4.6 超重和失重 闯关练 2025-2026学年物理高一年级人教版(2019)必修第一册

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名称 4.6 超重和失重 闯关练 2025-2026学年物理高一年级人教版(2019)必修第一册
格式 docx
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资源类型 试卷
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2025-11-06 17:20:10

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4.6 超重和失重 闯关练 2025-2026学年
物理高一年级人教版(2019)必修第一册
一、单选题
1.下列哪种情况将会出现超重现象(  )
A.加速下落的石块 B.荡秋千时经过最低点的小孩
C.在水平面内转弯的汽车里的乘客 D.围绕地球运行的静止卫星内的宇航员
2.某同学乘电梯从1楼到20楼,电梯经历了加速上升,匀速上升和减速上升三个阶段,电梯对人的支持力大小用表示,人对电梯的压力大小用表示,该同学质量为,重力加速度为。下列说法正确的是(  )
A.加速上升过程中 B.匀速上升过程中
C.减速上升过程中 D.减速上升过程中
3.小明家住26层。他放学后,乘坐电梯从1层直达26层。假设电梯刚起动时做加速直线运动,中间一段时间内做匀速直线运动,最后一段时间内做减速直线运动。在电梯从1层直达26层的过程中,下列说法正确的是(  )
A.电梯刚起动时,小明处于失重状态 B.电梯刚起动时,小明处于超重状态
C.电梯运动的速度方向发生了变化 D.电梯运动的加速度方向一直不变
4.校运会是学校教育活动中的一项重要内容,对促进学生的全面发展具有重要意义。图示为某运动员跳高时成功越杆的精彩瞬间,该运动员(  )
A.在离地后上升过程中处于失重状态 B.在最高点时处于平衡状态
C.在开始下降时处于超重状态 D.落地时地面对他的支持力大于他对地面的压力
5.如图,质量为m的小球挂在电梯的天花板上、电梯在以大小为0.25g的加速度向下加速运动的过程中,小球(  )
A.处于失重状态,所受拉力为0.25mg B.处于失重状态,所受拉力为0.75mg
C.处于超重状态,所受拉力为0.25mg D.处于超重状态,所受拉力为1.25mg
6.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如图所示,纵坐标为压力,横坐标为时间。由图线可知,该同学的质量约为,取,下列说法正确的是(  )
A.1s时人处在下蹲的最低点
B.下蹲过程中人始终处于失重状态
C.内该同学做了2次下蹲—起立的动作
D.1s时加速度大小约为
7.如图所示为跳伞者在竖直下降过程中速度随时间变化的图像,则跳伞者(  )
A.时间内,处于超重状态 B.时间内,所受阻力变大
C.时间内,加速度变大 D.时刻,开始打开降落伞
8.关于超重和失重现象,下列说法正确的是( )
A.物体在竖直弹性绳的作用下,上、下来回运动,一定是失重现象
B.物体在竖直弹性绳的作用下,上、下来回运动,当物体与弹性绳间的作用力刚好为0时,物体既不处于超重状态也不处于失重状态
C.足球被竖直向上踢出后,在向上运动过程中处于超重状态
D.汽车通过拱桥最高点时(速度不为0)一定处于失重状态
9.如图所示是质量为150kg货物随电梯运动的图象(竖直向上为正方向),取,下列判断正确的是( )
A.货物处于失重状态
B.前10s内电梯对货物的支持力恒为1500N
C.46s末货物上升的距离为22m
D.前货物处于超重状态
二、多选题
10.如图所示是我国长征火箭把载人神舟飞船送上太空的情景.宇航员在火箭发射与飞船回收的过程中均要经受超重与失重的考验,下列说法正确的是(  )
A.火箭加速上升时,宇航员处于失重状态
B.飞船加速下落时,宇航员处于超重状态
C.飞船落地前减速下落时,宇航员对座椅的压力大于其重力
D.火箭加速上升时的加速度逐渐减小时,宇航员对座椅的压力大于其重力
11.利用智能手机的加速度传感器可测量手机运动的加速度。将手机与弹簧一端相连,弹簧的另一端固定在天花板上。用手握着智能手机,打开加速度传感器,时刻从静止释放手机,得到竖直方向加速度随时间变化的图像如图所示,已知手机设定竖直向上为正方向。下列说法正确的是(  )
A.初始时弹簧处于伸长状态 B.内手机处于失重状态
C.内弹簧的弹力增大 D.内手机向上运动
12.图甲是某人站在接有传感器的地板上做下蹲、起跳和回落动作的示意图,图中的小黑点表示人的重心,图乙是地板所受压力随时间变化的图像,取重力加速度。根据图像分析可知(  )

A.到的过程中,人先处于失重状态再处于超重状态
B.人的重力可由点读出,约为
C.点是人在双脚离开地板的过程中上升最高的点
D.人上升的最大高度约为
三、解答题
13.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.
14.某同学设计了一个测量长距离电动扶梯加速度的实验,实验装置如图甲所示。将一电子健康秤置于水平的扶梯台阶上,实验员站在健康秤上相对健康秤静止。使电动扶梯由静止开始斜向上运动,整个运动过程可分为三个阶段,先加速、再匀速、最终减速停下。已知电动扶梯与水平方向夹角为37°。重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。某次测量的三个阶段中电子健康秤的示数F随时间t的变化关系,如图乙所示。
(1)画出加速过程中实验员的受力示意图;
(2)求该次测量中实验员的质量m;
(3)求该次测量中电动扶梯加速过程的加速度大小a1和减速过程的加速度大小a2。
15.图为游乐场中的“轰天雷”,它可以急上急下,让游客体验超重和失重的刺激感觉.游客由静止急升到h0=14.4m的高度,所用的时间t=2s,此上升过程可视为匀加速直线运动,取g=10m/s2.
(1)加速上升时游客处于什么状态,加速下落时游客处于什么状态(选填“超重”或“失重”)
(2)求游客在此争升过程中加速度a的大小;
(3)若上升到h1=10m高度时,某一游客的鞋子不慎脱落,设该鞋子所受空气阻力恒为其重力的0.2倍,即F阻=0.2mg,求鞋子落地时的速度v.
参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B B B A B D B D C CD
题号 11 12
答案 AD AD
1.B
【详解】A.加速下落的石块,加速向下,则处于失重状态,A错误;
B.荡秋千时经过最低点的小孩,加速度向上,则处于超重状态,B正确;
C.在水平面内转弯的汽车里的乘客,加速度在水平方向,则既不失重也不超重,C错误;
D.围绕地球运行的静止卫星内的宇航员处于完全失重状态,D错误。
故选B。
2.B
【详解】ABC.电梯对人的压力和人对电梯的支持力是一对相互作用力,总是大小相等,方向相反,故AC错误,B正确;
D.减速上升过程中,人的加速度向下,根据牛顿第二定律有
可知
故D错误。
故选B。
3.B
【详解】AB.电梯刚起动时,加速度向上,则小明处于超重状态,选项A错误,B正确;
C.电梯运动的速度方向一直向上,方向没发生变化,选项C错误;
D.开始时电梯加速度向上,最后阶段加速度向下,则电梯运动的加速度方向发生了变化,选项D错误。
故选B。
4.A
【详解】A.在离地后上升过程中,仅受重力,加速度竖直向下,故处于失重状态,A正确;
B.在最高点时,仅受重力,处于失重状态,故B错误;
C.在开始下降时,仅受重力,处于失重状态,故C错误;
D.落地时地面对他的支持力等于他对地面的压力,它们是一对作用力与反作用力,故D错误。
故选A。
5.B
【详解】电梯在以大小为0.25g的加速度向下加速运动的过程中,因加速度向下,则小球处于失重状态;对小球
解得
T=0.75mg
故选B。
6.D
【详解】ABC.人在下蹲的过程中,先加速向下运动,后减速向下运动,最后静止,下蹲过程中人先处于失重状态,后处于超重状态,人在起立过程中,先加速向上运动,后减速向上运动,最后静止,起立过程中,人先处于超重状态,后处于失重状态,由图可知,在时人处于失重的状态,说明人正在加速下蹲,它不是下蹲的最低点,该同学在前时是下蹲过程,后是起立的过程,所以共做了1次下蹲—起立的动作,故ABC错误;
D.根据题意,时,由牛顿第二定律有
结合图中数据解得
故D正确。
故选D。
7.B
【详解】A.时间内,跳伞者加速运动,加速度向下,处于失重状态,A错误;
B.图线的斜率表示加速度,由图像可知,时间内,跳伞者加速度在减小,根据
分析可知,所受阻力变大,B正确;
C.图线的斜率表示加速度,时间内,加速度变小,C错误;
D.时刻,跳伞者速度开始减小,所以能分析出时刻开始打开降落伞,D错误。
故选B。
8.D
【详解】A.物体在竖直弹性绳的作用下,上、下来回运动,其中存在有向上的加速度的过程,此时处于超重状态,A错误;
B.物体在竖直弹性绳的作用下,上、下来回运动,当物体与弹性绳间的作用力刚好为0时,物体只受重力作用,加速度为g,处于完全失重状态,B错误;
C.足球被竖直向上踢出后,在向上运动过程中只受重力作用,加速度为g,处于完全失重状态,C错误;
D.汽车通过拱桥最高点时(速度不为0),具有向下的加速度,一定处于失重状态,D正确。
故选D。
9.C
【详解】A.由图可知前10s内货物的加速度
物体加速度向上,货物处于超重状态,故A错误;
B.前10s内,根据牛顿第二定律可得
可知电梯的支持力为1515N,故B错误;
C.图像与坐标轴围成的面积表示位移,则46s末货物上升的距离为
故C正确;
D.图像的斜率表示加速度,可知物体加速度向下,货物处于失重状态,故D错误。
故选C。
10.CD
【详解】A.火箭加速上升时,加速度方向向上,宇航员处于超重状态,故A错误;
B.飞船加速下落时,加速度方向向下,宇航员处于失重状态,故B错误;
C.飞船在落地前减速,加速度方向向上,宇航员处于超重状态,宇航员对座椅的压力大于其重力,故C正确;
D.火箭加速上升的加速度逐渐减小时,加速度方向向上,宇航员处于超重状态,宇航员对座椅的压力大于其重力,故D正确。
故选CD。
11.AD
【详解】A.由图可知,初始时手机加速度竖直向上,根据牛顿第二定律
可知弹簧处于伸长状态。故A正确;
B.由图可知,内手机加速度竖直向下,处于失重状态,内手机加速度竖直向上,处于超重状态。故B错误;
C.内,有
由图可知,加速度逐渐增大,弹力减小。故C错误;
D.根据a-t图像中图线与横轴所围面积表示速度变化,可知内手机加速向上运动,速度值逐渐增大, 内手机向上减速运动,在t=1s时刻,速度恰好减为零。故D正确。
故选AD。
12.AD
【详解】AB.人的重力从a点读出约为1000N,质量约为100kg;b到c的过程中,压力从400N增加到2000N,压力先小于重力后大于重力,所以人先处于失重状态再处于超重状态,故A正确,B错误;
C.从d点到e点压力等于零,表明在d点是人双脚离开地板的一瞬间,从d点到e点人在空中运动,e点是人落回地板的一瞬间,故C错误;
D.从d点到e点人在空中运动,人在空中运动的时间
人上升的最大高度约为
故D正确。
故选AD。
13.(1)2 m/s2,方向竖直向下(2)400 N(3)失重
【详解】设向下为正方向
(1)以物体A为研究对象,它受到竖直向下的重力mg、竖直向上的拉力F作用
根据牛顿第二定律mg-F=ma
代入数据,解得升降机的加速度大小a=2 m/s2,方向竖直向下
(2)以人为研究对象,它受到竖直向下的重力Mg、竖直向上的支持力N作用
根据牛顿第二定律Mg-N=Ma
代入数据,解得N=400 N
根据牛顿第三定律,此时人对地板的压力大小为400 N
(3)升降机可能在向上运动,也可能在向下运动.升降机处于失重状态.
点睛:注意当加速度向下时物体失重,加速度向上时物体超重;发生失重或超重时速度方向不能确定.
14.(1);(2)60kg;(3)0.56m/s2;0.42m/s2
【详解】(1)加速过程,加速度斜向右上方,分解后,既有水平向右的加速度,所以水平方向要有水平向右的摩擦力,又有竖直向上的加速度,所以支持力大于重力,受力示意图如图所示。
(2)3~6s电梯匀速运动,实验员受力平衡
F=mg=600N
解得
m=60kg
(3)加速阶段,对加速度分解如图所示
对竖直方向,根据牛顿第二定律
解得
同理减速时,根据牛顿第二定律
解得
15.(1)超重;失重(2)7.2m/s2 (3)16m/s
【详解】(1)加速上升时因加速度向上,则游客处于超重状态;加速下落时,因加速度向下,则游客处于失重状态;
(2)根据H=at2可得
(3)上升到h1=10m高度时的速度
鞋子上升阶段的加速度
解得a1=12m/s2,
鞋子上升的高度;
鞋子下降阶段的加速度
解得a2=8m/s2,
则鞋子落地的速度
【点睛】此题是牛顿第二定律的应用问题;知道加速度向上为超重,加速度向下为失重;搞清物体运动的过程和受力情况,根据牛顿第二定律求解加速度,然后结合运动公式求解.
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