物理人教版(2019)必修第一册4.1 牛顿第一定律
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.(2023春·辽宁·高二大连二十四中校考学业考试)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( )
A.电梯匀速向上运动
B.电梯匀速向下运动
C.电梯加速向上运动
D.电梯加速向下运动
2.(2022春·重庆·高一校联考阶段练习)如图所示,在光滑水平桌面的两端各固定一个等高的定滑轮,用轻绳经过定滑轮将弹簧秤分别与重力为8N和3N的两个物体A和B相连,物体A静止在地面上,物体B悬于半空,弹簧的劲度系数为10N/m,不计弹簧秤、细线的重力和一切摩擦,则( )
A.弹簧秤所受的合力为5N
B.弹簧的伸长量为0.3m
C.弹簧秤的读数为5N
D.物体A对地面的压力小于重力,处于失重状态
3.(2022春·浙江杭州·高一杭州四中校考阶段练习)如图所示,一蹦极爱好者正进行蹦极。从爱好者跳出高台直至最后在空中静止下来的整个运动过程中,下列说法正确的是( )
A.爱好者在加速下落过程中,其惯性增大
B.爱好者离开高台瞬间,其速度和加速度都为零
C.爱好者第一次下落到最低点时,其处于超重状态
D.爱好者第一次从最低点向上运动的过程中,绳对爱好者的拉力大于重力,处于超重状态
4.(2022春·浙江杭州·高一校联考阶段练习)如图是某同学站在压力传感器上做下蹲起立的动作时传感器记录的压力随时间变化的图线,纵坐标为压力,横坐标为时间。由图线可知,该同学的体重约为650N,除此以外,还可以得到以下信息( )
A.1s时人处在下蹲的最低点
B.该同学做了两次下蹲起立的动作
C.2s末人的重心在最低点静止不动
D.3s末人的重心速度最大
5.(2021春·辽宁·高一学业考试)甲、乙沿竖直方向运动,观察甲、乙的图像,取竖直向上为正方向,则( )
A.甲、乙都超重 B.甲、乙都失重
C.甲超重,乙失重 D.甲失重,乙超重
6.(2022春·湖北恩施·高一阶段练习)如图所示,轻质弹簧的上端固定在电梯的天花板上,弹簧下端悬挂一个小铁球,在电梯运行时,乘客发现弹簧的伸长量比电梯静止时的伸长量大了,这一现象表明( )
A.乘客处于超重状态 B.乘客处于失重状态
C.电梯一定加速上升 D.电梯一定减速下降
7.(2022春·河北沧州·高三统考期末)如图所示,某学校运动员正在进行原地纵跳摸高训练,以提高自已的弹跳力。某运动员原地静止站立(不起跳)摸高为1.90m,纵跳摸高训练过程中,该运动员先由静止下蹲,重心下降0.4m,经过充分调整后,发力跳起摸到了2.45m的高度。若将该运动员起跳的过程视为匀加速运动,忽略空气阻力影响,已知该运动员的质量=60kg,取=10m/s2。则下列说法正确的是( )
A.该运动员从起跳到上升至最高点的过程中一直处于超重状态
B.该运动员起跳过程的加速度小于重力加速度
C.该运动员离地时的速度大小为
D.起跳过程中该运动员对地面的平均压力为1425N
8.(2022春·江苏苏州·高一统考阶段练习)如图所示,体重为500N的小明站在放置于电梯底部的体重计上。某时刻体重计的示数为600N,此时( )
A.电梯可能向下加速运动,处于超重状态
B.电梯可能向上加速运动,处于超重状态
C.电梯可能向下匀速运动,处于平衡状态
D.电梯可能向上匀速运动,处于平衡状态
9.(2022春·山东济南·高三期中)如图所示,物体Q放置在水平地面上,其上端连接竖直轻弹簧,将物体P从弹簧正上方某处由静止释放,在物体P接触弹簧到压缩弹簧到最短的过程中(弹簧始终在弹性限度内),下列说法正确的是( )
A.物体P先失重后超重
B.物体P一直超重
C.物体Q对地面的压力先增大后减小
D.物体Q对地面的压力大于P、Q两物体的总重力
10.(2022春·北京朝阳·高一北京市陈经纶中学校考阶段练习)很多智能手机都有加速度传感器,能通过图像显示加速度情况,用手掌托着智能手机,打开加速度传感器,把手机向上抛出,然后又在抛出点接住手机,得到如图所示的加速度随时间变化的图像,图中,,,,取重力加速度,由此可判断出( )
A.时刻手机的速度最大 B.时刻手机离开手掌
C.时刻手机处于超重状态 D.手机离开手掌后上升的高度为0.45m
二、多选题
11.(2022春·广东深圳·高三红岭中学阶段练习)某同学把手机平放在手掌上,打开加速度传感器,记录手机在竖直方向上加速度的变化情况。图像如图所示,已知竖直向上为正方向。下列说法正确的是( )
A.实验过程可能是将手机竖直向上抛出再落回手掌中
B.实验过程可能是手托着手机做下蹲动作
C.手机先处于失重状态,后处于超重状态
D.手机先处于超重状态,后处于失重状态
12.(2022春·江西南昌·高三阶段练习)如图所示,在盛满水的瓶的底部钻几个小孔,然后让其自由下落,则下落过程中不可能出现的现象是( )
A. B.
C. D.
三、解答题
13.(2022春·陕西延安·高一期末)一个质量是70kg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=6kg的物体A,当升降机向上运动时,他看到弹簧秤的示数为48N,g取10m/s2,求:
(1)此时升降机的加速度的大小;
(2)此时人对地板的压力;
(3)电梯保持这个加速度运动2s恰好停止,求这两秒内电梯上升的高度。
14.(2022春·辽宁丹东·高一期末)如图所示的一种巨型机动游戏设备可以使人体验超重和失重,一个可乘十多个人的环形座舱套装在竖直柱子上,由升降机送上的高处,然后让座舱自由落下。落到离地面时,制动系统启动,使座舱做匀减速运动,到达地面时刚好停下。某次游戏中,座舱中小明用手托着重的苹果。(重力加速度g取,空气阻力不计)求:
(1)此过程中座舱的最大速度?
(2)此过程中座舱做匀减速运动的时间?
(3)当座舱落到离地面的位置时,手对苹果的支持力大小?当座舱落到离地面的位置时,手对苹果的支持力大小?
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.D
【详解】当电梯匀速运动时
当弹簧秤的示数为8N时,即
所以
解得
所以电梯正以加速度为2m/s2向下加速运动或者向上减速运动。
故选D。
2.B
【详解】A.弹簧秤处于静止,所受的合力为零,故A错误;
C.B受重力和拉力,根据二力平衡可知拉力
所以弹簧的弹力大小等于3N,即弹簧秤的读数为3N,故C错误;
B.根据胡克定律
解得弹簧的形变量
故B正确;
D.A静止在地面上,加速度为零,处于平衡状态,故D错误。
故选B。
3.C
【详解】A.惯性的大小只与物体的质量有关,质量不变,惯性大小不变,故A错误;
B.爱好者离开高台瞬间,速度为零,加速度不为零,故B错误;
C.爱好者第一次下落最低点时,绳的拉力大于重力,具有向上的加速度,处于超重状态,故C正确;
D.爱好者第一次从最低点向上运动的过程中,绳的拉力先大于重力,加速度向上,人处于超重状态;随着人向上运动,绳的拉力逐渐减小,当拉力等于重力时,人处于平衡状态,速度达到最大;人继续上升,绳的拉力小于重力,加速度向下,人处于失重状态,故D错误。
故选C。
4.C
【详解】A.人在一次完整的下蹲过程中,人先向下加速后向下减速至0,加速度方向先向下后向上,即在一次完整的下蹲过程中,压力传感器对人的支持力先比重力小,后比重力大,即传感器记录的压力先比重力小,后比重力大,可知0~2s内该同学仅仅完成了一次下蹲,1s时,人加速度向下,人处在向下加速的状态,A错误;
C.根据上述可知,2s末前后短时间内,人的重心处在下蹲的最低点,人处于静止不动,C正确;
B.由于2s末人的重心在最低点静止不动,则2s~4s之间的一段时间内,人完成一次完整的起立动作,压力传感器对人的支持力先比重力大,后比重力小,即人先向上加速后向上减速,可知,图中所示的图线只描述了一次下蹲起立的动作,B错误;
D.根据图像可知,3s末压力传感器对人的支持力小于重力,则人处于起立阶段的减速过程,若重心速度最大,则人所受外力的合力为0,由图线可知,该时刻应该处于3s时刻之前压力传感器的支持力大小等于重力的那一时刻,D错误。
故选C。
5.D
【详解】由图可知,甲、乙的速度一直为正,所以甲、乙都是一直向上运动。而甲的速度在均匀减小,加速度向下,则甲失重;乙的速度在均匀增大,加速度向上,则乙超重。
故选D。
6.A
【详解】CD.由题知乘客发现弹簧的伸长量比电梯静止时的伸长量大了,则说明
F弹>mg
则加速度方向向上,电梯可能加速上升,也可能减速下降,CD错误;
AB.因为弹簧的弹力大于铁球的重力,铁球处于超重状态,电梯、乘客也都处于超重状态,A正确,B错误;
故选A。
7.D
【详解】A.运动员从起跳到上升至最高点,先加速后减速,是先超重后失重,故A错误;
BC.离开地面到上升到最高点的过程中,重心上升距离为
运动员离开地面后做竖直上抛运动,设离地时运动员的速度为,则有
解得
在起跳过程中,根据速度位移公式可知
解得
故B错误,C错误;
D.起跳过程对运动员,根据牛顿第二定律
解得
故D正确。
故选D。
8.B
【详解】体重计读数大于实际重量,即视重大于实重,所以小明处于超重状态,加速度方向向上,所以电梯可能向上加速,也可能向下减速。
故选B。
9.A
【详解】AB.接触弹簧后,弹簧弹力小于重力,合力向下,加速度向下,则物体处于失重状态,随着弹簧弹力逐渐增大,弹力大于重力,合力向上,加速度向上,则物体处于超重状态,故A正确,B错误;
CD.对Q受力分析可知
根据牛顿第三定律可知
因为弹簧弹力逐渐增大,所以对地面的压力一直增大,弹力先小于P的重力后大于P的重力,则物体Q对地面的压力先小于后大于P、Q两物体的总重力,故CD错误。
故选A。
10.D
【详解】A.时刻手机的加速度最大,方向向上,与速度方向相同,手机向上加速,则速度不是最大,故A错误;
B.时刻,加速度为0,合力为0,则不可能脱落手掌,故B错误;
C.时刻,加速度方向向下,处于失重状态,故C错误;
D.手机在离开手掌后做竖直上抛运动,被接住,则上升高度
故D正确。
故选D。
11.BC
【详解】A.由图可知,加速度先向下增大,后向下减小,再向上增大,后向上减小,但是当手机竖直向上抛出时手机的加速度保持不变,所以手机不可能是竖直向上抛出,故A错误;
BCD.手机加速度先向下,后向上,所以手机先处于失重,后处于超重状态,所以可能是手机托着手机做下蹲运动,先向下加速,后向下减速,故BC正确,D错误。
故选BC。
12.BCD
【详解】让盛满水的瓶自由下落时,瓶和里面的水都做自由落体运动,处于完全失重状态,它们的运动情况是相同的,所以不会有水流出。
故选BCD。
13.(1)a=2m/s2 ; (2)560N ;(3)4m。
【详解】(1)对物块A由牛顿第二定律得
解得
(2)对人由牛顿第二定律得
解得
由牛顿第三定律得,此时人对地板的压力
(3)
解得
14.(1);(2);(3)0,
【详解】(1)当座舱下落到离地时,速度最大,由得
(2)取竖直向下为正方向,则座舱做匀减速运动的加速度为
解得
则座舱做匀减速运动的时间
解得
(3)当座舱落到离地时,苹果做自由落体运动,处于完全失重状态,手对苹果的支持力大小为0;当座舱落到离地时,苹果处于匀减速运动状态,加速度的大小为,对苹果由牛顿第二定律得
解得
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