2025版高考物理一轮复习微专题小练习运动和力的关系专题19超重和失重

专题19超重和失重1．[2024·浙江1月]如图所示，2023年12月9日“朱雀二号”运载火箭顺利将“鸿鹄卫星”等三颗卫星送入距离地面约500km的轨道．取地球质量6.0×1024kg，地球半径6.4×103km，引力常量6.67×10－11N·m2/kg2.下列说法正确的是()A．火箭的推力是空气施加的B.卫星的向心加速度大小约8.4m/s2C．卫星运行的周期约12hD．发射升空初始阶段，装在火箭上部的卫星处于失重状态答案：B解析：根据反冲现象的原理可知，火箭向后喷射燃气的同时，燃气会给火箭施加反作用力，即推力，A错误；根据万有引力定律可知Geq\f(Mm,（r＋h）2)＝ma，解得卫星的向心加速度大小为a＝eq\f(GM,（R＋h）2)≈8.4m/s2，B正确；卫星环绕地球做圆周运动，万有引力提供向心力，则有Geq\f(Mm,（R＋h）2)＝meq\f(4π2,T2)(R＋h)，则卫星运行的周期为T＝2πeq\r(\f(（R＋h）3,GM))≈1.6h，C错误；发射升空初始阶段，火箭加速度方向向上，装在火箭上部的卫星处于超重状态，D错误．2．[2024·广东省深圳市红岭中学第二次考试]林老师将手机放在叉车的升降机上，利用传感器得到一速度—时间图像，如图所示．手机传感器中速度向上时为正值，下列说法正确的是()A．0.8s时手机处于失重状态B．1.2s时手机处于超重状态C．0.9s～1.2s升降机处于匀加速上升阶段D．2.4s～2.6s手机对升降机的力等于升降机对手机的力答案：D解析：由图可知0.8s时，手机向上加速，加速度竖直向上，处于超重状态，A错误；由图可知1.2s时手机速度不变，处于平衡状态，B错误；由图可知0.9s～1.2s升降机处于匀速上升阶段，C错误；手机对升降机的力与升降机对手机的力为一对相互作用力，大小相等，方向相反，D正确．3.[2024·福建省莆田市期末考试](多选)如图所示，电梯的顶部挂有一个弹簧秤，秤下端挂了一个重物，电梯匀速直线运动时，弹簧秤的示数为10N，在某时刻电梯中的人观察到弹簧秤的示数变为8N，关于电梯的运动，以下说法正确的是(g取10m/s2)()A．电梯可能向上加速运动，加速度大小为2m/s2B．电梯可能向下加速运动，加速度大小为2m/s2C．电梯可能向上减速运动，加速度大小为2m/s2D．电梯可能向下减速运动，加速度大小为2m/s2答案：BC解析：电梯匀速直线运动时，弹簧秤的示数为10N，物体处于平衡状态，有mg＝10N，物体的质量为m＝1kg，弹簧秤的示数变为8.0N时，对物体受力分析，据牛顿第二定律可得mg－F＝ma，解得a＝2m/s2，方向竖直向下，电梯加速度大小为2m/s2，可能向下加速运动，也可能向上减速运动，B、C正确．4.如图所示，在上端开口的矿泉水瓶的左侧面戳一个小孔，在瓶中灌些水，当手持饮料瓶保持静止时，小孔有水向外喷出．假设矿泉水瓶在下列运动中，没有发生转动且忽略空气阻力的作用，那么水将继续从小孔向外喷出的过程是()A．矿泉水瓶自由下落的过程中B．矿泉水瓶被竖直向上抛出后的运动过程中C．矿泉水瓶被斜向右上方抛出后的运动过程中D．手持矿泉水瓶向上加速直线运动的过程中答案：D解析：瓶自由下落、平抛以及在空中做抛体运动时，均只受到重力的作用，加速度为重力加速度，处于完全失重状态，水不会流出，故A、B、C错误；手持饮料瓶向上加速运动的过程中，由于水处于超重状态，故水之间存在压力，水会向外喷出，D正确．5．[2024·陕西省汉中市第四次联考]很多智能手机都有加速度传感器，加速度传感器能通过图像显示加速度情况．用手掌托着手机，打开加速度传感器，手掌从静止开始迅速上下运动，得到如图所示的手机在竖直方向上的加速度随时间变化的图像，该图像以竖直向上为正方向，取重力加速度大小g＝10m/s2，下列说法正确的是()A．手机始终与手掌存在作用力B．手机在t1时刻处于平衡状态C．手机在t2时刻改变运动方向D．手机在t3时刻处于完全失重状态答案：D解析：由图可知，t3时刻手机的加速度为－10m/s2，即此时手机只受重力作用，与手掌间没有相互作用力，手机处于完全失重状态，A错误，D正确；手机在t1时刻加速度大于10m/s2，且加速度向上，手机处于超重状态，B错误；手机在t2时刻加速度方向改变，手机开始做减速运动，速度方向不变，即运动方向不变，C错误．6．[2024·北京市海淀区期中考试](多选)某同学设计制作了一个“竖直加速度测量仪”，其结构如图所示．一根轻弹簧上端固定，在弹簧旁沿弹簧长度方向固定一根直尺，弹簧下端挂一个质量m＝0.10kg的重物，重物静止时弹簧的伸长量x0＝5.00cm，指针指在O点．已知图中OM＝ON＝1.00cm，规定竖直向下为正方向，取重力加速度g＝10m/s2.下列说法正确的是()A.若指针指在OM之间某点时，被测物体处于失重状态B．若指针指在ON之间某点时，被测物体可能在减速上升C．M点应标记的加速度值为－2.0m/s2D．该测量仪上的刻度所对应加速度的值是均匀的答案：BCD解析：重物静止时弹簧的伸长量x0，可得kx0＝mg，若指针指在OM之间某点时，弹簧的伸长量增大，弹簧弹力大于物体重力，物体有向上的加速度，被测物体处于超重状态，A错误；若指针指在ON之间某点时，弹簧的伸长量减小，弹簧弹力小于物体重力，物体有向下的加速度，被测物体处于失重状态，被测物体可能在减速上升，B正确；指针指在M点时，有mg－k(x0＋xOM)＝ma，M点应标记的加速度值为a＝－2.0m/s2，C正确；设O点至指针所指位置的位移为x，可得mg－k(x0＋x)＝ma′，可得a′＝－eq\f(g,x0)x，故该测量仪上的刻度所对应加速度的值是均匀的，D正确．7．[2024·天津市第四十七中期中考试]根据海水中的盐分高低可将海水分成不同密度的区域，当潜艇从海水高密度区域驶入低密度区域，浮力顿减，称之为“掉深”．如图甲所示，我国南海舰队某潜艇在高密度海水区域沿水平方向缓慢航行．t＝0时，该潜艇“掉深”，随后采取措施自救脱险，在0～50s内潜艇竖直方向的v­t图像如图乙所示(设竖直向下为正方向).不计水的粘滞阻力，则()A.潜艇在t＝20s时下沉到最低点B．潜艇竖直向下的最大位移为600mC．潜艇在“掉深”和自救时的加速度大小之比为3∶2D．潜艇在0～20s内处于超重状态答案：C解析：在50s内先向下加速后向下减速，则50s时潜艇向下到达最大深度，A错误；由图像可知潜艇竖直向下的最大位移为h＝eq\f(1,2)×30×50m＝750m，B错误；潜艇在“掉深”时向下加速，则由图像可知加速度大小为a＝eq\f(30,20)m/s2＝1.5m/s2，在自救时加速度大小为a′＝eq\f(30,50－20)m/s2＝1m/s2，加速度大小之比为3∶2，C正确；潜艇在0～20s内向下加速，加速度向下，处于失重状态，D错误．8．[2024·广东省东莞市月考]升降机箱内底部放一个质量为m的物体，当箱从高空某处以初速度v0下落时，其速度—时间图像如图乙所示，以下说法正确的是()A．0～t1内箱内底对物体的支持力保持不变B．0～t1内箱内底对物体的支持力可能为0C．物体在0～t1时