物理必修 第一册4.6 超重与失重同步达标检测题

【特供】4.6超重与失重-1随堂练习

一．单项选择

1．小胡用手机软件测量了电梯运行过程中的加速度，得到图甲所示图线（规定竖直向上为正方向），为简化问题，将图线简化为图乙。已知t=0时电梯处于静止状态，则以下判断正确的是（　 　）

A．t=5s时电梯处于失重状态 B．8~9s内电梯在做减速运动

C．10~15s内电梯在上行 D．16~17s内电梯在下行

2．9月17日，神舟十二号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。空间站阶段首次载人飞行任务取得圆满成功。在近地圆轨道环绕地球运行的空间站内，执行飞行任务的三名航天员聂海胜．刘伯明．汤洪波向全国人民敬礼时（　　）

A．不受地球引力

B．处于平衡状态，加速度为零

C．处于失重状态，加速度约为g

D．底板的支持力与地球引力平衡

3．如图为某同学制作的“竖直加速度测量仪”，可以用来测量竖直方向的加速度。左侧为刻度均匀的标尺，右侧用一轻弹簧悬挂一重物G，当测量仪静止时指针位置的刻度标记为O，测量仪在竖直方向加速度不同时，对应指针指向不同的位置，一在标尺上标记加速度的数值。当指针指向位置C时，以下判断正确的是（　　）

A. 测量仪的速度方向向下 B. 测量仪的速度方向向上

C. 测量仪的加速度方向向下 D. 测量仪的加速度方向向上

4．2021年第14届全运会资格赛落幕，董栋和刘灵玲分获男．女个人蹦床冠军。若将弹簧床等效为竖直轻弹簧，运动员在一次蹦床过程中从最低点由静止竖直向上运动的过程中（弹簧始终在弹性限度内），其速度-时间图像如图所示，其中Oabc段为曲线，直线cd 与曲线相切于c点abc部分关于t=t2对称。不计空气阻力，则（　　）

A．运动员在0-t1时间内竖直向上做加速运动，处于超重状态

B．在t2时弹簧处于原长状态，运动员处于失重状态

C．运动员在t4时到达最高处，处于超重状态

D．运动员在t1时与t3时加速度大小相等，都处于失重状态

5．某校把跳长绳作为一项常规运动项目，其中一种运动方式为，一支队伍抽 12 人一起进长绳，计同步一起跳的个数，在2021年的比赛中该校2023届潮勇班一次性跳了59下并打破记录，根据跳绳的过程中情景，下列说法正确的是（　　）

A. 学生起跳离开地面前的瞬间，学生受到的重力与地面对学生的支持力大小相等

B. 学生起跳离开地面前的瞬间，学生处于失重状态

C. 学生起跳离开地面前的瞬间，学生对地面的压力与地面对学生支持力大小相等

D. 学生从最高点开始下落的过程中，先处于完全失重，再处于超重最后再处于失重状态

6．如图所示，在倾斜固定放置．粗细均匀且足够长的直杆上套有A球，A球的孔径比杆的直径略大，且A球下用细线悬吊B球。在A球沿杆下滑时，悬吊B球的细线始终保持竖直，不计空气阻力，则（　 　）

A．两球均做匀加速运动 B．两球均做匀速运动

C．剪断细线，A球沿杆做加速运动 D．剪断细线，A球沿杆做减速运动

7．如图所示为小明玩蹦床的情景，其中A位置表示床面未受压力时的平衡位置，位置是他从最高点直立下落的过程中将床面所压到的最低位置。若床面始终在弹性限度内，空气阻力及床面的质量均可忽略不计，对于小明从最高点下落到最低点的过程，下列说法中正确的是（　　）

A．床面从A位置下降到位置的过程中，小明的速度先增大后减小

B．床面在位置时，小明所受合外力为零

C．小明接触床面前处于失重状态，接触床面后处于超重状态

D．床面从A位置下降到位置的过程中，加速度方向始终向下

8．如图所示，质量为60kg的人站在升降机内的台秤上，测得体重为50kg，则升降机的运动可能是（　　）

A. 匀速上升 B. 加速上升 C. 减速上升 D. 减速下降

9．竖直矿井中的升降机可实现地下深处和地面之间的人员快速运送。某次升降机从矿井底部向地面运送工作人员过程中的速度（v） -时间（t）图像（竖直向上为正方向）如图所示，根据图像可知，工作人员（　　）

A．在0 ~ t1时间内处于失重状态 B．在0 ~ t1时间内受到的支持力先增大后减小

C．在t2 ~ t3时间内处于超重状态 D．在t2 ~ t3时间内先处于超重状态后处于失重状态

10．跳水是一项优美的水上运动。在2021年东京奥运会上，14岁的全红婵勇夺女子十米台跳水冠军，十米台跳水是指运动员从离水面十米高的跳台上起跳，在空中完成屈体．抱膝．转体等动作后入水的运动，其过程如图所示，下列有关说法正确的是（　　）

A．当裁判员研究运动员在空中的动作时可以将运动员看成质点

B．运动员在空中上升过程中处于超重状态

C．运动员在空中下降过程中处于失重状态

D．运动员从起跳后到入水前的过程中位移的大小等于路程

11．如图甲所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端与A物体相连接，将B物体放置在A物体的上面，A．B的质量都为m，初始时两物体都处于静止状态。现用竖直向上的拉力F作用在物体B上，使物体B开始向上做匀加速运动，拉力F与物体B的位移x的关系如图乙所示，重力加速度g=10m/s2，则下列说法中正确的是（　 　）

A．物体B位移为4cm时，弹簧处于原长状态

B．物体B的加速度大小为5m/s2

C．物体A的质量为4kg

D．弹簧的劲度系数为5N/cm

12．如图所示，木块A，B静止叠放在光滑水平面上，A的质量为m，B的质量为2m，现施水平力F拉B，A．B刚好不发生相对滑动，一起沿水平面运动。若改用水平力拉A，使A，B也保持相对静止，一起沿水平面运动，则不得超过（　　 ）

A．2F B． C．3F D．

13．随着科技的进步，农村和偏远山区也已经开始用无人机配送快递.如图甲所示，无人机在内的飞行过程中，其水平．竖直方向速度．，与时间t的关系图像分别如图乙．丙所示，规定竖直方向向上为正方向。下列说法正确的是（　　）

A．内，无人机处于失重状态

B．内，无人机做匀减速直线运动

C．时，无人机运动到最高点

D．内，无人机的位移大小为

14．中澳美“科瓦里-2019”特种兵联合演练于8月28日至9月4日在澳大利亚举行，中国空军空降兵部队首次派员参加，演习中一名特种兵从空中静止的直升飞机上，抓住一根竖直悬绳由静止开始下滑，运动的速度随时间变化的规律如图所示，t2时刻特种兵着地，下列说法正确的是（ 　　）

A．在t1~t2时间内，平均速度

B．在t1~t2间内特种兵所受阻力越来越大

C．特种兵在0~t1时间内处于超重状态，t1~t2时间内处于失重状态

D．若第一个特种兵开始减速时第二个特种兵立即以同样的方式下滑，则他们在悬绳上的距离先减小后增大

15．下列说法正确的是（　　）

A．电梯加速上升时，里面的人处于失重状态

B．电梯加速下降时，里面的人处于超重状态

C．航天员翟志刚．王亚平．叶光富在天和核心舱内处于失重状态

D．航天员翟志刚．王亚平．叶光富在天和核心舱内处于超重状态

16．如图所示，用轻质弹簧将篮球拴在静止的升降机底板上，此时弹簧竖直，篮球与光滑的侧壁和光滑的倾斜天花板接触并均有挤压，在篮球与侧壁之间装有压力传感器，当升降机沿竖直方向运动时，压力传感器的示数逐渐减小，某同学对此现象给出了下列分析与判断，其中正确的是（　　）

A．升降机正在匀加速上升

B．升降机正在匀减速上升

C．升降机正处于超重状态，且加速度越来越大

D．升降机正处于失重状态，且加速度越来越大

17．2021年5月15日，我国火星探测器“天问一号”成功着陆火星，着陆前“天问一号”经历了几个减速阶段，其中打开反冲发动机，动力减速阶段情景如图所示，以下关于“天问一号”该阶段的说法正确的是（　　）
 

A．研究下降时的姿态，可将它视为质点

B．在减速下降的过程中，它的惯性增大

C．喷出“燃气”减速下降阶段，处于超重状态

D．反冲发动机对“燃气”的作用力可能小于“燃气”对反冲发动机的作用力

18．某塔吊正在将一块建筑物料从地 面竖直向上吊起，物料的v一t图像如图所示。下列说法正确的是（　 　）

A．前2s内建筑物料处于失重状态

B．最后2s内建筑物料只受重力作用

C．前3内建筑物料受到的重力与塔吊对物料的拉力大小相等

D．建筑物料上升过程中，塔吊对它的拉力和它对塔吊的拉力大小始终相等

参考答案与试题解析

1．【答案】C

【解析】

A．由图可知，5s时电梯处于超重状态，故A错误；

B．由图可知，8~9s内电梯做加速度减小的加速运动，故B错误；

C．由图可知，10~15s内电梯在匀速上行，故C正确；

D．由图可知，16~17s内电梯在减速上行，故D错误。

故选C。

2．【答案】C

【解析】

三名航天员此时受地球引力和地板的支持力，两个力的合力作用使航天员的加速度约为g，从而处于失重状态，综上所述可知ABD错误，C正确。

故选C。

3．【答案】C

【解析】

【详解】当指针指向位置C时，弹簧秤的拉力小于静止时的拉力，即小球失重，加速度向下，测量仪可能加速向下运动，或者减速向上运动。

故选C。

4．【答案】A

【解析】

A．时间内运动员竖直向上做加速运动，加速度向上，处于超重状态，故A正确；

B．由题图知时运动员的速度达到最大，此时运动员受到弹簧的弹力与重力平衡，弹簧并非处于原长状态，运动员不是处于失重状态，故B错误；

C．运动员在时到达最高处，加速度向下，处于失重状态，故C错误；

D．由对称性可知，曲线在时与时的斜率绝对值相等，运动员加速度大小相等，运动员在时处于超重状态，故D错误。

故选A。

5．【答案】C

【解析】

【详解】AB．学生起跳离开地面前的瞬间，学生有向上的加速度，处于超重状态，根据牛顿第二定律知学生受到的重力小于地面对学生的支持力，故AB错误；

C．学生起跳离开地面前的瞬间，学生对地面的压力与地面对学生支持力为一对相互作用力，大小相等，方向相反，故C正确；

D．学生从最高点开始下落的过程中，先向下加速，然后向下减速到速度为零，加速度先向下，然后向上，最后为零，所以先处于完全失重，再处于超重最后再处于平衡状态，故D错误。

故选C。

6．【答案】B

【解析】

AB．由题意可知A．B运动过程中保持相对静止，所以二者的运动状态相同。对B分析可知其受到细线的拉力和重力，这两个力均沿竖直方向，假设B做匀加速运动，则其所受合力应沿杆的方向，显然与实际情况不符，所以假设不成立，即B只可能做匀速运动，则A也做匀速运动，故A错误，B正确；

CD．根据上面分析可知A一定受到杆的摩擦力作用，设A．B的质量分别为mA．mB，杆的倾角为θ，A与杆之间的动摩擦因数为μ，则剪断细线前，对A．B组成的系统由平衡条件有

则剪断细线后，一定有

所以A依然受力平衡，将沿杆做匀速运动，故CD错误。

故选B。

7．【答案】A

【解析】

A．床面从A位置下降到位置的过程中，刚开始弹力小于重力，小明加速下降，后来弹力大于重力，小明减速下降，故小明的速度先增大后减小，A正确；

B．床面在位置时，小明所受弹力大于重力，合外力大于零，方向向上，B错误；

CD．小明接触床面前自由下落处于失重状态，接触床面后前一段时间弹力小于重力，加速度向下，仍处于失重状态，后来弹力大于重力，加速度向上，处于超重状态，CD错误。

故选A。

8．【答案】C

【解析】

【详解】对人，支持力小于重力，合力向下，加速度向下，所以升降机的运动可能是加速下降或减速时上升。

故选C。

9．【答案】B

【解析】

A．速度-时间图像斜率表示加速度，正负表示加速度方向，0 ~ t1时间内，加速度方向向上，大小先增大后减小，故在0 ~ t1时间内处于超重状态，A错误；

B．0 ~ t1时间内，根据牛顿第二定律，即

因为加速度先增大后减小，故受到的支持力先增大后减小，B正确；

CD．在t2 ~ t3时间内，由速度-时间图像可知，加速度方向向下，处于失重状态，CD错误；

故选B。

10．【答案】C

【解析】

A．研究运动员的跳水动作时，运动员自身的姿态和形状直接影响观察结果，所以不可以把运动员看成质点，故A错误；

BC．起跳以后在空中的上升过程以及下降过程中她的加速度方向向下，所以处于失重状态，故B错误，C正确；

D．运动员从起跳后到入水前的过程中位移是起点与终点的直线距离，因此路程大于位移，D错误。

故选C。

11．【答案】C

【解析】

A．当物体B位移为4cm时，物体A．B仍有向上的加速度，此时弹簧产生的向上的弹力大于物体A的重力，所以弹簧处于压缩状态，选项A错误；

BC．设力F未作用时弹簧的压缩量为x0，则有

kx0＝2mg

设物体A．B的共同加速度大小为a，则当

F＝F1＝20N

时，由牛顿第二定律得

F1＋kx0－2mg＝2ma

当

F＝F2＝50N

时，物体A．B刚好分离，对物体B有

F2－mg＝ma

以上各式联立可解得

a＝2.5m/s2，m＝4kg

选项B错误，C正确；

D．当物体A．B刚好分离时，对物体A有

k（x0－x）－mg＝ma

将x＝0.04m代入解得

k＝7.5N/cm

选项D错误。

故选C。

12．【答案】B

【解析】

力F拉物体B时，A．B恰好不滑动，故A．B间的静摩擦力达到最大值，对物体A受力分析，受重力mg．支持力N1．向前的静摩擦力fm，根据牛顿第二定律，有

fm=ma

对A．B整体受力分析，受重力3mg．支持力和拉力F，根据牛顿第二定律，有

F=3ma

解得

fm=F

当F1作用在物体A上时，A．B恰好不滑动时，A．B间的静摩擦力达到最大值，对物体A，有

F1－fm=ma1

对整体有

F1=3ma1

由上述各式联立解得

F1=F

即F1的最大值是F，则使A．B也保持相对静止，一起沿水平面运动，则的可能值不超过F。

故选B。

13．【答案】C

【解析】

A．内，在竖直方向做匀加速运动，有竖直向上的加速度，故其处于超重状态，故A错误；

B．时间内，无人机在水平方向做匀速直线运动，竖直方向做匀减速直线运动，则合运动为匀变速曲线运动，故B错误；

C．时间内，竖直方向速度一直为正，即一直向上运动，则时刻无人机运动到最高点，故C正确；

D．速度时间图像与时间轴围成的图像表示位移，内，无人机的水平位移为9m，竖直位移为1.75m，则合位移为，不等于9m，故D错误。

故选C。

14．【答案】B

【解析】

A．在t1~t2时间内，如果特种兵做匀减速直线运动，即和两点之间的图像为直线时，其平均速度为

由图可知，t1~t2时间内实际图像所围的面积大于直线图像所围的面积，所以

故A错误；

B．在t1~t2时间内，根据牛顿第二定律可得

图像斜率的大小等于加速度的大小，由图可知加速度越来越大，由上式可知越来越大，故B正确；

C．特种兵在0~t1时间内向下做加速运动，故处于失重状态；在t1~t2时间内向下做减速运动，故处于超重状态，故C错误；

D．若第一个特种兵开始减速时第二个特种兵立即以同样的方式下滑，则在第二个特种兵的速度增大到等于第一个特种兵的速度之前，二人的距离逐渐增大的；之后第二个特种兵的速度大于第一个特种兵，二人的距离开始逐渐减小；即他们在悬绳上的距离先增大后减小，故D错误。

故选B。

15．【答案】C

【解析】

AB．根据超重和失重的概念，电梯加速上升时，里面的人处于超重状态，电梯加速下降时，里面的人处于失重状态。故AB错误；

CD．航天员翟志刚．王亚平．叶光富在天和核心舱内，绕地球做匀速圆周运动，处于失重状态。故C正确；D错误。

故选C。

16．【答案】C

【解析】

设倾斜天花板与水平方向夹角为，篮球在水平方向上受力平衡，即侧壁对篮球的弹力N1与倾斜天花板对篮球的弹力N2在水平方向的分力平衡

随着压力传感器的示数逐渐减小（N1减小），篮球受到倾斜天花板的弹力N2减小，在竖直方向上由牛顿第二定律可得

由于弹簧弹力不变，则篮球有竖直向上的加速度，处于超重状态，且加速度越来越大。

故选C。

17．【答案】C

【解析】

A．研究下降时的姿态，不能忽略其形状和体积，所以不能将它视为质点。故A错误

B．根据惯性定律可知，质量是衡量惯性的唯一标准，所以在减速下降的过程中，它的惯性不变。故B错误；

C．喷出“燃气”减速下降阶段，其加速度竖直向上处于超重状态。故C正确；

D．根据牛顿第三定律，可知反冲发动机对“燃气”的作用力等于“燃气”对反冲发动机的作用力。故D错误。

故选C。

18．【答案】D

【解析】

AC．由图像可知，前2s内建筑物料向上加速，处于超重状态，AC错误；

B．由图像可知，最后2s内建筑物料的加速度大小为

其受重力和拉力作用，B错误；

D．塔吊对建筑物料的拉力和建筑物料对塔吊的拉力互为作用力与反作用力，大小始终相等， D正确。

故选D。