2022届高考物理选择题专题强化训练：超重和失重(北京使用)

这是一份2022届高考物理选择题专题强化训练：超重和失重(北京使用)，共11页。试卷主要包含了单项选择题，双项选择题等内容，欢迎下载使用。

一、单项选择题（共18小题；共72分）
1. 在以加速度 a 匀加速上升的电梯里，有一个质量为 m 的人，下列说法正确的是（重力加速度大小为 g）
①人的重力为 m(g+a)
②人的重力为 mg
③人对电梯的压力为 m(g+a)
④人对电梯的压力为 m(g−a)
A. ①③B. ①④C. ②③D. ②④

2. 如果说一个人在电梯中“超重”了，是指
A. 人的重力减小B. 人的重力增大
C. 人对电梯的压力减小D. 人对电梯的压力增大

3. 卡车在水平路面上行驶，货物随车厢底板上下振动而不脱离底板，设货物做简谐运动，则货物对车厢底板压力最小的时刻是
A. 货物通过平衡位置向上运动时B. 货物通过平衡位置向下运动时
C. 货物向上达到最大位移时D. 货物向下达到最大位移时

4. 在下列几种情况中，升降机绳索对同一悬挂物体拉力最小的是
A. 以很大的速度匀速上升B. 以很小的速度匀速下降
C. 以较小的加速度减速下降D. 以较小的加速度加速下降

5. 蹦级是一种极限体育项目，可以锻炼人的胆量和意志，运动员从高处跳下，弹性绳被拉展前做自由落体运动，弹性绳被拉展后在弹性的缓冲作用下，运动员下落一定高度后速度减为零。在这下降的全过程中，下列说法中正确的是
A. 运动员一直处于失重状态
B. 弹性绳拉展后运动员先失重状态，后处于超重状态
C. 弹性绳拉展后运动员先超重状态，后处于失重状态
D. 弹性绳拉展前运动员处于失重状态，弹性绳拉展后运动员处超重状态

6. 电子打火机的点火原理是压电效应，压电片在受压时会在两侧形成电压且电压大小与压力近似成正比。现有一利用压电效应制造的电梯加速度传感器，如图所示。压电片安装在电梯地板下，电压表与压电片构成闭合回路用来测量压电片两侧形成的电压。若发现电压表示数增大，下列说法正确的时
A. 电梯一定加速上升B. 电梯一定减速下降
C. 电梯加速度一定向上D. 电梯加速度一定向下

7. 物体做自由落体运动的过程中，下列说法不正确的是
A. 物体处于完全失重状态B. 物体的重力势能越来越小
C. 物体的加速度保持不变D. 物体的速度变化量保持不变

8. 如图所示，一个盛水的容器底部有一小孔。静止时用手指堵住小孔不让它漏水，假设容器在下述几种运动过程中始终保持平动，且忽略空气阻力，则
A. 容器自由下落时，小孔向下漏水
B. 将容器竖直向上抛出，容器向上运动时，小孔向下漏水；容器向下运动时，小孔不向下漏水
C. 将容器水平抛出，容器在运动中小孔向下漏水
D. 将容器斜向上抛出，容器在运动中小孔不向下漏水

9. 某同学乘电梯竖直升降的时候，一段时间内感觉自己‘‘轻飘飘”的（物理中的“失重”状态），那么在这段时间内
A. 电梯可能在匀速下降B. 电梯可能在加速下降
C. 电梯可能在匀速上升D. 电梯可能在加速上升

10. 如图所示，在装满水的矿泉水瓶底部戳一个小孔，手持瓶子静止时，有水从小孔喷出，现用不同的方式将其释放，则
A. 瓶自由下落至落地前的过程中，水会从小孔喷出
B. 瓶被水平抛出至落地前的过程中，水会从小孔喷出
C. 瓶被斜向上抛出至落地前的过程中，水会从小孔喷出
D. 瓶被竖直向上抛出至落地前的过程中，水均不会从小孔喷出

11. 关于超重和失重，下列说法正确的是
A. 物体处于超重状态时，其所受的重力增大了
B. 物体处于失重状态时，其所受的重力减小了
C. 物体处于完全失重状态时，其所受的重力为零
D. 不论物体是处于超重还是失重状态，其所受重力均没有变化

12. 下列说法正确的是
A. 体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时处于失重状态
B. 蹦床运动员在空中上升和下落过程中都处于失重状态
C. 举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内处于超重状态
D. 游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态

13. 【 2014 北京高考 18 】应用物理知识分析生活中的常见现象，可以使物理学习更加有趣和深入。例如平伸手掌托起物体，由静止开始竖直向上运动，直至将物体抛出。对此现象分析正确的是
A. 手托物体向上运动的过程中，物体始终处于超重状态
B. 手托物体向上运动的过程中，物体始终处于失重状态
C. 在物体离开手的瞬间，物体的加速度大于重力加速度
D. 在物体离开手的瞬间，手的加速度大于重力加速度

14. 某运动员（可看作质点）参加跳台跳水比赛，t=0 时其向上起跳离开跳台，其竖直方向速度与时间关系图象如图所示，若 vm 、 t1 、 t2 、 t3 已知，不计空气阻力，则下列说法错误的是
A. 可以求出水池的深度
B. 可以求出平台距离水面的高度
C. 0∼t2 时间内，运动员处于失重状态
D. t2∼t3 时间内，运动员处于超重状态

15. 如图所示，质量为 M 的木楔 ABC 静置于粗糙水平面上，在斜面顶端将一质量为 m 的物体，以一定的初速度从 A 点沿平行斜面的方向推出，物体 m 沿斜面向下做减速运动，在减速运动过程中，下列有关说法中正确的是
A. 地面对木楔的支持力大于 (M+m)g
B. 地面对木楔的支持力小于 (M+m)g
C. 地面对木楔的支持力等于 (M+M)g
D. 地面对木楔的摩擦力为 0

16. 如图所示，一质量为 M 的楔形木块放在水平桌面上，它的顶角为 90∘，两底角分别为 α 和 β；a 、 b 为两个位于斜面上质量均为 m 的小木块，a 、 b 接触的两斜面均光滑，现发现 a 、 b 沿斜面下滑，而楔形木块静止不动，这时楔形木块对水平桌面的压力等于
A. 等于 (Mg+2mg)
B. 大于 (Mg+2mg)
C. 小于 (Mg+2mg)
D. 可能等于，可能大于，也可能小于 (Mg+2mg)

17. 在电梯内的地板上，竖直放置一根轻质弹簧，弹簧上端固定一个质量为 m 的物体。当电梯匀速运动时，弹簧被压缩了 x，某时刻后观察到弹簧又被压缩了 x10，则电梯在此时刻后的运动情况可能是
A. 以大小为 11g/10 的加速度加速上升
B. 以大小为 11g/10 的加速度减速上升
C. 以大小为 g/10 的加速度加速下降
D. 以大小为 g/10 的加速度减速下降

18. 如图所示，在托盘测力计的托盘内固定一个倾角为 30∘ 的斜面，现将一个重为 4 N 的物体放在斜面上，让它自由下滑，那么测力计因 4 N 物体的存在而增加的读数不可能是 。
A. 4 N B. 23 N C. 2 N D. 3 N

二、双项选择题（共12小题；共48分）
19. 厦门海底世界的“海狮顶球”节目因其互动性强而深受小朋友们的喜爱。如图所示为一海狮把球顶向空中，并等其落下。下列说法正确的是（忽略空气阻力）
A. 球在最高点时受到重力和海狮对它的顶力作用
B. 球在最高点时速度为零，但加速度不为零
C. 球在上升过程中处于超重状态
D. 球在下落过程中处于失重状态

20. 某质量为 50 kg 的同学站在电梯地板上，利用速度传感器和计算机研究电梯的运动情况，如图所示的 v−t 图象是计算机显示的电梯在某一段时间内速度变化的情况（选竖直向上为正方向，g=10 m/s2）。根据图象提供的信息可以判断，下列说法中正确的是
A. 在 0∼5 s 内，该同学处于超重状态
B. 在 5∼10 s 内，该同学对电梯地板的压力大小等于 0
C. 在 10∼20 s 内，该同学处于失重状态
D. 在 20∼25 s 内，该同学对电梯地板的压力大小等于 400 N

21. 某人在地面上用弹簧测力计称得其体重 490 N。他将弹簧测力计移至电梯内称其体重，t0 至 t3 时间段内，弹簧测力计的示数如图所示，电梯运行的 v−t 图象可能是（取电梯向上运动的方向为正）
A. B.
C. D.

22. 升降机里一个小球系于弹簧下端（如图所示），升降机静止时，弹簧伸长 4 cm。升降机运动时，弹簧伸长 2 cm，若弹簧质量不计，则升降机的运动状况可能是
A. 以 1 m/s2 的加速度加速下降B. 以 4.9 m/s2 的加速度减速上升
C. 以 1 m/s2 的加速度加速上升D. 以 4.9 m/s2 的加速度加速下降

23. 一名学生手提书包站在正在竖直匀速运行的电梯上，突然感觉到书包变重了，此时
A. 电梯一定在上行制动B. 电梯可能在下行制动
C. 书包处于超重状态D. 书包处于失重状态

24. “跳水“是一项传统的体育运动项目，如图是某运动员从跳板上被竖直向上弹起，不考虑空气阻力，则下列说法正确的是
A. 运动员离开跳板向上运动的过程中，处于超重状态
B. 运动员在下落过程中，处于完全失重状态
C. 运动员离开跳板后的整个空中运动过程，都处于完全失重状态
D. 运动员上升到最高点时的速度为零，运动员处于平衡状态

25. 在完全失重的状态下，下列物理仪器还能使用的是
A. 天平B. 水银气压计C. 电流表D. 弹簧测力计

26. 一人站在运行的电梯中，电梯加速下降和减速下降时，电梯底板对人的支持力的情况是
A. 电梯加速下降时，底板对人的支持力小于人受的重力
B. 电梯加速下降时，底板对人的支持力大于人受的重力
C. 电梯减速下降时，底板对人的支持力小于人受的重力
D. 电梯减速下降时，底板对人的支持力大于人受的重力

27. 在下面介绍的各种情况中，哪种情况将出现超重现象
A. 荡秋千经过最低点的小孩
B. 汽车过凸形桥
C. 汽车过凹形桥
D. 在绕地球做匀速圆周运动的飞船中的仪器

28. 如图所示，塔吊臂上有一个可以沿水平方向运动的小车 A，小车 A 通过钢索吊着物体 B，在小车 A 与物体 B 以相同的水平速度沿吊臂方向匀速运动的同时，钢索将物体 B 从地面上吊起。A 、 B 之间的距离 d 随时间 t 以 d=H−2t2 的规律变化，式中 H 为小车 A 距地面的高度。这段时间内从地面上观察，下列说法中正确的是
A. 物体 B 的运动轨迹是直线
B. 物体 B 的运动轨迹是曲线
C. 钢索对物体 B 的拉力等于物体 B 所受的重力
D. 钢索对物体 B 的拉力大于物体 B 所受的重力

29. 如图所示，木箱内有一竖直放置的弹簧，弹簧上方有一物块，木箱静止时弹簧处于压缩状态且物块压在箱顶上。若在某一段时间内，物块对箱顶刚好无压力，则在此段时间内，木箱的运动状态可能为
A. 加速下降B. 加速上升C. 匀速上升D. 减速下降

30. 如图所示是某同学站在力传感器上做下蹲起立的动作时记录的压力 F 随时间 t 变化的图线，由图线可知该同学
A. 体重约为 650 N
B. 做了两次下蹲起立的动作
C. 做了一次下蹲起立的动作，且下蹲后约 2 s 起立
D. 下蹲过程中先处于超重状态后处于失重状态
答案
第一部分
1. C
【解析】在以加速度 a 匀加速上升的电梯里，人受到的重力不变，仍为 mg，故①错误，②正确；根据牛顿第二定律有：F−mg=ma，则有：F=mg+ma，即此人对电梯的压力为 m(g+a)，故③正确，④错误；故选C。
2. D
【解析】当物体对接触面的压力大于物体的真实重力时，物体处于超重状态，超重、失重现象的实质是物体的视重与实重相比发生了变化，而物体的重力并没有发生变化，故A、B均错误；一个人在电梯中“超重”了，此时人对电梯的压力增大了，故C错误，D正确。
3. C
【解析】简谐运动中，加速度 a=−kxm，当加速度向下时物体处于失重状态，对支撑物的压力小于其重力；在最高点时，加速度向下且最大，对支撑物的压力最小。
4. D
【解析】物体做匀速直线运动时，受到的拉力与重力是一对平衡力，所以拉力等于重力，与速度无关；以较小的加速度减速下降时，加速度方向向上，物体处于超重状态，则拉力大于重力；以较小的加速度加速下降时，加速度方向向下，物体处于失重状态，则拉力小于重力。故D正确。
5. B
【解析】弹性绳拉展前运动员只受重力，处于完全失重状态，弹性绳拉展后，开始拉力小于重力，加速度方向向下，还处于失重状态，当拉力大于重力，运动员加速度方向向上，运动员处于超重状态。所以弹性绳拉展后运动员先处于失重状态，后处于超重状态，故A错误，B正确，C错误，D错误。
6. C
【解析】电压表示数增大说明人对地板的压力变大，对人受力分析知地板对人的支持力大于人所受的重力，即人的加速度一定向上，所以电梯可能向上加速，也可能向下减速，选项C正确。
7. D
8. D
【解析】题中几种运动，对整体分析，都只受重力作用，运动加速度为 g，方向向下，容器中的水处于完全失重，对容器底部无压力。故在底部的小孔处水不会漏出。
9. B
10. D
11. D
12. B
13. D
【解析】物体由静止开始向上运动时，物体和手掌先一起加速向上，物体处于超重状态，之后物体和手掌分离前，应减速向上，物体处于失重状态，故 A、B 均错误。当物体和手分离时，二者速度相同，又因均做减速运动，故分离条件为 a手>a物，分离瞬间物体的加速度等于重力加速度，则手的加速度大于重力加速度，选项 D 正确，C 错误。
14. A
15. A
【解析】由于物体 m 沿斜面向下做减速运动，则物体的加速度方向与运动方向相反，即沿斜面向上，则其沿竖直向上的方向有分量，故系统处于超重状态，所以可确定A正确、B、C错误；
同理可知，加速度沿水平方向的分量向右，说明地面对木楔的摩擦力方向水平向右，故D错误.
16. C
【解析】因为 a 、 b 均沿斜面加速下滑，加速度沿斜面向下，沿竖直方向有加速度分量，因此 a 、 b 均失重，所以系统对地面的压力小于系统的总重力，即楔形木块对地面的压力小于 (Mg+2mg)，故选项C正确.
17. D
【解析】当电梯匀速运动时，物体处于平衡状态，弹力 kx=mg，后弹簧又被继续压缩了 x10，则弹力为 k1110x=1110mg，此时合力 1110mg−mg=110mg；
由牛顿第二定律，可得加速度 a=110g，方向竖直向上，因此，物体的运动状态可能是以 a=110g 匀加速上升，也有可能是以 a=110g 匀减速下降，所以正确选项为D。
18. C
【解析】当斜面光滑时，物体沿斜面下滑时有竖直向下的分加速度 ay，处于失重状态，托盘测力计增加的示数为 ΔF=mg−may，而 ay=asinθ，又因 mgsinθ=ma，所以 ΔF=mg−mgsin2θ=3 N；当斜面粗糙时，物体有可能匀速下滑，此时托盘测力计增加的示数为 ΔF=mg=4 N，而当物体沿斜面加速下滑时，托盘测力计增加的示数应满足 3 N≤ΔF≤4 N，所以选 C。
第二部分
19. B， D
【解析】球在最高点只受重力作用，故A错误；球上升到最高点时受到重力的作用，速度为零，加速度为 g，故B正确；球上升和下落过程都只受重力的作用，加速度均为 g，方向向下，处于失重状态，故C错误、D正确。
20. A， C
【解析】在 0∼5 s 内，该同学加速上升，处于超重状态，A正确；在 5∼10 s 内，该同学匀速运动，处于平衡状态，电梯地板对该同学的支持力大小等于重力，由牛顿第三定律知，该同学对电梯地板的压力大小为 500 N，B错误；在 10∼20 s 内，该同学减速上升，处于失重状态，C正确；在 20∼25 s 内，由牛顿第二定律知 FN−mg=ma，a=−0.2 m/s2，则 FN=490 N，由牛顿第三定律知该同学对电梯地板的压力大小等于 490 N，D错误。
21. A， D
【解析】从图可以看出，t0∼t1 时间内，该人的视重小于其重力，t1∼t2 时间内，视重正好等于其重力，而在 t2∼t3 时间内，视重大于其重力。根据题中所设的正方向可知，t0∼t1 时间内，该人具有向下的加速度，t1∼t2 时间内，该人处于平衡状态，而在 t2∼t3 时间内，该人具有向上的加速度，所以可能的图象为A、D。
22. B， D
【解析】升降机静止时，对小球受力分析有 kx1=mg，当升降机运动时，有 mg−kx2=ma，解得：a=4.9 m/s2，方向竖直向下，故升降机以 4.9 m/s2 的加速度减速上升或加速下降，B、D正确，A、C错误。
23. B， C
24. B， C
25. C， D
26. A， D
【解析】电梯减速下降时，加速度竖直向上，人处于超重状态，人对电梯底板的压力大于人受的重力，由 F−mg=ma 得 F=m(g+a)＞mg，选项C错误，D正确；电梯加速下降时，加速度竖直向下，人处于失重状态，人对电梯底板的压力小于人受的重力，mg−F=ma 得 F=m(g−a)＜mg，选项A正确，B错误。
27. A， C
【解析】物体在竖直平面内做圆周运动，受重力和拉力（或支持力）的作用，若向心加速度向上，则 F−mg=mv2r，F>mg，处于超重状态；若向心加速度向下，则 mg−F=mv2r，F28. B， D
【解析】由 d=H−2t2 可得物体位移 h=2t2，则物体 B 在竖直方向上做匀加速运动，加速度 ay 恒定，由牛顿第二定律得，钢索对物体 B 的拉力 F=mg+may>mg，D正确；物体 B 同时参与水平方向的匀速运动和竖直方向的匀加速运动，故合运动的轨迹是曲线，B正确。
29. B， D
30. A， C
【解析】做下蹲起立的动作时，下蹲过程中先向下加速后向下减速，因此先处于失重状态后处于超重状态，选项D错误；由图线可知，第一次下蹲 4 s 末结束，到 6 s 末开始起立，所以选项A、C正确，选项B错误。