4.5 牛顿运动定律的应用、第六节失重和超重、第七节力学单位同步练习—【新教材】粤教版（2019）高中物理必修第一册 （机构使用）（word含答案）

粤教版（2019）高中物理必修第一册第四章牛顿运动定律第五节牛顿运动定律的应用、第六节失重和超重、第七节力学单位同步练习
选择题
1.在国际单位制中，加速度单位的符号是 （?? ）
A.?s/m2????????????????????????????????????B.?m/s????????????????????????????????????C.?m/s2????????????????????????????????????D.?m2/s
2.2020年5月5日，长征五号B运载火箭在海南文昌首飞成功，正式拉开我国载人航天工程“第三步”任务的序幕。如图，火箭点火后刚要离开发射台竖直起飞时（?? ）
A.?火箭处于平衡状态?????????B.?火箭处于失重状态?????????C.?火箭处于超重状态?????????D.?空气推动火箭升空
3.2019年5月21日，中国选手王宇在国际田联世界挑战赛南京站跳高比赛中，以2米31的优异成绩夺得冠军。如图所示，跳高运动员离开地面后，在空中经历了上升和下落两个过程，则运动员（?? ）
A.?上升过程处于超重状态，下落过程处于失重状态
B.?上升过程处于失重状态，下落过程处于超重状态
C.?上升和下落过程均处于超重状态
D.?上升和下落过程均处于失重状态
4.以下单位中，与其他三个不同的是（?? ）
A.?J/s?????????????????????????????????B.?N?m?????????????????????????????????C.?kg?m2/s2?????????????????????????????????D.?W?s
5.下列有关生活中的圆周运动实例分析，其中说法正确的是（?? ）
A.?汽车通过凹形桥的最低点时，车对桥的压力小于汽车的重力
B.?绕地球沿圆轨道飞行的航天器中悬浮的液滴处于平衡状态
C.?杂技演员表演“水流星”，当“水流星”通过最高点时，处于完全失重状态，不受重力作用
D.?在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，目的是减轻轮缘与外轨的挤压
6.电场强度的单位正确的是（?? ）
A.?N/C??????????????????????????????????????B.?J/C??????????????????????????????????????C.?V/C??????????????????????????????????????D.?N/m
7.如图所示，在教室里某同学在体重计上研究超重与失重.她由稳定的站姿变化到稳定的蹲姿称为“下蹲”过程；由稳定的蹲姿变化到稳定的站姿称为“起立”过程.关于她的实验现象，下列说法中正确的是(?? )
A.?只有“起立”过程，才能出现失重的现象
B.?只有“下蹲”过程，才能出现超重的现象
C.?“下蹲”的过程，先出现超重现象后出现失重现象
D.?“起立”“下蹲”的过程，都能出现超重和失重的现象
8.在水平地面上做匀速直线运动的小车，通过定滑轮用绳子吊起一个物体，若小车和被吊的物体在同一时刻速度分别为 v1 和 v2 ，绳子对物体的拉力为FT ， 物体所受重力为G，则下面说法正确的是（?? ）
A.?物体做匀速运动，且 v1=v2???????????????????????????????B.?物体做加速运动，且 v2C.?物体做加速运动 ，且 FT=G????????????????????????????? D.?物体做匀速运动，且 FT=G
9.“天宫一号”绕地球的运行可视为匀速圆周运动，航天员在“天宫一号”展示了失重环境下的物理实验或现象，下列实验可以在“天宫一号”舱内完成的有（?? ）
A.?用台秤称量重物的质量???????????????????????????????????????B.?用水杯喝水
C.?用沉淀法将水与沙子分离????????????????????????????????????D.?在液态的水中通以气体，气泡将不“上浮”
10.如图甲所示。为了测量运动员跃起的高度，训练时可在弹性网上安装压力传感器，利用传感器记录弹性网的压力，并在计算机上做出压力－时间图像，假如做出的图像如图乙所示。设运动员在空中运动时可视为质点，不计空气阻力，下列说法正确的是（g取10 m/s2）（?? ）
A.?运动员在空中的时间为 1s?????????????????????????????????B.?1.1s 到 2.3s 图像左侧图像表示运动处于失重状态
C.?运动员跃起的最大高度为 5.0 m????????????????????????D.?运动员跃起的最大高度为 7.2 m
11.在较大的平直木板上相隔一定距离钉几个钉子，将三合板弯曲成拱桥形卡入钉子内形成拱形桥，三合板上表面事先铺上一层牛仔布以增加摩擦，这样玩具惯性车就可以在桥面上跑起来了。把这套系统放在电子秤上做实验，如图所示，关于实验中电子秤的示数，下列说法正确的是(?? )
A.?玩具车静止在拱桥顶端时的示数小一些
B.?玩具车运动通过拱桥顶端时的示数大一些
C.?玩具车运动通过拱桥顶端时处于超重状态
D.?玩具车运动通过拱桥顶端时速度越大(未离开拱桥)，示数越小
12.如图所示，过山车的轨道可视为竖直平面内半径为R的圆轨道．质量为m的游客随过山车一起运动，当游客以速度v经过圆轨道的最高点时（??? ）
A.?处于超重状态 B.?速度v的大小一定为 gR
C.?向心加速度方向竖直向下 D.?座位对游客的作用力为 mv2R
13.如图所示，物体A、B由跨过定滑轮且不可伸长的轻绳连接，由静止开始释放，在物体A加速下降的过程中（此过程中B未碰到滑轮），下列判断正确的是（ ??）
A.?物体A和物体B均处于超重状态
B.?物体A和物体B均处于失重状态
C.?物体A处于超重状态，物体B处于失重状态
D.?物体A处于失重状态，物体B处于超重状态
14.下列关于超重和失重现象的描述中正确的是（ ??）
A.?电梯正在减速上升，在电梯中的乘客处于超重状态
B.?磁悬浮列车在水平轨道上加速行驶时，列车上的乘客处于超重状态
C.?荡秋千时秋千摆到最低位置时，人处于失重状态
D.?“神舟”六号飞船在绕地球做圆轨道运行时，飞船内的宇航员处于完全失重状态
15.2018年11月13-16日，第26届国际计量大会（CGPM）在巴黎召开，会议通过了关于“修订国际单位制（SI）”的1号决议．该决议是SI自1960年创建以来最为重大的变革，是科学进步的里程碑．根据决议，SI基本单位中有4个被重新定义．以下单位中哪个是本次大会被重新定义的（?? ）
A.?千克???????????????????????????????????????B.?秒???????????????????????????????????????C.?米???????????????????????????????????????D.?牛顿
16.一种巨型娱乐器械可以使人体验超重和失重感受，其座舱套在竖直柱子上，由升降机送上几十米的高处，然后让座舱自由落下。落到一定位置时，制动系统启动，座舱做减速运动，到地面时刚好停下。对上述过程，关于座舱中的人所处的状态，以下判断正确的是(???? )
A.?座舱在自由下落的过程中人处于超重状态 B.?座舱在自由下落的过程中人处于失重状态
C.?座舱在减速运动的过程中人处于失重状态 D.?座舱在整个运动过程中人都处于超重状态
17.如图，一个质量为50kg的高中生站在台秤上从静止开始下蹲，下列图像能够正确反映秤上的读数变化的是（? ）
A.? B.?
C.? D.?
18.“蹦极”是一项非常刺激的体育运动。某人身系弹性绳自高空P点自由下落，图中a点是弹性绳的原长位置，c是人所到达的最低点，b是人静止地悬吊着时的平衡位置，空气阻力不计，则人从P点落下到最低点c的过程中（?? ）
A.?人从a点开始做减速运动，一直处于失重状态
B.?在ab段绳的拉力小于人的重力，人处于超重状态
C.?在bc段绳的拉力大于人的重力，人处于超重状态
D.?在c点，人的速度为零，其加速度也为零
19.下列说法中正确的是（?? ）
A.?在完全失重的情况下，物体的惯性将消失
B.?牛顿第一定律、牛顿第二定律都可以通实验来验证
C.?单位m、kg、s是一组属于国际单位制的基本单位
D.?长度、时间、力是一组属于国际单位制的基本单位的物理量
20.如图所示，在竖直方向运动的电梯，其顶部挂有一个弹簧测力计，弹簧测力计的下端挂了一个重物，电梯做匀速直线运动时，弹簧测力计的示数为10N，在某时刻电梯中的人观察到弹簧测力计的示数变为9N，关于电梯的运动，以下说法正确的是（g取10m/s2）（?? ）
A.?电梯可能向下减速运动，加速度大小为1m/s2
B.?电梯可能向下加速运动，加速度大小为1m/s2
C.?电梯可能向上加速运动，加速度大小为0.9m/s2
D.?电梯可能向下加速运动，加速度大小为0.9m/s2
综合题
21.某同学到“龙塔”参观，为了测量电梯运行的相关数据，该同学带了一个电子台秤，并站在台秤上观察台秤数据变化。电梯静止时他观察到台秤的示数为50kg。在启动时示数变为52.5kg，这个示数持续了10s后又恢复到50kg，电梯匀速运动了35s，靠近观光层时台秤的示数变为45kg，直到电梯到达观光台，g=10m/s2。求：
（1）电梯匀速运动时的速度大小；
（2）电梯减速的时间为多少；
（3）在图坐标中画出电梯运动全过程的v-t图象。
22.质量是60 kg的人站在升降机中的体重计上，当升降机做下列各种运动时，人受到的支持力为多少?（g=10 m/s2）
（1）升降机匀速上升；
（2）升降机以2 m/s2的加速度匀加速上升；
（3）升降机以5 m/s2的加速度匀加速下降.
23.为了测量某住宅大楼每层的平均高度（层高）及电梯运行情况，甲、乙两位同学在一楼电梯内用电子体重计及秒表进行了以下实验：质量为m=50kg的甲同学站在体重计上，乙同学记录电梯从地面一楼到顶层全过程中，体重计示数随时间变化的情况，并作出了如图所示的图象．已知t=0时，电梯静止不动，从电梯内楼层按钮上获知该大楼共19层．g取10m/s2 ， 求：
（1）电梯启动和制动的加速度大小；
（2）电梯上升的总高度及该大楼的层高．
24.竖直升降的电梯底板上站着一个质量为50kg的人，g取10m/s2 ， 求：
（1）当电梯以大小为2m/s2加速度加速上升时，电梯底板对人的支持力是多少？
（2）当电梯以大小为2m/s2加速度减速上升时，电梯底板对人的支持力是多少？
参考答案
1. C 2. C 3. D 4. A 5. D 6. A 7. D 8. B 9. D 10. C 11. D 12. C 13. D 14. D 15. A 16. B 17. C 18. C 19. C 20. B
21.【答案】 （1）解：电梯静止时他观察到台秤的示数为50kg，在启动时示数变为52.5kg，根据牛顿第二定律 F?mg=ma ，
知 a1=25N50kg=0.5m/s2
加速时间为 t1=10s ，匀速直线运动速度为 v=a1t1=5m/s
（2）解：靠近观光层时台秤的示数变为45kg，则此时合力 F′=mg?FN=ma2
解得 a2=?1m/s2 ，
所以减速时间 t3=Δva2=51s=5s
（3）解：电梯运动全过程的v-t图象如图；
【解析】（1）起初电梯处于超重状态，结合示数，利用牛顿第二定律求解此时的加速度，再利用运动学公式求解末速度的大小；
（2）结合物体的初速度和减速所用的时间求解减速时的加速度；
（3）v-t图像中，横坐标为时间，纵坐标为速度，图像与时间轴所围成的面积是位移，图像的斜率是加速度，结合电梯的速度绘制即可。
22.【答案】 （1）解：当升降机匀速上升时由牛顿第二定律得F合=FN－G=0
所以，人受到的支持力FN=G=mg=60×10Ｎ=600Ｎ.根据牛顿第三定律，人对体重计的压力即体重计的示数为600Ｎ
（2）解：当升降机以2m/s2的加速度加速上升时，根据牛顿第二定律FN－G=ma ， FN=G＋ma=m（g＋a）=60×（10＋2）N=720N，此时体重计的示数为720N，大于人的重力600 N，人处于超重状态
（3）解：当升降机以5 m/s2的加速度加速下降时，根据牛顿第二定律可得mg－FN=ma
∴FN=mg?ma=m(g?a)=60×(10?5) N=300 N，体重计的示数为300 Ｎ，小于
人本身的重力，人处于失重状态
【解析】（1）匀速上升是平衡状态，所受的合外力为零，即重力和支持力相等。
（2）（3）这两问考察的是牛顿第二定律，加速状态是非平衡状态，应该用牛顿第二定律F=ma进行求解，需要注意的是列方程之前要明确正方向。
23.【答案】 （1）解：对于启动状态有：F1﹣mg=mα1
代入数据得：α1=2m/s2
对于制动状态有：mg﹣F3=mα3
代入数据得：α3=2m/s2
即电梯启动时的加速度大小为2m/s2 ， 制动时加速度大小也为2m/s2 ．
答：电梯启动和制动的加速度大小都为2m/s2；
（2）解：电梯匀速运动的速度为：v=a1t1=2×1=2m/s
从图中读得，电梯运动的总时间t=28s，电梯匀速上升的时间t2=26s，加速运动时间为t1=1s，减速上升时间也为t3=1s．
所以总位移为： s=vt2+v2(t1+t2)=54m
层高为： ?=s18=5418m=3m
即该大楼的层高为3m．
答：电梯上升的总高度及该大楼的层高为3m
【解析】（1）从图象可以看出，电梯从2s末开始加速，3s末开始匀速，29s末开始减速，30s末停止，根据图象得到各个时间段的弹力，然后根据牛顿第二定律列式求解；（2）求出加速度后，根据速度时间公式和平均速度公式列式求解各时间段位移，最后得到楼高．
24.【答案】 （1）解：加速上升时加速度向上，选择竖直向上为正方向，由牛顿第二定律有：
N﹣mg=ma，
所以：N=ma+mg=50×2N+50×10N=600N
（2）解：减速上升时的加速度向下，选择竖直向下为正方向，根据牛顿第二定律有
mg﹣N‘=ma，
所以：N‘=mg﹣ma=50×10N﹣50×2N=400N
【解析】（1）加速上升时加速度向上，根据牛顿第二定律求解支持力；（2）减速上升时的加速度向下，根据牛顿第二定律求解支持力．