【备战2022】高考物理选择题专项练习集：超重和失重(成都专栏)

这是一份【备战2022】高考物理选择题专项练习集：超重和失重(成都专栏)，共12页。试卷主要包含了单项选择题，双项选择题，多项选择题等内容，欢迎下载使用。

一、单项选择题（共19小题；共76分）
1. 一个人站在电梯内的测力计上，若他发现体重变大了，则
A. 电梯一定在加速下降
B. 电梯一定在减速上升
C. 电梯可能在加速上升
D. 只要电梯减速运动就会出现这种现象

2. 如图所示，一乒乓球用细绳系于盛有水的容器底部，某时刻细绳断开，在乒乓球上升到水面的过程中，台秤示数
A. 变大B. 不变C. 变小D. 先变大后变小

3. 在下列几种情况中，升降机绳索对同一悬挂物体拉力最小的是
A. 以很大的速度匀速上升B. 以很小的速度匀速下降
C. 以较小的加速度减速下降D. 以较小的加速度加速下降

4. 所受重力大小为 G 的乘客乘坐竖直电梯上楼，其位移 s 与时间 t 的关系如图所示。乘客所受支持力大小为 FN，速度大小为 v，则
A. 0∼t1 时间内，v 增大，FN>GB. t1∼t2 时间内，v 增大，FN=G
C. t2∼t3 时间内，v 减小，FN>GD. 0∼t3 时间内，v 增大，FN>G

5. 如图所示，无人机在空中沿竖直方向减速上升，其加速度小于重力加速度。在此过程中
A. 无人机处于超重状态B. 无人机的机械能减小
C. 空气阻力对无人机做正功D. 螺旋桨产生的升力大于空气阻力

6. “蛟龙号”深潜器在某次实验中下潜的速度一时间图象如图所示，规定向上为正方向，则
A. 深潜器运动的最大加速度是 2.0 m/s2
B. 下潜的最大深度为 360 m
C. 在 3−8 min 内的平均速度大小为 0.8 m/s
D. 深潜器在 6−8 min 内处于失重状态

7. 木箱内的地板上放置一个 5 kg 的物体，钢绳吊着木箱静止在某一高度处。从计时时刻开始钢绳拉着木箱向上做初速度为零的匀加速直线运动，加速度为 4 m/s2 ，至第 3 s 末钢绳突然断裂，此后木箱先向上做匀减速运动，到达最高点后开始竖直下落，7 s 末落至地面。木箱在空中运动的过程中地板始终保持水平，重力加速度取 10 m/s2。下列说法正确的是
A. 第 2 秒末物体的重力增大到 70 N
B. 第 4 秒末物体对木箱地板的压力为 70 N
C. 第 4 秒末物体对木箱地板的压力为 50 N
D. 第 6 秒末物体对木箱地板的压力为 0

8. 小明家住十层，他乘电梯从一层直达十层。则下列说法正确的是
A. 他始终处于超重状态B. 他始终处于失重状态
C. 他先后处于超重、平衡、失重状态D. 他先后处于失重、平衡、超重状态

9. 如图所示，在教室里某同学站在体重计上研究超重与失重。她由稳定的站姿变化到稳定的蹲姿称为“下蹲”过程；由稳定的蹲姿变化到稳定的站姿称为“起立”过程。关于她的实验现象，下列说法中正确的是
A. 只有“起立”过程，才能出现失重的现象
B. 只有“下蹲”过程，才能出现超重的现象
C. “下蹲”的过程，先出现超重现象后出现失重现象
D. “起立”、“下蹲”的过程，都能出现超重和失重的现象

10. 在今年上海的某活动中引入了全国首个户外风洞飞行体验装置，体验者在风力作用下漂浮在半空。若减小风力，体验者在加速下落过程中
A. 失重且机械能增加B. 失重且机械能减少
C. 超重且机械能增加D. 超重且机械能减少

11. 在较大的平直木板上相隔一定距离钉个钉子将三合板弯曲成拱桥形卡入钉子内形成拱形桥，三合板上表面事先铺上一层牛仔布以增加摩擦，玩具车可以沿桥面运动。把这套系统放在电子秤上做实验，如图所示，下列说法正确的是
A. 玩具车匀速上坡过程中处于超重状态
B. 玩具车匀速上坡过程中电子秤示数逐渐变小
C. 玩具车静止在拱桥顶端时电子秤示数最小
D. 玩具车运动通过拱桥顶端时电子秤示数最大

12. 如图所示，质量为 m 的物块甲，放在容器底部，随同容器一起从某一高处由静止释放，下落过程中不计一切阻力，则物块甲
A. 加速度大于 g B. 加速度小于 g
C. 对容器底部的压力等于 0 D. 对容器底部的压力等于 mg

13. 如图所示，地球可以看成一个巨大的拱形桥，桥面半径 R=6400 km，地面上行驶的汽车中驾驶员的重力 G=800 N，在汽车不离开地面的前提下，下列分析中正确的是
A. 汽车的速度越大，则汽车对地面的压力也越大
B. 不论汽车的行驶速度如何，驾驶员对座椅压力大小都等于 800 N
C. 只要汽车行驶，驾驶员对座椅压力大小都小于他自身的重力
D. 如果某时刻速度增大到使汽车对地面压力为零，则此时驾驶员会有超重的感觉

14. 如图所示，质量为 m 的物块甲放在容器底部，随同容器一起从某一高度处由静止释放，下落过程中不计一切阻力，则物块甲
A. 加速度大于 g B. 加速度小于 g
C. 对容器底部的压力等于 0 D. 对容器底部的压力等于 mg

15. “蹦极”是一项非常刺激的体育运动，某人身系弹性绳自高空 P 点由静止开始下落，如图所示，a 点是弹性绳的原长位置，c 是人所到达的最低位置，b 是人静止悬挂时平衡的位置，人从 P 点落下到最低点 c 的过程中
A. 人在 Pa 段做自由落体运动，处于完全失重状态
B. 在 ab 段绳的拉力大于人的重力，人处于超重状态
C. 在 bc 段绳的拉力小于人的重力，人处于失重状态
D. 在 c 点，人的速度为零，其加速度为零

16. 如图所示，A 、 B 两物体叠放在一起，以相同的初速度上抛（不计空气阻力），下列说法正确的是
A. 在上升和下降过程中A对 B 的压力一定为零
B. 上升过程中A对 B 的压力大于 A 物体受到的重力
C. 下降过程中A对 B 的压力小于 A 物体受到的重力
D. 在上升和下降过程中A对 B 的压力都等于 A 物体受到的重力

17. 滑雪是一种常见的体育项目，具有很强的观赏性。半径为 R 的四分之一圆弧轨道如图所示，质量为 m 的运动员（含滑板）从 A 点由静止开始滑下，到达最低点 B 时，运动员对轨道的压力为 2mg，已知轨道半径远大于运动员的身高，重力加速度为 g，运动员下滑的过程中
A. 机械能守恒B. 先失重后超重
C. 重力的功率一直变大D. 阻力做功为 12mgR

18. 如图 1 所示，轻弹簧上端固定，下端悬吊一个钢球，把钢球从平衡位置向下拉下一段距离 A，由静止释放。以钢球的平衡位置为坐标原点，竖直向上为正方向建立 x 轴，当钢球在振动过程中某一次经过平衡位置时开始计时，钢球运动的位移 — 时间图象如图 2 所示。已知钢球振动过程中弹簧始终处于拉伸状态，则
A. t1 时刻钢球处于超重状态
B. t2 时刻钢球的速度方向向上
C. t1∼t2 时间内钢球的动能逐渐增大
D. t1∼t2 时间内钢球的机械能逐渐减小

19. 如图所示是某同学荡秋千的一种方式：人站在秋千板上，双手抓着两侧秋千绳：当他从最高点 A 向最低点 B 运动时，他就向下蹲：当他从最低点 B 向最高点 C 运动时，他又站立起来：从 C 回到 B 他又向下蹲 ⋯⋯ 这样荡，秋千会越荡越高。设秋千板宽度和质量忽略不计，人在蹲立过程中，人的身体中心线始终在两秋千绳和秋千板确定的平面内。则下列说法中，正确的是
A. 人在最低点 B 时处于失重状态
B. 在最高点 A 时，人和秋千受到的合力为 0
C. 若整个过程中人保持某个姿势不动，则秋千会越荡越低
D. 在题干所述摆动过程中，整个系统机械能守恒

二、双项选择题（共9小题；共36分）
20. 厦门海底世界的“海狮顶球”节目因其互动性强而深受小朋友们的喜爱。如图所示为一海狮把球顶向空中，并等其落下。下列说法正确的是（忽略空气阻力）
A. 球在最高点时受到重力和海狮对它的顶力作用
B. 球在最高点时速度为零，但加速度不为零
C. 球在上升过程中处于超重状态
D. 球在下落过程中处于失重状态

21. 如图所示，小球 B 放在真空容器 A 内，球 B 的直径恰好等于正方体 A 的棱长，将它们以初速度 v0 竖直向上抛出，下列说法中正确的是
A. 若不计空气阻力，上升过程中，A 对 B 有向上的支持力
B. 若考虑空气阻力，上升过程中，A 对 B 的压力向下
C. 若考虑空气阻力，下落过程中，B 对 A 的压力向上
D. 若不计空气阻力，下落过程中，B 对 A 没有压力

22. 升降机地板上放一个弹簧测力计，盘中放一质量为 m 的物体，当秤的读数为 0.8mg 时，升降机的运动可能是
A. 加速上升B. 加速下降C. 减速上升D. 减速下降

23. 图 2 所示，某同学站在体重计上观察超重与失重现象。由稳定的站姿变化到稳定的蹲姿称为“下蹲”过程；由稳定的蹲姿变化到稳定的站姿称为“起立”过程。她稳定站立时，体重计的示数为 A0，关于实验现象，下列说法正确的是
A. “起立”过程，体重计的示数一直大于 A0
B. “起立”的过程，先出现超重现象后出现失重现象
C. “下蹲”过程，体重计的示数一直小于 A0
D. “起立”、“下蹲”过程，都能出现体重计的示数大于 A0 的现象

24. 如图所示，跳伞运动员在减速下降的过程中，下列说法正确的是
A. 运动员处于失重状态
B. 运动员处于超重状态
C. 伞绳对运动员的作用力大于运动员的重力
D. 伞绳对运动员的作用力大于运动员对伞绳的作用力

25. 观察者站在升降机的台秤上，看到台秤的示数比自己的体重增加了 10%，由此他判断升降机的运动情况是
A. 以 0.1g 的加速度匀加速上升B. 以 0.1g 的加速度匀减速上升
C. 以 0.1g 的加速度匀加速下降D. 以 0.1g 的加速度匀减速下降

26. 商场的智能扶梯如图所示，扶梯与水平面之间的夹角为 θ，扶梯没有站人时以较小的速度 v1 匀速向上运动，当质量为 m 的人踏上自动扶梯的水平踏板时，扶梯会自动以加速度 a 向上匀加速运动，经过时间 t 加速到较大速度 v2 后再次匀速向上运动。已知电梯在加速过程人上升的竖直高度为 h，人手未接触电梯扶手，重力加速度为 g。则
A. 电梯在加速过程中人处于超重状态
B. 加速过程中踏板对人的摩擦力不做功
C. 加速过程电梯对人做的功为 12m(v22−v12)
D. 当扶梯以速度 v2 匀速运动时，支持力做功的功率为 mgv2sinθ

27. 如图所示，电梯的顶部挂有一个弹簧测力计，其下端挂了一个重物，电梯竖直方向匀速直线运动时，弹簧测力计的示数为 10 N，在某时刻电梯中的人观察到弹簧测力计的示数变为 8 N，关于电梯的运动，以下说法正确的是（g 取 10 m/s2）
A. 电梯可能向上加速运动，加速度大小为 2 m/s2
B. 电梯可能向下加速运动，加速度大小为 2 m/s2
C. 电梯可能向上减速运动，加速度大小为 2 m/s2
D. 电梯可能向下减速运动，加速度大小为 2 m/s2

28. 在升降电梯内的地板上放一体重计，电梯静止时，晓敏同学站在体重计上，体重计示数为 50 kg，电梯运动过程中，某一段时间内晓敏同学发现体重计示数如图所示，在这段时间内下列说法中正确的是
A. 晓敏同学所受的重力变小了
B. 晓敏对体重计的压力等于体重计对晓敏的支持力
C. 电梯一定在竖直向下运动
D. 电梯的加速度大小为 g5，方向一定竖直向下

三、多项选择题（共2小题；共8分）
29. 如图所示，在空雪碧瓶底四周钻几个小孔，盛满水后，让盛满水的雪碧瓶自由下落，则下落过程中不可能出现的图是
A. B.
C. D.

30. 某实验小组利用 DIS 系统观察超重和失重现象。他们在学校电梯内做实验，在电梯天花板上固定一个力传感器，测量挂钩向下，并在钩上悬挂一个重为 10 N 的钩码，在电梯运动过程中，计算机显示屏上显示出如图所示图线，根据图线分析可得出的正确说法是
A. 该图线显示了力传感器对钩码的拉力大小随时间的变化情况
B. 从时刻 t1 到 t2，钩码处于失重状态，从时刻 t3 到 t4，钩码处于超重状态
C. 电梯可能开始在 15 楼，先加速向下，接着匀速向下，再减速向下，最后停在 1 楼
D. 电梯可能开始在 1 楼，先加速向上，接着匀速向上，再减速向上，最后停在 15 楼
答案
第一部分
1. C
【解析】由发现体重变大了，可知人与电梯处于超重状态，电梯的加速度的方向一定是向上的，而电梯可能在加速上升，也可能在减速下降，故C正确，A、B、D错误。
2. C
【解析】同体积的水比乒乓球的质量大，在乒乓球加速上升的过程中，水和乒乓球系统的重心加速下降，处于失重状态，台秤示数变小。
3. D
【解析】物体做匀速直线运动时，受到的拉力与重力是一对平衡力，所以拉力等于重力，与速度无关；以较小的加速度减速下降时，加速度方向向上，物体处于超重状态，则拉力大于重力；以较小的加速度加速下降时，加速度方向向下，物体处于失重状态，则拉力小于重力。故D正确。
4. A
5. D
6. B
【解析】本题易错点是图象的单位看不清，图象横轴的单位是 min，应先化成 s。0∼1 min 和 3∼4 min 时间内，加速度最大。a=ΔvΔt=260=130 m/s2，A项错误；4 s 末时下潜深度最大，x=12×(120+240)×2=360 m，B项正确；在 3∼8 min 内的位移大小是 12×120×3−12×60×2=120 m，平均速度 v=xt=1205×60=0.4 m/s，C项错误；在 6∼8 min 内深潜器向上做加速运动，处于超重状态，D项错误。
7. D
8. C
【解析】小明乘坐电梯从一层直达十层过程中，一定是先向上加速，再向上匀速，最后向上减速，运动过程中加速度方向最初向上，中间为零，最后加速度方向向下，因此先后对应的状态应该是超重、平衡、失重三个状态，C 对。
9. D
【解析】下蹲过程中，人先向下做加速运动，后向下做减速运动，所以先处于失重状态后处于超重状态；人从下蹲状态站起来的过程中，先向上做加速运动，后向上做减速运动，最后回到静止状态，人先处于超重状态后处于失重状态，故ABC错误，D正确。
10. B
【解析】据题意，体验者漂浮时受到的重力和风力平衡；在加速下降过程中，风力小于重力，即重力对体验者做正功，风力做负功，体验者的机械能减小；加速下降过程中，加速度方向向下，体验者处于失重状态，故选项B正确。
11. B
【解析】A．玩具车匀速上坡过程中，向心加速度指向圆心，向下，处于失重状态，故A错误；
BD．玩具车匀速上坡过程中，处于失重状态，因为匀速率，故向心加速度大小不变，但在桥顶时，向心力沿竖直方向，竖直方向加速度最大，故此时桥对车支持力最小，小于总重力，所以玩具车匀速上坡过程中电子秤示数逐渐变小，故B正确D错误；
C．玩具车静止在拱桥顶端时，示数等于总重力，根据B的分析可知，不是最小，故C错误。
12. C
【解析】物块和容器一起由静止释放，做自由落体运动，加速度等于 g，故A、B错误；
物块甲做自由落体运动，处于完全失重状态，对容器底部的压力为零，故C正确，D错误。
13. C
【解析】汽车以及驾驶员的重力和地面对汽车的支持力的合力提供汽车做圆周运动所需向心力，则有 mg−FN=mv2R，重力是一定的，v 越大，则 FN 越小，故A错误；
因为只要汽车行驶，驾驶员的一部分重力则会用于提供驾驶员做圆周运动所需的向心力，结合牛顿第三定律可知驾驶员对座椅压力大小小于其自身的重力，故B错误，C正确；
如果速度增大到使汽车对地面的压力为零，说明汽车和驾驶员的重力全部用于提供做圆周运动所需的向心力，处于完全失重状态，此时驾驶员会有失重的感觉，故D错误。
14. C
【解析】物块甲与容器一起自由释放，系统的加速度为 g，即处于完全失重状态，所以物块甲对容器底部的压力为 0，C正确。
15. A
16. A
【解析】不计空气阻力，则 A 、 B 均处于完全失重状态，在上升和下降过程中，A 对 B 的压力一定都为零，A正确。
17. B
【解析】在最低点时：FN−mg=mv2R，解得 v=gR，12mv218. D
19. C
第二部分
20. B， D
【解析】球在最高点只受重力作用，故A错误；球上升到最高点时受到重力的作用，速度为零，加速度为 g，故B正确；球上升和下落过程都只受重力的作用，加速度均为 g，方向向下，处于失重状态，故C错误、D正确。
21. B， D
【解析】将容器以初速度 v0 竖直向上抛出后，若不计空气阻力，以整体为研究对象，根据牛顿第二定律得到加速度为 g，再以容器 A 为研究对象，上升和下落过程其所受合力等于其重力，则 B 对 A 没有压力，A 对 B 也没有支持力，故A错误，D正确。若考虑空气阻力，以整体为研究对象，根据牛顿第二定律得到：上升过程加速度大于 g；再以球 B 为研究对象，根据牛顿第二定律得：B 受到的合力大于重力，B 除受到重力外，还应受到向下的压力。A 对 B 的压力向下，故B正确。若考虑空气阻力，以整体为研究对象，根据牛顿第二定律得到：下落过程加速度小于 g，再以 B 为研究对象，根据牛顿第二定律得：B 受到的合力小于重力，B 除受到重力外，还应受到向上的力，即 A 对 B 的支持力向上，B 对 A 的压力向下，故C错误。
22. B， C
【解析】秤的读数为 0.8mg，处于失重状态，因此加速度竖直向下，可能加速下降，也可能减速上升。
23. B， D
24. B， C
25. A， D
26. A， D
27. B， C
【解析】由电梯竖直方向做匀速直线运动时弹簧测力计的示数为 10 N，可知重物的重力为 10 N，质量为 1 kg；
当弹簧测力计的示数变为 8 N 时，则重物受到的合力为 2 N，方向竖直向下，由牛顿第二定律得物体产生向下的加速度，大小为 2 m/s2，因没有明确电梯的运动方向，故电梯可能向下加速，也可能向上减速，故选B、C。
28. B， D
【解析】体重计的示数减小，说明晓敏同学对其压力减小，说明处于失重状态，电梯可能向下加速运动或者向上减速运动，但其体重并没有变化，故选项A、C错误；
晓敏同学对体重计的压力和体重计对其的支持力为作用力与反作用力，根据牛顿第三定律可知B正确；
电梯静止时，由平衡条件知：N1=mg，电梯运动过程中，由牛顿第二定律可知：mg−N2=ma，代人数据解得 a=15g，D正确。
第三部分
29. B， C， D
30. A， B， C
【解析】题图横轴是时间，纵轴是力，所以图线显示了力传感器对钩码的拉力大小随时间的变化情况，故A正确；从时刻 t1 到 t2，物体受到的拉力小于重力，物体处于失重状态，加速度向下；从时刻 t3 到 t4，物体受到的拉力大于重力，物块处于超重状态，加速度向上，故B正确；如果电梯开始停在高楼层，先加速向下，接着匀速向下，再减速向下，最后停在低楼层，那么应该是拉力先等于重力、再小于重力、然后等于重力、大于重力、最后等于重力，故C正确；如果电梯开始停在低楼层，先加速向上，接着匀速向上，再减速向上，最后停在高楼层，那么应该从图象可以得到，拉力先等于重力、再大于重力、然后等于重力、小于重力、最后等于重力，故D错误。