2021-2022学年高一上学期期末考试专题卷 物理06

专题 06 动力学的两类问题、超重和失重

一、选择题

1.关于教科书上四幅插图，下列说法正确的是（    ）

A. 甲图中，掷出后冰壶能继续运动说明其仍受到一个向前的作用力

B. 乙图中，高大的桥要造很长的引桥，从而减小桥面的坡度，目的是减小车辆重力沿桥面方向的分力，保证行车方便与安全

C. 丙图中，汽车速度减小时速度变化量方向与汽车运动方向相同（v1为初速度）

D. 丁图中，小红在体重计上从如图姿势起立的全过程都处于超重状态

【答案】B

【解析】A．掷出后的冰壶能继续运动说明冰壶具有惯性，冰壶没有受到向前的力，故A错误；

B．高大的桥要造很长的引桥，从而减小桥面的坡度，这样可以减小车辆重力沿桥面方向的分力，保证行车方便与安全，故B正确；

C．汽车速度减小时说明速度的变化量为负，说明速度变化量与速度反向，故C错误；

D．学生从如图姿势起立到直立站于体重计的过程中，学生的运动的过程是先向上加速运动，在减速运动，直到最后的静止，向上加速时，处于超重状态，减速时处于失重状态，故D错误。 

2.小明为了研究超重和失重现象，站在电梯内水平放置的体重秤上，小明质量为55kg，电梯由启动到停止的过程中，下列说法错误的是（　　）

A. 图1可知电梯此时处于静止或匀速运动状态

B. 图2可知该同学此时一定处于超重状态

C. 图2可知电梯此时一定处于加速上升状态

D. 图2可知电梯此时的加速度约为0.7m/s2

【答案】C

【解析】A.图1可知小明处于平衡状态，电梯此时处于静止或匀速运动状态，A正确；

BC.图2可知小明处于超重状态，有向上的加速度，则电梯向上加速或向下减速，B正确，C错误；

D.此时小明受到的支持力大小为，则加速度大小为

，D正确。

本题选错误，故选C。

3. 2020年12月17日凌晨，嫦娥五号探测器在内蒙古安全着陆。这标志着我国探月工程“绕、落、回”三步走规划圆满完成。在这次探月活动过程中，嫦娥五号探测器（　　）

A. 在月球上的减速着陆过程处于失重状态

B. 静止在月球表面时，相对地球是静止的

C. 研究其绕月环行的运行轨迹时，可以将其看成质点

D. 研究其在月球表面采样、样品封装的工作情况时，可以将其看成质点

【答案】C

【解析】A．在月球上的减速着陆过程中，加速度向上，处于超重状态，选项A错误；

B．静止在月球表面时，相对地球是运动的，选项B错误；

C．研究其绕月环行运行轨迹时，可以忽略探测器的大小，可将其看成质点，选项C正确；

D．研究其在月球表面采样、样品封装的工作情况时，探测器的大小不能忽略，不可以将其看成质点，选项D错误。

故选C。

4. 一枚礼花弹由地面竖直向上发射，它的速度和时间的关系图线如图所示，下列说法中正确的是（　　）

A. t2时刻，礼花弹距地面最远

B. t2~t3时间内，礼花弹在向下降落

C. t1~t2时间内，礼花弹处于超重状态

D t2~t3时间内，礼花弹处于超重状态

【答案】C

【解析】AB．礼花弹在内速度一直为正，即一直向上运动，故时刻，礼花弹距地面最远，故AB错误；

C．时间内，图中斜率一直为正，而速度时间图象斜率表示加速度，故此过程加速度竖直向上，即礼花弹处于超重状态，故C正确；

D．时间内，图中斜率一直为负，而速度时间图象斜率表示加速度，故此过程加速度竖直向下，即礼花弹处于失重状态，故D错误。

故选C

5．某同学站在电梯底板上，如图所示的v－t图像是计算机显示的电梯在某一段时间内速度变化的情况（竖直向上为正方向）。根据图像提供的信息，可以判断下列说法中正确的是（　　）

A．在内，电梯向上运动，该同学处于超重状态

B．在内，电梯在加速上升，该同学处于失重状态

C．在5~10 s内，电梯处于匀速状态，该同学对电梯底板的压力等于他所受的重力

D．由于物体的质量未知，所以无法判断超重、失重状态

【答案】C

【解析】B．在内，电梯在加速上升，该同学对电梯底板的压力大于他所受的重力处于超重状态，B错误；

C．在内，电梯处于匀速状态，此时该同学受力平衡，对电梯底板的压力等于他所受的重力，C正确；

AD．在内，电梯在减速上升，该同学对电梯底板的压力小于他所受的重力处于失重状态， AD错误。故选C。

6. 如图所示，一重锤用细绳悬挂在力传感器下，从某时刻起，某同学手持力传感器让重锤由静止开始沿竖直方向运动，并记录力传感器所受细绳拉力F随时间t的变化，F-t图像如图所示，则在t1-t2时间内下列说法中不正确的是 （   ）

A. 重锤的运动方向先向上再向下

B. 重锤先超重再失重

C. 重锤先加速再减速

D. t0时刻重锤处于完全失重状态

【答案】A

【解析】AC、重锤原来受力平衡，在t1-t2时间内F先增大后减小，所以重锤先有向上的加速度后有向下的加速度，重锤应该先向上做加速后向上做减速，故A错；C正确；

B、由于重锤先有向上的加速度后有向下的加速度，所以重锤先超重后失重，故B正确

D、t0时刻重锤受到的拉力大小等于零，所以重锤处于完全失重状态，故D正确；

本题选不正确的，所以答案选A

7.2011年7月20日，姚明宣布退役，9年NBA生涯让他成为世界一流中锋，给中国人争得了荣誉，也让更多的青少年爱上了篮球这项运动．姚明某次跳起投篮可分为下蹲、蹬地(加速上升)、离地上升、下落四个过程，忽略空气阻力，下列关于蹬地和离地上升两个过程的说法正确的是（    ）

A. 两过程中姚明都处于超重状态

B. 两过程中姚明都处于失重状态

C. 前过程为超重，后过程为失重

D. 前过程为失重，后过程为超重

【答案】C

【解析】姚明在蹬地的过程中，对地面的压力大于重力，从而使人产生向上的合力，所以此时，人处于超重状态；当离开地面后，人对地面就没有作用力了，处于完全失重状态，此时有向下的加速度，加速度的大小为重力加速度g．故选C。

二、非选择题

8. 质量为2kg的木箱静止在水平地面上，在水平恒力F=18N的作用下运动，2s末撤去力F，若地面与木箱之间的动摩擦因数μ=0.4，g=10m/s2，求：

(1)物体在水平面上运动时受到的摩擦力多大？

(2)撤去力F瞬间物体速度的大小是多少？

(3)撤去外力后物体还能在水平面滑行多远？

【答案】(1) ；(2) ；(3)

【解析】(1)物体在水平面上运动时受到的摩擦力

(2)撤去力F瞬间物体速度的大小是

解得

(3)撤去外力后物体还能在水平面滑行的距离为

解得

9.有一种悬浮足球（如图所示），其内部有一个风机可以从足球上方吸入空气并从底部将空气排出，从而让足球获得一个向上的力，使它恰好悬浮在空中。已知该足球质量为m=0.5kg，悬停在地面上方，现对它施加一个F=2N的水平力，经过2s后撤去水平力F，在运动过程中空气阻力恒为0.5N。求悬浮足球

(1)在水平力F作用下产生的加速度大小；

(2)经过2s通过的位移；

(3)从开始运动到最终停下所经过的总时间？

【答案】(1)3m/s2,  (2)6m,  (3)8s

【解析】(1)足球所受合力

由牛顿第二定律得加速度

(2)2s内，足球在水平方向上做初速度为零的匀加速直线运动，位移为

(3)撤去水平力F之后，足球做末速度为零匀减速运动，加速度为

匀减速运动的初速度为

匀减速运动的时间为

总时间为

【点睛】牛顿第二定律的应用，已知受力情况确定运动情况。

一、选择题

1.原来做匀速运动的升降机内有一被伸长弹簧拉住的具有一定质量的物体A静止在地板上，如图所示，现发现A突然被弹簧拉向右方．由此可判断，此时升降机的运动可能是（　　）

A. 加速上升        B. 减速上升         C. 加速下降         D. 减速下降

【答案】BC

【解析】当升降机静止时，地板给物体的静摩擦力与弹簧的弹力平衡，且该静摩擦力可能小于或等于最大静摩擦力．当升降机有向下的加速度（加速下降或减速上升）时，必然会减小物体对地板的正压力，也就减小了最大静摩擦力，这时的最大静摩擦力小于电梯静止时的静摩擦力，而弹簧的弹力又未改变，故只有在这种情况下A才可能被拉向右方，故BC正确，AD错误．

2.中国计划在2030年前后登月，向全国中学生征集太空小实验，某同学设计让宇航员登上月球后，在登月舱外由某一高度同时释放一个氢气球和铅球。若铅球与氢气球大小同，则按我们所学的知识，理应观察到的现象是（   ）

A. 氢气球将加速上升，铅球加速下落

B. 氢气球和铅球都下落，铅球先落到月球表面

C. 氢气球和铅球都下落，氢气球先落到月球表面

D 氢气球和铅球都下落，且同时落到月球表面

【答案】D

【解析】月球上没有空气，故登月舱外为真空，氢气球和铅球都做自由落体运动，高度相同，故下落时间相同，故D正确，ABC错误。故选D。

3. 一位乘客乘坐竖直电梯上楼，电梯的位移大小x与时间t的关系图像如图所示。下列说法正确的是（　　）

A. 0~t1时间内，乘客处于超重状态

B. t1~t2时间内，乘客处于失重状态

C. t2~t3时间内，乘客处于失重状态

D. t3~t4时间内，乘客处于超重状态

【答案】AC

【解析】因为x-t图像的斜率等于速度，则

A．0~t1时间内，电梯速度向上增加，则加速度向上，乘客处于超重状态，选项A正确；

B．t1~t2时间内，电梯匀速上升，则加速度为零，乘客处于平衡状态，选项B错误；

C．t2~t3时间内，电梯速度向上减速，则加速度向下，乘客处于失重状态，选项C正确；

D．t3~t4时间内，电梯静止，乘客处于平衡状态，选项D错误。

故选AC。

二、非选择题

4.如图所示，在水平面上固定放置一个倾角为37°的光滑斜面，一物块以v0=6m/s的初速度从斜面底端滑上斜面，恰好能到达斜面顶端。

(1)斜面的长度；

(2)在斜面上设置一个长度为d=0.75m的摩擦区，物块与摩擦区之间的动摩擦因数μ=0.25，要使木块在上滑过程中不滑出摩擦区，求摩擦区下边界到斜面底端的最小距离；

(3)由于摩擦区的存在，使物体上滑时间（从开始运动到速度减为零的时间）减少了∆t，请写出∆t与摩擦区下边界到斜面底端距离x的关系式。

【答案】(1)3m；     (2)2m；      (3)，；

，

【解析】

【详解】(1)g取10m/s2，对物块，由牛顿第二定律

得加速度

位移为

即为斜面长度；

(2)当物块在上滑过程中恰好不滑出摩擦区时，摩擦区下边界到斜面底端距离最小。设最小距离为，此时物块到达摩擦区上边界时速度恰好为0。

在摩擦区，对物块，由牛顿第二定律得加速度

可得摩擦区下边界到斜面底端的最小距离为

；

(3)没有摩擦区，上滑时间

有摩擦区，设上滑时间为。

a.当

得

得

b.当，

得

。