专题07 超重和失重 动力学图像(期末专项训练)高一物理上学期粤教版
2025-12-30
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2份
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56页
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 高中物理粤教版必修 第一册 |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 力学 |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 23.46 MB |
| 发布时间 | 2025-12-30 |
| 更新时间 | 2025-12-30 |
| 作者 | winboy9986 |
| 品牌系列 | 上好课·考点大串讲 |
| 审核时间 | 2025-12-30 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/55706179.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
专题07 超重和失重 动力学图像
1.(2025·浙江·高考真题)中国运动员以121公斤的成绩获得2024年世界举重锦标赛抓举金牌,举起杠铃稳定时的状态如图所示。重力加速度,下列说法正确的是( )
A.双臂夹角越大受力越小
B.杠铃对每只手臂作用力大小为
C.杠铃对手臂的压力和手臂对杠铃的支持力是一对平衡力
D.在加速举起杠铃过程中,地面对人的支持力大于人与杠铃总重力
2.(2024·全国·真题)学生小组为了探究超重和失重现象,将弹簧测力计挂在电梯内,测力计下端挂一物体。已知当地重力加速度大小为。
(1)电梯静止时测力计示数如图所示,读数为 N(结果保留1位小数);
(2)电梯上行时,一段时间内测力计的示数为,则此段时间内物体处于 (填“超重”或“失重”)状态,电梯加速度大小为 (结果保留1位小数)。
3.(24-25高一·下·广东揭阳·期末)“单人蹦极”是游乐园里深受孩子们喜爱的游乐项目,其原理可简化为如图所示,两根相同的弹性绳一端分别系于固定杆的A、B处,另一端系在游玩者身体上。游玩者在C位置时弹性绳恰好为原长,D位置是游玩者运动的最低点,E位置是游玩者运动的最高点,不计空气阻力。游玩者从D位置到E位置的过程中,下列说法正确的是( )
A.在D位置时,游玩者的加速度为0
B.在E位置时,游玩者的加速度为0
C.从D位置至C位置的过程,游玩者始终处于超重状态
D.从C位置至E位置的过程,游玩者始终处于失重状态
4.(24-25高一上·广东汕头·汕头一中期末)小明站在力传感器上完成“下蹲”和“起立”动作,力传感器的示数如图所示,由图可知( )
A.小明的重力大小为50N
B.在1~2s内,小明先失重后超重
C.小明先起立后下蹲
D.在1~2s内,小明完成了一组“下蹲—起立”的动作
5.(24-25高一上·广州·期末)研究“蹦极”运动时,在运动员身上系好弹性绳并安装传感器,可测得运动员竖直下落的距离h及其对应的速度v,得到如图所示的图像。运动员及其所携带装备的总质量为60kg,弹性绳原长为10m,弹性绳上的弹力遵循胡克定律,忽略空气阻力,取重力加速度,以下说法正确的是( )
A.弹性绳的劲度系数为
B.运动员在下落过程中先超重再失重
C.运动员在最低点处加速度大小为
D.运动员在速度最大处运动员处于失重状态
6.(24-25高一上学期·广东深圳高级中学·期末)人站在力传感器上完成下蹲和站起动作,传感器记录的力随时间变化图像(F-t图像)如图所示,重力加速度,则( )
A.人的体重为50kg B.人在下蹲过程中,力的示数先变小后变大
C.人在站起过程中,先失重后超重 D.人在8s内完成了两次下蹲和两次站起动作
7.(24-25高一·广东广州培正中学·期末模拟)如图所示,运动员刚开始静止在蹦床上的B点(未标出),通过调整姿态,多次弹跳后达到最高点A,然后运动员从A点保持姿势不变由静止下落至最低点C。不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.运动员从接触蹦床到最低点的过程中,一直做减速运动
B.下落过程中,运动员在B点时速度最大
C.从B点下落至C点的过程,运动员做匀减速直线运动
D.从A点下落至B点的过程,运动员先失重后超重
8.(24-25高一上·深圳福田红岭中学·期末)如图所示,某同学抱着箱子做蹲下起立的动作研究超重和失重现象,在箱内的顶部和底部均安装有压力传感器。两质量均为2kg的物块用轻弹簧连接分别抵住传感器。当该同学双手水平抱着箱子静止时,顶部的压力传感器示数为F1=10N,重力加速度g取10m/s2,不计空气阻力,则( )
A.箱子静止时,底部压力传感器示数为F2=20N
B.当F1=8N时,箱子处于失重状态,人可能抱着箱子下蹲
C.当F1=20N时,箱子处于超重状态,人可能抱着箱子向上站起
D.若箱子保持竖直从高处自由释放,运动中两个压力传感器的示数均为30N
9.(24-25高一上·广州九区·期末)如图,港珠澳大桥人工岛建设时,起重机用8根对称分布且长度为的钢索将直径为、质量为的钢筒以匀加速竖直吊起,重力加速度为,若每根钢索所能承受的最大拉力大小为,则吊起过程中下列说法正确的是( )
A.钢索拉力不断变大
B.每根钢索所受到的拉力大小为
C.钢筒的最大加速度为
D.钢筒处于超重状态
10.(24-25高一·广东汕头潮南·期末)鱼跃龙门承载着人们对于成功和梦想的向往,杭州西湖曾雨后重现过鱼跃龙门这一经典场景,我们只分析竖直方向运动,在飞跃前鱼儿以初速度5m/s离开水面,将鱼儿看成质点,忽略空气阻力,g取,下列说法正确的是( )
A.鱼儿跃起的最大高度可达1.5m B.鱼儿在空中运动的时间为1s
C.鱼儿的重量越大,能跃起的最大高度越低 D.鱼儿上升时处于超重状态
11.(24-25高一·广东汕头潮南·期末)2024年11月25日,我国以“一箭双星”的方式使用长征二号丙运载火箭成功将四纬高景二号03、04卫星发射升空,卫星顺利送入预定轨道,则下列说法中正确的是( )
A.随着火箭尾部助推器中燃料逐渐减少,火箭重心逐渐下移
B.火箭中的卫星在点火后处于失重状态
C.火箭所受合力向上,卫星所受合力向下
D.随着火箭升空,助推器用完燃料后会自动脱落,这一瞬间火箭只受重力和空气阻力作用,则脱落前后瞬间火箭的加速度增加
12.(24-25高一上学期·广东深圳光明区·期末)如图所示,在升降电梯内的地板上放一体重计,某同学站在体重计上,电梯静止时,体重计示数为40kg。电梯启动的一段时间内,该同学发现体重计示数始终为45kg,,则在这段时间内下列说法正确的是( )
A.该同学的重力变大了 B.电梯一定竖直向上运动
C.人对体重计的压力大于体重计对人的支持力 D.电梯的加速度大小为
13.(24-25高一上·广东广州越秀·期末)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像如图所示。下列说法正确的是( )
A.1s时人处在下蹲的最低点 B.3s时加速度大约为
C.下蹲过程中人始终处于失重状态 D.0~4s内该同学做了2次“下蹲—起立”的动作
14.(24-25高一下·广东潮州饶平·期末)神舟十七号载人飞船返回舱于2024年4月30日在东风着陆场成功着陆,在飞船返回至离地面十几公里时打开主伞飞船快速减速,返回舱速度大大减小,在减速过程中( )
A.返回舱受到的合力向下 B.返回舱处于平衡状态
C.返回舱处于失重状态 D.返回舱处于超重状态
15.(24-25高一上·广东茂名·期末)2024年11月4日神舟十八号载人飞船返回舱成功着陆,如图所示为返回舱着陆瞬间的照片。已知打开减速伞后返回舱减速下降一段距离,则在此段过程中( )
A.返回舱中宇航员处于失重状态
B.返回舱中宇航员处于超重状态
C.返回舱中宇航员先失重后超重
D.返回舱中宇航员先超重后失重
16.(24-25高一上·广东深圳龙岗区·期末)实验小组利用DIS系统,观察超重和失重现象。他们在学校电梯内做实验,某次实验得到电梯内一物体v—t图像如图所示,取向上为正方向,以下说法正确的是( )
A.s时电梯上升到最高点
B.1~3s内电梯加速上升,物体处于超重状态
C.5~7s内电梯减速下降,物体处于失重状态
D.s时电梯停止在某一层楼
17.(24-25高一上·广东深圳龙岗区·期末)某同学做“引体向上”时的动作如图所示初始时,两手握紧单杠,双臂竖直,身体悬垂;接着用力快速上拉,从最低点运动到最高点的过程中,手对身体的拉力始终保持向上,忽略运动变化对重心的影响,把该同学视作质点,下列关于该同学的说法正确的有( )
A.初始悬垂时若增大两手间的距离,运动员更省力
B.初始悬垂时若增大两手间的距离,两臂拉力的合力变大
C.上升过程经历了超重和失重过程
D.上升过程一直处于超重状态
18.(24-25高一上·深圳罗湖·期末)如图甲是游乐设施—“反向蹦极”的示意图,游戏者(可视为质点)与固定在地面上的扣环连接,打开扣环,游戏者从A点由静止释放,像火箭一样竖直发射。游戏者上升到B位置时弹性绳恰好处于松弛状态,为上升的最高点,为弹性绳上端悬点,点为速度最大点(未画出),弹性绳的形变在弹性限度内,且遵从胡克定律,不计空气阻力,以点为坐标原点,向上为正方向,作出游戏者上升过程中加速度与位移的关系如图乙。和为已知量,则人上升过程中( )
A.上升过程中游戏者先超重后失重
B.段的长度为
C.A点与点间的距离大于点与点间的距离
D.游戏者在点的速度为
19.(24-25高一上·深圳罗湖·期末)2024年4月25日20时59分,搭载神舟十八号载人飞船的长征二号遥十八运载火箭成功发射,并与空间站完成自主对接,对接过程历时约6.5小时。下列说法正确的是( )
A.6.5小时是指时刻
B.在空间站无法用弹簧测力计测量物体重力
C.研究飞船对接时姿势调整,可以将其视为质点
D.运载火箭刚离开地面的瞬间,速度和加速度大小均为0
20.(24-25高一上·广东汕尾·期末)如图为极限运动员从蹦极台上静止下落后对应的速度v与位移x关系的图像。当下落至12m时,运动员的速度达到最大,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.弹性绳的原长为12m
B.下落至12m时,弹性绳的弹力为mg
C.在12~20m下落过程中,弹性绳的弹力始终在增大
D.在12~20m下落过程中、运动员一直在体验超重的感觉
21.(24-25高一上·广东汕尾·期末)蹦床运动是借助弹力将人竖直弹向空中做出各类动作的竞技运动。某运动员利用压力传感器记录了他在蹦床运动过程中所受蹦床弹力随时间的变化图像,如图所示。不计空气阻力,重力加速度取。下列说法正确的是( )
A.运动员在末的速度达到最大
B.运动员在内的最大加速度为
C.运动员在内一直处于失重状态
D.内,运动员在时上升到最高点
22.(24-25高一·广东东莞·期末)蹦床属于体操运动的一种,有“空中芭蕾”之称。某次比赛过程中,一运动员做蹦床运动时,利用力传感器测得运动员所受蹦床弹力随时间的变化图像如图所示。若运动员仅在竖直方向运动,不计空气阻力,重力加速度取。依据图像给出的信息,下列说法正确的是( )
A.运动员在内始终处于超重状态
B.运动员的最大加速度大小为
C.运动员离开蹦床后上升的最大高度为
D.跳跃节奏稳定后,运动员处于完全失重状态持续的最长时间为
23.(24-25高一上·广东潮州潮安·期末)如图所示,一轻质弹簧竖直固定在水平地面上,现有一小球由某高处自由落下,落在轻质弹簧上,O为弹簧自由状态时最上端,A为小球合力为零的点,B为小球运动的最低点。运动过程弹簧在弹性限度内,小球视为质点,不计空气阻力。则下列说法正确的是( )
A.小球落至A点时的加速度为零
B.小球落至O点时速度达到最大值
C.小球在段处于失重状态
D.小球从O到B的过程中加速度逐渐增大
24.(24-25高一上·广东潮州潮安·期末)如图所示为商场中常见的两种电梯,甲是扶梯,乙是直梯。某乘客分别乘坐不同的电梯上楼(乘客相对电梯静止),则当电梯都加速上升时(加速度方向如图所示),下列说法正确的是( )
A.甲电梯上的乘客处于超重状态
B.乙电梯中的乘客处于失重状态
C.甲电梯上的乘客受到的支持力与重力平衡
D.甲、乙电梯中的乘客都受到重力、支持力和摩擦力的作用
25.(24-25高一上·广东揭阳·期末)如图所示,家用楼梯升降椅可以沿着倾斜的直轨道运动,方便行动困难的老人上下楼。以下说法正确的是( )
A.升降椅加速上升时,人处于失重状态
B.升降椅减速上升时,人处于失重状态
C.升降椅匀速上升时,升降椅对人的作用力竖直向上
D.升降椅加速上升时,升降椅对人的作用力沿楼梯斜向上
26.(24-25高一·广东省大湾区·期末)质量为60kg的人站在升降机中的体重计上,体重计的读数用M表示,重力加速度g取10,下列说法正确的有( )
A.升降机以1的加速度加速上升时,人处于超重状态
B.升降机以1的加速度减速上升时,M为54kg
C.升降机以1.5的加速度加速下降时,人处于超重状态
D.升降机以1.5的加速度减速下降时,M为51kg
27.(24-25高一·广东省大湾区·期末)“磁悬浮陀螺”依靠磁场力可以悬浮在空中。如图所示,对处于悬浮状态的陀螺,下列说法正确的有( )
A.陀螺在竖直方向上受力平衡
B.陀螺处于完全失重状态
C.底座对桌面的压力和桌面对底座的支持力是一对平衡力
D.桌面对底座的支持力等于底座的重力
28.(24-25高一上·广东十八校·期末)图甲是学校举行科技节时某学习小组制作的水火箭模型,其工作原理是通过压缩空气将水从火箭尾部的喷嘴高速喷出,产生反作用力,使火箭竖直上升;图乙是某次竖直发射时测绘的水火箭速度v随时间t变化的图像,关于“水火箭”的运动,下列说法正确的是( )
A.t0~t2时间内水火箭做加速度逐渐增大的加速运动
B.水火箭在t2时刻达到最高点
C.t1~t2时间内水火箭的平均速度等于
D.t3~t4时间内水火箭处于失重状态
29.(24-25高一·广东阳江·部分学校·期末)2024年11月30日22时25分,我国新型运载火箭长征十二号在海南商业航天发射场点火起飞。长征十二号火箭全长约62m,是目前我国运载能力最大的单芯级运载火箭,一级采用4台推力的泵后摆液氧煤油发动机。下列说法正确的是( )
A.“22时25分”是时间间隔
B.“m”和“N”均属于基本单位
C.火箭竖直加速升空时处于超重状态
D.长征十二号火箭比较长,任何情况下都不能视为质点
30.(24-25高一上·广雅中学·期末某同学使用轻弹簧、直尺、钢球等制作了一个“竖直加速度测量仪”,如图所示。弹簧上端固定,在弹簧旁沿弹簧长度方向固定一直尺。不挂钢球时,弹簧下端指针位于直尺20刻度处;下端悬挂质量为的钢球,静止时指针位于直尺刻度处。将直尺不同刻度对应的加速度标在直尺上,就可用此装置直接测量竖直方向的加速度。取竖直向上为正方向,重力加速度大小为g取10。下列说法正确的是( )
A.弹簧的劲度系数
B.指针指在30cm刻度时,物体加速度为
C.指针指在30cm刻度时,物体处于失重状态
D.指针指在30cm刻度时,物体一定向下运动
31.(24-25高一上·广东佛山·期末)小明将重物静止悬挂在力传感器下如图(a)所示,从t时刻起,小明手持力传感器沿竖直方向运动,如图(b)为得到的力传感器示数F随时间t的变化图像,忽略空气阻力。请解答下列问题:
(1)指出重物在时间内超重和失重的情况;
(2)推断重物在时间内的运动方向,并分析其原因;
(3)指出重物在时间内,何时速度最大?
32.(24-25高一上·广东广州越秀·期末)放在水平地面上的物块,受到水平推力F的作用,力F与时间t的关系如图甲所示;物块运动的图像如图乙所示(6s后没有画出),g取。则物块( )
A.质量为4.5kg B.与地面间的动摩擦因数是0.4
C.滑动时受到的摩擦力大小是6N D.6s~9s内的加速度大小是
33.(24-25高一上学期·广东深圳光明区·期末)如甲图所示是利用气垫导轨测量当地重力加速度g的实验装置。主要的实验操作如下:
(1)将气垫导轨适当倾斜放置并固定。在气垫导轨上取相距较远的两点,测出这两点沿导轨方向的长度L和这两点在竖直方向的高度差H,计算气垫导轨与水平方向夹角的正弦值 。
(2)用毫米刻度尺测量小滑块上的遮光条的宽度d如乙图所示,则d= mm。
(3)接通气源,小滑块与气垫导轨间的摩擦力近似为零。让小滑块从气垫导轨上O点由静止释放。记录遮光条通过光电门的时间t,则小滑块通过光电门的速度大小v= (用字母表示)。
(4)用毫米刻度尺测出O点处遮光条所在位置到光电门中心的距离s。
(5)改变小滑块静止释放的位置,重复以上操作。
(6)由测得的多组数据做出图像,如丙图所示。若图像的斜率为k,则当地重力加速度g= (用d、L、k、H表示)。
34.(24-25高一上·广州九区·期末)在水平路面上带动轮胎加速跑是锻炼运动员核心力量和耐力的一种有效方法,如图甲所示,在某次训练活动中,运动员腰部系着不可伸长的轻绳拖着质量的轮胎从静止开始沿着笔直的跑道加速奔跑,轻绳与水平地面间的夹角为,后轻绳从轮胎上脱落,轮胎直线运动的图像如图乙所示。不计空气阻力,已知,,g取。求:
(1)地面对轮胎的滑动摩擦系数;
(2)拖绳对轮胎的拉力大小。
35.(24-25高一上·广雅中学·期末如图(a),物块和木板叠放在实验台上,物块用一不可伸长的细绳与固定在实验台上的力传感器相连,细绳水平。时,木板开始受到水平外力的作用,在时撤去外力,细绳对物块的拉力随时间变化的关系如图所示,木板的速度与时间的关系如图(b)所示,木板与实验台之间的摩擦可以忽略,重力加速度取,由题给数据可以得出( )
A.内,木板的加速度大小为
B.物块与木板之间的动摩擦因数为
C.木板的质量为
D.内,力的大小为0.4N
36.(24-25高一上·广东佛山·期末)在密封的箱子中,一根不可伸长的细绳悬挂一个小球,小球随箱子一起在竖直方向上做直线运动,其速度—时间图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.时间内箱子做匀速运动,绳子拉力一定等于小球重力
B.时间内箱子做减速运动,绳子拉力一定大于小球重力
C.若箱子竖直向上运动,则时间内绳子的拉力大于时间内绳子的拉力
D.若箱子竖直向下运动,则时间内小球所受合力方向与绳子拉力方向相反
37.(23-24高一上·广东汕头澄海·期末)如图甲所示,倾角θ为37°的粗糙斜面上一质量m=2.0kg的木块,在平行于斜面的恒力F的作用下,从静止开始加速向上运动,一段时间后再撤去F,乙图给出了木块在0~0.8s内的速度时间图像,假设斜面足够长,sin37°= 0.6,cos37°= 0.8,g=10m/s2,试求:
(1)木块与斜面间的动摩擦因数μ;
(2)拉力F的大小;
(3)0~1.1s内木块所发生的位移。
38.(23-24高一上·广东佛山·期末)某钢材厂在生产时,用电子吊秤将一钢圈吊起,钢圈处于静止状态时吊秤的示数为,随后吊秤开始竖直向上运动,一段时间内吊秤的示数如图所示,取竖直向上为正方向,则该段时间内钢圈运动的图像和图像正确的是( )
A. B.
C. D.
39.(23-24高一·深圳光明·期末)如图甲,物块在t=0时刻滑上一固定斜面,其v—t图线如图乙所示。若重力加速度g及图中的、、、均为已知量,则可求( )
A.斜面的倾角 B.斜面的长度
C.物块的质量 D.物块与斜面间的动摩擦因数
40.(23-24高一上·深圳宝安·期末)一物块以初速度冲上粗糙斜面到达某高度后又滑回斜面底部,则该过程中滑块的速度v及加速度a(v和a均以沿斜面向上为正方向)随时间t变化的图像正确的是( )
A. B.
C. D.
41.(23-24高一上·广州荔湾·期末)在室内运动场将一篮球竖直向上抛出,若篮球运动时所受空气阻力大小恒定,取竖直向上为正方向,下列能表示篮球上升过程的图像是( )
A. B.
C. D.
42.(2025·广东·模拟)如图甲所示,可视为质点的小球,从固定在水平地面上的光滑斜面的正中间,以2m/s的初速度沿斜面向上运动,小球回到斜面底端时的速度大小为4m/s,此过程中小球的v-t图像如图乙所示,取重力加速度大小g=10m/s2,下列说法正确的是( )
A.小球在斜面上运动时的加速度大小为5m/s2
B.小球在斜面上运动的时间为2s
C.斜面的长度为2.5m
D.斜面的高度为1.2m
43.“水火箭”是一项深受学生喜欢的科技活动,某学习小组利用饮料瓶制作的水火箭如图甲所示,其发射原理是通过打气使瓶内空气压力增大,当瓶口与橡皮塞脱离时,瓶内水向后喷出,水火箭获得推力向上射出,图乙是某次竖直发射时测绘的水火箭速度v与时间t的图像,其中时刻为“水火箭”起飞时刻,段是斜率绝对值为g的直线,忽略空气阻力,关于“水火箭”的运动,下列说法正确的是( )
A.在、、、时刻中,加速度大小都等于g
B.在时刻达到最高点
C.在时刻失去推力
D.时间做自由落体运动
44.电动平衡车是一种新的短途代步工具。已知人和平衡车的总质量是60kg,启动平衡车后,车由静止开始向前做直线运动,某时刻关闭动力,最后停下来,其图像如图所示。假设平衡车与地面间的动摩擦因数为μ,,则( )
A.平衡车与地面间的动摩擦因数为0.6
B.平衡车整个运动过程中的位移大小为195m
C.平衡车在整个运动过程中的平均速度大小为3m/s
D.平衡车在加速段的动力大小72N
45.(24-25高一·期末)水平面上一质量为的物块,在水平恒力F作用下做匀变速直线运动,2s后撤掉外力,物块的运动图像如图所示。已知物块在水平面上运动的摩擦阻力恒定,则下列说法正确的是( )
A.物块受到的摩擦阻力大小为4N B.物块受到的摩擦阻力大小为2N
C.恒力F大小为6N D.恒力F大小为7N
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专题07 超重和失重 动力学图像
1.(2025·浙江·高考真题)中国运动员以121公斤的成绩获得2024年世界举重锦标赛抓举金牌,举起杠铃稳定时的状态如图所示。重力加速度,下列说法正确的是( )
A.双臂夹角越大受力越小
B.杠铃对每只手臂作用力大小为
C.杠铃对手臂的压力和手臂对杠铃的支持力是一对平衡力
D.在加速举起杠铃过程中,地面对人的支持力大于人与杠铃总重力
【答案】D
【详解】AB.杠铃的重力为
手臂与水平的杠铃之间有夹角,假设手臂与竖直方向夹角为,根据平衡条件可知
可知,双臂夹角越大,F越大;结合,解得杠铃对手臂的弹力,而杠铃对手臂的作用力是弹力和摩擦力的合力,可知杠铃对每只手臂作用力大小大于,AB错误;
C.杠铃对手臂的压力和手臂对杠铃的支持力是一对相互作用力,C错误;
D.加速举起杠铃,人和杠铃构成的相互作用系统加速度向上,系统处于超重状态,因此地面对人的支持力大于人与杠铃的总重力,D正确。
故选D。
2.(2024·全国·真题)学生小组为了探究超重和失重现象,将弹簧测力计挂在电梯内,测力计下端挂一物体。已知当地重力加速度大小为。
(1)电梯静止时测力计示数如图所示,读数为 N(结果保留1位小数);
(2)电梯上行时,一段时间内测力计的示数为,则此段时间内物体处于 (填“超重”或“失重”)状态,电梯加速度大小为 (结果保留1位小数)。
【答案】(1)5.0
(2) 失重 1.0
【详解】(1)由图可知弹簧测力计的分度值为0.5N,则读数为5.0N。
(2)[1]电梯上行时,一段时间内测力计的示数为,小于物体的重力可知此段时间内物体处于失重状态;
[2]根据
根据牛顿第二定律
代入数据联立解得电梯加速度大小
3.(24-25高一·下·广东揭阳·期末)“单人蹦极”是游乐园里深受孩子们喜爱的游乐项目,其原理可简化为如图所示,两根相同的弹性绳一端分别系于固定杆的A、B处,另一端系在游玩者身体上。游玩者在C位置时弹性绳恰好为原长,D位置是游玩者运动的最低点,E位置是游玩者运动的最高点,不计空气阻力。游玩者从D位置到E位置的过程中,下列说法正确的是( )
A.在D位置时,游玩者的加速度为0
B.在E位置时,游玩者的加速度为0
C.从D位置至C位置的过程,游玩者始终处于超重状态
D.从C位置至E位置的过程,游玩者始终处于失重状态
【答案】D
【详解】A.在D位置时,游玩者所受弹性绳弹力的合力大于重力,加速度向上,故A错误;
B.在E位置时,游玩者只受重力,加速度向下,故B错误;
C.从D位置至C位置的过程,游玩者的加速度先向上后向下,所以先超重后失重,故C错误;
D.从C位置至E位置的过程,游玩者只受重力,始终处于失重状态,故D正确。
故选D。
4.(24-25高一上·广东汕头·汕头一中期末)小明站在力传感器上完成“下蹲”和“起立”动作,力传感器的示数如图所示,由图可知( )
A.小明的重力大小为50N
B.在1~2s内,小明先失重后超重
C.小明先起立后下蹲
D.在1~2s内,小明完成了一组“下蹲—起立”的动作
【答案】B
【详解】A.当人站在力传感器上静止时,力传感器对人的支持力与人的重力是一对平衡力,此时
从图像中可以看出,力传感器示数稳定在,所以小明的重力大小为,而不是,A错误;
B.根据牛顿第二定律
当人处于失重状态时,加速度方向向下,此时
当人处于超重状态时,加速度方向向上,此时
在内,力传感器示数先小于,之后力传感器示数大于,说明小明先失重后超重,B正确;
C.在内,人先失重后超重,加速度先向下后向上。加速度向下时,人向下加速运动;加速度向上时,人向下减速运动,整个过程是下蹲过程,而不是先起立后下蹲,C错误;
D .动作过程的判断从图像中可以看出,在内,力传感器示数先变小后变大,结合前面的分析,人先失重后超重,整个过程是下蹲过程,并没有完成一组“下蹲—起立”动作,D错误。
故选B。
5.(24-25高一上·广州·期末)研究“蹦极”运动时,在运动员身上系好弹性绳并安装传感器,可测得运动员竖直下落的距离h及其对应的速度v,得到如图所示的图像。运动员及其所携带装备的总质量为60kg,弹性绳原长为10m,弹性绳上的弹力遵循胡克定律,忽略空气阻力,取重力加速度,以下说法正确的是( )
A.弹性绳的劲度系数为
B.运动员在下落过程中先超重再失重
C.运动员在最低点处加速度大小为
D.运动员在速度最大处运动员处于失重状态
【答案】AC
【详解】A.运动员受力平衡时,速度最大。由图像可知,下落高度为15m时速度最大,此时受力平衡
且,
解得,故A正确;
B.根据加速度向上,物体处于超重状态;加速度向下,物体处于失重状态,运动员下落过程先加速后减速,所以下落过程是先失重后超重,故B错误;
C.运动员在最低点时,速度为零,弹力最大,此时由牛顿第二定律可得
其中,
联立解得,故C正确;
D.速度最大时重力和弹力平衡,此时加速度为零,既不失重也不超重,故D错误。
故选AC。
6.(24-25高一上学期·广东深圳高级中学·期末)人站在力传感器上完成下蹲和站起动作,传感器记录的力随时间变化图像(F-t图像)如图所示,重力加速度,则( )
A.人的体重为50kg B.人在下蹲过程中,力的示数先变小后变大
C.人在站起过程中,先失重后超重 D.人在8s内完成了两次下蹲和两次站起动作
【答案】AB
【详解】A.在最开始时人静止不动,可知人的重力为500N,则人的质量为
故A正确;
B.人在下蹲过程中,先向下加速,再向下减速,故人先失重再超重,故力的示数先变小后变大,故B正确;
C.人在站起过程中,先向上加速,再向上减速,故人先超重再失重,故C错误;
D.人在下蹲过程中,力的示数先变小后变大,人在站起过程中,力的示数先变大后变小,可知人在8s内完成了一次下蹲和一次站起动作,故D错误。
故选AB。
7.(24-25高一·广东广州培正中学·期末模拟)如图所示,运动员刚开始静止在蹦床上的B点(未标出),通过调整姿态,多次弹跳后达到最高点A,然后运动员从A点保持姿势不变由静止下落至最低点C。不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.运动员从接触蹦床到最低点的过程中,一直做减速运动
B.下落过程中,运动员在B点时速度最大
C.从B点下落至C点的过程,运动员做匀减速直线运动
D.从A点下落至B点的过程,运动员先失重后超重
【答案】B
【详解】A.运动员接触蹦床后,一开始弹力小于重力,运动员继续加速运动,加速度减小;当弹力等于重力时,加速度为零,速度最大;之后弹力大于重力,运动员向下做减速运动,加速度增大,故A错误;
B.运动员在B点时,重力与弹力大小相等,运动员的加速度为零,速度最大,故B正确;
C.运动员从B点到C点的过程中,弹力大于重力,由牛顿第二定律得
由于弹力逐渐增大,所以加速度增大,故运动员做加速度逐渐增大的减速运动,故C错误;
D.从A点下落至B点的过程,运动员仍向下加速运动,加速度方向向下,处于失重状态,故D错误。
故选B。
8.(24-25高一上·深圳福田红岭中学·期末)如图所示,某同学抱着箱子做蹲下起立的动作研究超重和失重现象,在箱内的顶部和底部均安装有压力传感器。两质量均为2kg的物块用轻弹簧连接分别抵住传感器。当该同学双手水平抱着箱子静止时,顶部的压力传感器示数为F1=10N,重力加速度g取10m/s2,不计空气阻力,则( )
A.箱子静止时,底部压力传感器示数为F2=20N
B.当F1=8N时,箱子处于失重状态,人可能抱着箱子下蹲
C.当F1=20N时,箱子处于超重状态,人可能抱着箱子向上站起
D.若箱子保持竖直从高处自由释放,运动中两个压力传感器的示数均为30N
【答案】D
【详解】A.设两个物块的质量均为m,当箱子静止时有
解得底部压力传感器示数为
对上面物块有
解得,故A错误;
B.当F1=8N时,对上面物体有
所以加速度方向向上,箱子处于超重状态,故B错误;
C.当F1=20N时,对上面物体有
所以加速度方向向下,箱子处于失重状态,故C错误;
D.当箱子自由下落时处于完全失重状态,两个物体所受合力均为mg,则,故D正确。
故选D。
9.(24-25高一上·广州九区·期末)如图,港珠澳大桥人工岛建设时,起重机用8根对称分布且长度为的钢索将直径为、质量为的钢筒以匀加速竖直吊起,重力加速度为,若每根钢索所能承受的最大拉力大小为,则吊起过程中下列说法正确的是( )
A.钢索拉力不断变大
B.每根钢索所受到的拉力大小为
C.钢筒的最大加速度为
D.钢筒处于超重状态
【答案】CD
【详解】A.根据对称性可知,8根钢索的拉力大小相等,令钢索与竖直方向夹角为,根据牛顿第二定律有
钢筒做匀加速直线运动,加速度一定,则钢索拉力不变,故A错误;
B.根据几何关系有
结合上述解得,
故B错误;
C.结合题意与上述可知,当加速度最大时,钢索拉力最大,即拉力大小为F,则有
解得
故C正确;
D.钢筒的加速度方向竖直向上,则钢筒处于超重状态,故D正确。
故选CD。
10.(24-25高一·广东汕头潮南·期末)鱼跃龙门承载着人们对于成功和梦想的向往,杭州西湖曾雨后重现过鱼跃龙门这一经典场景,我们只分析竖直方向运动,在飞跃前鱼儿以初速度5m/s离开水面,将鱼儿看成质点,忽略空气阻力,g取,下列说法正确的是( )
A.鱼儿跃起的最大高度可达1.5m B.鱼儿在空中运动的时间为1s
C.鱼儿的重量越大,能跃起的最大高度越低 D.鱼儿上升时处于超重状态
【答案】B
【详解】AC.根据速度—位移公式有
解得m
与鱼儿的重量无关,故AC错误;
B.根据速度—时间公式有
解得s
根据对称性可知鱼儿在空中运动的时间为 1s
故B正确;
D.鱼儿上升时只受重力,加速度向下,处于失重状态,故D错误;
故选B。
11.(24-25高一·广东汕头潮南·期末)2024年11月25日,我国以“一箭双星”的方式使用长征二号丙运载火箭成功将四纬高景二号03、04卫星发射升空,卫星顺利送入预定轨道,则下列说法中正确的是( )
A.随着火箭尾部助推器中燃料逐渐减少,火箭重心逐渐下移
B.火箭中的卫星在点火后处于失重状态
C.火箭所受合力向上,卫星所受合力向下
D.随着火箭升空,助推器用完燃料后会自动脱落,这一瞬间火箭只受重力和空气阻力作用,则脱落前后瞬间火箭的加速度增加
【答案】A
【详解】A.随着火箭尾部助推器中燃料逐渐减少,火箭的质量分布偏向下,则重心逐渐下移,故A正确;
B.火箭中的卫星在点火后,加速度向上,处于超重状态,故B错误;
C.根据整体分析法可知,火箭和卫星所受合力都向上,故C错误;
D.随着火箭升空,助推器用完燃料后会自动脱落,这一瞬间火箭只受重力和空气阻力作用,脱落前火箭加速度为
脱落后瞬间火箭的加速度为
无法比较加速度大小,故D错误;
故选A。
12.(24-25高一上学期·广东深圳光明区·期末)如图所示,在升降电梯内的地板上放一体重计,某同学站在体重计上,电梯静止时,体重计示数为40kg。电梯启动的一段时间内,该同学发现体重计示数始终为45kg,,则在这段时间内下列说法正确的是( )
A.该同学的重力变大了 B.电梯一定竖直向上运动
C.人对体重计的压力大于体重计对人的支持力 D.电梯的加速度大小为
【答案】B
【详解】A.该同学的重力为N
不变,故A错误;
B.可知该同学处于超重状态,电梯启动的一段时间内,运动状态为向上加速,故B正确;
C.人对体重计的压力和体重计对人的支持力是相互作用力,大小相等,故C错误;
D.根据牛顿第二定律有
其中N=450N
解得
故D错误;
故选B。
13.(24-25高一上·广东广州越秀·期末)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像如图所示。下列说法正确的是( )
A.1s时人处在下蹲的最低点 B.3s时加速度大约为
C.下蹲过程中人始终处于失重状态 D.0~4s内该同学做了2次“下蹲—起立”的动作
【答案】B
【详解】A.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;如题图,在1s时人处于失重的状态,说明人正在加速下蹲,故此时人并没有静止,它不是下蹲的最低点,故A错误;
B.由图示图象可知,3s时该同学对传感器的压力大小为200N,由牛顿第三定律可知,传感器对该同学的支持力F=200N,重力约为620N,质量约为62kg,由牛顿第二定律得:mg-F=ma
代入数据解得:a≈7.0m/s2
故B正确;
C.人在下蹲的过程中,先加速向下运动,此时加速度方向向下,后减速向下运动,加速度方向向上,最后静止;故人先处于失重状态,后处于超重状态,故C错误;
D.该同学在前2s时是下蹲过程,后2s是起立的过程,0~4s内该同学做了1次下蹲—起立的动作,故D错误。
故选B。
14.(24-25高一下·广东潮州饶平·期末)神舟十七号载人飞船返回舱于2024年4月30日在东风着陆场成功着陆,在飞船返回至离地面十几公里时打开主伞飞船快速减速,返回舱速度大大减小,在减速过程中( )
A.返回舱受到的合力向下 B.返回舱处于平衡状态
C.返回舱处于失重状态 D.返回舱处于超重状态
【答案】D
【详解】返回舱减速下降,则加速度向上,合力向上,返回舱处于超重状态。
故选D。
15.(24-25高一上·广东茂名·期末)2024年11月4日神舟十八号载人飞船返回舱成功着陆,如图所示为返回舱着陆瞬间的照片。已知打开减速伞后返回舱减速下降一段距离,则在此段过程中( )
A.返回舱中宇航员处于失重状态
B.返回舱中宇航员处于超重状态
C.返回舱中宇航员先失重后超重
D.返回舱中宇航员先超重后失重
【答案】B
【详解】返回舱减速下降,故加速度方向向上,处于超重状态。
故选B。
16.(24-25高一上·广东深圳龙岗区·期末)实验小组利用DIS系统,观察超重和失重现象。他们在学校电梯内做实验,某次实验得到电梯内一物体v—t图像如图所示,取向上为正方向,以下说法正确的是( )
A.s时电梯上升到最高点
B.1~3s内电梯加速上升,物体处于超重状态
C.5~7s内电梯减速下降,物体处于失重状态
D.s时电梯停止在某一层楼
【答案】BD
【详解】A.时电梯上升的速度从最大开始向上减速,未达到最高点,故A错误;
B.内电梯加速上升,则加速度向上,物体处于超重状态,故B正确;
C.内电梯减速上升,加速度向下,物体处于失重状态,故C错误;
D.时电梯的速度减小为,则电梯停止在某一层楼,故D正确。
故选BD。
17.(24-25高一上·广东深圳龙岗区·期末)某同学做“引体向上”时的动作如图所示初始时,两手握紧单杠,双臂竖直,身体悬垂;接着用力快速上拉,从最低点运动到最高点的过程中,手对身体的拉力始终保持向上,忽略运动变化对重心的影响,把该同学视作质点,下列关于该同学的说法正确的有( )
A.初始悬垂时若增大两手间的距离,运动员更省力
B.初始悬垂时若增大两手间的距离,两臂拉力的合力变大
C.上升过程经历了超重和失重过程
D.上升过程一直处于超重状态
【答案】C
【详解】AB.初始悬垂时两臂拉力的合力始终与人的重力大小相等,若增大两手间的距离,两臂拉力的合力不变,且根据力的合成与分解可知,由于两臂夹角变大,单臂的拉力均变大,更不省力,故AB错误;
CD.该同学先向上做加速运动,再向上做减速运动,故上升过程经历了超重和失重过程,故C正确,D错误。
故选C。
18.(24-25高一上·深圳罗湖·期末)如图甲是游乐设施—“反向蹦极”的示意图,游戏者(可视为质点)与固定在地面上的扣环连接,打开扣环,游戏者从A点由静止释放,像火箭一样竖直发射。游戏者上升到B位置时弹性绳恰好处于松弛状态,为上升的最高点,为弹性绳上端悬点,点为速度最大点(未画出),弹性绳的形变在弹性限度内,且遵从胡克定律,不计空气阻力,以点为坐标原点,向上为正方向,作出游戏者上升过程中加速度与位移的关系如图乙。和为已知量,则人上升过程中( )
A.上升过程中游戏者先超重后失重
B.段的长度为
C.A点与点间的距离大于点与点间的距离
D.游戏者在点的速度为
【答案】ACD
【详解】A.由图乙可知,上升过程中游戏者的加速度先竖直向上后竖直向下,所以游戏者先超重后失重,故A正确;
B.由题图乙可知,在内,加速度为正,游戏者向上做加速运动,在处加速度是零,此时速度最大,加速度反向增大,在处加速度大小为,说明此时游戏者只受重力作用,可知游戏者位于B位置,之后,游戏者一直做减速运动到速度减到零,在最高点C位置,因此AB段的长度为,故B错误;
C.D点为速度最大点,设最大速度大小为,则到和到分别根据可知,图线与横轴所围面积均表示,即图线与横轴正半轴所围面积与负半轴所围面积大小相等,所以。由题图乙可知AD为,DB为,段的图线斜率相同,因此则有
即A点与D点间的距离大于D点与B点间的距离,故C正确;
D.由题图乙可知,游戏者由点到点过程为匀减速上升,则
解得
故D正确。
故选ACD。
19.(24-25高一上·深圳罗湖·期末)2024年4月25日20时59分,搭载神舟十八号载人飞船的长征二号遥十八运载火箭成功发射,并与空间站完成自主对接,对接过程历时约6.5小时。下列说法正确的是( )
A.6.5小时是指时刻
B.在空间站无法用弹簧测力计测量物体重力
C.研究飞船对接时姿势调整,可以将其视为质点
D.运载火箭刚离开地面的瞬间,速度和加速度大小均为0
【答案】B
【详解】A.6.5小时指的是时间间隔,故A错误;
B.在飞船内处于完全失重状态,无法用弹簧测力计测量物体重力,故B正确;
C.研究飞船的姿态调整问题时,飞船的形状、大小不能忽略不计,不可以将其视为质点,故C错误;
D.运载火箭刚离开地面的瞬间,速度为0,加速度大小不为0,故D错误。
故选B。
20.(24-25高一上·广东汕尾·期末)如图为极限运动员从蹦极台上静止下落后对应的速度v与位移x关系的图像。当下落至12m时,运动员的速度达到最大,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.弹性绳的原长为12m
B.下落至12m时,弹性绳的弹力为mg
C.在12~20m下落过程中,弹性绳的弹力始终在增大
D.在12~20m下落过程中、运动员一直在体验超重的感觉
【答案】BCD
【详解】AB.由图像可知运动员先做加速运动,后做减速运动,在位移大小为12m时,速度为最大值,此时运动员的加速度为零,运动员所受合力为零,弹性绳的弹力与运动员的重力等大反向,弹力大小为mg;由于此时弹性绳处于伸长状态,所以弹性绳的原长小于12m,故A错误,B正确;
CD.运动员在位移为12m处时,速度最大,加速度为零,接着将继续向下运动,弹性绳的弹力继续增大,且大于运动员的重力,运动员处于超重状态,将向下做加速度逐渐增大的减速运动,故CD正确。
故选BCD。
21.(24-25高一上·广东汕尾·期末)蹦床运动是借助弹力将人竖直弹向空中做出各类动作的竞技运动。某运动员利用压力传感器记录了他在蹦床运动过程中所受蹦床弹力随时间的变化图像,如图所示。不计空气阻力,重力加速度取。下列说法正确的是( )
A.运动员在末的速度达到最大
B.运动员在内的最大加速度为
C.运动员在内一直处于失重状态
D.内,运动员在时上升到最高点
【答案】B
【详解】A.由题图可知在末该运动员所受蹦床的弹力为零,仅受重力的作用,合力不为零,速度不是最大,故A错误;
B.该运动员在内的最大加速度为弹力最大的时刻对应的加速度,由牛顿第二定律有
故B正确;
C.弹力小于重力时处于失重状态,弹力大于重力时处于超重状态,则该运动员在内先处于超重状态,后处于失重状态,故C错误;
D.由题图可知,该运动员在内,先做竖直上抛运动,到最高点后,再做自由落体运动,根据对称性可知,上升和下落时间均为,则该同学在时升到最大高度,故D错误。
故选B。
22.(24-25高一·广东东莞·期末)蹦床属于体操运动的一种,有“空中芭蕾”之称。某次比赛过程中,一运动员做蹦床运动时,利用力传感器测得运动员所受蹦床弹力随时间的变化图像如图所示。若运动员仅在竖直方向运动,不计空气阻力,重力加速度取。依据图像给出的信息,下列说法正确的是( )
A.运动员在内始终处于超重状态
B.运动员的最大加速度大小为
C.运动员离开蹦床后上升的最大高度为
D.跳跃节奏稳定后,运动员处于完全失重状态持续的最长时间为
【答案】B
【详解】A.运动员在内蹦床弹力从0开始增大到最大,然后减小为0,则弹力先小于重力,后大于重力,再小于重力,运动员先处于失重状态,然后处于超重状态,最后处于失重状态,故A错误;
B.运动员加速度最大时,此时受到的弹力最大,为;根据牛顿第二定律可得
解得运动员的最大加速度大小为
故B正确;
CD.在运动员稳定后,运动员离开蹦床后的高度最大,此时在空中运动的时间为
可知运动员处于完全失重状态持续的最长时间为;根据对称性可知空中下落时间为
则运动员离开蹦床后上升的最大高度为
故CD错误。
故选B。
23.(24-25高一上·广东潮州潮安·期末)如图所示,一轻质弹簧竖直固定在水平地面上,现有一小球由某高处自由落下,落在轻质弹簧上,O为弹簧自由状态时最上端,A为小球合力为零的点,B为小球运动的最低点。运动过程弹簧在弹性限度内,小球视为质点,不计空气阻力。则下列说法正确的是( )
A.小球落至A点时的加速度为零
B.小球落至O点时速度达到最大值
C.小球在段处于失重状态
D.小球从O到B的过程中加速度逐渐增大
【答案】AC
【详解】A.A为小球合力为零的点,根据牛顿第二定律可知,小球落至A点时的加速度为零,故A正确;
B.小球落至O点后压缩弹簧,弹力开始时小于重力,加速度方向向下,小球向下做加速度减小的加速运动,到达O点时,加速度为0,速度达到最大值,之后,弹簧弹力大于重力,加速度方向向上,小球做加速度增大的减速运动,直至运动到B点速度为0,故B错误;
C.结合上述,小球在OA段加速度方向向下,则小球在段处于失重状态,故C正确;
D.结合上述可知,小球从O到B的过程中加速度先减小后增大,故D错误。
故选AC。
24.(24-25高一上·广东潮州潮安·期末)如图所示为商场中常见的两种电梯,甲是扶梯,乙是直梯。某乘客分别乘坐不同的电梯上楼(乘客相对电梯静止),则当电梯都加速上升时(加速度方向如图所示),下列说法正确的是( )
A.甲电梯上的乘客处于超重状态
B.乙电梯中的乘客处于失重状态
C.甲电梯上的乘客受到的支持力与重力平衡
D.甲、乙电梯中的乘客都受到重力、支持力和摩擦力的作用
【答案】A
【详解】将甲电梯上的乘客的加速度沿水平方向和竖直方向分解,得到竖直向上的分加速度和水平向左的分加速度,故乘客处于超重状态,所受支持力大于重力,受到重力、支持力和摩擦力的作用;乙电梯中的乘客加速度竖直向上,处于失重状态,只受到重力、支持力的作用。
故选A。
25.(24-25高一上·广东揭阳·期末)如图所示,家用楼梯升降椅可以沿着倾斜的直轨道运动,方便行动困难的老人上下楼。以下说法正确的是( )
A.升降椅加速上升时,人处于失重状态
B.升降椅减速上升时,人处于失重状态
C.升降椅匀速上升时,升降椅对人的作用力竖直向上
D.升降椅加速上升时,升降椅对人的作用力沿楼梯斜向上
【答案】BC
【详解】A. 升降椅加速上升时,加速度向上,人处于超重状态,A错误;
B. 当升降椅减速上升时,加速度向下,人处于失重状态,B正确;
C. 当升降椅匀速上升时,人处于平衡状态,升降椅对人的力与人受到的重力平衡,竖直向上,C正确;
D. 升降椅加速上升时,升降椅对人的作用力为支持力和摩擦力,合力斜向上,但不沿楼梯,因为升降椅对人的支持力、摩擦力和人的重力三个力的合力才沿楼梯向上,D错误。
故选BC。
26.(24-25高一·广东省大湾区·期末)质量为60kg的人站在升降机中的体重计上,体重计的读数用M表示,重力加速度g取10,下列说法正确的有( )
A.升降机以1的加速度加速上升时,人处于超重状态
B.升降机以1的加速度减速上升时,M为54kg
C.升降机以1.5的加速度加速下降时,人处于超重状态
D.升降机以1.5的加速度减速下降时,M为51kg
【答案】AB
【详解】A.升降机以1的加速度加速上升时,加速度向上,则人处于超重状态,选项A正确;
B.升降机以1的加速度减速上升时,加速度向下,人处于失重状态,则
解得F=540N
可知M为54kg,选项B正确;
C.升降机以1.5的加速度加速下降时,加速度向下,人处于失重状态,选项C错误;
D.升降机以1.5的加速度减速下降时,加速度向上,人处于超重状态,则
解得F=690N
可知M为69kg,选项D错误。
故选AB。
27.(24-25高一·广东省大湾区·期末)“磁悬浮陀螺”依靠磁场力可以悬浮在空中。如图所示,对处于悬浮状态的陀螺,下列说法正确的有( )
A.陀螺在竖直方向上受力平衡
B.陀螺处于完全失重状态
C.底座对桌面的压力和桌面对底座的支持力是一对平衡力
D.桌面对底座的支持力等于底座的重力
【答案】A
【详解】AB.处于悬浮状态的陀螺,在竖直方向加速度是零,则在竖直方向上受力平衡,即向上的磁场力与向下的重力平衡,因此陀螺既不超重也不失重, 故A正确,B错误;
C.底座对桌面的压力和桌面对底座的支持力是一对作用力和反作用力,故C错误;
D.由题意可知,磁场对陀螺有向上的磁场力作用,由牛顿第三定律可知,同时底座也受向下的磁场力作用,对底座由平衡条件可知,桌面对底座的支持力等于底座的重力与受磁场力的合力,因此桌面对底座的支持力大于底座的重力,故D错误。
故选A。
28.(24-25高一上·广东十八校·期末)图甲是学校举行科技节时某学习小组制作的水火箭模型,其工作原理是通过压缩空气将水从火箭尾部的喷嘴高速喷出,产生反作用力,使火箭竖直上升;图乙是某次竖直发射时测绘的水火箭速度v随时间t变化的图像,关于“水火箭”的运动,下列说法正确的是( )
A.t0~t2时间内水火箭做加速度逐渐增大的加速运动
B.水火箭在t2时刻达到最高点
C.t1~t2时间内水火箭的平均速度等于
D.t3~t4时间内水火箭处于失重状态
【答案】D
【详解】A.根据v-t图像的斜率表示加速度,由图可知t0~t2时间内水火箭的加速度先增大后减小,故A错误;
B.水火箭运动过程速度一直是正的,运动方向始终没有改变,t2时刻后仍在上升,故B错误;
C.在t1~t2时间内水火箭做变加速运动,v-t图像与时间轴围成的面积表示位移,由图像可知,t1~t2时间内水火箭的平均速度大于,故C错误;
D.t3~t4时间内水火箭向上减速运动,处于失重状态,故D正确。
故选D。
29.(24-25高一·广东阳江·部分学校·期末)2024年11月30日22时25分,我国新型运载火箭长征十二号在海南商业航天发射场点火起飞。长征十二号火箭全长约62m,是目前我国运载能力最大的单芯级运载火箭,一级采用4台推力的泵后摆液氧煤油发动机。下列说法正确的是( )
A.“22时25分”是时间间隔
B.“m”和“N”均属于基本单位
C.火箭竖直加速升空时处于超重状态
D.长征十二号火箭比较长,任何情况下都不能视为质点
【答案】C
【详解】A.“22时25分”指的是时刻,故A错误;
B.“m”属于基本单位,“N” 属于导出单位,故B错误;
C.火箭竖直加速升空时,加速度向上,处于超重状态,故C正确;
D.虽然长征十二号火箭比较长,但研究火箭的飞行轨迹时,火箭的形状大小可以忽略不计,可以将火箭视为质点,故D错误。
故选C。
30.(24-25高一上·广雅中学·期末某同学使用轻弹簧、直尺、钢球等制作了一个“竖直加速度测量仪”,如图所示。弹簧上端固定,在弹簧旁沿弹簧长度方向固定一直尺。不挂钢球时,弹簧下端指针位于直尺20刻度处;下端悬挂质量为的钢球,静止时指针位于直尺刻度处。将直尺不同刻度对应的加速度标在直尺上,就可用此装置直接测量竖直方向的加速度。取竖直向上为正方向,重力加速度大小为g取10。下列说法正确的是( )
A.弹簧的劲度系数
B.指针指在30cm刻度时,物体加速度为
C.指针指在30cm刻度时,物体处于失重状态
D.指针指在30cm刻度时,物体一定向下运动
【答案】ABC
【详解】A.根据胡克定律
解得弹簧的劲度系数为
故A正确;
B.指针位于直尺30cm刻度时,根据牛顿第二定律
解得30cm刻度对应的加速度为
故B正确;
CD.指针位于直尺30cm刻度时,求得加速度大小为,方向竖直向下,则物体处于失重状态,而物体可以向下加速运动,也可以向上做减速运动,故C正确,D错误。
故选ABC。
31.(24-25高一上·广东佛山·期末)小明将重物静止悬挂在力传感器下如图(a)所示,从t时刻起,小明手持力传感器沿竖直方向运动,如图(b)为得到的力传感器示数F随时间t的变化图像,忽略空气阻力。请解答下列问题:
(1)指出重物在时间内超重和失重的情况;
(2)推断重物在时间内的运动方向,并分析其原因;
(3)指出重物在时间内,何时速度最大?
【答案】(1)在时间F<G,失重;在时间内F>G,超重
(2)重物加速向下运动
(3)时刻
【详解】(1)重物在时间F<G,失重;在时间内F>G,超重;
(2)重物在时间内失重,则加速度向下,因小明提着重物由静止开始运动,则重物在时间内加速向下运动;
(3)在时间内加速向下运动,而在时间内减速向下运动,可知重物在时刻速度最大。
32.(24-25高一上·广东广州越秀·期末)放在水平地面上的物块,受到水平推力F的作用,力F与时间t的关系如图甲所示;物块运动的图像如图乙所示(6s后没有画出),g取。则物块( )
A.质量为4.5kg B.与地面间的动摩擦因数是0.4
C.滑动时受到的摩擦力大小是6N D.6s~9s内的加速度大小是
【答案】BCD
【详解】C.根据图甲和图乙可知,在3~6s过程中,物块做匀速直线运动,则此时拉力等于摩擦力,即f=6N
故C正确;
A.在0~3s过程中,根据牛顿第二定律得:,
解得:m=1.5kg
故A错误;
B.根据摩擦力的计算公式f=μmg可得μ=0.4,故B正确;
D.在6~9s过程中,根据牛顿第二定律得:
负号表示加速度方向与物体的运动方向相反,大小为2m/s2,故D正确。
故选BCD。
33.(24-25高一上学期·广东深圳光明区·期末)如甲图所示是利用气垫导轨测量当地重力加速度g的实验装置。主要的实验操作如下:
(1)将气垫导轨适当倾斜放置并固定。在气垫导轨上取相距较远的两点,测出这两点沿导轨方向的长度L和这两点在竖直方向的高度差H,计算气垫导轨与水平方向夹角的正弦值 。
(2)用毫米刻度尺测量小滑块上的遮光条的宽度d如乙图所示,则d= mm。
(3)接通气源,小滑块与气垫导轨间的摩擦力近似为零。让小滑块从气垫导轨上O点由静止释放。记录遮光条通过光电门的时间t,则小滑块通过光电门的速度大小v= (用字母表示)。
(4)用毫米刻度尺测出O点处遮光条所在位置到光电门中心的距离s。
(5)改变小滑块静止释放的位置,重复以上操作。
(6)由测得的多组数据做出图像,如丙图所示。若图像的斜率为k,则当地重力加速度g= (用d、L、k、H表示)。
【答案】 3.0
【详解】(1)[1]根据几何关系可知
(2)[2]毫米刻度尺分度值为1mm,则d=3.0mm。
(3)[3]小滑块通过光电门的速度大小v=
(6)[4]根据速度—位移公式有
则有
根据图像斜率可知
解得
根据牛顿第二定律有
解得
34.(24-25高一上·广州九区·期末)在水平路面上带动轮胎加速跑是锻炼运动员核心力量和耐力的一种有效方法,如图甲所示,在某次训练活动中,运动员腰部系着不可伸长的轻绳拖着质量的轮胎从静止开始沿着笔直的跑道加速奔跑,轻绳与水平地面间的夹角为,后轻绳从轮胎上脱落,轮胎直线运动的图像如图乙所示。不计空气阻力,已知,,g取。求:
(1)地面对轮胎的滑动摩擦系数;
(2)拖绳对轮胎的拉力大小。
【答案】(1)0.5
(2)70
【详解】(1)轻绳从轮胎上脱落后,对轮胎进行分析,则有,,
根据图乙可知,轻绳从轮胎上脱落后的加速度大小为
解得
(2)4s之前对轮胎进行分析,则有,,
根据图乙可知,轻绳从轮胎上脱落前的加速度大小为
解得
35.(24-25高一上·广雅中学·期末如图(a),物块和木板叠放在实验台上,物块用一不可伸长的细绳与固定在实验台上的力传感器相连,细绳水平。时,木板开始受到水平外力的作用,在时撤去外力,细绳对物块的拉力随时间变化的关系如图所示,木板的速度与时间的关系如图(b)所示,木板与实验台之间的摩擦可以忽略,重力加速度取,由题给数据可以得出( )
A.内,木板的加速度大小为
B.物块与木板之间的动摩擦因数为
C.木板的质量为
D.内,力的大小为0.4N
【答案】AC
【详解】ACD.由图像可知,内,木板做匀加速运动的加速度大小为
设木板的质量为M,物块的质量为m,物块与木板之间的动摩擦因数为,根据牛顿第二定律可得
又由图(b)可知
N
在4s时撤去外力后,由图可知4s~5s内木板做匀减速运动的加速度大小为
根据牛顿第二定律可得
联立解得
,N
故AC正确,D错误;
B.由于不知道物块的质量,故无法算出物块与木板之间的动摩擦因数,故B错误。
故选AC。
36.(24-25高一上·广东佛山·期末)在密封的箱子中,一根不可伸长的细绳悬挂一个小球,小球随箱子一起在竖直方向上做直线运动,其速度—时间图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.时间内箱子做匀速运动,绳子拉力一定等于小球重力
B.时间内箱子做减速运动,绳子拉力一定大于小球重力
C.若箱子竖直向上运动,则时间内绳子的拉力大于时间内绳子的拉力
D.若箱子竖直向下运动,则时间内小球所受合力方向与绳子拉力方向相反
【答案】AC
【详解】A.由图像可知,时间内箱子做匀速运动,根据平衡条件可知,绳子拉力一定等于小球重力,故A正确;
B.由图像可知,时间内箱子做减速运动,由于不清楚运动方向,所以加速度方向不能确定,则绳子拉力不一定大于小球重力,故B错误;
C.若箱子竖直向上运动,则时间内加速度方向向上,绳子拉力大于小球重力;时间内加速度方向向下,绳子拉力小于小球重力;故时间内绳子的拉力大于时间内绳子的拉力,故C正确;
D.若箱子竖直向下运动,则时间内加速度方向向上,小球所受合力方向向上,与绳子拉力方向相同,故D错误。
故选AC。
37.(23-24高一上·广东汕头澄海·期末)如图甲所示,倾角θ为37°的粗糙斜面上一质量m=2.0kg的木块,在平行于斜面的恒力F的作用下,从静止开始加速向上运动,一段时间后再撤去F,乙图给出了木块在0~0.8s内的速度时间图像,假设斜面足够长,sin37°= 0.6,cos37°= 0.8,g=10m/s2,试求:
(1)木块与斜面间的动摩擦因数μ;
(2)拉力F的大小;
(3)0~1.1s内木块所发生的位移。
【答案】(1)0.25;(2)24N;(3)1m,方向沿斜面向上
【详解】(1)由图像可知内做匀减速运动,根据图像斜率可求得该段运动的加速度大小为
时撤去外力,由于
可知物块在斜面上受沿斜面向下的滑动摩擦力,内根据牛顿第二定律可得
解得木块与斜面间的动摩擦因数为
(2)内物块做匀加速运动,根据图像斜率可求得该段运动的加速度大小为
内根据牛顿第二定律可得
解得
(3)由图像可知时物块的速度为0,在斜面上运动到最高点,沿斜面向上为正方向,由图线与时间轴围成的面积可求位移为
内,因为重力沿斜面向下的分力
故物块沿斜面向下做匀加速运动,设加速度为,根据牛顿第二定律可得
解得
内物块沿斜面向下运动的位移为
解得
从内物块运动的位移为
方向沿斜面向上。
38.(23-24高一上·广东佛山·期末)某钢材厂在生产时,用电子吊秤将一钢圈吊起,钢圈处于静止状态时吊秤的示数为,随后吊秤开始竖直向上运动,一段时间内吊秤的示数如图所示,取竖直向上为正方向,则该段时间内钢圈运动的图像和图像正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】AD
【详解】在0~2s内向上做匀加速运动,则
解得
a1=2.5m/s2
在2~4s内向上做匀速运动;在4~6s内向上做匀减速运动,则
解得
a2=2.5m/s2
6s末速度为零。
故选AD。
39.(23-24高一·深圳光明·期末)如图甲,物块在t=0时刻滑上一固定斜面,其v—t图线如图乙所示。若重力加速度g及图中的、、、均为已知量,则可求( )
A.斜面的倾角 B.斜面的长度
C.物块的质量 D.物块与斜面间的动摩擦因数
【答案】AD
【详解】AD.由图可知上滑过程的加速度大小为
有
下滑过程加速度大小为
有
联立上述方程可计算出斜面的倾斜角度以及动摩擦因数,故A正确,D正确;
B.物块沿斜面向上滑行的最大距离
可以求出向上滑行最大距离,但求不出斜面长度,故B错误;
C.物块的质量无法求得,故C错误;
故选AD。
40.(23-24高一上·深圳宝安·期末)一物块以初速度冲上粗糙斜面到达某高度后又滑回斜面底部,则该过程中滑块的速度v及加速度a(v和a均以沿斜面向上为正方向)随时间t变化的图像正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】滑块在斜面上运动过程中,取沿斜面向上为正方向,上滑过程,由牛顿第二定律有
下滑过程
可知
加速度方向都沿斜面向下,大小都恒定不变,所以a-t图线都在第四象限;v-t图像斜率的绝对值表示加速度大小,所以上滑阶段图线倾斜程度大,v为正值,下滑阶段图线倾斜程度小,v为负值。
故选A。
41.(23-24高一上·广州荔湾·期末)在室内运动场将一篮球竖直向上抛出,若篮球运动时所受空气阻力大小恒定,取竖直向上为正方向,下列能表示篮球上升过程的图像是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】CD.上升过程受重力和大小恒定的空气阻力,由牛顿第二定律有
取竖直向上为正方向,则加速度大小恒定,方向向下为负值,故C错误,D正确;
AB.设篮球抛出的初速度为,上升过程做匀减速直线运动,位移为
则图像应为开口向下的抛物线,故AB错误。
故选D。
42.(2025·广东·模拟)如图甲所示,可视为质点的小球,从固定在水平地面上的光滑斜面的正中间,以2m/s的初速度沿斜面向上运动,小球回到斜面底端时的速度大小为4m/s,此过程中小球的v-t图像如图乙所示,取重力加速度大小g=10m/s2,下列说法正确的是( )
A.小球在斜面上运动时的加速度大小为5m/s2
B.小球在斜面上运动的时间为2s
C.斜面的长度为2.5m
D.斜面的高度为1.2m
【答案】D
【详解】A.由图可知,小球在斜面上运动时的加速度大小为
故A错误;
B.小球沿斜面向上运动的时间为0.5s,沿斜面向下运动的时间为1.0s,小球在斜面上运动的时间为1.5s,故B错误;
C.斜面的长度为
故C错误;
D.根据牛顿第二定律有
所以
斜面的高度为
故D正确。
故选D。
43.“水火箭”是一项深受学生喜欢的科技活动,某学习小组利用饮料瓶制作的水火箭如图甲所示,其发射原理是通过打气使瓶内空气压力增大,当瓶口与橡皮塞脱离时,瓶内水向后喷出,水火箭获得推力向上射出,图乙是某次竖直发射时测绘的水火箭速度v与时间t的图像,其中时刻为“水火箭”起飞时刻,段是斜率绝对值为g的直线,忽略空气阻力,关于“水火箭”的运动,下列说法正确的是( )
A.在、、、时刻中,加速度大小都等于g
B.在时刻达到最高点
C.在时刻失去推力
D.时间做自由落体运动
【答案】C
【详解】A.v-t图像的斜率表示加速度,由图可知,在时刻斜率最大,则加速度最大,故A错误;
B.“水火箭”运动过程速度一直是正的,运动方向始终没有改变,时刻后仍在上升,故B错误;
C.DE段是斜率绝对值为g的直线,说明时刻以后“水火箭”的加速度大小为g,由牛顿第二定律可知,“水火箭”所受合力等于重力,“水火箭”在时刻失去推力,故C正确;
D.时间内“水火箭”的速度方向是正的,加速度方向是负的,且加速度大小等于g,则“水火箭”做竖直上抛运动,故D错误。
故选C。
44.电动平衡车是一种新的短途代步工具。已知人和平衡车的总质量是60kg,启动平衡车后,车由静止开始向前做直线运动,某时刻关闭动力,最后停下来,其图像如图所示。假设平衡车与地面间的动摩擦因数为μ,,则( )
A.平衡车与地面间的动摩擦因数为0.6
B.平衡车整个运动过程中的位移大小为195m
C.平衡车在整个运动过程中的平均速度大小为3m/s
D.平衡车在加速段的动力大小72N
【答案】B
【详解】A.关闭动力后,车做匀减速运动,加速度大小为,结合图像可得
,
解得
A错误;
BC.图线与横轴围成的面积为位移,为
整个运动过程中的平均速度大小为
B正确,C错误;
D.平衡车在加速段时有
,
代入数值解得
D错误。
故选B。
45.(24-25高一·期末)水平面上一质量为的物块,在水平恒力F作用下做匀变速直线运动,2s后撤掉外力,物块的运动图像如图所示。已知物块在水平面上运动的摩擦阻力恒定,则下列说法正确的是( )
A.物块受到的摩擦阻力大小为4N B.物块受到的摩擦阻力大小为2N
C.恒力F大小为6N D.恒力F大小为7N
【答案】BC
【详解】0~2s时,由,
可得,结合图像可知0~2s时,图像斜率为2,则
,解得
,
2~6s时
解得
加速阶段,减速阶段
解得,
故选BC。
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