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人教版 (2019)6 超重和失重当堂检测题
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这是一份人教版 (2019)6 超重和失重当堂检测题，共7页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题(本题共8小题，每题6分，共48分)
1．(2021·浙江温州市高一开学考试)如图是一个小球沿竖直方向运动时的频闪照片，由照片可知( C )
A．小球正在上升B．小球正在下降
C．小球处于失重状态D．小球处于超重状态
解析：从图中无法判断小球的运动方向，但从频闪照片中可以得知，小球的加速度竖直向下，故小球处于失重状态，故C正确。
2．(2021·广东佛山市高一期末)2020年11月24日4时30分，我国在文昌航天发射场，用长征五号遥五运载火箭成功发射探月工程嫦娥五号探测器，执行地外天体采样返回任务。如图所示，发射嫦娥五号时，长征五号遥五运载火箭内燃料燃烧所生成的炽热气体，从火箭尾部的喷管快速喷出，推动火箭加速上升。下列相关说法正确的是( B )
A．点火瞬间，火箭的速度为零，所以加速度也为零
B．开始上升时，火箭的速度很小，但加速度可能很大
C．加速上升过程中，火箭处于失重状态
D．加速上升过程中，炽热气体对火箭的作用力大于火箭对炽热气体的作用力
解析：火箭点火升空瞬间由于推动力作用，火箭立刻获得加速度，虽然速度为零，但是加速度不为零，即加速度可能很大，A错误，B正确；加速上升过程中，加速度方向向上，则火箭处于超重状态，C错误；加速上升过程中，炽热气体对火箭的作用力和火箭对炽热气体的作用力是相互作用力，大小相等，方向相反，D错误。
3．(2021·福建福州市高一期末)2020年9月28日，国产高原型无人直升机AR－500C在四川稻城亚丁机场创造了海拔4 411米的国产无人直升机起降高度新纪录，基本具备全疆域飞行能力AR－500C无人直升机从地面起飞到返回地面过程中，无人机在空中处于超重状态的是( C )
A．匀速上升过程 B．减速上升过程
C．加速上升过程 D．加速下降过程
解析：当无人机具有向上的加速度时，无人机处于超重状态，此时无人机的状态可以是加速上升或者减速下降。故选C。
4．(2021·河南洛阳市高一期末)如图所示，一个盛水的容器底部有一小孔，静止时用手指堵住小孔不让它漏水。容器在下述几种运动过程中，关于小孔是否漏水的判断正确的是(不计空气阻力)( C )
A．容器自由下落过程中，小孔向下漏水
B．将容器水平抛出，容器在运动中小孔向下漏水
C．将容器斜向上抛出，容器在运动中小孔不向下漏水
D．将容器竖直向上抛出，容器向上运动过程中，小孔向下漏水；容器向下运动过程中，小孔不向下漏水
解析：无论向哪个方向抛出，抛出之后的物体都只受到重力的作用，处于完全失重状态，此时水和容器的运动状态相同，它们之间没有相互作用，水不会流出，故C正确，ABD错误。
5．(2021·浙江高一月考)如图所示是我国首次立式风洞跳伞实验，风洞喷出竖直向上的气流将实验者加速向上“托起”。此过程中( C )
A．人被向上“托起”时处于失重状态
B．人受到的重力大小等于气流对人的作用力大小
C．人对气流的作用力大小等于气流对人的作用力大小
D．人受到的重力和人受到气流的力是一对作用力与反作用力
解析：人被向上“托起”时处于“超重”状态，A错；气流对人的作用力大于重力，B、D错；人与气流的相互作用力大小相等，C对。
6．(多选)几位同学为了探究电梯启动和制动时的加速度大小，他们将体重计放在电梯中。一位同学站在体重计上，然后乘坐电梯从1层直接到10层，之后又从10层直接回到1层，并用照相机进行了记录，如图所示，图1为电梯启动前，图2至图5中箭头方向表示电梯运动方向，下列说法中正确的是( AD )
A．图2表示电梯向上加速
B．图3 表示电梯向上加速
C．图4表示电梯向下减速
D．根据图1和图5可估测出图5中电梯的加速度
解析：图2示数大于静止时体重计的示数，所以电梯是向上加速，故A正确；图3示数小于静止时体重计的示数，根据牛顿第二定律得这位同学加速度方向向下，处于失重状态，电梯向上减速，故B错误；图4示数小于静止时体重计的示数，所以电梯在向下加速运动，故C错误；根据图1示数可以求出该同学的质量，根据图5示数运用牛顿第二定律可以求出图5中电梯的加速度，故D正确。
7．(多选)一人乘电梯上楼，在竖直上升过程中加速度a随时间t变化的图线如图所示，以竖直向上为a的正方向，则人对地板的压力( AD )
A．t＝2 s时最大 B．t＝2 s时最小
C．t＝8.5s时最大 D．t＝8.5s时最小
解析：当电梯有向上的加速度时，人处于超重状态，人对地板的压力大于重力，向上的加速度越大，压力越大，因此t＝2 s时，压力最大，A项正确；当有向下的加速度时，人处于失重状态，人对地板的压力小于人的重力，向下的加速度越大，压力越小，因此t＝8.5s时压力最小，D项正确。
8．(多选)2021·四川成都市高一开学考试)广州塔，昵称小蛮腰，总高度达600米，游客乘坐观光电梯大约一分钟就可以到达观光平台。若电梯简化成只受重力与绳索拉力，已知电梯在t＝0时由静止开始上升，a－t图像如图所示。则下列相关说法正确的是( AD )
A．t＝4.5s时，电梯处于超重状态
B．5～55 s时间内，绳索拉力最小
C．t＝59.5s时，电梯处于超重状态
D．t＝60 s时，电梯速度恰好为零
解析：利用a－t图像可判断：t＝4.5s时，电梯有向上的加速度，电梯处于超重状态，则选项A正确；0～5 s时间内，电梯处于超重状态，拉力大于重力，5～55 s时间内，a＝0，电梯处于匀速上升过程，拉力等于重力，55～60 s时间内，电梯处于失重状态，拉力小于重力，综上所述，选项B、C错误；因a－t图线与t轴所围的“面积”代表速度改变量，而图中横轴上方的“面积”与横轴下方的“面积”相等，则电梯的速度在t＝60 s时为零，选项D正确。
二、非选择题(共12分)
9．(12分)(2021·山东菏泽市高一月考)如图甲所示为潍坊市政府广场两座百米多高的观光塔。游客乘坐观光电梯1 min就可以从1层到达观光平台。若质量m＝60 kg的人站在电梯平台上在t＝0时由静止开始上升，运动的a－t图像如图乙所示，g＝10 m/s2。求该过程中：
(1)电梯运行的最大速度；
(2)人对电梯的最小压力。
答案：(1)2.5m/s (2)570 N
解析：(1)由a－t图像可知，电梯先做匀加速运动，再做匀速运动，然后做匀减速运动；当在5 s末速度最大，最大速度vm＝at＝0.5×5 m/s＝2.5m/s
(2)电梯减速上升时，人对电梯压力最小，则mg－FN＝ma，此时规定向下为正方向
解得FN＝mg－ma＝60×10－60×0.5＝570 N，由牛顿第三定律FN′＝FN＝570 N
eq \f( 等级考训练,15分钟·满分40分)
一、选择题(本题共3小题，每题6分，共18分)
1．(2020·珠海高一期末)蹦极是一种极限体育项目，可以锻炼人的胆量和意志。运动员从高处跳下，弹性绳被拉展前做自由落体运动，弹性绳被拉展后在弹性绳的缓冲作用下，运动员下落一定高度后速度减为零。在这下降的全过程中，下列说法中正确的是( B )
A．弹性绳拉展前运动员处于失重状态，弹性绳拉展后运动员处于超重状态
B．弹性绳拉展后运动员先处于失重状态，后处于超重状态
C．弹性绳拉展后运动员先处于超重状态，后处于失重状态
D．运动员一直处于失重状态
解析：弹性绳拉展前运动员做自由落体运动，所以处于完全失重状态；弹性绳拉展后的一段时间内，运动员先做加速度减小的加速运动，当拉力大于重力时做加速度增加的减速运动，所以弹性绳拉展后运动员先处于失重状态，后处于超重状态。选项B正确。
2．如图所示，质量均为m的甲、乙两同学，分别静止于水平地面的台秤P、Q上，他们用手分别竖直牵拉一只弹簧秤的两端，稳定后弹簧秤的示数为F，若弹簧秤的质量不计，下列说法正确的是( D )
A．甲同学处于超重状态，乙同学处于失重状态
B．台秤P的读数等于mg－F
C．台秤Q的读数为mg－2F
D．两台秤的读数之和为2mg
解析：甲、乙同学处于平衡状态，D选项正确。
3．(多选)北京欢乐谷游乐场天地双雄是双塔太空梭。它是能体验强烈失重、超重感觉的娱乐设施，先把乘有十多人的座舱，送到76 m高的地方，让座舱自由落下，当落到离地面28 m时制动系统开始启动，座舱匀减速运动到地面时刚好停止。若某游客手中托着质量为1 kg的饮料瓶进行这个游戏，g取9.8m/s2，则( BD )
A．当座舱落到离地面高度为40 m的位置时，饮料瓶对手的作用力大于9.8N
B．当座舱落到离地面高度为40 m的位置时，饮料瓶对手的作用力为零
C．当座舱落到离地面高度为15 m的位置时，饮料瓶对手的作用力小于9.8N
D．当座舱落到离地面高度为15 m的位置时，手要用26.6N的力才能托住饮料瓶
解析：当座舱落到离地面高度为40 m的位置时，处于完全失重状态，故饮料瓶对手的压力为零，选项B正确、A错误；座舱自由落体过程，有v2＝2g(H－h)，座舱匀减速运动到地面过程，根据速度位移公式，有v2＝2ah，由以上两式解得：a＝16.8m/s2，当座舱落到离地面高度为15 m的位置时，饮料瓶处于超重状态，有：F－mg＝ma，解得F＝26.6N，即当座舱落到离地面高度为15 m时，手要用26.6N的力才能托住饮料瓶，选项C错误、D正确。
二、非选择题(共22分)
4．(8分)(2021·宁夏银川市银川一中高一期末)火箭发射时，宇航员要承受超重的考验。某火箭发射的过程中，有一段时间的加速度达到3.5g，平时重力为10 N的体内脏器，在该超重过程中需要的支持力有多大？
答案：45 N
解析：设在该超重过程中需要的支持力为FN，由牛顿第二定律可得FN－mg＝ma，G＝mg＝10 N，解得FN＝45 N。
5．(14分)(2021·山东济南市高一期末)如下图所示为长沙市地标建筑——国金中心，其内置观光电梯，到达位于高层的餐厅的游客可以360°鸟瞰长沙。电梯从地面到93层的餐厅只需要48 s，整个过程经历加速、匀速和减速三个阶段，加速和减速阶段可视为匀变速过程，且加速度大小相等。电梯上行的最大速度为10 m/s。当电梯加速上升时，质量为50 kg的人站在置于电梯地板上的台秤上，台秤的示数为65 kg，g取10 m/s2，求：
(1)电梯加速上升的加速度大小；
(2)餐厅距地面的高度。
答案：(1)3 m/s2；(2)eq \f(1 340,3)m
解析：(1)根据台秤的示数可知支持力大小，台秤的示数为65 kg时，支持力FN＝650 N，当电梯加速上升时，根据牛顿第二定律FN－mg＝ma
代入数据解得a＝3 m/s2
(2)对于匀加速运动过程，有h＝eq \f(v2,2a)，t＝eq \f(v,a)，代入数据解得h＝eq \f(50,3) m，t＝eq \f(10,3)s
因匀加速和匀减速阶段的加速度大小相等，所以两个阶段的时间和位移大小相等，故匀速运动的时间t′＝t总－2t，匀速运动的位移h′＝vt′
代入数据解得t′＝eq \f(124,3)s，h′＝eq \f(1 240,3) m
故餐厅距地面的高度H＝2h＋h′＝eq \f(1 340,3) m
一、选择题(本题共8小题，每题6分，共48分)
1．(2021·浙江温州市高一开学考试)如图是一个小球沿竖直方向运动时的频闪照片，由照片可知( C )
A．小球正在上升B．小球正在下降
C．小球处于失重状态D．小球处于超重状态
解析：从图中无法判断小球的运动方向，但从频闪照片中可以得知，小球的加速度竖直向下，故小球处于失重状态，故C正确。
2．(2021·广东佛山市高一期末)2020年11月24日4时30分，我国在文昌航天发射场，用长征五号遥五运载火箭成功发射探月工程嫦娥五号探测器，执行地外天体采样返回任务。如图所示，发射嫦娥五号时，长征五号遥五运载火箭内燃料燃烧所生成的炽热气体，从火箭尾部的喷管快速喷出，推动火箭加速上升。下列相关说法正确的是( B )
A．点火瞬间，火箭的速度为零，所以加速度也为零
B．开始上升时，火箭的速度很小，但加速度可能很大
C．加速上升过程中，火箭处于失重状态
D．加速上升过程中，炽热气体对火箭的作用力大于火箭对炽热气体的作用力
解析：火箭点火升空瞬间由于推动力作用，火箭立刻获得加速度，虽然速度为零，但是加速度不为零，即加速度可能很大，A错误，B正确；加速上升过程中，加速度方向向上，则火箭处于超重状态，C错误；加速上升过程中，炽热气体对火箭的作用力和火箭对炽热气体的作用力是相互作用力，大小相等，方向相反，D错误。
3．(2021·福建福州市高一期末)2020年9月28日，国产高原型无人直升机AR－500C在四川稻城亚丁机场创造了海拔4 411米的国产无人直升机起降高度新纪录，基本具备全疆域飞行能力AR－500C无人直升机从地面起飞到返回地面过程中，无人机在空中处于超重状态的是( C )
A．匀速上升过程 B．减速上升过程
C．加速上升过程 D．加速下降过程
解析：当无人机具有向上的加速度时，无人机处于超重状态，此时无人机的状态可以是加速上升或者减速下降。故选C。
4．(2021·河南洛阳市高一期末)如图所示，一个盛水的容器底部有一小孔，静止时用手指堵住小孔不让它漏水。容器在下述几种运动过程中，关于小孔是否漏水的判断正确的是(不计空气阻力)( C )
A．容器自由下落过程中，小孔向下漏水
B．将容器水平抛出，容器在运动中小孔向下漏水
C．将容器斜向上抛出，容器在运动中小孔不向下漏水
D．将容器竖直向上抛出，容器向上运动过程中，小孔向下漏水；容器向下运动过程中，小孔不向下漏水
解析：无论向哪个方向抛出，抛出之后的物体都只受到重力的作用，处于完全失重状态，此时水和容器的运动状态相同，它们之间没有相互作用，水不会流出，故C正确，ABD错误。
5．(2021·浙江高一月考)如图所示是我国首次立式风洞跳伞实验，风洞喷出竖直向上的气流将实验者加速向上“托起”。此过程中( C )
A．人被向上“托起”时处于失重状态
B．人受到的重力大小等于气流对人的作用力大小
C．人对气流的作用力大小等于气流对人的作用力大小
D．人受到的重力和人受到气流的力是一对作用力与反作用力
解析：人被向上“托起”时处于“超重”状态，A错；气流对人的作用力大于重力，B、D错；人与气流的相互作用力大小相等，C对。
6．(多选)几位同学为了探究电梯启动和制动时的加速度大小，他们将体重计放在电梯中。一位同学站在体重计上，然后乘坐电梯从1层直接到10层，之后又从10层直接回到1层，并用照相机进行了记录，如图所示，图1为电梯启动前，图2至图5中箭头方向表示电梯运动方向，下列说法中正确的是( AD )
A．图2表示电梯向上加速
B．图3 表示电梯向上加速
C．图4表示电梯向下减速
D．根据图1和图5可估测出图5中电梯的加速度
解析：图2示数大于静止时体重计的示数，所以电梯是向上加速，故A正确；图3示数小于静止时体重计的示数，根据牛顿第二定律得这位同学加速度方向向下，处于失重状态，电梯向上减速，故B错误；图4示数小于静止时体重计的示数，所以电梯在向下加速运动，故C错误；根据图1示数可以求出该同学的质量，根据图5示数运用牛顿第二定律可以求出图5中电梯的加速度，故D正确。
7．(多选)一人乘电梯上楼，在竖直上升过程中加速度a随时间t变化的图线如图所示，以竖直向上为a的正方向，则人对地板的压力( AD )
A．t＝2 s时最大 B．t＝2 s时最小
C．t＝8.5s时最大 D．t＝8.5s时最小
解析：当电梯有向上的加速度时，人处于超重状态，人对地板的压力大于重力，向上的加速度越大，压力越大，因此t＝2 s时，压力最大，A项正确；当有向下的加速度时，人处于失重状态，人对地板的压力小于人的重力，向下的加速度越大，压力越小，因此t＝8.5s时压力最小，D项正确。
8．(多选)2021·四川成都市高一开学考试)广州塔，昵称小蛮腰，总高度达600米，游客乘坐观光电梯大约一分钟就可以到达观光平台。若电梯简化成只受重力与绳索拉力，已知电梯在t＝0时由静止开始上升，a－t图像如图所示。则下列相关说法正确的是( AD )
A．t＝4.5s时，电梯处于超重状态
B．5～55 s时间内，绳索拉力最小
C．t＝59.5s时，电梯处于超重状态
D．t＝60 s时，电梯速度恰好为零
解析：利用a－t图像可判断：t＝4.5s时，电梯有向上的加速度，电梯处于超重状态，则选项A正确；0～5 s时间内，电梯处于超重状态，拉力大于重力，5～55 s时间内，a＝0，电梯处于匀速上升过程，拉力等于重力，55～60 s时间内，电梯处于失重状态，拉力小于重力，综上所述，选项B、C错误；因a－t图线与t轴所围的“面积”代表速度改变量，而图中横轴上方的“面积”与横轴下方的“面积”相等，则电梯的速度在t＝60 s时为零，选项D正确。
二、非选择题(共12分)
9．(12分)(2021·山东菏泽市高一月考)如图甲所示为潍坊市政府广场两座百米多高的观光塔。游客乘坐观光电梯1 min就可以从1层到达观光平台。若质量m＝60 kg的人站在电梯平台上在t＝0时由静止开始上升，运动的a－t图像如图乙所示，g＝10 m/s2。求该过程中：
(1)电梯运行的最大速度；
(2)人对电梯的最小压力。
答案：(1)2.5m/s (2)570 N
解析：(1)由a－t图像可知，电梯先做匀加速运动，再做匀速运动，然后做匀减速运动；当在5 s末速度最大，最大速度vm＝at＝0.5×5 m/s＝2.5m/s
(2)电梯减速上升时，人对电梯压力最小，则mg－FN＝ma，此时规定向下为正方向
解得FN＝mg－ma＝60×10－60×0.5＝570 N，由牛顿第三定律FN′＝FN＝570 N
eq \f( 等级考训练,15分钟·满分40分)
一、选择题(本题共3小题，每题6分，共18分)
1．(2020·珠海高一期末)蹦极是一种极限体育项目，可以锻炼人的胆量和意志。运动员从高处跳下，弹性绳被拉展前做自由落体运动，弹性绳被拉展后在弹性绳的缓冲作用下，运动员下落一定高度后速度减为零。在这下降的全过程中，下列说法中正确的是( B )
A．弹性绳拉展前运动员处于失重状态，弹性绳拉展后运动员处于超重状态
B．弹性绳拉展后运动员先处于失重状态，后处于超重状态
C．弹性绳拉展后运动员先处于超重状态，后处于失重状态
D．运动员一直处于失重状态
解析：弹性绳拉展前运动员做自由落体运动，所以处于完全失重状态；弹性绳拉展后的一段时间内，运动员先做加速度减小的加速运动，当拉力大于重力时做加速度增加的减速运动，所以弹性绳拉展后运动员先处于失重状态，后处于超重状态。选项B正确。
2．如图所示，质量均为m的甲、乙两同学，分别静止于水平地面的台秤P、Q上，他们用手分别竖直牵拉一只弹簧秤的两端，稳定后弹簧秤的示数为F，若弹簧秤的质量不计，下列说法正确的是( D )
A．甲同学处于超重状态，乙同学处于失重状态
B．台秤P的读数等于mg－F
C．台秤Q的读数为mg－2F
D．两台秤的读数之和为2mg
解析：甲、乙同学处于平衡状态，D选项正确。
3．(多选)北京欢乐谷游乐场天地双雄是双塔太空梭。它是能体验强烈失重、超重感觉的娱乐设施，先把乘有十多人的座舱，送到76 m高的地方，让座舱自由落下，当落到离地面28 m时制动系统开始启动，座舱匀减速运动到地面时刚好停止。若某游客手中托着质量为1 kg的饮料瓶进行这个游戏，g取9.8m/s2，则( BD )
A．当座舱落到离地面高度为40 m的位置时，饮料瓶对手的作用力大于9.8N
B．当座舱落到离地面高度为40 m的位置时，饮料瓶对手的作用力为零
C．当座舱落到离地面高度为15 m的位置时，饮料瓶对手的作用力小于9.8N
D．当座舱落到离地面高度为15 m的位置时，手要用26.6N的力才能托住饮料瓶
解析：当座舱落到离地面高度为40 m的位置时，处于完全失重状态，故饮料瓶对手的压力为零，选项B正确、A错误；座舱自由落体过程，有v2＝2g(H－h)，座舱匀减速运动到地面过程，根据速度位移公式，有v2＝2ah，由以上两式解得：a＝16.8m/s2，当座舱落到离地面高度为15 m的位置时，饮料瓶处于超重状态，有：F－mg＝ma，解得F＝26.6N，即当座舱落到离地面高度为15 m时，手要用26.6N的力才能托住饮料瓶，选项C错误、D正确。
二、非选择题(共22分)
4．(8分)(2021·宁夏银川市银川一中高一期末)火箭发射时，宇航员要承受超重的考验。某火箭发射的过程中，有一段时间的加速度达到3.5g，平时重力为10 N的体内脏器，在该超重过程中需要的支持力有多大？
答案：45 N
解析：设在该超重过程中需要的支持力为FN，由牛顿第二定律可得FN－mg＝ma，G＝mg＝10 N，解得FN＝45 N。
5．(14分)(2021·山东济南市高一期末)如下图所示为长沙市地标建筑——国金中心，其内置观光电梯，到达位于高层的餐厅的游客可以360°鸟瞰长沙。电梯从地面到93层的餐厅只需要48 s，整个过程经历加速、匀速和减速三个阶段，加速和减速阶段可视为匀变速过程，且加速度大小相等。电梯上行的最大速度为10 m/s。当电梯加速上升时，质量为50 kg的人站在置于电梯地板上的台秤上，台秤的示数为65 kg，g取10 m/s2，求：
(1)电梯加速上升的加速度大小；
(2)餐厅距地面的高度。
答案：(1)3 m/s2；(2)eq \f(1 340,3)m
解析：(1)根据台秤的示数可知支持力大小，台秤的示数为65 kg时，支持力FN＝650 N，当电梯加速上升时，根据牛顿第二定律FN－mg＝ma
代入数据解得a＝3 m/s2
(2)对于匀加速运动过程，有h＝eq \f(v2,2a)，t＝eq \f(v,a)，代入数据解得h＝eq \f(50,3) m，t＝eq \f(10,3)s
因匀加速和匀减速阶段的加速度大小相等，所以两个阶段的时间和位移大小相等，故匀速运动的时间t′＝t总－2t，匀速运动的位移h′＝vt′
代入数据解得t′＝eq \f(124,3)s，h′＝eq \f(1 240,3) m
故餐厅距地面的高度H＝2h＋h′＝eq \f(1 340,3) m
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