高中物理人教版（2022）必修一4.3牛顿第二定律同步测试卷

高中物理人教版（2022）必修一牛顿第二定律同步测试卷一、单选题1.如图，物体A、B放在光滑水平面上，A的质量是B的2倍，用水平恒力推A，使A和B一起向右运动，则A、B间的作用力大小为（

）A.

13F

B.

12F

C.

2.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，物块恰能匀速向右运动。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.

0

B.

12μg

C.

μg

D.

2μ3.质量均为2m的金属小球1、2用轻弹簧连接，小球1通过轻绳cd与质量为m的箱子相连，用轻绳oc将箱子悬挂于天花板上，重力加速度为g，现突然将轻绳oc剪断瞬间，下列说法正确的是（

）A.

小球2的加速度为g，方向竖直向下

B.

小球1的加速度为2g，方向竖直向下

C.

箱子的加速度为2g，方向竖直向下

D.

轻绳cd上的拉力为2mg4.如图所示，倾角为θ的固定斜面上有一质量为m的物体，分别用平行于斜面的推力F1和水平推力F2作用于物体上，均能使物体以相同的加速度沿斜面匀加速上滑，则物体与斜面之间的动摩擦因数A.

F2cosθ-F1F2sin5.如图，A、B、C三个小球质量均为m，A、B之间用一根没有弹性的轻质细绳连在一起，B、C之间用轻弹簧拴接，整个系统用细线悬挂在天花板上并且处于静止状态，现将A、B之间的细绳剪断，则在剪断细绳的瞬间，A、B、C三个小球的加速度大小分别是（

）A.

0，g，g

B.

0，2g，0

C.

2g，g，g

D.

2g，0，g6.质量相等的两物块A和B，在水平恒力F作用下，在水平面上做匀加速直线运动，若水平面光滑，物块A的加速度大小为a1，物块A、B之间的相互作用力大小FN1，若水平面粗糙，两物块与水平面的动摩擦因数相同，物块B的加速度大小为a2，物块A、B间作用力大小为FA.

a1=a2

B.

a1<7.如图所示，一质量为M的楔形木块放在水平桌面上，它的顶角为90°，两底角为α和β；a、b为两个位于斜面上质量均为m的小木块，已知所有接触面都是光滑的．现发现a、b沿斜面下滑，而楔形木块静止不动，这时楔形木块对水平桌面的压力等于（

）A.

Mg+mg

B.

Mg+2mg

C.

Mg+mg（sinα+sinβ）

D.

Mg+mg（cosα+cosβ）8.一物体放在水平地面上，物体与地面的动摩擦因数为，在拉力F=10N作用下从静止开始运动，其速度与位移在国际单位制下满足等式v2=8x，则物体的质量为（）A.

B.

C.

D.

1kg9.质量为M的人站在地面上，用轻绳通过定滑轮将质量为m的重物从地面向上拉动，如图所示，若重物以加速度a上升，则人对地面的压力为(

)A.

(M+m)g+ma

B.

(M+m)g-ma

C.

(M-m)g-ma

D.

Mg-ma10.如图所示，压缩的轻弹簧将金属块卡在矩形箱内，在箱的上顶板和下底板均安有压力传感器，箱可以沿竖直轨道运动。当箱静止时，上顶板的传感器显示的压力F1=2N，下底板传感器显示的压力F2=6N，重力加速度g=10m/s2。下列判断正确的是（

）A.

若加速度方向向上，随着加速度缓慢增大，F1逐渐减小，F2逐渐增大

B.

若加速度方向向下，随着加速度缓慢增大，F1逐渐增大，F2逐渐减小

C.

若加速度方向向上，且大小为5m/s2时，F1的示数为零

D.

若加速度方向向下，且大小为5m/s2时，F2的示数为零二、多选题11.如图所示，质量均为1kg的物块和木板叠放在实验台上，物块用一不可伸长的细绳与固定在实验台上的力传感器相连，细绳水平。t=0时，木板开始受到水平外力F的作用，在t=3s时撤去外力。木板的速度v与时间的关系如图所示。木板与实验台之间的摩擦可以忽略。重力加速度取g=10m/s2。由题给数据可以得出（

）A.

0~2s内，木板所受摩擦力一定为0

B.

2s~3s内，F=

C.

2s~5s内，物块所受摩擦力不变

D.

物块与木板之间的动摩擦因数为12.如图（a），物块和木板叠放在实验台上，物块用一不可伸长的细绳与固定在实验台上的力传感器相连，细绳水平．t=0时，木板开始受到水平外力F的作用，在t=4s时撤去外力．细绳对物块的拉力f随时间t变化的关系如图（b）所示，木板的速度v与时间t的关系如图（c）所示．木板与实验台之间的摩擦可以忽略．重力加速度取g=10m/s2．由题给数据可以得出A.

木板的质量为1kg

B.

2s~4s内，力F的大小为

C.

0~2s内，力F的大小保持不变

D.

物块与木板之间的动摩擦因数为13.如图所示的翻斗车车斗的底部是一个平面，司机正准备将车上运送的一块大石块（图中未画出）卸下。司机将车停稳在水平路面上，通过操纵液压杆使车斗底部倾斜，直到石块开始加速下滑时，保持车斗倾斜角不变。则在石块沿车斗底面匀加速下滑的过程中（

）A.

若刹车失灵，翻斗车可能会向前运动

B.

翻斗车不受地面的摩擦力

C.

翻斗车受到的合外力逐渐减小

D.

地面对翻斗车的支持力小于翻斗车和车上石块的总重力14.如图甲所示，可视为质点的质量m1=1kg的小物块放在质量m2=2kg的木板正中央位置，木板静止在水平地面上，连接物块的轻质细绳伸直且与水平方向的夹角为37°。现对木板施加水平向左的拉力F=18N，木板运动的v-t图象如图乙所示，sin37°=，g取10m/s2，则（

）A.

木板的长度为2m

B.

木板的长度为1m

C.

木板与地面间的动摩擦因数为

D.

物块与木板间的动摩擦因数为815.如图，在水平轨道上做直线运动的车厢顶上，通过一轻绳悬挂一小球，在小球相对车厢静止时，发现悬线与竖直方向有一个a角，则车厢的运动情况是(

)A.

向右加速，加速度大小gtana

B.

向右减速，加速度大小gsina

C.

向左减速，加速度大小gtana

D.

向左加速，加速度大小gsina16.如图所示，质量均为m的木块A和B用一轻弹簧相连，竖直放在光滑的水平面上，木块A上放有质量为2m的木块C，三者均处于静止状态。现将木块C迅速移开，若重力加速度为g，则在木块C移开的瞬间（

）A.

弹簧的形变量不改变

B.

弹簧的弹力大小为mg

C.

木块A的加速度大小为g

D.

木块B对水平面的压力为4mg三、填空题17.质量为8×103kg的汽车，从静止开始运动，经过10s汽车的速度为15m/s，已知汽车所受阻力为×103N，则汽车的牵引力为________N。

18.如图所示，质量相同的、两球用细线悬挂于天花板上且静止不动．两球间是一个轻质弹簧，如果突然剪断悬线，则在剪断悬线瞬间球加速度为________；B球加速度为________。

19.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________。

20.如图（a）所示，一质量m=2kg的物体在水平推力F作用下由静止开始运动，水平推力F随位移s变化的图像如图（b）所示。已知物体与地面之间的动摩擦因数μ=，则运动过程中物体的最大加速度a=________m/s2；距出发点s’=________m时物体的速度达到最大。（g=10m/s2）21.一物块静置于水平面上，现用一与水平方向成37°角的拉力F使物体开始运动，如图a所示。其后一段时间内拉力F随时间变化和物体运动速度随时间变化的图像如图b所示，已知物块的质量为，g=10m/s2。根据图像可求得，物体与地面间的动摩擦系数为________，0--1s内拉力的大小为________N。（sin37°=，cos37°=）

四、解答题22.如图所示,质量为2m的物块A和质量为m的物块B与地面的摩擦均不计.在已知水平推力F的作用下,A、B做加速运动，A对B的作用力为多大?23.如图所示，斜面体ABC放在粗糙的水平地面上。滑块在斜面底端以初速度v0＝s沿斜面上滑。斜面倾角θ＝37°，滑块与斜面间的动摩擦因数μ＝。整个过程斜面体保持静止不动，已知滑块的质量m＝1kg，sin37°＝，cos37°＝24.如图所示，质量m=2kg的物体静止于水平地面的A处，A、B间距L=20m。现用大小为25N，沿水平方向的外力拉此物体，2s后拉至B处（取（1）求物体与地面间的动摩擦因数μ；（2）若外力作用一段时间后撤去，使物体从A处由静止开始运动并恰能到达B处，求该力作用的最短时间t。五、实验探究题25.在验证牛顿第二定律的实验中，某学习小组使用的实验装置如图甲所示：（1）由于没有打点计时器，该小组让小车由静止开始运动，发生位移x，记录时间t，则小车的加速度的表达式为a＝________．（2）指出该实验中的一个明显疏漏：________．（3）纠正了疏漏之处后，保持小车的质量M不变，改变砂桶与砂的总重力F，多次实验，根据得到的数据，在a-A.轨道倾斜不够B.轨道倾斜过度C.砂桶与砂的总重力太大D.所用小车的质量太大（4）若不断增加砂桶中砂的质量，aF图象中各点连成的曲线将不断延伸，那么加速度的趋向值为________，绳子拉力的趋向值为________．

答案解析部分一、单选题解:设B的质量为m，则A的质量为2m，AB间的作用力为N，以物体A、B组成的整体为研究对象，由牛顿第二定律得F=3ma再以B为研究对象，由牛顿第二定律得N=ma联立解得N=F故答案为：A。【分析】利用整体的牛顿第二定律结合B的牛顿第二定律可以求出AB之间作用力的大小。解:在大小为F、方向如图所示的力作用下，物块恰能匀速向右运动。设力与水平夹角为θ，根据平衡条件Fcos改用方向不变、大小为2F的力去推它2F解得：a=μgC符合题意ABD不符合题意。故答案为：C。【分析】利用牛顿第二定律可以求出加速度的大小。解:A．轻绳oc剪断前，以小球2为研究对象，可知弹簧的弹力大小

F=2mg将轻绳oc剪断瞬间，弹簧的弹力不会突变，则小球2受到弹簧向上的拉力和重力都没有变化，则加速度为0，A不符合题意；BC．此瞬间小球1和箱子的加速度相同，设为a。对小球1和箱子整体，由牛顿第二定律可得F+（2m+m）g=（2m+m）a解得a=53方向竖直向下，BC不符合题意；D．对箱子，由牛顿第二定律可得T+mg=ma解得轻绳cd上的拉力T=D符合题意。故答案为：D。【分析】利用牛顿第二定律结合绳子拉力的大小变化可以求出小球的加速度大小；利用箱子的牛顿第二定律可以求出绳子cd的拉力大小。解:当用平行于斜面的推力F1使物体以加速度a沿斜面匀加速上滑时，根据牛顿第二定律有F当用水平推力F1使物体以加速度a沿斜面匀加速上滑时根据牛顿第二定律有垂直于斜面方向平衡有mg联立以上几式得μ=故答案为：A。【分析】利用牛顿第二定律结合竖直方向的平衡方程可以求出动摩擦因素的大小。解:系统处于静止时，由平衡条件得，对C，弹簧的弹力为T=mg对A、B、C系统悬绳的拉力F=3mg烧断AB之间细线瞬间，悬绳的拉力突变为mg，对A，合力为零，加速度a烧断AB之间细线瞬间，AB间绳的拉力突变为零，对B，由牛顿第二定律得mg+T=m解得a剪断轻绳瞬间，弹簧的弹力不变，对C，由牛顿第二定律得T解得aB符合题意，ACD不符合题意。故答案为：B。【分析】利用平衡条件可以求出拉力和弹簧弹力的大小；结合牛顿第二定律可以求出对应小球的加速度的大小。6.C解:设A、B的质量均为m．接触面光滑时，对整体分析，根据牛顿第二定律得a1对B分析，由牛顿第二定律得F接触面粗糙时，对整体分析，根据牛顿第二定律得：a可知a1＞a2对B分析，由牛顿第二定律得FN2-μmg=ma解得FN2=所以FF故答案为：C。【分析】利用整体的牛顿第二定律可以比较加速度的大小；结合B的牛顿第二定律可以比较AB之间作用力的大小。解:对木块a受力分析，如图，受重力和支持力由几何关系，得到：N1=mgcosα故物体a对斜面体的压力为：N1′=mgcosα…①同理，物体b对斜面体的压力为：N2′=mgcosβ…②对斜面体受力分析，如图，

根据共点力平衡条件，得到：N2′cosα-N1′cosβ=0…③F支-Mg-N1′sinβ-N2′sinα=0…④根据题意有：α+β=90°…⑤由①～⑤式解得：F支=Mg+mg根据牛顿第三定律，斜面体对地的压力等于Mg+mg；故答案为：：A。【分析】本题由于斜面光滑，两个木块均加速下滑，分别对两个物体受力分析，求出其对斜面体的压力，再对斜面体受力分析，求出地面对斜面体的支持力，然后根据牛顿第三定律得到斜面体对地面的压力。解:物体初度为0，根据速度与位移关系v2=2ax对比题中表达式可知加速度根据牛顿第二定律F解得m=故答案为：D。【分析】利用牛顿第二定律结合速度位移公式可以求出物体的质量大小。解:对于m物体，根据牛顿第二定律有；ma=T-mg；对于人进行受力分析有：

根据人的平衡条件有；Mg=T'+N'；可以解得地面对人的支持力N'=(M-【分析】利用m物体的牛顿第二定律结合人的平衡方程可以求出人对地面的压力大小。解:A．若加速度方向向上，在金属块未离开上顶板时弹簧的压缩量不变，则F2不变，根据牛顿第二定律得F2得F知随着加速度缓慢增大，F1逐渐减小，A不符合题意；B．若加速度方向向下，在金属块未离开上顶板时弹簧的压缩量不变，则F2不变，根据牛顿第二定律得mg+得F知随着加速度缓慢增大，F1逐渐增大，故B不符合题意；C．当箱静止时，有F得m=若加速度方向向上，当F1=0时，由A项分析有F解得a=5m/s2故C符合题意；D．若加速度方向向下，大小是5m/s2小于重力加速度，不是完全失重，弹簧不可能恢复原长，则F2的示数不可能为零，D不符合题意。故答案为：C。【分析】利用牛顿第二定律结合加速度的大小和方向可以判别弹力的大小变化；利用牛顿第二定律结合加速度的大小和方向可以求出弹力的大小。二、多选题,C解:A．t=0时，木板开始受到水平外力F的作用，那么0～2s内，木板处于静止，那么一定受到静摩擦力作用，A不符合题意；B．2s～3s内，木板的加速度大小a在3s后撤去外力，此时木板在水平方向上只受到滑动摩擦力的作用，此时木板的加速度为a则加速度大小为s2，设木板的质量为M，根据牛顿第二定律可得f=M可知木块与木板之间的滑动摩擦力为f=1再根据牛顿第二定律可得F解得FB符合题意；C．在2s～5s内，由图象可知，木板处于滑动，则它们存在滑动摩擦力，那么物块受到木板的滑动摩擦力，因此物块所受摩擦力不变，C符合题意；D．依据滑动摩擦力公式f=μN，由于物块的质量为m=1kg，那么物块与木板之间的动摩擦因数μ=D不符合题意。故答案为：BC。【分析】刚开始木板静止，利用水平方向的平衡条件可以求出木板受到地面摩擦力的作用；利用图象斜率可以求出加速度的大小，结合牛顿第二定律可以求拉力的大小；由木块与木板始终保持滑动所以其摩擦力保持不变；利用动摩擦力的表达式可以求出动摩擦因素的大小。,B解:结合两图像可判断出0-2s物块和木板还未发生相对滑动，它们之间的摩擦力为静摩擦力，此过程力F等于f，故F在此过程中是变力，即C不符合题意；2-5s内木板与物块发生相对滑动，摩擦力转变为滑动摩擦力，由牛顿运动定律，对2-4s和4-5s列运动学方程，可解出质量m为1kg，2-4s内的力F为，A、B符合题意；由于不知道物块的质量，所以无法计算它们之间的动摩擦因数μ,D不符合题意.故答案为：AB【分析】利用图像斜率可以求出加速度的大小；结合摩擦力和牛顿第二定律可以求出木板的质量和力F的大小。13.A,D解:AB．由于石块有沿斜面向下的加速度a，则对车和石块的整体，水平方向f=macos即车受到地面向左的摩擦力作用，有向右运动的趋势，则若刹车失灵，翻斗车可能会向前运动，A符合题意，B不符合题意；C．石块下滑过程中对车的作用力不变，则翻斗车受到的合外力不变，C不符合题意；D．石块竖直方向由竖直向下的加速度，对石块和车的整体在竖直方向(M+m)g可知N<(M+m)g即地面对翻斗车的支持力小于翻斗车和车上石块的总重力，D符合题意。故答案为：AD。【分析】车受到的作用力方向可以判别车运动的方向；利用平衡条件可以判别车受到的合力及地面摩擦力大小；利用牛顿第二定律可以判别地面支持力和整体重力的大小。14.A,C,D解:AB．从题图乙可知，木板运动2s离开小物块，在0∼2所以木板的长度L=2x=2A符合题意，B不符合题意；C．设木板与地面间的动摩擦因数为μ2，物块与木板间的动摩擦因数μ1，在2由牛顿第二定律得F解得μ2D．在0∼2水平方向T又知f长木板的加速度a对木板进行受力分析，结合牛顿第二定律得F由牛顿第三定律得fF联立上述式子解得μD符合题意。故答案为：ACD。【分析】利用图像面积可以求出木板的长度；利用牛顿第二定律结合图像斜率可以求出动摩擦因素的大小。,C解:对小球进行受力分析有：

再根据牛顿定律有：ma=Tsina；mg=T故答案为：AC【分析】利用小球的牛顿第二定律可以判别加速度的大小和方向。,D解:A.由于弹簧弹力属于渐变，所以撤去C的瞬间，弹簧的形变量不变，A符合题意；B.开始整体处于平衡状态，弹簧的弹力等于A和C的重力，即F=3mg，撤去C的瞬间，弹簧的形变量不变，弹簧的弹力不变，仍为3mg，B不符合题意；C.撤去C瞬间，弹力不变，A的合力等于C的重力，对木块A，由牛顿第二定律得：2mg=ma，解得：a=2g方向竖直向上，C不符合题意；D.撤去C的瞬间，弹簧的弹力不变，仍为3mg，对B，由平衡条件得：F+mg=N，解得：N=4mg木块B对水平面的压力为4mg，D符合题意。故答案为：AD【分析】由于弹簧属于缓变所以瞬间弹力和形变量保持不变；利用平衡可以求出弹力的大小；利用牛顿第二定律可以求出加速度的大小；利用B的平衡方程可以求出压力的大小。三、填空题解:根据速度时间公式v=at得，汽车的加速度a=vt=1510m/s2=m/s2

根据牛顿第二定律得：F－f=ma，

解得F=f+ma=×103+8×1018.

；​解:弹簧弹力不能突变，绳子的弹力会发生突变

对于A物体：剪断绳子前收到向下的重力，和向下弹力。剪断绳子后。竖直向下

对于B物体：剪断绳子前收到向下的重力，和向上弹力。剪断绳子后.

【分析】本题考查了牛顿第二定律的应用+F；Fm解:施加外力后，根据平衡条件知弹力大小，F弹=mg+F

撤去外力瞬间为F弹－mg=ma

联立解得a=Fm。

；4解:由牛顿第二定律得F-可知当推力最大即F=50N时，物体的加速度最大，加速度为20m/s2。由[1]