高中物理沪科版 (2019)必修 第一册4.6 超重与失重测试题

【优选】4.6超重与失重-1优质练习

一．单项选择

1．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

2．小明家住26层。他放学后，乘坐电梯从1层直达26层。假设电梯刚起动时做加速直线运动，中间一段时间内做匀速直线运动，最后一段时间内做减速直线运动。在电梯从1层直达26层的过程中，下列说法正确的是（　　）

A．电梯刚起动时，小明处于失重状态 B．电梯刚起动时，小明处于超重状态

C．电梯运动的速度方向发生了变化 D．电梯运动的加速度方向一直不变

3．“天宫二号”是中国载人航天工程发射的第二个目标飞行器，当其在圆轨道上绕地球做匀速圆周运动时，舱内实验桌上一探测仪与“天宫二号”保持相对静止，则该探测仪（　　 ）

A．不受地球引力作用

B．所受地球引力与它在地面上所受重力相等

C．处于完全失重状态

D．所受地球引力和向心力平衡

4．2014年12月7日，中国和巴西联合研制的地球资源卫星04星在太原成功发射升空。04星成功发射，恰逢中国长征系列运载火箭第200次发射，展示了两国科技合作最新成果和水平。相比中巴地球资源卫星01星．02星，04星提高了空间分辨率，增加了传感器和谱段数，获取的5米全色．10米多光谱等影像图可广泛应用于中国和巴西农作物估产．环境保护与监测．国土资源勘查和灾害监测等多个领域，满足持续提供稳定的中分辨率普查数据的迫切需求。火箭加速上升的过程中，假设火箭中有一个质量为2kg的物体静止地放在台式弹簧测力计上，此时弹簧测力计的示数可能是（　　）

A. 20N B. 10N C. 40N D. 0N

5．2021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

6．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

7．如图所示，一同学在电梯里站在台秤上称体重，发现体重明显大于在静止地面上称的体重，则（　　）

A. 电梯一定处于上升阶段

B. 电梯一定处于加速上升阶段

C. 电梯可能处于加速下降阶段

D. 电梯的加速度一定向上

8．一质量为m的人站在电梯中，电梯减速上升，加速大小为，g为重力加速度。人对电梯底部的压力为（　　）

A. mg B. 2mg C. mg D. mg

9．如图所示，假设跳水运动员（视为质点）起跳离开跳板后在一条直线上运动，其离开跳板至入水后竖直向下速度减为零的过程中，最大速度大小为v，离开跳板时速度大小为，不计空气阻力，在水中受到的阻力恒定，水中竖直向下运动的时间与空中运动的时间相等，重力加速度大小为，则（　　）

A. 运动员在空中运动过程中先超重再失重 B. 运动员在空中运动的时间为

C. 跳板离水面的高度为 D. 运动员入水的深度为

10．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

11．质量为M的楔形物块放置在粗糙水平地面上，质量为m的滑块恰能沿楔形物块的斜面匀速下滑；现在让滑块做以下四种情况的运动，运动过程中楔形物块始终静止在地面上，重力加速度为g。

情况一：如图甲，滑块沿楔形物块的斜面匀速下滑时，地面对楔形物块的支持力大小为，对楔形物块的摩擦力的大小为；

情况二：接情况一，某时刻给滑块施加一平行斜面向下的推力F，使滑块沿斜面向下做加速运动，此过程中地面对楔形物块的支持力大小为，对楔形物块的摩擦力的大小为；

情况三：将滑块换成质量为m的玩具遥控电动小汽车放在楔形物块的斜面上，如图乙，遥控小汽车匀速向上运动，此过程地面对楔形物块的支持力大小为，对楔形物块的摩擦力的大小为；

情况四：接情况三，遥控小汽车在楔形物块的斜面上加速向上运动，此过程地面对楔形物块的支持力大小为，对楔形物块的摩擦力的大小为，则以下正确的是（　　）

A．；，方向向右

B．；，方向向左

C．；

D．；

12．一个质量为1kg的物体用一轻质弹簧测力计竖直悬挂在升降机内，下列说法正确的是 （　　）

A．只有当弹簧测力计的示数为零时，物体才处于失重状态

B．弹簧测力计的示数为5N时，物体的重力大小也为5N

C．升降机向上加速运动时，弹簧测力计的示数大于10N

D．升降机向下减速运动时，弹簧测力计的示数小于10N

13．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

14．站在电梯里的人处于超重状态，此时电梯可能正在（　　）

A. 加速上升 B. 加速下降 C. 减速上升 D. 匀速下降

15．有一个10N的重物，挂在固定在电梯顶部的弹簧测力计的下端。某时刻电梯中的人观察到弹簧测力计的示数为 8 N，如图所示，此时（　　）

A．重物可能向上加速运动，处于超重状态

B．重物可能向下加速运动，处于失重状态

C．重物可能向上匀速运动，处于平衡状态

D．重物可能向下匀速运动，处于平衡状态

16．如图，将光滑长平板的下端置于铁架台水平底座上的挡板P处，上部架在横杆上。横杆的位置可在竖直杆上调节，使得平板与底座之间的夹角θ可变。将小物块由平板与竖直杆交点Q处静止释放，物块沿平板从Q点滑至P点所用的时间t与夹角θ的大小有关。若由30°逐渐增大至60°，物块的下滑时间t将（　　）

A．逐渐增大 B．逐渐减小 C．先增大后减小 D．先减小后增大

17．2021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

18．如图所示，某段时间内站立在体重计上的一位同学完成下蹲动作。下列图像能反应体重计示数随时间变化的是（　　）

A.
 B.
 

C.
 D.
 

参考答案与试题解析

1．【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。

2．【答案】B

【解析】

AB．电梯刚起动时，加速度向上，则小明处于超重状态，选项A错误，B正确；

C．电梯运动的速度方向一直向上，方向没发生变化，选项C错误；

D．开始时电梯加速度向上，最后阶段加速度向下，则电梯运动的加速度方向发生了变化，选项D错误。

故选B。

3．【答案】C

【解析】

ACD．天宫二号绕地球做匀速圆周运动时，万有引力提供向心力，舱内物体也做匀速圆周运动，只受万有引力，处于完全失重状态，故AD错误，C正确；

B．物体受到的万有引力与距离二次方成反比，故B错误。

故选C。

4．【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】火箭加速上升的过程中，物体有向上的加速度，则处于超重状态，即弹簧测力计的读数

F>mg=20N

则弹簧测力计的示数可能是40N。

故选C

5．【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。

6．【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。

7．【答案】D

【解析】

【详解】若体重明显大于在静止地面上称的体重，即地面对人的支持力大于人的重力，即超重现象，由牛顿第二定律可得

故电梯的加速度方向竖直向上，电梯可能处于加速上升或者减速下降阶段；

故选D

8．【答案】A

【解析】

【详解】由于电梯减速上升，故加速度向下，对人受力分析，受到重力，地板支持力，根据牛顿第二定律

解得

根据牛顿第三定律，则人对电梯底部的压力为，故选A。

9．【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】A．起跳后到入水前均只受重力，一直处于失重状态，A错误；

BCD．跳板离水面的高度为

运动员在空中运动时间

运动员入水的深度

BC错误D正确。

故选D。

10．【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。

11．【答案】C

【解析】

AB．滑块恰能沿楔形物块的斜面匀速下滑，楔形物块的斜面为摩擦角斜面，滑块沿这斜面向下运动，无论怎样受力，做加速或减速下滑，楔形物块与地面间都没有摩擦力，故AB项错误；

C．遥控小汽车的驱动力为斜面对其静摩擦力，对小汽车和楔形物块的系统，小汽车的驱动力（即静摩擦力）是内力，遥控下小汽车匀速向上运动过程中，没有加速度，所以，地面对楔形物块没有摩擦力，对楔形物块的支持力等于系统的总重，故C正确；

D．遥控下小汽车在楔形物块的斜面上加速向上运动过程中，有斜向上的加速度（即有竖直向上和水平向右分加速度），系统处超重状态

方向向右，故D项错误。

故选C。

12．【答案】C

【解析】

A．只要当弹簧测力计的示数小于物体的重力时，物体就处于失重状态，所以A错误；

B．物体的重力大小只与当地的重力加速度及物体的质量有关，所以B错误；

C．根据牛顿第二定律

可知，当升降机向上加速运动时，弹簧测力计的示数大于10N，所以C正确；

D．升降机向下减速运动时，其加速度向上，合外力向上，所以弹簧测力计的示数大于10N，则D错误；

故选C。

13．【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。

14．【答案】A

【解析】

【详解】站在电梯里的人处于超重状态，则电梯的加速度向上，则电梯可能加速上升或减速下降，故A正确，BCD错误。

故选A。

15．【答案】B

【解析】

由题知，弹簧测力计的示数为8N，小于重物的重力10N，说明重物处于失重状态，所以重物的运动情况，可能是向下加速运动，或是向上减速运动。

故选B。

16．【答案】D

【解析】

设PQ的水平距离为L，由运动学公式可知

可得

可知时，t 有最小值，故当从由30°逐渐增大至60°时下滑时间t先减小后增大。

故选D。

17．【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。

18．【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】人下蹲的过程可以分成两段：人在加速下蹲的过程中，有向下的加速度，处于失重状态，根据牛顿第二定律可知

此时人对传感器的压力小于人的重力的大小，在减速下蹲的过程中，加速度方向向上，处于超重状态，根据牛顿第二定律可知

此时人对传感器压力大于人的重力的大小。

故选C。