高中物理教科版必修1第三章 牛顿运动定律3 牛顿第二定律同步测试题

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2020-2021学年新人教版必修第一册4.3牛顿第二定律 课时作业7（含解析）  1．如图所示，有一质量为m的物块分别与轻绳P和轻弹簧Q相连，其中轻绳P竖直，轻弹簧Q与竖直方向的夹角为θ，重力加速度大小为g，则下列说法正确的是（　　）A．剪断轻绳瞬间，物块的加速度大小为gB．剪断轻绳瞬间，物块的加速度大小为gsinθC．弹簧Q可能处于压缩状态D．轻绳P的弹力大小一定小于mg2．物块与水平桌面间动摩擦因数为μ，在大小为F、方向如图所示的力作用下，物块恰能以加速度a匀加速向右运动。若改用方向不变、大小为2F的力去推它，则物块的加速度大小为（　　）A．aB．a+μgC．2a+μgD．2a+2μg3．如图所示，两小球用三根轻质细绳悬吊着静止于B、C点，质量分别为m1，m2，AB、BC为弹性绳（弹性限度之内）。CD为非弹性绳，AB呈水平状态。CD、BC与竖直方向的夹角分别为为、。以下说法正确的是（　　）A．三根绳中，细绳BC上的拉力可能为零B．平衡时，细绳CD的拉力大小为C．剪断AB瞬间，小球m1的加速度方向指向右下方D．剪断BC瞬间，小球m2加速度大小为04．一物块置于倾角是45°的光滑斜面上，图A中，用一水平轻弹簧将物块系住，图B中，用一水平细线将物块系住，使它们均处于静止状态，现突然去掉斜面，在去掉斜面的瞬间，图A中物块产生的加速度是aA，图B中物块产生的加速度是aB，则下列关系式正确的是（　　）A．aA=g，aB=gB．aA=g，aB=gC．aA=g，aB=gD．aA=g，aB=g5．—个物体受到10N的力，产生2m/s2的加速度，要使它产生7m/s2的加速度，需要施加的力的大小为（　　）A．25N B．30N C．35N D．40N6．光滑的平面上，物体甲受到7N的水平作用力做初速度为5m/s，加速度为0.35m/s2的匀变速直线运动，物体乙受到4N的水平作用力做初速度为3m/s，加速度为0.25m/s2的匀加速直线运动，关于这两个物体的惯性，下列说法正确的是A．物体甲的较大 B．物体乙的较大C．一样大 D．无法确定7．雨滴从高空由静止下落，由于空气阻力作用，其加速度逐渐减小，直到为零，在此过程中雨滴的运动情况是(　　)A．位移逐渐减小B．速度逐渐减小C．加速度减小到零时速度最小D．速度的变化率越来越小8．如图所示，缆车用钢索悬挂着，处于静止状态，其底板上放置一小物块，物块与缆车左侧壁用水平轻弹簧连接起来，弹簧处于拉伸状态，物块恰好不会相对底板滑动。已知缆车质量远大于物块质量，物块与缆车底板间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计空气阻力，重力加速度为g，则钢索断开瞬间（　　）A．物块受4个力作用 B．物块受2个力作用C．物块的加速度大小为g D．物块的加速度大小为μg9．同学在家中玩用手指支撑盘子游戏，如图所示，设该盘子的质量为m，手指与盘子之间的动摩擦因数为µ，重力加速度为g，最大静摩擦等于滑动摩擦，则下列说法中正确的是（ ）A．若手支撑着盘子一起水平向右匀速运动，则手对盘子有水平向左的静摩擦力B．若手支撑着盘子一起水平向右匀加速运动，则手对盘子的作用力大小为mgC．若手支撑着盘子一起水平向右匀加速运动，则手对盘子的作用力大小为D．若手支撑着盘子一起水平向右匀加速运动，要使得盘子相对手指不发生滑动，则加速度最大为µg10．如图，质量为M的框架放在水平地面上，一轻弹簧上端固定在框架顶端，下端固定一个质量为m的小球，小球上下振动时，框架始终没有弹起，重力加速度的符号为g。当框架对地面压力为零瞬间，小球的加速度大小和方向为（　　）A．，竖直向下 B．，竖直向上C．，竖直向上 D．，竖直向下11．2020年6月至8月，我国南方某些地区连日暴雨，共有433条河流发生超警戒线的洪水。某次无风的情况下，一雨滴在空中下落过程中的速度随时间变化的图像如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．雨滴下落过程中的加速度可能大于重力加速度B．雨滴下落过程中的加速度方向发生了变化C．当匀速运动时，雨滴所受空气阻力等于重力D．随着雨滴速度的增加，空气阻力逐渐减小12．两质量均为m的物块A、B用轻弹簧连接起来用细线悬挂在升降机内，如图所示．当升降机正以大小为a＝2 m/s2的加速度加速上升时，细线突然断裂，则在细线断裂瞬间，A、B的加速度分别为(取竖直向上为正方向，重力加速度大小g取10 m/s2)(　　)A．－2 m/s2，2 m/s2 B．－12 m/s2，2 m/s2C．－24 m/s2，0 D．－22 m/s2，2 m/s2 13．一个质量为2kg的物体，在5个共点力作用下处于平衡状态．现同时撤去大小分别为15N和10N的两个力，其余的力保持不变，关于此后该物体的运动的说法中正确的是（ ）A．一定做匀变速直线运动，加速度大小可能是5m/s2B．一定做匀变速运动，加速度大小可能等于10 m/s2C．可能做匀减速直线运动，加速度大小是5m/s2D．可能做匀速圆周运动，向心加速度大小是5m/s214．一质量为0.8kg的球固定在支杆AB的上端，支杆AB的下端固定在升降机上，今用一段绳子水平拉球，使杆发生弯曲，如图所示，已知绳的拉力为6N，g取10m/s2，则以下说法正确的是A．若升降机是静止状态，则AB杆对球的作用力大小为10NB．若升降机是减速上升，加速度大小5m/s2，则AB杆对球的作用力大小为6NC．若升降机是静止状态，则AB杆对球的作用力大小为8ND．若升降机是加速上升，加速度大小5m/s2，则AB杆对球的作用力大小为6N15．如图所示，箱子A被弹簧吊着，箱内放有物块B，A、B的质量均为m，现对箱子施加一个竖直向上的力F=3mg，使系统处于静止状态。则在撤去F的瞬间（　　） A．弹簧处于压缩状态，弹力大小为mg B．物体A、B都处于超重状态C．A、B的加速度都为1.5g D．A、B的加速度分别为aA=2g，aB=g  16．如图所示是一种可以体验超重和失重的巨型娱乐器械。一个可乘多人的环形座舱由高处自由下落，其运动可视为自由落体运动，经过3.2s座舱底部距地面32m，此时开始制动，到地面时速度恰好为零。制动过程可视为匀减速直线运动。问(1)下落过程中座舱的最大速度是多少？(2)制动过程中座舱加速度是多大？(3)制动过程中座舱对乘客作用力是乘客重力的几倍？
参考答案1．A【解析】【分析】【详解】CD．由于物块处于静止状态，所以物块之受到竖直向下的重力和竖直向上的轻绳的弹力，而弹簧对物块的弹力为零，所以弹簧处于原长状态，根据平衡条件可知，轻绳的弹力大小等于mg，故CD错误；
AB．剪断轻绳瞬间，由于弹簧的弹力不能突变，所以物体只受重力，根据牛顿第二定律可知，物块的加速度大小为g，故A正确，B错误。
故选A。2．C【解析】【分析】【详解】设力F与水平向右方向的夹角为θ，对物块进行受力分析，物块受到重力mg，水平向左的摩擦力f，桌面对物块的支持力FN以及推力F。
当物块向右匀加速运动时，可得竖直方向有mg+Fsinθ=FN水平方向有Fcosθ-μFN=ma若改用方向不变、大小为2F的力去推它，则竖直方向有mg+2Fsinθ=FN′水平方向有f′=μFN′根据牛顿第二定律可得2Fcosθ-f′=ma′联立以上各式得到a′=2a+μg故ABD错误，C正确。
故选C。3．B【解析】【分析】【详解】B．以整体为研究对象，在竖直方向上根据平衡条件解得细绳CD的拉力大小B正确；AC．小球m1静止时，受重力，绳子AB的拉力和绳子BC的拉力，则绳子BC的拉力和重力的合力与水平绳子AB的拉力等大反向，当剪断AB瞬间，小球m1受绳子BC的拉力和重力的合力水平向右，根据牛顿第二定律，小球m1的加速度方向水平向右，AC错误；D．剪断BC瞬间，小球m2受本身的重力和绳子CD的拉力作用，合力不为零，即加速度不为零，D错误。故选B。4．A【解析】【分析】【详解】A图中，去掉斜面之前斜面对物体的支持力为mg；撤掉斜面的瞬时，弹簧的弹力不变，则弹力与重力的合力垂直斜面方向向下，大小为mg，则此时物体的加速度B图中，撤掉斜面后的瞬时，细绳的拉力变为零，此时竖直方向物体只受重力作用，则加速度为g。故选A。5．C【解析】【分析】【详解】当物体受到10N的力时，产生2m/s2的加速度，则由牛顿第二定律得则要产生7m/s2的加速度，需要的力为所以C正确，ABD错误。故选C。6．A【解析】【分析】【详解】根据牛顿第二定律可得：，，所以甲的质量大于乙的质量，而质量是恒量惯性大小的唯一标准，即质量越大，惯性越大，所以甲的惯性大；A．综上分析甲的惯性大，A正确；B．综上分析甲的惯性大，B错误；C．综上分析甲的惯性大，C错误；D．综上分析甲的惯性大，D错误；故选A。7．D【解析】【分析】【详解】A．雨滴一直在下降，所以位移一直在增大。选项A错误；BC．雨滴在下落过程中，加速度的方向与速度方向相同，加速度减小，速度增大；当加速度减小为零时，速度达到最大。选项BC均错误；D．速度的变化率就是加速度大小，加速度逐渐减小，即速度变化率逐渐减小。选项D正确。故选D。8．B【解析】【分析】【详解】AB．钢索断开瞬间，物块和底板间的弹力瞬间消失，则物块不再受到摩擦力，只受重力和弹簧的弹力，所以物块受2个力作用，故B正确，A错误；CD．钢索断开前，物块受到弹簧弹力大小为钢索断开后，物块竖直方向的加速度为g，方向竖直向下，水平方向上弹簧弹力不突变，则物块水平方向的加速度为可得加速度为故CD错误。故选B。9．D【解析】【分析】【详解】A．若手支撑着盘子一起水平向右匀速运动，则手水平方向受合力为零，则手对盘子没有静摩擦力作用，选项A错误；BC．若手支撑着盘子一起水平向右匀加速运动，则手对盘子有竖直向上的支持力mg和水平向右的静摩擦力F，作用力大小为，选项 BC错误；D．若手支撑着盘子一起水平向右匀加速运动，要使得盘子相对手指不发生滑动，则μmg=mam，解得am=μg，则加速度最大为µg，选项D正确；故选D．10．A【解析】【分析】【详解】当框架对地面压力为零瞬间，弹簧对框架的弹力和其重力平衡，则有对小球分析，根据牛顿第二定律得解得方向竖直向下故选A。11．C【解析】【分析】【详解】CD．由v-t图像可知雨滴做加速度减小的加速运动最终匀速。雨滴下落过程受重力和空气阻力，根据牛顿第二定律mg-f=ma加速度减小是因为随着速度的增加空气阻力增大，而最终匀速时空气阻力等于重力，故C正确，D错误。B．因为匀速之前一直加速，所以加速度方向始终竖直向下，故B错误；A．因为加速度方向一直向下，阻力小于重力，所以根据mg-f=ma加速度不可能大于g，故A错误。故选C。12．D【解析】【分析】【详解】在细线断裂前，根据牛顿第二定律，对AB整体有：对B有：解得：细线拉力弹簧弹力在细线断裂瞬间，F1突然消失而F2和A、B的重力不变，则A受到的合力大小产生的加速度在此瞬间B的受力不变，加速度不变，为2 m/s2。选项D正确，ABC错误。故选D。13．BC【解析】【分析】【详解】根据平衡条件得知，余下力的合力与撤去的两个力的合力大小相等、方向相反，则撤去大小分别为和的两个力后，物体的合力大小范围为，物体的加速度范围为：．、若物体原来做匀速直线运动，撤去的两个力的合力方向与速度方向不在同一直线上或与速度方向相同时，物体做曲线运动或匀减速直线运动．故错误．、由于撤去两个力后其余力保持不变，则物体所受的合力不变，一定做匀变速运动．加速度大小可能等于10 ．故正确．、若物体原来做匀速直线运动，撤去的两个力的合力方向与速度方向相同时，物体做匀减速直线运动．故正确．、由于撤去两个力后其余力保持不变，恒力作用下不可能做匀速圆周运动．故错误．故选．14．AD【解析】【分析】【详解】AC.升降机是静止的，球静止，处于平衡状态，由平衡条件可知，杆的作用力大小：故A符合题意C不符合题意．B.若升降机减速上升，对球，在竖直方向，由牛顿第二定律得：mg-Fy=ma解得：Fy=4N在水平方向，由平衡条件得：Fx=F绳=6N杆对球的作用力大小：故B不符合题意．D.若升降机加速上升，对球，在竖直方向，由牛顿第二定律得：Fy-mg=ma解得：Fy=12N在水平方向，由平衡条件得：Fx=F绳=6N杆对球的作用力大小：故D符合题意．15．AD【解析】【分析】【详解】A．撤去F前，以整体为研究对象受力分析，根据平衡条件可得弹簧的弹力为撤去力F后，弹簧弹力不变，为，故A正确；BCD．撤去力F后，二者将分离，A不受B的压力，以A为研究对象，根据牛顿第二定律可得方向竖直向下，处于失重状态，以B为研究对象，则有方向竖直向下，处于完全失重状态，故BC错误，D正确。故选AD。16．(1)32m/s；(2)；(3)2.6【解析】【分析】【详解】(1)设座舱下落的最大速度为v自由下落过程中得(2)设座舱制动过程的加速度大小为，则得(3)对质量为的乘客设制动过程中乘客受到座舱的作用力是其重力的倍，则得