11 小测卷(九) 两类动力学问题和超重　失重（Word练习）-【正禾一本通】2026年新高考物理高三一轮总复习高效讲义

小测卷(九)　两类动力学问题和超重　失重 (选择题每题5分，解答题每题10分，建议用时：50分钟) 【选择题】每小题5分 1．有一种大型娱乐器械可以让人体验超重和失重，如图所示，其环形座舱套在竖直柱子上，由升降机送上几十米的高处，然后让座舱自由下落。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。下列说法正确的是(　　) A．座舱自由下落的过程中人处于超重状态 B．座舱下落的整个过程中人处于超重状态 C．座舱减速下落的过程中人处于超重状态 D．座舱下落的整个过程中人处于失重状态 2．(多选)(2024·四川绵阳模拟)简易蹦床是一项深受儿童喜爱的游乐项目。如图所示，用两根相同的橡皮绳将一个小朋友的腰部和臀部系住，橡皮绳的另一端分别固定在等高的O1、O2点，小朋友可在P、Q两点间上下运动。下列说法正确的是(　　) A．小朋友在P点时处于超重状态 B．小朋友从P点到Q点的过程中，先做加速运动，后做减速运动 C．当两绳间的夹角为120°时，绳中的弹力一定等于小朋友受到的重力 D．小朋友在Q点时，绳对他的合力最大 3．在电梯内放一体重计，电梯静止时，小花站在体重计上示数为50 kg，电梯运动过程中，某段时间内小花发现体重计示数如图所示。在这段时间内，下列说法正确的是(　　) A．电梯一定竖直向上加速运动 B．电梯一定竖直向下加速运动 C．小花所受的重力变小了 D．电梯的加速度大小为，方向竖直向下 4．(多选)智能手机安装适当的软件后，可随时测量手机的加速度大小。某同学手持这样一部手机，站在水平地面上，完成一次下蹲后又起立的运动，得到其加速度随时间的变化关系如图所示。设竖直向上为正方向，下列关于该同学的说法正确的是(　　) A．由a到c的过程中处于失重状态 B．c点时重心最低 C．e点时处于起立过程且速度最大 D．由e到f的过程中地面对其支持力小于重力 5．如图所示，质量为1 kg的物块静止在水平地面上的A点，现对其施加F＝3 N的水平拉力，当物块运动到B点时撤去F，之后物块继续运动到C点停止，测得BC＝2AB，重力加速度取g＝10 m/s2，则物块与水平地面间的动摩擦因数为(　　) A．0.25 B．0.2 C．0.15 D．0.1 6．(多选)如图，用绳吊着一个盛有水的容器，体积相同的木球和金属球用轻质弹簧连接，竖直悬浮于水中，木球在上，弹簧处于伸长状态，重力加速度大小为g，以下说法正确的是(　　) A．剪断绳子的瞬间，木球加速度大于g B．剪断绳子的瞬间，金属球加速度等于g C．剪断弹簧的瞬间，木球加速度大于金属球加速度 D．剪断弹簧的瞬间，木球加速度等于金属球加速度 7．(2023·江苏淮安模拟)一同学将排球自O点垫起，排球竖直向上运动，随后下落回到O点。设排球在运动过程中所受空气阻力大小和速度大小成正比。则该排球(　　) A．上升时间等于下落时间 B．达到最高点时加速度为g C．落回到O点时加速度最大 D．下落过程中做匀加速运动 8．(多选)现在大型室外活动通常用无人机进行航拍。如图所示，一质量m＝4.0 kg的无人机在操作员的操控下由静止开始竖直向上匀加速运动2 s，然后无人机又匀速向上运动3 s，接着匀减速向上运动4 s速度恰好为零，之后悬停进行航拍。已知无人机上升过程中的最大速度为vm＝4 m/s，受到的空气阻力恒为Ff＝2 N，重力加速度大小g＝10 m/s2，则(　　) A．无人机上升的第一个阶段，受到向上的作用力大小是50 N B．无人机上升的第二个阶段，受到向上的作用力大小是40 N C．无人机上升的第三个阶段，受到向上的作用力大小是40 N D．无人机上升的总高度为24 m 【非选择题】 【材料】 9．(10分)(2023·广东深圳模拟)飞机中的“弹射座椅”是飞行员使用的座椅型救生装置。在飞机失控时，依靠座椅上的喷气发动机装置将座椅(连同飞行员等)弹射到高空，然后打开降落伞使座椅(连同飞行员等)安全降落。某次模拟实验中，在地面上静止的战斗机内，飞行员按动弹射按钮，座椅(连同飞行员等)在喷气发动机的驱动下被弹出沿竖直方向运动(忽略按动弹射按钮时间)，经一段时间后发动机自行关闭，2.5 s末到达最高点，上升的总高度为25 m，此时降落伞打开，之后飞行员安全下落。已知座椅(连同飞行员等)的总质量为120 kg，假设喷气发动机启动时对座椅产生竖直向上且恒定不变的推力，不考虑发动机质量的变化与上升时的空气阻力，降落伞打开后阻力恒为重力的0.8。取g＝10 m/s2，求： (1)座椅(连同飞行员等)在发动机关闭时速度v的大小；(3分) (2)座椅(连同飞行员等)运动的总时间t；(3分) (3)喷气发动机工作时对座椅(连同飞行员等)推力F的大小。(4分) 【非选择题】 【材料】 10．(10分)如图所示，AB为光滑竖直杆，ACB为构成直角的光滑L形直轨道，C处有一小圆弧连接可使小球顺利转弯(机械能无损失)，套在AB杆上的小球自A点静止释放，分别沿AB和ACB两个轨道运动，BA和CA夹角为53°，AB长度为2r，重力加速度为g。 (1)证明A到B的时间和 A到C的时间相等；(4分) (2)求小球沿ACB轨道运动的时间。(6分) 【非选择题】 【材料】 11．(10分)如图所示为我国自行设计的某款飞行汽车，某次升空测试如下，先让汽车由静止开始竖直向上做匀加速直线运动，6 s后汽车达到最大速度30 m/s，接着匀速上升5 s，然后做匀减速直线运动，经过90 m的距离后速度刚好减为零，之后开始沿水平方向运动。假设升空过程中汽车受到的空气阻力大小恒为400 N，汽车的质量m＝2 000 kg，重力加速度g＝9.8 m/s2。求： (1)在匀加速过程中，汽车发动机提供的动力的大小F1；(3分) (2)在匀减速过程中，汽车发动机提供的动力的大小F2；(3分) (3)整个攀升过程中，汽车机械能的增加量ΔE。(4分) 小测卷(九)　两类动力学问题和超重　失重 1．解析：在自由下落的过程中人只受重力作用，做自由落体运动，处于失重状态，故A错误；座舱下落的整个过程中人先自由落体，再减速下降，故人先失重后超重，故B、D错误；在减速运动的过程中人受重力和座位对人向上的支持力，做减速运动，所以加速度向上，人处于超重状态，故C正确。 2．解析：小朋友在P点时加速度向下，处于失重状态，选项A错误；小朋友从P点到Q点的过程中，先做加速运动，后做减速运动，选项B正确；只有当两绳间的夹角为120°且小朋友处于平衡状态时，绳中的弹力才等于小朋友受到的重力，选项C错误；小朋友在Q点时，每根绳中的弹力都最大，且两绳的夹角最小，所以绳对他的合力最大，选项D正确。 3．解析：电梯静止时，体重计示数为50 kg，说明小花同学的质量为50 kg，某段时间内小花发现体重计示数为40 kg，根据牛顿第二定律可得mg－FN＝ma，解得a＝，方向竖直向下；这段时间电梯可能竖直向上减速或竖直向下加速，小花处于失重状态，但重力保持不变，故D正确。 4．解析：由a到c的过程中加速度为负，即方向向下，处于失重状态，故A正确；c点时该同学的加速度为0，c点后该手机处于超重状态，从而说明c点时还未到最低点，故B错误；e点之前该同学为超重状态，之后为失重状态，所以e点时处于起立过程且速度最大处，故C正确；由e到f的过程处于失重状态，地面对其支持力小于重力，故D正确。 5．解析：设匀加速直线阶段加速度大小为a1，匀减速直线运动阶段加速度大小为a2，匀加速直线运动结束时的速度大小为v，则有xAB＝，而由于BC＝2AB，故可得a1＝2a2，在匀加速直线运动阶段，有F－μmg＝ma1，在匀减速直线运动阶段，有μmg＝ma2，将a1＝2a2代入上面两个方程，解得μ＝0.1，故D正确。 6．解析：开始时木球受向下的重力，向上的浮力和弹簧向下的拉力，此时弹簧处于拉伸状态；剪断绳子的瞬间，则处于完全失重状态，则浮力消失，弹簧的弹力不变，则此时木球受向下的重力和弹力作用，由牛顿第二定律可得F弹＋mg＝ma，所以木球加速度大于g，故A正确。开始时金属球受向下的重力，向上的浮力和弹簧向上的拉力；剪断绳子的瞬间，则处于完全失重状态，则浮力消失，弹簧的弹力不变，则此时金属球受向下的重力和向上的弹力作用，由牛顿第二定律可得Mg－F弹＝Ma，所以金属球加速度小于g，故B错误。剪断弹簧的瞬间，两球受到浮力和重力的作用，由三力平衡可知，浮力和重力的合力等于弹簧弹力的大小，根据牛顿第二定律有F弹＝MaM＝mam，体积相同的木球质量小于金属球，所以木球加速度大于金属球加速度，故C正确，D错误。 7．解析：排球上升运动中，对排球受力分析，受重力和向下的阻力，设阻力为F阻，则有F阻＝kv，由牛顿第二定律可得mg＋F阻＝ma1，解得a1＝g＋，排球下落运动中，对排球受力分析，受重力和向上的阻力，由牛顿第二定律可得mg－F阻＝ma2，解得a2＝g－，可知排球上升运动加速度大于下落运动加速度，上升和下落高度相等，因此上升时间小于下落时间，A错误；达到最高点时，排球所受阻力是零，只受重力作用，因此加速度为g，B正确；排球下落运动中，做加速运动，加速度为a2＝g－，随下落运动速度逐渐增大，加速度逐渐减小，因此排球落回到O点时加速度不是最大，可知排球下落时做加速度逐渐减小的加速运动，C、D错误。 8．解析：无人机上升的第一个阶段的加速度a1＝ m/s2＝2 m/s2，由牛顿第二定律可知F1－mg－Ff＝ma，代入数据解得F1＝50 N，A正确；无人机第二个阶段匀速上升F2＝mg＋Ff＝42 N，B错误；无人机第三个阶段减速上升，加速度大小a2＝ m/s2＝ m/s2，无人机第三个阶段减速上升，根据牛顿第二定律mg＋Ff－F3＝ma2，可得F3＝38 N，C错误；无人机上升的总高度为h＝·t1＋vm·t1＋·t3＝24 m，D正确。 9．解析：(1)座椅上升过程分两段运动，发动机关闭前匀加速，发动机关闭后做竖直上抛，由运动学关系得 H＝(t1＋t2)，t1＋t2＝2.5 s 解得v＝20 m/s。 (2)座椅下降过程由牛顿第二定律得 mg－Ff＝ma 又由H＝ 运动的总时间为t＝t1＋t2＋t3＝7.5 s。 (3)根据牛顿第二定律F－mg＝ma1 a1＝，v＝gt2 解得F＝6 000 N。 答案：(1)20 m/s　(2)7.5 s　(3)6 000 N 10．解析：(1)设AC、BC的长度为s1、s2，由几何关系得 s1＝2r cos 53°，s2＝2r sin 53° 小球在杆AC上做匀加速直线运动，由牛顿第二定律有mg sin 37°＝ma1 由s1＝ 解得t1＝2 小球从A到B的时间为t′＝2 所以A到B的时间和A到C的时间相等。 (2)小球到达C点的速度v＝a1t1 小球在杆CB上做匀加速直线运动，由 mg sin 53°＝ma2 根据匀变速直线运动规律有 s2＝vt2＋ 则总时间t＝t1＋t2 解得t＝3。 答案：(1)证明过程见解析　(2)3 11．解析：(1)在匀加速过程中，汽车的加速度为a1＝ 解得a1＝5 m/s2 由牛顿第二定律得F1－Ff－mg＝ma1 解得F1＝3×104 N。 (2)匀减速过程有0－＝2a2x3 解得a2＝－5 m/s2 由牛顿第二定律得F2－Ff－mg＝ma2 解得F2＝1×104 N。 (3)匀加速过程，汽车的位移为 x1＝ t1＝90 m 匀速过程，汽车的位移 x2＝vmt2＝150 m 匀减速过程x3＝90 m 整个攀升过程，汽车的总位移大小为 x＝x1＋x2＋x3＝330 m 汽车机械能的增加量 ΔE＝mgx＝6.468×106 J。 答案：(1)3×104 N　(2)1×104 N　(3)6.468×106 J 学科网（北京）股份有限公司 $