4.6超重与失重基础巩固——2021-2022学年高一上学期物理沪教版（2019）必修第一册（word 含答案）

4.6超重与失重基础巩固2021—2022学年高中物理沪教版（2019）必修第一册
一、选择题（共15题）
1．实验小组利用DIS系统，观察超重和失重现象．他们在学校电梯房内做实验，在电梯天花板上固定一个力传感器，传感器的测量挂钩向下，并在挂钩上悬挂一个重为10N的钩码，在电梯运动过程中，计算机显示屏上显示出如图所示图线，根据图线分析可知下列说中法正确的是（ ）
A．从时刻t1到t2，钩码处于超重状态，从时刻t3到t4，钩码处于失重状态
B．从时刻t1到t2，钩码先处于失重状态后处于超重状态，从时刻t3到t4，钩码先处于超重状态后处于失重状态
C．电梯可能开始在15楼，先加速向下，接着匀速向下，再减速向下，最后停在1楼
D．电梯可能开始在1楼，先加速向上，接着匀速向上，再减速向上，最后停在15楼．
2．游乐园中，游客乘坐能加速或减速上升的升降机，可以体会超重和失重的感觉，下列描述正确的是（　　）
A．当升降机加速上升时，机内游客是处在失重状态
B．当升降机减速上升时，机内游客是处在失重状态
C．当升降机减速下降时，机内游客是处在失重状态
D．当升降机加速下降时，机内游客是处在超重状态
3．如图是“神舟十号”飞船返回舱成功返回地面时的情景．返回舱返回时,先靠降落伞减速,竖直落地前还靠反冲火箭使其速度进一步降低．假设返回舱速度是8 m/s,反冲火箭工作0.3 s后,速度降为2 m/s,在这个过程中,返回舱中的航天员( )
A．处于超重状态,对座椅的平均压力约是自身体重的3倍
B．处于失重状态,对座椅的平均压力约是自身体重的
C．处于超重状态,对座椅的平均压力约是自身体重的2倍
D．处于失重状态,对座椅的平均压力约是自身体重的
4．某物体竖直向上做直线运动的图象如图所示，根据图象可知(　　)
A．0~2s内物体处于失重状态
B．4~5s内物体处于完全失重状态
C．0~5s内物体的位移为14m
D．物体在0~2s的平均速度比在4~5s的平均速度小
5．升降机地板上放一台秤，秤盘中有一物体，当台秤的示数是G时，升降机处于静止状态；当台秤的示数为0.8G时（　　）
A．物体处于超重状态 B．物体处于失重状态
C．升降机可能匀速上升 D．升降机可能匀速下降
6．一同学在沿竖直方向运行的电梯中做实验，将重物置于放在电梯水平地板上的压力传感器的表面；将加速度传感器固定于电梯内．在电梯运行过程中加速度传感器的示数a随时间t变化的图线如图所示，以竖直向上方向为a的正方向，则以下判断正确的是
A．t＝0到4 s的时间段内压力传感器的示数小于重物的重力值
B．t＝7 s到10 s的时间段内压力传感器的示数大于重物的重力值
C．t＝2 s时压力传感器的示数是重物重力值的2倍
D．t＝8.5 s时压力传感器的示数是重物重力值的0.7倍
7．如图所示，蹦床运动员从空中落到床面上，运动员从接触床面到下降至最低点为第一过程，从最低点上升到离开床面为第二过程，下列判断正确的是（ ）
A．在第一过程中，运动员始终处于失重状态
B．运动员接触床面时的速度最大
C．在第二过程中运动员的速度先增大后再减小
D．运动员离开接触床面后处于超重状态
8．如图甲，某同学站在压力传感器上完成下蹲和起立的动作，用计算机采集到的压力传感器读数随时间变化的F-t图象如图乙，则（　　）
A．该同学重力约为500N
B．该同学重力约为700N
C．该同学完成了两次下蹲和起立
D．该同学完成了四次下蹲和起立
9．如图所示，一只小鸟刚飞落在一棵细树枝上时，会随细树枝上下晃动，则小鸟从最低点运动到最高点的过程中（ ）
A．一直处于超重状态
B．一直处于失重状态
C．先超重后失重
D．先失重后超重
10．如图所示，在以大小为a的匀加速上升的升降机顶部悬有轻质弹簧，弹簧下端挂有一小球．若升降机突然停止，在地面上的观察者看来，小球在继续上升的过程中（ ）
A．速度逐渐减小 B．速度先增大后减小
C．加速度逐渐减小 D．加速度先增大后减小
11．下列说法中正确的是（　　）
A．滑动摩擦力一定阻碍物体的运动
B．物体的运动不需要力维持，力是改变物体运动状态的原因
C．人在走路时没有惯性，被绊倒时才有惯性
D．在绕地球飞行的太空实验舱中，能用天平测量物体的质量
12．如图所示，甲中小球用轻绳系在轻支架上，轻支架固定在台秤的秤盘上；乙中小球用轻绳系在天花板上，已知ρ球＞ρ水，两小球全部浸没在水中，甲、乙两图中除了小球系的位置不同，其他全部相同．设甲图未剪断轻绳时台秤示数为FN1，剪断后小球在水中运动时台秤示数为FN2，乙图未剪断轻绳时台秤示数为FN3，剪断后小球在水中运动时台秤示数为FN4，以下正确的是(　　)
A．FN1＞FN2＝FN4＞FN3
B．FN2＝FN4＞FN1＞FN3
C．FN1＞FN4＞FN3＞FN2
D．FN4＞FN2＞FN3＞FN1
13．某人在地面上用体重秤称得自己的体重为500N，他将体重秤移至电梯内称其体重，t0至t3时间内，体重秤的示数变化如图所示，则电梯运行的v-t图可能是（取电梯向上运动的方向为正）（ ）
B．
C． D．
14．放在电梯地板上的一个木箱，被一根处于伸长状态的弹簧拉着而处于静止状态，如图所示，后发现木箱突然被弹簧拉动，据此可判断出电梯的运动情况是（　　）
A．匀速上升 B．加速上升
C．加速下降 D．减速下降
15．为了节省能量，某商场安装了智能化的电动扶梯。无人乘坐时，扶梯运转得很慢；有人站上扶梯时，它会先慢慢加速，再匀速转动。一顾客乘扶梯上楼，恰好经历了这两个过程，如图所示，则下列说法正确的是（　　）
A．顾客始终受到三个力的作用
B．顾客始终处于超重状态
C．扶梯对顾客作用力的方向先指向左上方，再竖直向上
D．扶梯对顾客作用力的方向先指向右上方，再竖直向上
二、填空题（共4题）
16．在以的加速度做匀加速上升运动的升降机内，分别用天平和弹簧秤称量一个质量为的物体，取，则天平的示数为________，弹簧秤的示数为________。
17．在电梯中，把一重物置于水平台秤上，台秤与压力传感器相连，电梯由静止开始竖直上升的过程中，传感器所受的压力与时间的关系(F－t)图象如图所示，取g=10 m/s2，由图象可知：
（1）电梯减速上升过程经历的时间是________s；
（2）重物的质量是________kg；
（3）电梯的最大加速度是________m/s2.
18．某人在地面上最多能举起60 kg的物体，而在一个加速下降的电梯里最多能举起80 kg的物体．则电梯的加速度为________．若电梯以此加速度上升，则此人在电梯里最多能举起物体的质量________kg(g取10 m/s2)．
19．小明同学热爱科学，喜欢自己做一些小实验，并利用学过的知识进行解释．他把两个完全相同的条形磁铁放在平板AB上，磁铁的N、S极如图所示，开始时平板和磁铁均处于水平位置，且静止不动．
a．若将AB突然竖直向上平移（平板与磁铁之间始终接触）并使之停在A″B″处，结果发现两个条形磁铁吸在了一起．
b．若将AB从原来位置突然竖直向下平移，并使之停在位置A′B′处，结果发现两个条形磁铁也吸在了一起
（1）开始时两磁铁静止不动的原因是______；左侧的磁铁受到的静摩擦力的方向向______（填“左”或“右”）
（2）在a过程中，磁铁开始滑动时，平板在向上做______（填“加速”或“减速”）
（3）在b过程中，磁铁开始滑动时，平板在向下做______（填“加速”或“减速”）
三、综合题（共4题）
20．质量M＝50 kg的人站在升降机的地板上，升降机的顶部悬挂了一只弹簧测力计，测力计下挂着一个质量m＝1 kg的物体A．在升降机运动的某段时间内，人看到弹簧测力计的示数为8 N．g取10 m/s2．
（1）求此时升降机加速度的大小和方向；
（2）求此时人对地板的压力大小；
（3）请你判断此时升降机在向上运动还是在向下运动，升降机处于超重状态还是失重状态．
21．如图a、b分别是蜡烛在地球重力环境下和在太空微重力环境下燃烧的景象，你感到奇妙吗？假如你获得在飞船上进行实验的机会，请你设计一个在太空微重力环境下的实验（要求说明实验目的、仪器装置、理论意义或社会价值等）
22．一质量为m = 40kg的小孩子站在电梯内的体重计上。电梯从t = 0时刻由静止开始上升，在0s到6s内体重计示数F的变化如图所示。试问：
(1)在0到2s内电梯上升的加速度大小？
(2)在0到6s内电梯上升的高度是多少？（取重力加速度g = 10m/s2）
23．某同学制作了一个“竖直加速度测量仪”，可以用来测量竖直上下电梯运行时的加速度，其构造如图所示。把一根轻弹簧上端固定在小木板上，下端悬吊0.9N重物时，弹簧下端的指针指木板上刻度为C的位置，把悬吊1.0N重物时指针位置的刻度标记为0，以后该重物就固定在弹簧上，和小木板上的刻度构成了一个“竖直加速度测量仪”。请在图中0刻度线以上的两根长刻度线旁和0刻度线以下的两根长刻度线旁（除0以外的共4根长刻度线旁），标注加速度的大小，示数的单位用m/s2表示，加速度的方向向上为正、向下为负___________。
参考答案
1．C
2．B
3．A
4．C
5．B
6．D
7．C
8．A
9．C
10．B
11．B
12．A
13．B
14．C
15．D
16．2 24
17．4 3 5
18．2.5 m/s2 48
19．磁铁所受的吸引力小于最大静摩擦力 左 减速 加速
20．（1）2 m/s2，方向竖直向下（2）400 N（3）失重
21．奇妙
实验目的：探究太空中的失重现象。
仪器装置：弹簧测力计、砝码。
实验过程：在太空中用砝码挂在弹簧测力计上。
实验现象：弹簧测力计的示数几乎趋于0，砝码处于失重。
社会价值：利用太空失重现象，可以在太空生产轴承的铁珠，铁珠会更加趋于理想球形。
22．(1)1m/s2；(2)9m
23．
由题意知，固定在弹簧上的重物的质量为
当电梯加速下运动时，重物处于失重，指针向上移动，如果停留在C的位置，由牛顿第二定律得
代入数据，解得
方向竖直向下，为负。
如果指针指在C和0刻度的中间，分析可知弹力。由牛顿第二定律得
解得
方向竖直向下，为负。由对称可得0刻度以下的加速度。综上所述，得竖直加速度测量仪的刻度值如下