2024-2025学年新教材高中物理第四章运动和力的关系6超重和失重训练含解析新人教版必修第一册

PAGE7-超重和失重合格考训练(25分钟·满分60分))一、选择题(本题共8小题，每题6分，共48分)1．如图所示是我国首次立式风洞跳伞试验，风洞喷出竖直向上的气流将试验者加速向上“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。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－FC．台秤Q的读数为mg－2D．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．某同学乘坐电梯时，突然感到背上的背包变轻了，这一现象表明(B)A．电梯肯定在上升B．该同学处于失重状态C．电梯的加速度方向向上D．该同学对电梯地板的压力大于地板对该同学的支持力解析：突然感到背上的背包变轻了，所以人和物体处于失重状态，则电梯的加速度的方向向下，电梯可能向下加速运动，也可能向上减速运动，故B正确，C错误；该同学对电梯地板的压力和地板对该同学的支持力是作用力与反作用力，总是大小相等，方向相反，故D错误。4．(2024·北京市东城区高一上学期期末)如图所示，小孩在蹦床上沿竖直方向蹦跳，对其从最低点到离开床面的过程，下列说法正确的是(C)A．小孩始终处于超重状态B．小孩始终处于失重状态C．小孩会经验先超重后失重的过程D．小孩刚离开蹦床时的速度最大解析：起先小孩受到的弹力大于重力，向上加速，小孩处于超重状态；当小孩受到的弹力小于重力时，向上减速，小孩处于失重状态。小孩经验先超重后失重的过程，故A、B错误，C正确；当小孩所受弹力等于重力时，加速度为零，速度最大，故D错误，故选C。5．(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变更的图线如图所示，以竖直向上为a的正方向，则人对地板的压力(AD)A．t＝2s时最大 B．t＝2s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＝2s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。6．(多选)某人在地面上用弹簧秤称得体重为490N。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，电梯运行的v－t图可能是(取电梯向上运动的方向为正)(AD)解析：由图可知，t0至t1时间段弹簧秤的示数小于G，故物体可能向下加速，也可能向上减速；t1至t2时间段弹力等于重力，故合力为零，物体可能匀速也可能静止；而t2至t3时间段内合力向上，故物体加速度向上，电梯可能向上加速也可能向下减速，A、D均符合题意，故选A、D。7．(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层干脆到10层，之后又从10层干脆回到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．依据图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，依据牛顿其次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；依据图1示数可以求出该同学的质量，依据图5示数运用牛顿其次定律可以求出图5中电梯的加速度，故D正确。8．(多选)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时由静止起先上升，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．5～55s时间内，绳索拉力最小C．t＝59.5s时，电梯处于超重状态D．t＝60s时，电梯速度恰好为零解析：利用a－t图像可推断：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；0～5s时间内，电梯处于超重状态，拉力大于重力，5～55s时间内，a＝0，电梯处于匀速上升过程，拉力等于重力，55～60s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”代表速度变更量，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＝60s时为零，选项D正确。二、非选择题9．(12分)如图甲所示，有三个用特别材料制成的除了颜色不同之外，其他均相同的蓝、绿、橘色圆柱体，将它们放置在透亮盒子里，如图乙所示，此时圆柱体之间、圆柱体与盒子侧壁和上部均刚好接触且均无挤压。假设不管圆柱体如何放置，其竖直方向承力实力都较差，水平方向承力实力都较强(透亮盒子的抗挤压实力远远大于圆柱体，圆柱体所受盒子的挤压力只要达到其最大承受力就立即碎掉，该最大承受力大于三圆柱体总重力，不计一切摩擦)。若仅让橘色的圆柱体碎掉，而其他圆柱体安稳无恙该如何做？答案：参考方案见解析(只要方案中应用到超、失重现象且合理均正确)解析：若仅让橘色圆柱体碎掉，而其他圆柱体安稳无恙，只需满意橘色圆柱体与盒子接触面产生较大的挤压力即可。参考方案：将图乙中的盒子沿垂直纸面对外的方向翻转90°，翻转后的侧视图如图所示，然后将其放入加速上升或减速下降的升降机中，由于超重的缘由，橘色圆柱体与盒子接触处产生较大的挤压力导致橘色圆柱体破裂，而其他两个圆柱体与盒子上部无挤压，只是与侧壁有挤压，而圆柱体水平方向承力实力又较大，蓝、绿两圆柱体不会破裂。等级考训练(15分钟·满分40分))一、选择题(本题共3小题，每题8分，共24分)1．(多选)(2024·福建省福州五校高一上学期测试)2024年国际体联蹦床世界杯阿塞拜疆巴库站竞赛，中国选手刘灵玲通过惊慌激烈的决赛，将女子个人金牌收入囊中。假设竞赛时运动员仅在竖直方向运动，通过传感器将弹簧床面与运动员间的弹力随时间的变更规律在计算机上绘制出如图所示的曲线，当地重力加速度g取10m/s2，依据图像给出的信息可知，运动员的质量和运动员离开弹簧床上升的最大高度分别为(BD)A．60kg B．50kgC．1.6m D．3.2m解析：题图中曲线描绘的是运动员与弹簧床面间弹力的变更规律，由题图在0～3.6s内弹力不变可知运动员处于静止状态，所以重力为500N即质量为50kg；运动员弹跳过程中离开床面时，与弹簧床面间没有弹力作用，而且离开床面后运动员做竖直上抛运动，由题中图线可知上抛到最高点的时间为(11－9.4)s/2＝0.8s，所以上升的最大高度h＝eq\f(1,2)gt2＝3.2m。综上所述，选项B、D正确。2．(多选)图甲是某人站在力传感器上做下蹲——起跳动作的示意图，中间的“·”表示人的重心。图乙是依据传感器画出的F－t图线。两图中a～g各点一一对应，其中有几个点在图甲中没有画出。取重力加速度g＝10m/s2。则下列说法中正确的是(ABD)A．此人的质量约为70kgB．此人重心在b点时处于失重状态C．此人重心在d点时的加速度方向向下D．在a、b、d三点中，此人重心在d点时加速度最大解析：题图中a表示人处于静止状态，此时力传感器示数约为700N，则此人质量约为70kg，选项A正确；b点对应的力小于人的重力，故人处于失重状态，选项B正确；d点人处于超重状态，加速度方向向上，选项C错误；a点对应的加速度为0，b点对应的加速度大小为eq\f(700－200,70)m/s2≈7.1m/s2，d点对应加速度大小为eq\f(2000－700,70)m/s2≈18.6m/s2，选项D正确。3．(多选)北京快乐谷游乐场天地双雄是双塔太空梭。它是能体验剧烈失重、超重感觉的消遣设施，先把乘有十多人的座舱，送到76m高的地方，让座舱自由落下，当落到离地面28m时制动系统起先启动，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1kg的饮料瓶进行这个嬉戏，g取9.8m/s2，则(BD)A．当座舱落到离地面高度为40m的位置时，饮料瓶对手的作用力大于9.8NB．当座舱落到离地面高度为40m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15m的位置时，饮料瓶对手的作用力小于9.8ND．当座舱落到离地面高度为15m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40m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，依据速度位移公式，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15m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15m二、非选择题4．(16分)(2024·四川成都三中高一上学期检测)在细线拉力F作用下，质量m＝1.0kg的物体由静止起先竖直向上运动，其运动的v－t图像如图所示，取重力加速度g＝10m/s2，求：(1)在这4s内细线对物体拉力F的最大值；(2)在F－t图像中画出拉力