驶入制动坡床，并冲上坡床后停在坡床上。若货车在该长下坡每行驶500 m高度下降100 m，下坡时受到的阻力是车重的 ， 冲上坡床时受到坡床给它的摩擦力是车重的 ， 制动坡床与水平地面的夹角为θ（sin θ=0.3）。取重力加速度大小g=10 m/s2 ， 若货车从干道驶入制动坡床时的速度大小不变，求：
(1)、货车刚驶入制动坡床时的速度大小；(2)、货车在制动坡床上行驶的距离。