高中粤教版 (2019)第三节 牛顿第二定律同步训练题

这是一份高中粤教版 (2019)第三节 牛顿第二定律同步训练题，共11页。试卷主要包含了单选题，多选题，计算题，实验题等内容，欢迎下载使用。
第四章 第3节牛顿第二定律  同步课时训练学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题(共32分)1、(4分)放在水平地面上的一物块受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物块速度v与时间t的关系如图所示。重力加速度g取。由此两图线可以求得物块的质量m和物块与地面之间的动摩擦因数μ分别为(   )A. B. C. D.2、(4分)一质量为m的乘客站在倾角为θ的自动扶梯的水平踏板上，随扶梯一起以大小为的加速度加速上行，如图所示。重力加速度大小为g。该过程中，乘客对踏板的压力大小为(   )A. B. C. D.3、(4分)停在水平地面上的小车内，用绳子拴住一个重球，绳呈水平状态，绳的拉力为，绳的拉力为。若小车由静止开始向左做匀加速直线运动，但重球相对小车位置不发生变化，则两绳的拉力的变化情况是（重力加速度为g）(   )A.变大，变小 B.变大，变大 C.不变，变小 D.变大，不变4、(4分)如图所示，甲、乙两球通过弹簧连接后用绳悬挂于天花板下，丙、丁两球通过细线连接后也用绳悬挂于天花板下，四个球质量相等。若在处剪断绳，在剪断瞬间，关于各球的瞬时加速度，下面说法中正确的是（g为重力加速度）(   )A.甲球的加速度为 B.乙球的加速度为g C.丙球的加速度为0 D.丁球的加速度为g5、(4分)关于牛顿第二定律的表达式，下列说法正确的是(   )A.物理公式只能确定物理量之间的数量关系和方向关系B.如果让10 kg的物体产生大小的加速度，所需要的力的大小就是1 NC.如果单位选取合适，牛顿第二定律的表达式可以是D.由可知，物体的质量与其所受的合外力成正比，与其运动的加速度成反比6、(4分)如图所示，在以的加速度匀加速下降的电梯水平地板上放有质量为m的物体，劲度系数为k的轻弹簧的一端固定在电梯壁上，另一端与物体接触（未连接），弹簧水平且无形变。用水平力F缓慢向右推动物体，在弹性限度内弹簧长度被压缩了l，此时物体静止。撤去F后，物体开始向左运动，运动的最大距离为。物体与电梯地板间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。则撤去F后，在水平方向上(   )
 A.物体与弹簧分离前加速度越来越大 B.物体与弹簧分离前加速度越来越小C.弹簧的压缩量为时，物体速度最大 D.物体在水平方向做匀减速运动的时间为7、(4分)力单独作用在物体上产生的加速度大小为，力单独作用在该物体上产生的加速度大小为，则和同时作用在该物体上，产生的加速度大小不可能为(   )A. B. C. D.8、(4分)21世纪新能源环保汽车在设计阶段要对其各项性能进行测试，某次新能源汽车性能测试中，如图甲所示是牵引力传感器传回的实时数据随时间变化的关系，但由于机械故障，速度传感器只传回了第20 s以后的数据，如图乙所示。已知汽车质量为1500 kg，若测试平台是水平的，且汽车由静止开始沿直线运动，设汽车所受阻力恒定，由分析可得(   )
 A.由图甲可得汽车所受阻力为1000 N B.20 s末汽车的速度为26 m/sC.由图乙可得20 s后汽车才开始匀速运动 D.前20 s内汽车的位移为426 m二、多选题(共24分)9、(6分)如图，柔软轻绳的一端O固定，其中间某点M拴一重物A，用手拉住绳的另一端N。初始时，竖直且被拉直，与之间的夹角为。现将重物向右上方缓慢拉起，并保持夹角α不变。在由竖直被拉到水平的过程中(   )A.上的张力逐渐增大 B.上的张力先增大后减小C.上的张力逐渐增大 D.上的张力先增大后减小10、(6分)如图是一质量为50 kg的乘客乘竖直电梯上楼过程中速度—时间图像，重力加速度g取。下列说法正确的是(   )A.时刻，乘客对电梯底板的压力大小为550 NB.0~2 s和8~10 s两个过程中电梯的加速度相同C.乘客在8~10 s重力为零D.电梯上升过程的总位移大小为16 m，方向竖直向上11、(6分)如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端与物块A拴接，物块紧挨在一起放在光滑水平面上，在水平向左的外力F的作用下整个装置处于静止状态。已知弹簧的劲度系数为k，弹簧始终处于弹性限度内，物块的质量分别为，突然撤去外力F瞬间，下列说法正确的是(   )A.弹簧的压缩量为 B.A的加速度大小为C.B对A的作用力大小为 D.B对C的作用力大小为12、(6分)如图所示，倾斜圆盘圆心处固定有与盘面垂直的细轴，盘面上沿同一直径放有质量均为m的两物块（均可视为质点），两物块分别用两根平行圆盘的不可伸长的轻绳与轴相连，与轴的距离分别为和d，与盘面间的动摩擦因数均为μ，盘面与水平面的夹角为θ。当圆盘以角速度ω匀速转动时，物块始终与圆盘保持相对静止，且当物块A转到最高点时，A所受绳子拉力刚好减小到零，而B所受摩擦力刚好增大到最大静摩擦力。已知重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则下列说法正确的是(   )
 A.B.C.运动过程中绳子对A拉力的最大值为D.运动过程中B所受摩擦力的最小值为三、计算题(共28分)13(本题 14 分)如图所示，一质量的木板原来静止在水平面上，另一质量的小滑块以的初速度在木板上从右端开始水平向左滑行，经一段时间后滑块停在木板上。已知滑块与木板间、木板与水平面间的动摩擦因数分别为和，取重力加速度，求：（1）木板运动过程中的最大速度；（2）木板从开始运动到最终停下的位移大小。14、(14分)如图，在竖直平面内，一半径为R的光滑圆弧轨道和水平轨道在A点相切，为圆弧轨道的直径，O为圆心，和之间的夹角为。一质量为m的小球沿水平轨道向右运动，经A点沿圆弧轨道通过C点，落至水平轨道；在整个过程中，除受到重力及轨道作用力外，小球还一直受到一水平恒力的作用。已知小球在C点所受合力的方向指向圆心，且此时小球对轨道的压力恰好为零。重力加速度大小为g。求
 （1）水平恒力的大小和小球到达C点时速度的大小；（2）小球到达A点时动量的大小；（3）小球从C点落至水平轨道所用的时间。四、实验题(共16分)15、(16分)为了“验证牛顿第二定律”，某同学设计了如下实验方案： A.实验装置如图甲所示，一端系在滑块上的轻质细绳通过转轴光滑的轻质滑轮，另一端挂一质量为的钩码。用垫块将长木板有定滑轮的一端垫起，调整长木板的倾角，直至轻推滑块后，滑块将沿长木板向下做匀速直线运动；B.保持长木板的倾角不变，取下细绳和钩码，连接纸带，接通打点计时器的电源，然后让滑块沿长木板滑下，打点计时器打下的纸带如图乙所示。请回答下列问题：（1）图乙中纸带的____端与滑块相连(选填“左”或“右”)。（2）图乙中相邻两个计数点之间还有4个点未画出，打点计时器接频率为50Hz的交流电源，根据图乙求出滑块的加速度_______（结果保留三位有效数字）。（3）实验中________(填“一定要”或“不必要”)保证钩码的质量远小于滑块的质量。
参考答案1、答案：A解析：2、答案：C解析：该过程中，乘客在竖直向上方向的加速度大小，设踏板对乘客的支持力大小为F，在竖直方向上，由牛顿第二定律有，解得，由牛顿第三定律可得，乘客对踏板的压力大小，所以C正确，A、B、D错误。3、答案：C解析：本题考查推理论证能力。对重球进行受力分析后采用正交分解法，根据牛顿第二定律列出方程，再讨论两个力的变化情况。以重球为研究对象，分析受力如图所示，设小车的加速度大小为a，绳与水平方向的夹角为θ，重球重力为，根据牛顿第二定律可以得到竖直方向：①水平方向：②由①②得：可见，绳的拉力与加速度a无关，则保持不变，绳的拉力随着加速度的增大而减小，则变小。4、答案：D解析：当剪断通过弹簧连接的两小球上方A处的绳子时，剪断绳子瞬间弹簧弹力不变，A处细绳的拉力没有了，甲球受力不变，重力和弹力的合力为0，甲的加速度为0，乙球受到自身重力和弹簧的拉力，合力为，乙的加速度为，选项A、B错误。当剪断通过细线连接的两小球上方的处的绳子时，剪断上方绳子后，下方细线弹力突变为0，丙、丁两球均只受自身重力，故加速度都为g，C错误，D正确。5、答案：C解析：物理公式不仅可以确定物理量之间的数量关系和方向关系，同时也可以确定物理量间的单位关系，所以A错误；如果让10 kg的物体产生大小的加速度，所需要的力的大小是10 N，所以B错误；如果力的单位取N，质量单位取g，加速度单位取，牛顿第二定律的表达式就可以是，C正确；物体的质量是物体本身的属性，是所含物质的多少，与物体所受合外力以及物体运动的加速度无关，D错误。6、答案：C解析：本题考查根据受力情况分析运动情况。当弹簧恢复原长时，物体与弹簧分离，在弹簧恢复原长的过程中，物体在水平方向受向左的弹力和向右的摩擦力，当时，由牛顿第二定律得减小，a减小，当时，由牛顿第二定律得减小，a增大，故物体与弹簧分离前加速度先减小后增大，选项A、B错误；物体在竖直方向做匀加速运动，由牛顿第二定律得，物体受到的摩擦力，由以上两式解得，物体速度最大时，物体水平方向上所受的合力为零，则，解得，选项C正确；物体离开弹簧后在水平方向做匀减速运动，运动的距离为l，由牛顿第二定律得，由匀变速直线运动规律得，由以上两式解得，选项D错误。
 7、答案：A解析：本题考查加速度与力的关系。根据牛顿第二定律有和合力大小的取值范围和同时作用在该物体上，则产生加速度大小的范围，即，故选A。
8、答案：B解析：本题结合图像考查牛顿运动定律。由题图乙可知，在20 s后汽车做匀速直线运动，则由题图甲可知，汽车所受阻力，故A错误；在0~6 s内，设汽车所受牵引力为，加速度为，由牛顿第二定律得，解得，第6 s末汽车的速度，在6~18 s内，设汽车所受牵引力为，加速度为，由牛顿第二定律得，解得，第18 s末汽车的速度，由题图甲知18 s后汽车所受牵引力等于阻力，即汽车做匀速直线运动，所以20 s末汽车的速度，故B正确，C错误；汽车在0~6 s内的位移，汽车在6~18 s内的位移，汽车在18~20 s内的位移，汽车在前20 s内的位移，故D错误。9、答案：AD解析：以重物A为研究对象，受重力绳上拉力上拉力，由题意知，三个力合力始终为零，矢量三角形如图所示在转至水平的过程中，上的张力逐渐增大，上的张力先增大后减小，选项A、D正确。10、答案：AD解析：图像斜率的绝对值表示加速度的大小，时乘客的加速度大小为，根据牛第二定律可得电梯底板对乘客的支持力大小为，根据牛顿第三定律可知乘客对电梯底板的压力大小为550 N，选项A正确；图像斜率的正负表示加速度的方向，0~2 s和8~10 s两个过程中电梯的加速度大小相同，方向相反，选项B错误；乘客在8~10 s加速度方向竖直向下，但此时重力不变，仍等于500 N，选项C错误；图像与t轴所围的面积表示位移，且t轴上方的面积表示位移为正，t轴下方的面积表示位移为负，所以电梯上升过程的总位移大小为，方向竖直向上，选项D正确。11、答案：BC解析：A.根据胡克定律可知，弹簧的压缩量为，选项A错误；B.突然撤去外力F瞬间，整体的加速度都相同，则A的加速度大小为，选项B正确；C.对的整体，则A对B的作用力大小为根据牛顿第三定律可知，B对A的作用力大小为，选项C正确；D.对整体，由牛顿定律可得，B对C的作用力大小为，选项D错误。故选BC。12、答案：ABD解析：当物块A转到最高点时，B在最低点，此时对A由牛顿第二定律有，同理，对B有，联立解得，A、B正确；运动过程中，当A到最低点时，所需的拉力最大，设为，由牛顿第二定律有，代入数据解得，C错误；运动过程中，当B到最高点时，所受的摩擦力最小，设为，由牛顿第二定律有，联立解得，D正确。
13、（1）答案：1m/s解析：根据牛顿第二定律可得滑块相对木板滑动时的加速度大小为在开始的一段时间内，木板做匀加速运动，设其加速度大小为，根据牛顿第二定律有解得设经过时间t，滑块与木板达到共同速度，根据运动学公式有解得达到共同速度之后，易知木板将开始做匀减速运动，所以木板运动过程中的最大速度为（2）答案：0.45m解析：滑块与木板达到共同速度后，假设整体以相同的加速度做匀减速运动，加速度大小为a，根据牛顿第二定律有滑块所受静摩擦力大小故假设成立。木板匀加速运动的位移大小为木板匀减速运动的位移大小为木板从开始运动到最终停下的位移大小为14、答案：（1）（2）（3）解析：（1）设水平恒力的大小为，小球到达C点时所受合力的大小为F。由力的合成法则有
①
②
设小球到达C点时的速度大小为v，由牛顿第二定律得
③
由①②③式和题给数据得
④
⑤
（2）设小球到达A点的速度大小为，作，交于D点，由几何关系得
⑥
⑦
由动能定理有
⑧
由④⑤⑥⑦⑧式和题给数据得，小球在A点的动量大小为
⑨
（3）小球离开C点后在竖直方向上做初速度不为零的匀加速运动，加速度大小为g。设小球在竖直方向的初速度为，从C点落至水平轨道上所用时间为t。由运动学公式有
⑩
⑪
由⑤⑦⑩⑪式和题给数据得
⑫
 15、答案：（1）右（2）2.00（3）不必要解析：（1）滑块在下落过程中速度越来越大，则相同时间内滑块的位移越来越大，纸带上相邻两计数点间的距离越来越大，结合图乙可知纸带的右端与滑块相连，故选填“左”。（2）频率为50Hz，则周期，相邻两计数点间还有4个点未画出，则相邻计数点间的时间间隔为，根据逐差法有。（3）实验中挂上钩码，调节木板倾角，使小滑块匀速运动，则此时绳子上的拉力就等于钩码的重力，对物块来说有，然后取下钩码，换上纸带小滑块加速下滑，小滑块的合外力就是钩码的重力，所以不必要保证钩码的质量远小于滑块的质量，选填“不必要”。