高中物理人教版 (2019)必修 第一册6 超重和失重当堂检测题

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第一册6 超重和失重当堂检测题，共21页。
A．电梯正在减速上升，人在电梯中处于超重状态
B．电梯正在加速下降，人在电梯中处于失重状态
C．举重运动员托举杠铃保持静止，运动员处于超重状态
D．列车在水平轨道上加速行驶，车上的人处于超重状态
2．(2021·上海二模)如图所示，小芳在体重计上完成下蹲动作．下列F－t图象能反映体重计示数随时间变化的是( )
3．某人乘坐电梯上升，电梯运行的v­t图像如图所示，则人处于失重状态的阶段是( )
A．OP段 B．PM段
C．MN段 D．NQ段
4．如图所示，某日小明去“爱琴海”商场买衣服，站在自动扶梯上随扶梯斜向上做匀速运动，关于小明受到的力，以下说法正确的是( )
A．摩擦力为零
B．摩擦力方向水平向右
C．支持力小于重力，属于失重现象
D．支持力大于重力，属于超重现象
5．如图所示，A、B两物体叠放在一起，以相同的初速度上抛(不计空气阻力)。下列说法正确的是( )
A．在上升和下降过程中A对B的压力一定为零
B．上升过程中A对B的压力大于A物体受到的重力
C．下降过程中A对B的压力大于A物体受到的重力
D．在上升和下降过程中A对B的压力等于A物体受到的重力
6.(多选)下列关于超重、失重现象的描述中，正确的是( )
A.电梯正在减速上升，在电梯中的乘客处于超重状态
B.在空中做自由落体运动的物体，处于完全失重状态
C.磁悬浮列车在水平轨道上加速行驶时，车上乘客处于超重状态
D.人站在地面上，当其由站立状态开始下蹲的瞬间，处于失重状态
7.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，物体的加速度向下，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
8.如图甲所示是某人站在力传感器上做下蹲—起跳动作的部分示意图。如图乙所示是根据传感器画出的力—时间图像，其中力的单位是N，时间的单位是s。两图中的点均对应，取重力加速度g＝10 m/s2。请根据这两个图所给出的信息，判断下列选项正确的是( )
A.此人的质量约为60 kg
B.此人从站立到蹲下的过程对应乙图中1到6的过程
C.此人在状态2时处于超重状态
D.此人向上的最大加速度大约为1.9g
9．如图所示，小车上有一个定滑轮，跨过定滑轮的绳一端系一小球，另一端系在弹簧测力计上，弹簧测力计下端固定在小车上。开始时小车处于静止状态，当小车沿水平方向运动时，小球恰能稳定在图中虚线位置，下列说法正确的是( )
A．小球处于超重状态，小车对地面的压力大于系统的总重力
B．小球处于失重状态，小车对地面的压力小于系统的总重力
C．弹簧测力计的示数大于小球的重力，但小球既不超重也不失重
D．弹簧测力计的示数大于小球的重力，小车一定向右匀加速运动
10．太空是一个微重力、高真空、强辐射的环境，人类可以利用这样的天然实验室制造出没有内部缺陷的晶体，生产出能承受强大拉力的细如蚕丝的金属丝。假如未来的某天你乘坐飞船进行“微重力的体验”行动，飞船由6 000 m的高空静止下落，可以获得持续25 s之久的失重状态，你在这段时间里可以进行关于微重力影响的实验，已知下落的过程中飞船受到的空气阻力为重力的0.04倍，重力加速度g取10 m/s2，试求：
(1)飞船在失重状态下的加速度大小；
(2)飞船在微重力状态中下落的距离。
练能力提升
1.下列关于超重和失重的说法中正确的是( )
A.物体处于超重状态时，其重力增加了
B.物体处于完全失重状态时，其重力为零
C.物体处于超重或失重状态时，其惯性比物体处于静止状态时增大或减小了
D.物体处于超重或失重状态时，其质量及受到的重力都没有发生变化
2.如图所示，家用楼梯升降椅可以沿着倾斜的直轨道运动，方便行动困难的老人上下楼。以下说法正确的是( )
A.升降椅加速上升时，人处于失重状态
B.升降椅减速上升时，人处于失重状态
C.升降椅匀速上升时，升降椅对人的作用力沿楼梯斜向上
D.升降椅加速上升时，升降椅对人的作用力沿楼梯斜向上
3.一种巨型娱乐器械可以使人体验超重和失重，一个可乘10多个人的环形座舱套在竖直柱子上由升降机先送上几十米的高处，然后让座舱自由落下，落到一定位置，制动系统启动，到地面时刚好停下，整个下落过程中( )
A.一直处于失重状态 B.先失重后超重
C.一直处于超重状态 D.先超重后失重
4.(2020·江西宜春高一期末)中国预计在2022年前后建成载人空间站，它是一个在轨组装成的具有中国特色的空间实验室系统。空间站可以长期驻留3人，随着航天员在空间站轨道舱内停留时间的增加，体育锻炼成了一个必不可少的环节，下列器材中适宜航天员在空间站轨道舱中进行锻炼的是( )
A.哑铃 B.跑步机
C.单杠 D.弹簧拉力器
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
6.(多选)在升降机中，一个人站在磅秤上，发现自己的体重减轻了20%，于是他作出下列判断，其中可能正确的是( )
A.升降机以0.8g的加速度加速上升
B.升降机以0.2g的加速度加速下降
C.升降机以0.2g的加速度减速上升
D.升降机以0.8g的加速度减速下降
7.如图所示，在某次无人机竖直送货实验中，无人机的质量M＝1.5 kg，货物的质量m＝1 kg，无人机与货物间通过轻绳相连。无人机以恒定动力F＝30 N和货物一起从地面开始加速上升，不计空气阻力，重力加速度取g＝10 m/s2。则( )
A.货物加速上升时货物处于失重状态
B.货物加速上升时的加速度a＝20 m/s2
C.货物加速上升时轻绳上的拉力FT＝10 N
D.货物加速上升时轻绳上的拉力FT＝12 N
8.如图所示，质量为M的斜面体始终处于静止状态，当质量为m的物体以加速度a沿斜面加速下滑时有( )
A.地面对斜面体的支持力大于(M＋m)g
B.地面对斜面体的支持力等于(M＋m)g
C.地面对斜面体的支持力小于(M＋m)g
D.无法计算地面对斜面体的支持力的大小
9.(多选)某地一观光塔总高度达600 m，游客乘坐观光电梯大约1 min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.则下列说法正确的是( )
A.t＝4.5 s时，电梯处于超重状态
B.5～55 s时间内，绳索拉力最小
C.t＝59.5 s时，电梯处于超重状态
D.t＝60 s时，电梯速度恰好为0
10.(多选)小明同学用台秤研究人在竖直升降电梯中的超重与失重现象。他在地面上用台秤称得自己的体重为500 N，再将台秤移至电梯内称其体重，电梯从t＝0时由静止开始运动到t＝11 s时停止，得到台秤的示数F随时间t变化的图像如图所示，g取10 m/s2。下列说法正确的是( )
A.在0～2 s内，小明处于超重状态
B.在0～2 s内，小明加速度大小为1 m/s2
C.在10～11 s内，台秤示数为F3＝600 N
D.在0～11 s内，电梯通过的距离为18 m
三．练名校真题
1．(2021·黄陵校级期末)下列关于超重和失重的说法中，正确的是( )
A．物体处于超重状态时，其重力增加了
B．物体处于完全失重状态时，其重力为零
C．物体处于超重或失重状态时，其惯性比处于静止时增加或减小了
D．物体处于超重或失重状态时，其重力都没有变化
2．(2021·宿迁期末)2018年12月8日2时23分，中国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功发射嫦娥四号探测器，开启了月球探测的新旅程．若运载火箭在发射升空过程中，探测器先做加速运动，后做减速运动．下列说法正确的是( )
A．探测器在加速过程中惯性变大
B．探测器先处于超重状态，后处于失重状态
C．探测器先处于失重状态，后处于超重状态
D．在加速过程，火箭对探测器作用力大于探测器对火箭的作用力
3．(2021·华宁校级月考)某人在地面上用弹簧秤称得其体重为490 N．他将弹簧秤移至电梯内称其体重，t0至t3时间段内弹簧秤的示数如图所示，则电梯运行的v－t图象可能是(取电梯向上运动的方向为正)( )
4．(2021·浙江模拟)如图所示，一轻质弹簧上端固定在升降机的天花板上，下端挂一小球，在升降机匀速竖直下降过程中，小球相对于升降机静止，若升降机突然停止运动，设空气阻力可忽略不计，弹簧始终在弹性限度内，且小球不会与升降机的内壁接触，则小球在继续下降的过程中( )
A．小球的加速度逐渐减小，小球处于失重状态
B．小球的加速度逐渐增大，小球处于超重状态
C．小球的速度逐渐减小，小球处于失重状态
D．小球的速度逐渐增大，小球处于超重状态
7．如图所示，台秤上放一个木箱，木箱内有质量分别为m1和m2的两物体P、Q，用细绳通过光滑定滑轮相连，m1＞m2.现剪断Q下端的细绳，在P下落但还没有到达箱底的过程中，台秤的示数与未剪断前的示数相比将( )
A．变大B．变小
C．不变D．先变小后变大
8.(2021·山东青岛高一月考)如图所示，小球B放在真空容器A内，球B的直径恰好等于正方体A的边长，将它们以初速度v0竖直向上抛出，下列说法中正确的是( )
A．若不计空气阻力，上升过程中，A对B有向上的支持力
B．若考虑空气阻力，上升过程中，A对B的压力向下
C．若考虑空气阻力，下落过程中，B对A的压力向上
D．若不计空气阻力，下落过程中，B对A没有压力
9.(2021·广东佛山一中高二期中)一个质量是60 kg的人站在升降机的地板上，升降机的顶部悬挂了一个弹簧秤，弹簧秤下面挂着一个质量为m＝5 kg的物体A，当升降机向上运动时，他看到弹簧秤的示数为40 N，g取10 m/s2，求：
(1)此时升降机的加速度；
(2)此时人对地板的压力；
(3)电梯保持这个加速度运动2 s恰好停止，求这两秒内电梯的平均速度大小。
专题4.5超重和失重【练】
一．练基础过关
1．(2020·相城校级月考)下列关于超重、失重现象的描述中，正确的是( )
A．电梯正在减速上升，人在电梯中处于超重状态
B．电梯正在加速下降，人在电梯中处于失重状态
C．举重运动员托举杠铃保持静止，运动员处于超重状态
D．列车在水平轨道上加速行驶，车上的人处于超重状态
【答案】B.
【解析】：电梯正在减速上升，加速度向下，故电梯中的乘客处于失重状态，故A错误；电梯正在加速下降，加速度向下，故电梯中的乘客处于失重状态，故B正确；举重运动员托举杠铃保持静止，运动员处于平衡状态，故C错误；列车在水平轨道上加速行驶，车上的人的加速度方向为水平方向，故人不超重也不失重，故D错误．
2．(2021·上海二模)如图所示，小芳在体重计上完成下蹲动作．下列F－t图象能反映体重计示数随时间变化的是( )
【答案】C.
【解析】：对人的运动过程分析可知，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，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，此时人对传感器的压力大于人的重力的大小，故A、B、D错误，C正确．
3．某人乘坐电梯上升，电梯运行的v­t图像如图所示，则人处于失重状态的阶段是( )
A．OP段 B．PM段
C．MN段 D．NQ段
【答案】D
【解析】由图可知，在OP段电梯静止，人不是处于失重状态，故A错误；在PM段内，电梯匀加速上升，加速度方向向上，人处于超重状态，故B错误；在MN段内，电梯匀速上升，加速度为0，人不是处于失重状态，故C错误；在NQ段内，电梯匀减速上升，加速度方向向下，人处于失重状态，故D正确。
4．如图所示，某日小明去“爱琴海”商场买衣服，站在自动扶梯上随扶梯斜向上做匀速运动，关于小明受到的力，以下说法正确的是( )
A．摩擦力为零
B．摩擦力方向水平向右
C．支持力小于重力，属于失重现象
D．支持力大于重力，属于超重现象
【答案】A
【解析】因人处于平衡状态，则人受重力，支持力，不受到摩擦力，A正确，B错误；因处于平衡状态，则人的加速度为0，故人不失重也不超重，C、D错误。
5．如图所示，A、B两物体叠放在一起，以相同的初速度上抛(不计空气阻力)。下列说法正确的是( )
A．在上升和下降过程中A对B的压力一定为零
B．上升过程中A对B的压力大于A物体受到的重力
C．下降过程中A对B的压力大于A物体受到的重力
D．在上升和下降过程中A对B的压力等于A物体受到的重力
【答案】A
【解析】A、B整体只受重力作用，做竖直上抛运动，处于完全失重状态，不论上升过程还是下降过程，A对B均无压力，选项A正确。
6.(多选)下列关于超重、失重现象的描述中，正确的是( )
A.电梯正在减速上升，在电梯中的乘客处于超重状态
B.在空中做自由落体运动的物体，处于完全失重状态
C.磁悬浮列车在水平轨道上加速行驶时，车上乘客处于超重状态
D.人站在地面上，当其由站立状态开始下蹲的瞬间，处于失重状态
【答案】 BD
【解析】 电梯正在减速上升，加速度向下，则在电梯中的乘客处于失重状态，选项A错误；在空中做自由落体运动的物体，加速度为g，处于完全失重状态，选项B正确；磁悬浮列车在水平轨道上加速行驶时，竖直方向加速度为零，则车上乘客既不超重也不失重，选项C错误；人站在地面上，当其由站立状态开始下蹲的瞬间，加速度向下，则处于失重状态，选项D正确。
7.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，物体的加速度向下，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
【答案】 D
【解析】 人随电梯一起加速上升，电梯刚启动时报警器却响了起来，说明人和电梯的加速度向上，合力向上，电梯和人处于超重状态，所以人对电梯底板的压力变大了，故D正确。
8.如图甲所示是某人站在力传感器上做下蹲—起跳动作的部分示意图。如图乙所示是根据传感器画出的力—时间图像，其中力的单位是N，时间的单位是s。两图中的点均对应，取重力加速度g＝10 m/s2。请根据这两个图所给出的信息，判断下列选项正确的是( )
A.此人的质量约为60 kg
B.此人从站立到蹲下的过程对应乙图中1到6的过程
C.此人在状态2时处于超重状态
D.此人向上的最大加速度大约为1.9g
【答案】 D
【解析】 根据题图乙中图线的1点，由平衡条件得此人的质量约为70 kg，故选项A错误；同理根据图线可判断，此人从站立到蹲下的过程中先失重后超重，对应题图乙中1到4的过程，故选项B错误；由题图乙知，人在状态2时传感器对人的支持力小于人自身的重力，处于失重状态，选项C错误；根据图线和牛顿第二定律，可得此人向上的最大加速度为a＝eq \f(Fmax－mg,m)≈1.9g，所以选项D正确。
9．如图所示，小车上有一个定滑轮，跨过定滑轮的绳一端系一小球，另一端系在弹簧测力计上，弹簧测力计下端固定在小车上。开始时小车处于静止状态，当小车沿水平方向运动时，小球恰能稳定在图中虚线位置，下列说法正确的是( )
A．小球处于超重状态，小车对地面的压力大于系统的总重力
B．小球处于失重状态，小车对地面的压力小于系统的总重力
C．弹簧测力计的示数大于小球的重力，但小球既不超重也不失重
D．弹簧测力计的示数大于小球的重力，小车一定向右匀加速运动
【答案】C
【解析】小球稳定在题图中虚线位置，则小球和小车有相同的加速度，且加速度水平向右，故小球既不超重也不失重，小车既可以向右做匀加速运动，也可以向左做匀减速运动，故选项C正确。
10．太空是一个微重力、高真空、强辐射的环境，人类可以利用这样的天然实验室制造出没有内部缺陷的晶体，生产出能承受强大拉力的细如蚕丝的金属丝。假如未来的某天你乘坐飞船进行“微重力的体验”行动，飞船由6 000 m的高空静止下落，可以获得持续25 s之久的失重状态，你在这段时间里可以进行关于微重力影响的实验，已知下落的过程中飞船受到的空气阻力为重力的0.04倍，重力加速度g取10 m/s2，试求：
(1)飞船在失重状态下的加速度大小；
(2)飞船在微重力状态中下落的距离。
【答案】 (1)9.6 m/s2 (2)3 000 m
【解析】(1)设飞船在失重状态下的加速度为a，
由牛顿第二定律得mg－Ff＝ma
又Ff＝0.04mg
即mg－0.04mg＝ma
解得a＝9.6 m/s2。
(2)由s＝eq \f(1,2)at2得
s＝eq \f(1,2)×9.6×252 m＝3 000 m。
练能力提升
1.下列关于超重和失重的说法中正确的是( )
A.物体处于超重状态时，其重力增加了
B.物体处于完全失重状态时，其重力为零
C.物体处于超重或失重状态时，其惯性比物体处于静止状态时增大或减小了
D.物体处于超重或失重状态时，其质量及受到的重力都没有发生变化
【答案】 D
【解析】 物体处于超重或失重状态时物体的重力(由地球对物体吸引而产生的)本身不会发生变化，所以选项A、B错误；质量是惯性大小的唯一量度，所以一个物体的惯性不会随物体的运动状态发生变化，选项C错误，D正确。
2.如图所示，家用楼梯升降椅可以沿着倾斜的直轨道运动，方便行动困难的老人上下楼。以下说法正确的是( )
A.升降椅加速上升时，人处于失重状态
B.升降椅减速上升时，人处于失重状态
C.升降椅匀速上升时，升降椅对人的作用力沿楼梯斜向上
D.升降椅加速上升时，升降椅对人的作用力沿楼梯斜向上
【答案】 B
【解析】 升降椅加速上升时，加速度向上，人处于超重状态，A错误；当升降椅减速上升时，加速度向下，人处于失重状态，B正确；当升降椅匀速上升时，人处于平衡状态，升降椅对人的力与人受到的重力平衡，竖直向上，C错误；升降椅加速上升时，升降椅对人的作用力为支持力和摩擦力.合力斜向上，但不沿楼梯，因为和重力三力的合力才沿楼梯向上，故D错误。
3.一种巨型娱乐器械可以使人体验超重和失重，一个可乘10多个人的环形座舱套在竖直柱子上由升降机先送上几十米的高处，然后让座舱自由落下，落到一定位置，制动系统启动，到地面时刚好停下，整个下落过程中( )
A.一直处于失重状态 B.先失重后超重
C.一直处于超重状态 D.先超重后失重
【答案】 B
【解析】 开始制动前，座舱做自由落体运动，处于失重状态，制动后，做向下的减速运动，则物体处于超重状态，故B正确，A、C、D错误。
4.(2020·江西宜春高一期末)中国预计在2022年前后建成载人空间站，它是一个在轨组装成的具有中国特色的空间实验室系统。空间站可以长期驻留3人，随着航天员在空间站轨道舱内停留时间的增加，体育锻炼成了一个必不可少的环节，下列器材中适宜航天员在空间站轨道舱中进行锻炼的是( )
A.哑铃 B.跑步机
C.单杠 D.弹簧拉力器
【答案】 D
【解析】 在空间站轨道舱内，所有的物体均处于完全失重状态，航天员利用哑铃、跑步机、单杠进行锻炼均与重力有关，故无法使用，而弹簧拉力器锻炼的是人肌肉的伸缩和舒张力，与重力无关，故A、B、C错误，D正确。
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
【答案】 A
【解析】 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，选项A正确，选项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，故选项D错误。
6.(多选)在升降机中，一个人站在磅秤上，发现自己的体重减轻了20%，于是他作出下列判断，其中可能正确的是( )
A.升降机以0.8g的加速度加速上升
B.升降机以0.2g的加速度加速下降
C.升降机以0.2g的加速度减速上升
D.升降机以0.8g的加速度减速下降
【答案】 BC
【解析】 若a＝0.8g，方向竖直向上，由牛顿第二定律有F－mg＝ma得F＝1.8mg，其中F为人的视重，即人此时处于超重状态，A、D错误；若a＝0.2g，方向竖直向下，根据牛顿第二定律有mg－F′＝ma，得F′＝0.8mg，人的体重减轻了eq \f(mg－F′,mg)×100%＝20%，B、C正确。
7.如图所示，在某次无人机竖直送货实验中，无人机的质量M＝1.5 kg，货物的质量m＝1 kg，无人机与货物间通过轻绳相连。无人机以恒定动力F＝30 N和货物一起从地面开始加速上升，不计空气阻力，重力加速度取g＝10 m/s2。则( )
A.货物加速上升时货物处于失重状态
B.货物加速上升时的加速度a＝20 m/s2
C.货物加速上升时轻绳上的拉力FT＝10 N
D.货物加速上升时轻绳上的拉力FT＝12 N
【答案】 D
【解析】 货物加速上升时加速度向上，处于超重状态，故A错误；对无人机和货物整体，有F－(M＋m)g＝(M＋m)a，解得a＝2 m/s2，故B错误；对货物，有FT－mg＝ma，解得FT＝12 N，故C错误，D正确。
8.如图所示，质量为M的斜面体始终处于静止状态，当质量为m的物体以加速度a沿斜面加速下滑时有( )
A.地面对斜面体的支持力大于(M＋m)g
B.地面对斜面体的支持力等于(M＋m)g
C.地面对斜面体的支持力小于(M＋m)g
D.无法计算地面对斜面体的支持力的大小
【答案】 C
【解析】 对M和m组成的系统，当m具有向下的加速度而M保持平衡时，可以认为系统的重心向下运动，故系统具有向下的加速度，处于失重状态，所受到的地面的支持力小于系统的重力，选项C正确。
9.(多选)某地一观光塔总高度达600 m，游客乘坐观光电梯大约1 min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.则下列说法正确的是( )
A.t＝4.5 s时，电梯处于超重状态
B.5～55 s时间内，绳索拉力最小
C.t＝59.5 s时，电梯处于超重状态
D.t＝60 s时，电梯速度恰好为0
【答案】 AD
【解析】 t＝4.5 s时，a>0，电梯向上加速，超重，A正确；5～55 s内，a＝0，绳索拉力大小等于重力，55～60 s内a