高中物理 第六章 力与运动 第四节 超重与失重同步测试 鲁科版必修1.doc

第四节 超重与失重一、单选题（共10题；共20分）1.我国首次太空授课在神州十号飞船中由女航天员王亚平执教，在太空中王亚平演示了一些奇特的物理现象，如右图所示就是王亚平在太空仓中演示的悬浮的水滴关于悬浮的水滴，下列说法正确的是（） a.水滴处于失重状态b.水滴处于平衡状态c.水滴处于超重状态d.环绕地球运行时的线速度一定大于7.9km/s2.若在“神舟二号”无人飞船的轨道舱中进行物理实验，下列实验仪器密度计物理天平电子秤摆钟水银气压计水银温度计多用电表 仍可以使用的是（） a.b.c.d.3.关于超重、失重的说法正确的是（） a.超重是物体重力增加b.失重是物体重力减小c.完全失重状态的物体不受重力d.不论超重、失重，物体的重力均不变4.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使时，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5.如图所示，浸在水中的小木球密度小于水的密度，固定在轻弹簧一端，弹簧另一端固定在容器底部当整个系统自由下落达到稳定时，弹簧的长度将（不计空气阻力）（） a.变长b.不变c.恢复原长d.不能判断6.如图所示，物体a和b质量均为m，且分别与轻绳连接跨过光滑轻质定滑轮，b放在水平面上，a与悬绳竖直用力f拉b沿水平面向左匀速运动的过程中，绳对a的拉力的大小是（ ）a.大于mgb.总等于mgc.小于mgd.以上三项都不正确7.几位同学为了探究电梯起动和制动时的加速度大小，他们将体重计放在电梯中一位同学站在体重计上，然后乘坐电梯从1层直接到10层，之后又从10层直接回到1层并用照相机依次进行了相关记录，如图所示他们根据记录，进行了以下推断分析，其中正确的是（） a.根据图甲、图乙可知电梯在向上加速运动b.根据图甲、图丙可知人处于超重状态c.根据图甲、图丁可知电梯在向下减速运动d.根据图甲、图戊可知人处于失重状态8.神舟十号飞船由长征二号f改进型运载火箭“神箭”成功发射，神舟十号载人飞船返回舱返回地面下列说法错误的（） a.发射初期，宇航员处于超重状态，返回落地时，宇航员也处于超重状态b.神舟十号飞船与天宫一号对接后在太空中正常运转时，航天员处于完全失重状态c.火箭发射时，喷出的高速气流对火箭的作用力大于火箭对气流的作用力d.高温高压燃气从火箭尾部喷出时对火箭的作用力与火箭对燃气的作用力大小相等9.在升降电梯内的地面上放一体重计，电梯静止时，晓敏同学站在体重计上，体重计示数为50 kg，电梯运动过程中，某一段时间内晓敏同学发现体重计示数如图所示，在这段时间内下列说法中正确的是（）a.晓敏同学所受的重力变小了b.晓敏对体重计的压力小于体重计对晓敏的支持力c.电梯一定在竖直向下运动d.电梯的加速度大小为g/5，方向一定竖直向下10.在下面介绍的各种情况中，哪些情况将出现超重现象（） 荡秋千经过最低点的小球；汽车过凸形桥最高点；汽车过凹形桥最低点；中国第一个目标飞行器和空间实验室“天宫一号”在太空中时飞船内部科研仪器 a.b.c.d.二、多选题（共3题；共9分）11.某同学站在电梯底板上，如图所示的vt图象是计算机显示电梯在某一段时间内速度变化的情况（竖直向上为正方向）根据图象提供的信息，可以判断下列说法中正确的是（ ）a.在2s4s内，该同学对电梯底板的压力等于他所受的重力b.在02s内，电梯在加速上升，该同学处于失重状态c.在4s6s内，该同学所受的支持力不变，该同学处于失重状态d.在5s6s内，电梯在加速下降，该同学处于超重状态12.电梯内有一弹簧秤挂着一个重5n的物体当电梯运动时，看到弹簧秤的读数为6n，则可能是（ ） a.电梯加速向上运动b.电梯减速向上运动c.电梯加速向下运动d.电梯减速向下运动13.质量为60kg的人，站在升降机内的台秤上，测得体重为480n，则升降机的运动可能是（ ） a.匀速下降b.加速上升c.减速上升d.加速下降三、解答题（共1题；共5分）14.已知某人在地面上最多能举起质量为60kg的物体，而在一个加速下降的电梯里他最多能举起质量为80kg的物体，求此时电梯的加速度大小是多少？（g取10m/s2） 四、综合题（共2题；共20分）15.一种巨型娱乐器械可以使人体验超重和失重，一个可乘10多个人的环形座舱套在竖直柱子上由升降机先送上几十米的高处，然后让座舱自由落下，落到一定位置，制动系统启动，到地面时刚好停下，取重力加速度g=10m/s2 （1）上升过程，若升降机以1m/s2的加速度向上加速运动，质量为50kg的游客坐在竖直运动的座舱上，求此时该游客对座舱中水平座椅的压力大小 （2）下落过程，座舱从70m高处开始下落，当下落到25m高处时开始制动，座舱做匀减速运动，到地面时刚好停下求座舱减速过程中的加速度大小 16.某人在地面上最多能举起60kg的物体，而在一个加速下降的电梯里最多能举起80kg的物体求： （1）此电梯的加速度为多少？ （2）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是多少？（g=10m/s2） 答案解析部分一、单选题1.【答案】a 【解析】【解答】解：水滴随飞船绕地球做匀速圆周运动，水滴的吸引力完全用来提供向心加速度，所以是与飞船一起处于完全的失重状态； 7.9km/s是卫星环绕地球做匀速圆周运动的最大速度，运行的半径最小，所以神州十号飞船的线速度要小于7.9km/s故选：a【分析】7.9km/s是卫星环绕地球做匀速圆周运动的最大速度；在完全失重的状态下，与重力有关的规律不再适用，据此方向各项即可2.【答案】c 【解析】【解答】解：密度计受重力才会浸入液体，受重力影响； 天平测质量利用两只托盘受到的压力相同，压力等于物重，受重力影响；电子秤是利用物体的压力引起电路电流的变化测量质量的，物体的压力等于重力，受重力影响；摆钟靠重力左右摆动，受重力影响；水银气压计测气压是根据水银所受重力与气体压力平衡而测气压的，受重力影响；水银温度计利用热胀冷缩制成，与重力无关，可以使用；多用电表测量电路电流，不受重力影响，可以使用故c正确，abd错误故选：c【分析】在太空中飞行的飞船，舱内物体处于失重状态主要是看哪一种工具是利用重力来工作，那么，这种工具就不能使用3.【答案】d 【解析】【解答】解：a、超重、失重时，重力并没有变化，视重发生变化故ab错误 b、完全失重时，物体受到的重力仍然存在，并不是不受重力；故c错误；d、不论超重、失重，物体的重力均不变；故d正确；故选：d【分析】当物体对接触面的压力大于物体的真实重力时，就说物体处于超重状态，此时有向上的加速度；当物体对接触面的压力小于物体的真实重力时，就说物体处于失重状态，此时有向下的加速度；如果没有压力了，那么就是处于完全失重状态，此时向下加速度的大小为重力加速度g重力没有变化4.【答案】d 【解析】【解答】解：a、电梯正在减速上升，加速度向下，故电梯中的乘客处于失重状态，故a错误b、磁悬浮列车在水平轨道上加速行使时，竖直方向没有加速度，故b错误c、荡秋千时秋千摆到最低位置时，加速度方向向上，故人处于超重状态，故c错误d、飞船在绕地球做圆行轨道运行时，万有引力完全提供向心力，飞船内的宇航员对飞船的压力为零，飞行员处于完全失重状态，所以d正确故选d【分析】当物体对接触面的压力大于物体的真实重力时，就说物体处于超重状态，此时有向上的加速度；当物体对接触面的压力小于物体的真实重力时，就说物体处于失重状态，此时有向下的加速度；如果没有压力了，那么就是处于完全失重状态，此时向下加速度的大小为重力加速度g5.【答案】c 【解析】【解答】解：根据胡克定律，弹簧长度的变化决定于弹力f的大小变化，跟小球重力mg及其所受浮力f的大小密切相关当系统处于静止状态时，弹簧被拉伸，由f合=0得：f=f+mg当整个系统自由下落达到稳定时，小球及水处于完全失重状态，水也不再对球施加浮力，弹簧不再受到拉力，故弹簧将恢复原长 故选c【分析】当整个系统自由下落达到稳定时，整体系统处于完全失重状态，根据牛顿第二定律分析弹簧是否受到弹力，判断弹簧所处的状态6.【答案】a 【解析】【解答】解：将b的运动分解为沿绳子方向的运动，以及垂直绳子方向运动即绕滑轮的转动，如图解得v2=vcos由于不断变小，故v2不断变大；由于物体a的速度等于v2 ， 故物体a加速上升，加速度向上，即物体a处于超重状态，故绳子的拉力大于mg；故选a【分析】由于b做匀速运动，将b的运动分解为沿绳子方向的运动，以及垂直绳子方向运动即绕滑轮的转动，得到沿绳子方向的运动速度，即物体a的速度表达式，得到a的运动规律，再根据牛顿第二定律判断绳子拉力的变化情况本题关键是正确地找出物体b的合运动与分运动，然后根据运动分解的平行四边形定则，得到物体a速度的一般表达式，得出物体a处于超重状态，从而得到拉力大于重力7.【答案】a 【解析】【解答】解：a、图甲表示电梯静止时体重计的示数，乙图示数大于静止时体重计的示数，所以电梯是加速上升，故a正确 b、图甲表示电梯静止时体重计的示数，丙图示数小于静止时体重计的示数，加速度方向向下，处于失重状态，故b错误c、丁图示数小于静止时体重计的示数，加速度方向向下，电梯在向下加速运动，故c错误d、戊图大于静止时体重计的示数，加速度向上，速度向下，人处于超重状态，故d错误故选a【分析】图甲表示电梯静止时体重计的示数，乙图表示电梯加速上升时这位同学超重时的示数，丙图表示电梯减速上升时这位同学失重时的示数，丁图表示电梯加速下降时这位同学失重时的示数，戊图表示电梯减速下降时这位同学超重时的示数，根据牛顿第二定律可以应用图甲和另外某一图示求出相应状态的加速度8.【答案】c 【解析】【解答】解：a、发射初期，宇航员处于超重状态，返回落地时，飞船向下做减速运动，加速度的方向向上，宇航员也处于超重状态故a正确； b、神舟十号飞船与天宫一号对接后在太空中正常运转时，重力全部提供向心力，航天员处于完全失重状态故b正确；c、火箭发射时，喷出的高速气流对火箭的作用力与火箭对气流的作用力是作用力与反作用力，大小相等故c错误；d正确本题选择错误的，故 选：c【分析】当物体对接触面的压力大于物体的真实重力时，就说物体处于超重状态，此时有向上的加速度；当物体对接触面的压力小于物体的真实重力时，就说物体处于失重状态，此时有向下的加速度9.【答案】d 【解析】【分析】体重计的示数表示的是该同学收到的支持力，重力并没有改变，所以a错误，晓敏对体重计的压力和体重计对晓敏的支持力是一对相互作用力，大小相等，b错误，小敏处于失重状态，加速度向下，可能向下做加速运动，可能向上做减速运动，c错误根据牛顿第二定律可得，解得，故选d【点评】失重状态不是物体受到的重力减小了，而是物体间的相互作用力减小了10.【答案】b 【解析】【解答】解：荡秋千经过最低点的小球，此时有向上的加速度，处于超重状态 汽车过凸形桥最高点，加速度向下，处于失重状态；汽车过凹形桥最低点，此时有向上的加速度，处于超重状态中国第一个目标飞行器和空间实验室“天宫一号”在太空中时飞船内部科研仪器，处于完全失重状态故选：b【分析】当物体对接触面的压力大于物体的真实重力时，就说物体处于超重状态，此时有向上的加速度；当物体对接触面的压力小于物体的真实重力时，就说物体处于失重状态，此时有向下的加速度；如果没有压力了，那么就是处于完全失重状态，此时向下加速度的大小为重力加速度g二、多选题11.【答案】a,c 【解析】【解答】解：a、在2s4s内，从速度时间图象可知，该同学做匀速直线运动，处于平衡状态，该同学对电梯底板的压力等于他所受的重力，a符合题意；b、在02s内，从速度时间图象可知，此时的加速度为正，电梯的加速度向上，此时人处于超重状态，b不符合题意；c、由图可知，在4s6s内加速度的方向为负，表示加速度的方向向下，该同学处于失重状态；该同学的加速度不变，所以所受的支持力不变，c符合题意；d、在5s6s内，电梯在加速下降，则加速度的方向向下，该同学处于失重状态d不符合题意答案为：ac【分析】抓住超重的本质是因为有竖直向上的加速度，失重的本质是因为有竖直向下的加速度即可求解。12.【答案】a,d 【解析】【解答】解：当电梯运动时，看到弹簧秤的度数为6n，物体受向上的弹力，向下的重力，根据牛顿第二定律，有：fg=ma由于f大于g，故加速度向上，处于超重状态，故电梯加速上升或者减速下降；选项ad正确，bc错误故选：ad【分析】对物体受力分析，然后根据牛顿第二定律求解加速度，再确定物体的运动情况13.【答案】c,d 【解析】【解答】解：由题：人的质量为60kg，重力是600n，升降机内的台秤的读数是480n，小于人的重力，则人处于失重状态，其加速度必定竖直向下，可能加速下降，也可能减速上升故选：cd【分析】人的质量为60kg，重力是600n，升降机内的台秤的读数是480n，说明人处于失重状态，加速度向下，速度可能向下，也可能向上，分析升降机的运动情况三、解答题14.【答案】解：由题意知，此人最大的举力：f=m1g60kg10n/kg=600n，在加速下降的电梯里，人最多能举起质量为80kg的物体，由牛顿第二定律得：m2gf=m2a，解得：a=g =10m/s2 m/s2=2.5m/s2 答：此时电梯的加速度大小是2.5m/s2