4.3 牛顿第二定律 同步练习-2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册

**基本信息** 高中物理同步练，新授课场景，以“基础巩固-综合应用-问题解决”分层设计，通过生活情境题和递进式考点，强化牛顿运动定律的物理观念与科学思维。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础认知（单选）|单一知识点（牛顿第三定律、惯性、平均速度等）|生活情境题（如足球破门、机器人赛跑），考查物理观念| |综合理解（多选）|跨知识点综合（静摩擦力与运动状态、瞬时加速度分析）|多选项辨析（如乒乓球受力与运动关系），培养科学推理| |问题解决（解答）|实际情境综合应用（匀变速运动与牛顿定律结合）|分步设问解答（如消防滑竿运动过程），提升科学探究能力|

4.3 牛顿第二定律 姓名：___________班级：___________学号：___________ 一、单选题 1．2025年江苏省城市足球联赛引爆体育赛事，苏州队一名17岁高中生球员在“苏超”联赛第五轮以1分17秒闪电破门创最快进球纪录。在脚将球踢离地面时（    ） A．脚对足球的力大于足球对脚的力 B．脚对足球的力大于足球的重力 C．脚对足球的力与足球对脚的力是一对平衡力 D．脚对足球的力与足球的重力是一对平衡力 2．如图所示，某同学正在演示惯性实验。水平桌面上铺有一张薄纸，一质量为M的小物块静置在纸上。从力与运动的关系角度分析，下列说法正确的是（     ） A．抽出纸张时，若拉动纸张越迅速，则物块运动越明显 B．抽出纸张时，无论拉动得有多么迅速，物块都不可能保持静止 C．抽出纸张时，拉动得越迅速，物块的惯性就会越大 D．以上说法都不对 3．2025年，世界人形机器人运动会中，北京“天工”机器人以21.50秒夺得直线百米赛跑冠军。关于“天工”机器人，下列说法正确的是（     ） A．赛跑过程中的合力始终为零 B．平均速度大小约为 C．机器人冲过终点线时的瞬时速度一定大于其全程的平均速度 D．分析机器人运动姿态时可将其视为质点 4．如图所示，在一箱子内放有、两个物体，、之间用轻弹簧相连，整个系统用绳系于天花板上，处于静止状态，其中，，。在剪断绳子的瞬间，忽略空气阻力，重力加速度为，下列说法正确的是（     ） A．的加速度大小为 B．的加速度大小为 C．对C的压力大小为 D．对C的压力大小为 5．一同学为了研究长木板表面的粗糙程度。他先将木板放在水平的实验桌上，并验证了木板上表面是水平的，再将一物块放在木板的一端（物块上安装有速度传感器），现给物块一初速度，让物块在木板上滑行，得到了物块的图像，如图所示，已知重力加速度取，则物块与木板间动摩擦因数为（   ） A．0.4 B．0.2 C．0.5 D．0.3 6．假期天物理老师领小孩在游乐场里玩蹦蹦床，仔细观察后发现，小孩从O点（蹦床弹力为零的地方）弹起竖直向上运动，随后下落回到O点。假设小孩在运动过程中所受空气阻力的大小与速度大小成正比。则小孩（　　）。 A．上升时间大于下落时间 B．被弹起后瞬间的速度最大 C．达到最高点时加速度为零 D．下落过程中做匀加速运动 7．如图所示，一机器人用盘子端着一杯咖啡在水平路面上做加速直线运动，则（　　） A．杯子的速度越大，杯子的惯性越大 B．托盘对杯子作用力的方向竖直向上 C．杯子受到的摩擦力方向与杯子的运动方向相反 D．托盘对杯子的支持力与杯子对托盘的压力总是大小相等 8．浙江大学研发的喷气式飞行背包（如图），通过发动机向下喷射气流获得向上推力，可实现竖直升降、空中悬停等动作。下列说法正确的是（     ） A．发动机对人的推力、气流对发动机的推力是一对相互作用力 B．人与背包在空中悬停时，人与背包所受合力为零 C．从地面加速上升到悬停的过程中，推力始终大于人与背包的总重量 D．竖直上升过程中，从口袋里掉落的钥匙做自由落体运动 二、多选题 9．如图，某同学将乒乓球置于球拍中心，并推动乒乓球沿直线运动，在运动过程中，球与球拍始终保持相对静止，不计空气阻力，则乒乓球（    ） A．向下做匀速直线运动时，球拍对乒乓球的摩擦力可能为零 B．向下做匀变速直线运动时，球拍对乒乓球的摩擦力可能为零 C．向前做匀速直线运动时，球拍对乒乓球的摩擦力可能为零 D．向前做匀变速直线运动时，球拍对乒乓球的摩擦力可能为零 10．图甲为一创意木质海鸥挂饰，其简图如图乙。海鸥下端用细线悬挂一小球，上端通过四根完全相同的轻质弹性绳悬挂于三角形金属支架上。已知小球和海鸥的质量分别为m、4m，整个挂饰处于静止状态，重力加速度为g。当剪断细线瞬间，下列说法正确的是（　　） A．小球仍处于平衡状态 B．海鸥的加速度大小为 C．海鸥的加速度方向竖直向下 D．四根弹性绳对金属支架的作用力大小为5mg 三、解答题 11．消防滑竿曾是消防员经常接触的一种设备，可简化为一根竖直放置的滑竿，消防员可顺着滑竿迅速下滑，节约下楼时间，提高出警效率。某次训练中，消防员顺着消防滑竿从高处无初速度滑下，运动过程可简化为先匀加速再匀减速的直线运动。消防员先以5m/s2的加速度下滑1s，然后匀减速下滑4m到达地面时速度大小为1m/s。求此过程中： (1)消防员下滑1s后的速度大小； (2)消防员质量为60kg,则匀减速阶段消防员受到合力的大小； (3)消防员下滑的总高度。 12．如图所示，质量均为的两个小球和之间用轻弹簧连接，然后用细绳悬挂起来，处于静止状态。弹簧的劲度系数为，重力加速度为。求： (1)弹簧的形变量； (2)剪断细绳瞬间，球的加速度大小。 13．滑沙是热门的大众运动，如图所示，倾角的倾斜滑道长，水平滑道足够长，人与滑板从滑道顶端由静止滑下，最终停在水平面上。已知滑板和沙面的摩擦因数，整个下滑过程中只与沙面接触，斜面底端拐角处速度大小不变，求； (1)游客下滑的加速度大小； (2)游客滑到斜面底端的速度大小； (3)游客在水平沙面上滑行的距离。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《4.3 牛顿第二定律》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B B B D B B D B BD BD 1．B 【知识点】牛顿第三定律、牛顿第二定律的内容和表达式、平衡状态的定义及条件 【详解】A．脚对足球的力与足球对脚的力是一对作用力与反作用力，它们大小相等、方向相反，作用在不同的物体上，故A错误； B．足球被踢离地面，说明足球在竖直方向上获得了向上的加速度，其合力方向向上,对足球进行受力分析，它受到脚的作用力和重力，要使足球有向上的加速度，脚对足球的作用力在竖直方向的分力必须大于重力，即，而脚对足球的作用力的大小必然大于其竖直分力，所以脚对足球的力一定大于足球的重力，故B正确； C．脚对足球的力与足球对脚的力是一对相互作用力，作用在不同的物体上，不是一对平衡力，故C错误； D．如果脚对足球的力与足球的重力是一对平衡力，那么足球受到的合力为零，将处于静止或匀速直线运动状态，而题中足球被踢离地面，是加速运动，所以这两个力不是平衡力，故D错误。 故选B。 2．B 【知识点】惯性、牛顿第二定律的初步应用 【详解】A．抽出纸张时，纸张对物块向右的滑动摩擦力作用，若拉动纸张越迅速，则作用时间短，物块运动的位移小，故物块运动不明显，故A错误； BD．即使拉动足够迅速，纸张对物块的滑块摩擦力作用时间不为零，根据， 则物块会获得一定速度，所以物块无法保持静止，故B正确，D错误； C．惯性是物体的固有属性，仅由物体的质量决定，与拉动纸张的速度无关，物块质量不变，惯性大小不变，故C错误。 故选B。 3．B 【知识点】质点、平均速度、瞬时速度、牛顿第二定律的初步应用 【详解】A．机器人在赛跑过程中，从静止启动，存在加速过程，加速度不为零，根据牛顿第二定律，可知加速过程合力不为零，故A错误； B．百米赛跑的位移，时间，根据平均速度 代入数据解得，故B正确； C．百米赛跑是变速运动，机器人的运动规律不确定，若机器人先高速运动后低速冲线，则冲线时的瞬时速度可能小于全程的平均速度，故C错误； D．分析机器人运动姿态时，需要考虑其肢体动作和形状，机器人的大小和形状不能忽略，因此不能将其视为质点，故D错误。 故选B。 4．D 【知识点】牛顿第二定律求瞬时加速度问题 【详解】A．在剪断绳子的瞬间，弹簧的弹力不变，仍然等于A的重力，故A的合力仍然为零，故A的加速度大小为0，故A错误； BC．假设物体B和C一起运动，根据牛顿第二定律有 解得 故假设成立，故B错误； D．对C，根据牛顿第二定律有 解得，故C错误，D正确。 故选D。 5．B 【知识点】利用牛顿第二定律测量动摩擦因数 【详解】根据图像的斜率表示加速度，由题图可知物块的加速度大小为 根据牛顿第二定律可得 解得物块与木板间动摩擦因数为 故选B。 6．B 【知识点】牛顿第二定律在阻力变化问题中的应用 【详解】A．上升过程和下降过程的位移大小相同，上升过程的末状态和下降过程的初状态速度均为零。对小孩受力分析，上升过程的重力和阻力方向相同，下落过程中重力和阻力方向相反，根据牛顿第二定律可知，上升过程中任意位置的加速度比下落过程中对应位置的加速度大，则上升过程的平均加速度较大。根据可知，上升时间小于下落时间，故A错误； B．上升过程小孩做减速运动，下降过程小孩做加速运动。在整个过程中空气阻力一直做负功，小孩的机械能一直在减小，下降过程中在最低点的速度小于上升过程在最低点的速度，故小孩被弹起后瞬间的速度最大，故B正确； C．达到最高点时速度为零，空气阻力为零，此时小孩受到重力作用，加速度不为零，故C错误； D．下落过程中，小孩速度在变化，所受空气阻力在变化，故小孩所受的合外力在变化，小孩在下落过程中做变加速运动，故D错误。 故选B。 7．D 【知识点】牛顿第三定律、牛顿第二定律的初步应用 【详解】A．惯性只与质量有关，与速度无关，故A错误； C．将杯子与咖啡看作一个整体，系统做加速直线运动，在运动方向上只有托盘的摩擦力，加速度由摩擦力提供，故杯子受到的摩擦力方向与杯子的运动方向相同，故C错误； B．杯子受托盘竖直向上的支持力、托盘向运动方向的摩擦力，托盘对杯子作用力为支持力和摩擦力的合力，方向斜向前上方，故B错误； D．托盘对杯子的支持力与杯子对托盘的压力是一对作用力与反作用力，根据牛顿第三定律，二者总是大小相等，与运动状态无关，故D正确。 故选D。 8．B 【知识点】自由落体运动的特征、牛顿第三定律、牛顿第二定律的初步应用 【详解】A．发动机对人的推力、气流对发动机的推力不是发生在两个物体之间，不是一对相互作用力，故A错误； B．人与背包在空中悬停时，受力平衡，即人与背包所受合力为零，故B正确； C．从地面加速上升到悬停的过程中，人和背包要先加速后减速到零，在加速上升阶段，加速度向上，由牛顿第二定律可知 即推力大于人和背包的总重量，在减速上升过程中，加速度向下，由牛顿第二定律可知 即推力小于人和背包的总重量，故C错误； D．竖直上升过程中，从口袋里掉落的钥匙具有向上的初速度，做竖直上抛运动，故D错误。 故选B。 9．BD 【知识点】判断是否存在静摩擦力及其方向、牛顿第二定律的初步应用 【详解】A．当乒乓球向下做匀速直线运动时，乒乓球处于平衡状态，合力为零，对乒乓球受力分析，可知受重力、球拍的支持力，若要平衡，还需要球拍对乒乓球沿球拍向上的摩擦力，所以摩擦力不为零，故A错误； B．当乒乓球向下做匀变速直线运动时，加速度方向为竖直向下或竖直向上。若乒乓球向下做匀加速直线运动，则加速度竖直向下，加速度大小为重力加速度，则此时只受重力，球拍对乒乓球的支持力和摩擦力都为零；若乒乓球向下做匀减速直线运动，加速度竖直向上，则此时乒乓球所受摩擦力不为零，故B正确； C．当乒乓球向前做匀速直线运动时，乒乓球处于平衡状态，合力为零，对乒乓球受力分析，可知受重力、球拍的支持力，若要平衡，还需要球拍对乒乓球沿球拍向上的摩擦力，所以摩擦力不为零，故C错误； D．当乒乓球向前做匀变速直线运动时，加速度的方向为水平向前或水平向后。若乒乓球向前做匀加速直线运动，且合力刚好由重力、球拍的支持力合成，则加速度沿水平向前，此时乒乓球所受摩擦力为零；若乒乓球向前做匀减速直线运动，则加速度沿水平向后，此时乒乓球所受摩擦力不为零，故D正确。 故选BD。 10．BD 【知识点】整体法与隔离法解决共点力平衡问题、牛顿第二定律求瞬时加速度问题 【详解】A．当剪断细线瞬间，小球只受重力作用，则小球处于非平衡状态，A错误； BC．当剪断细线瞬间，弹性绳的弹力不变，则海鸥受到的合外力为mg，方向向上，则海鸥的加速度大小为，方向竖直向上，B正确，C错误； D．对整体分析可知，四根弹性绳对金属支架的作用力大小为T=5mg，D正确。 故选BD。 11．(1) (2)180N (3) 【知识点】匀变速直线运动速度与时间的关系、匀变速直线运动位移与时间的关系、匀变速直线运动速度与位移的关系、牛顿第二定律的初步应用 【详解】（1）消防员做初速度为0的匀加速直线运动，由 得 （2）消防员做匀减速直线运动，加速度方向与速度方向相反，若规定向下为正方向，由 得 根据，可得消防员受到合力的大小为180N。 （3）消防员下滑的高度由两段过程组成。第一段加速过程由 得 由题意得第二段消防员下落距离为 所以消防员下落的总高度为 12．(1) (2) 【知识点】胡克定律、牛顿第二定律求瞬时加速度问题 【详解】（1）对小球B分析，弹簧的弹力 由胡克定律 得 （2）剪断细绳的瞬间，弹簧弹力不变，小球A的受力如图 由牛顿第二定律 得 13．(1) (2) (3) 【知识点】匀变速直线运动速度与位移的关系、牛顿第二定律的初步应用 【详解】（1）对游客在斜面上做受力分析可得 可得 （2）游客在斜面上滑行过程中，根据匀加速运动规律得 解得 （3）游客在水平沙面上滑行的加速度 根据水平面上匀加速运动规律得 解得 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $