必修 第一册第5节 超重与失重达标测试

这是一份必修 第一册第5节 超重与失重达标测试，共6页。试卷主要包含了下列说法中正确的是等内容，欢迎下载使用。

题组一 超重现象
1．(2019·江苏南通期中)港珠澳大桥工程的技术及设备规模创造了多项世界纪录，被誉为“超级大国的超级工程”。建造大桥过程中最困难的莫过于沉管隧道的沉放和精确安装，每节沉管隧道质量约8万吨，超过了一台中型航母的质量。若将该沉管在向下沉放过程中看成是减速运动，关于此过程，下列说法正确的是( )
A．沉管所受的合外力为0
B．沉管所受合外力不为0，且方向向下
C．该沉管处于超重状态
D．该沉管处于失重状态
C [由题意知沉管有向上的加速度，根据牛顿第二定律可知合力向上，故A、B错误；因加速度向上，所以沉管处于超重状态，故C正确，D错误。]
2．小敏随着十几个人一起乘电梯上五楼，走进电梯时电梯没有显示超载，但电梯刚启动时超载报警器却响了起来。对这一现象的解释，下列说法正确的是( )
A．刚启动时，人的加速度向下，人处于超重状态
B．刚启动时，人所受的重力变大了
C．刚启动时，人对电梯底板的压力大于底板对人的支持力
D．刚启动时，人对电梯底板的压力变大了
D [电梯刚启动时人随电梯一起加速上升，人的加速度向上，所受合力向上，处于超重状态，所以人对电梯底板的压力变大，导致超载报警器报警。故D正确。]
3．一质量为m的人站在电梯中，电梯加速上升，加速度大小为eq \f(1,3)g，g为重力加速度。人对电梯底部的压力大小为 ( )
A．eq \f(1,3)mg B．2mg C．mg D．eq \f(4,3)mg
D [电梯加速上升时，人处于超重状态，则人所受电梯的支持力为N＝m(g＋a)＝meq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(g＋\f(1,3)g))＝eq \f(4,3)mg。由牛顿第三定律可知，人对电梯底部的压力大小为eq \f(4,3)mg，故D正确。]
4．下列说法中正确的是( )
A．超重时物体所受的重力不变
B．高层住宅电梯启动瞬间，电梯中的人就处于失重状态
C．超重就是物体所受的重力增加
D．飞机减速下降过程中，飞机中的乘客处于失重状态
A [处于超重与失重状态的物体所受的重力不变，但竖直加速度导致视重变了，A对，C错；电梯向上启动的瞬间加速度向上，人所受的支持力变大，则压力变大即视重变大，处于超重状态；反之，电梯向下启动的瞬间处于失重状态，B错；飞机减速下降时加速度向上，则飞机里的人处于超重状态，D错。]
题组二 失重现象
5．如图所示，A、B两人用安全带连接在一起，从飞机上跳下进行双人跳伞运动，降落伞未打开时不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A．在降落伞未打开的下降过程中，安全带的作用力一定为零
B．在降落伞未打开的下降过程中，安全带的作用力大于B的重力
C．在降落伞未打开的下降过程中，安全带的作用力等于B的重力
D．在降落伞打开后减速下降过程中，安全带的作用力小于B的重力
A [据题意，降落伞未打开时，A、B两人一起做自由落体运动，处于完全失重状态，则A、B之间安全带的作用力为零，A正确，B、C错误；降落伞打开后，A、B减速下降，加速度向上，则A、B处于超重状态，对B有：FT－mg＝ma，即FT＝mg＋ma>mg，故D错误。]
6．(2020·吉林梅河口高一上期末)如图所示，物体A、B由跨过定滑轮且不可伸长的轻绳连接，由静止释放，在物体A加速下降的过程中(此过程中物体B未碰到滑轮)，下列说法正确的是( )
A．物体A和物体B均处于超重状态
B．物体A和物体B均处于失重状态
C．物体A处于超重状态，物体B处于失重状态
D．物体A处于失重状态，物体B处于超重状态
D [A加速下降，则加速度方向向下，轻绳的拉力小于A的重力，A处于失重状态；同时B加速上升，则加速度方向向上，轻绳的拉力大于B的重力，B处于超重状态，D正确。]
7．(2020·重庆涪陵实验中学高一上月考)高跷运动是一项新型运动，图甲为弹簧高跷。当人抓住扶手用力蹬踏板压缩弹簧后，人就向上弹起，进而带动高跷跳跃，如图乙所示。则下列说法正确的是( )
甲 乙
A．人向上弹起过程中，一直处于超重状态
B．人向上弹起过程中，踏板对人的作用力大于人对踏板的作用力
C．弹簧压缩到最低点时，高跷对人的作用力大于人的重力
D．弹簧压缩到最低点时，高跷对地的压力等于人和高跷的总重力
C [人向上弹起的过程中，先做加速度逐渐减小的加速直线运动(超重状态)，而后做加速度逐渐增加的减速直线运动(失重状态)，最后做匀减速直线运动(完全失重)到最高点，A错误；人向上弹起过程中，踏板对人的作用力和人对踏板的作用力属于作用力和反作用力，二者等大反向，B错误；当弹簧压缩到最低点时，人有竖直向上的加速度，根据牛顿第二定律可知，高跷对人的作用力大于人的重力，由牛顿第三定律可知人对高跷的作用力大于人的重力，则高跷对地的压力大于人和高跷的总重力，C正确，D错误。]
8．(2020·四川北大附中高三上月考)如图所示，浸在水中的小球的密度小于水的密度，小球固定在轻弹簧的一端，弹簧的另一端固定在容器的底部，当整个系统自由下落时，弹簧长度将( )
A．变长 B．不变
C．恢复原长 D．条件不足，无法确定
C [当系统处于静止状态时，浸在水中的小球的密度小于水的密度，由平衡条件可得F浮＝F弹＋mg，弹簧被拉伸；当整个系统自由下落达到稳定时，小球及水处于完全失重状态，水不再对球施加浮力，弹簧不再受到拉力，弹簧将恢复原长，C符合题意。]
9．弹簧测力计上挂一质量为1 kg的物体，在下列各种情况下，弹簧测力计的示数为多少？(g取10 m/s2)
(1)以5 m/s的速度匀速上升或下降；
(2)以5 m/s2的加速度竖直加速上升；
(3)以5 m/s2的加速度竖直加速下降；
(4)以重力加速度g竖直下降。
[解析] 以物体为研究对象，在运动过程中物体仅受到两个力的作用，如图所示。
(1)由牛顿第二定律有T1－mg＝0，得T1＝mg＝1×10 N＝10 N。由牛顿第三定律得弹簧测力计的示数等于10 N。
(2)以5 m/s2的加速度匀加速上升时，若以向上为正方向，由牛顿第二定律有T2－mg＝ma，得T2＝m(g＋a)＝1×(10＋5)N＝15 N。由牛顿第三定律得弹簧测力计的示数为15 N(超重现象)。
(3)以5 m/s2匀加速下降时，若取向下为正方向，由牛顿第二定律有mg－T3＝ma1，得T3＝m(g－a1)＝1×(10－5)N＝5 N。由牛顿第三定律得弹簧测力计的示数为5 N(失重现象)。
(4)以重力加速度g竖直下降时，若取向下为正方向，由牛顿第二定律有mg－T4＝ma2，因为a2＝g，得T4＝m(g－a2)＝0。由牛顿第三定律得弹簧测力计的示数为零(完全失重现象)。
[答案] (1)10 N (2)15 N (3)5 N (4)0
10．(多选)某实验小组，利用DI系统观察超重和失重现象。他们在电梯内做实验，在电梯的地板上放置一个压力传感器，在传感器上放一个重力大小为20 N的物块，如图甲。实验中计算机显示出传感器所受物块的压力大小随时间变化的关系如图乙。根据图像分析得出的结论中正确的是( )
甲 乙
A．从时刻t1到t2，物块处于失重状态
B．从时刻t3到t4，物块处于失重状态
C．电梯可能开始停在低楼层，先加速向上，接着匀速向上，再减速向上，最后停在高楼层
D．电梯可能开始停在高楼层，先加速向下，接着匀速向下，再减速向下，最后停在低楼层
AD [从时刻t1到t2，传感器受到的压力小于物块的重力，物块处于失重状态，加速度向下，故A正确；从时刻t3到t4，传感器受到的压力大于物块的重力，物块处于超重状态，加速度向上，故B错误；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，那么压力应先等于重力、再大于重力、然后等于重力、小于重力、最后等于重力，不符合题图，故C错误；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，那么压力应该是先等于重力、再小于重力、然后等于重力、大于重力、最后等于重力，与题图相符，故D正确。故选A、D。]
11．(多选)为了节能，商场安装了如图所示节能电动扶梯，无人乘行时，扶梯运转得很慢；有人站上扶梯时，它会先加速，再匀速运转，一位顾客乘扶梯上楼，恰好经历了这两个过程，则下列说法中正确的是( )
A．扶梯加速时，扶梯对顾客的摩擦力方向为水平向左
B．扶梯加速时，扶梯对顾客的支持力大小大于顾客的重力大小
C．扶梯对顾客作用力的方向先向右上方，再竖直向上
D．顾客一直受到三个力的作用
BC [扶梯加速时，顾客加速度斜向右上方，合力斜向右上方，因而顾客受到的摩擦力水平向右，扶梯对其的支持力和摩擦力的合力方向指向右上方，扶梯对顾客的支持力大小大于顾客的重力大小；在匀速运动的过程中，顾客处于平衡状态，只受重力和支持力，顾客与电梯间的摩擦力等于零，扶梯对顾客作用力的方向竖直向上。所以扶梯对顾客作用力的方向先指向右上方，再竖直向上，顾客先受到三个力的作用，后受到两个力的作用。故A、D错误，B、C正确。]
12．(多选)(2019·内蒙古赤峰二中高一上月考)如图所示，在密闭的盒子内装有一个质量为m的金属球，球刚好能在盒内自由活动。若将盒子竖直向上抛出，抛出后在上升和下降过程中，下列说法中正确的是( )
A．不计空气阻力的情况下，上升、下降时球对盒均有作用力
B．不计空气阻力的情况下，上升、下降时球对盒均无作用力
C．考虑空气阻力的情况下，上升时球对盒有作用力
D．考虑空气阻力的情况下，上升、下降球对盒均无作用力
BC [若空气阻力可忽略，在整个过程中，由整体法分析可知加速度为g，再对球受力分析，根据牛顿第二定律可知，球只受重力，所以上升、下降过程中球对盒均无作用力，故A错误，B正确；如果空气阻力不可忽略，上升时，盒子受到向下的重力和向下的空气阻力，加速度大于g。对球由牛顿第二定律知FN＝m(a－g)(a>g)，FN为球受到盒子顶部的压力，由牛顿第三定律知上升时球对盒顶有压力；同理分析，下降时，球的加速度为a′