第4章 第7节 课后 达标检测-【优学精讲】2024-2025学年高中物理必修第一册教用Word(教科版)

题组1　对超重和失重的理解 1．如果说一个人在电梯中“失重”了，是指(　　) A．人对电梯的压力减小 B．人对电梯的压力增大 C．人的重力增大 D．人的重力减小 解析：选A。失重指的是对电梯的压力小于自身的重力，故A正确，B、C、D错误。 2．我们乘电梯上高层楼房时，从启动到停下来，经历了加速上升、匀速上升、减速上升三个阶段。三个阶段我们分别所处的状态是(　　) A．先失重，正常，后超重 B．先超重，正常，后失重 C．先超重，失重，后正常 D．先正常，超重，后失重 解析：选B。乘电梯上高层楼房时，从启动到停下来，具体的运动过程是：开始时先向上加速，加速度向上，超重；稳定后匀速直线运动，加速度为零，正常；停下来的过程，向上减速，加速度向下，失重；所以整个过程先超重，正常，后失重，故B正确，A、C、D错误。 题组2　超重和失重的分析计算 3．(2024·广东东莞期末)在加速度大小为a的匀减速下降的电梯中，有一质量为m的人，下列说法正确的是(　　) A．此人对地球的吸引力大小为m B．此人受到的重力为m C．此人处于失重状态 D．此人对电梯的压力大小为m 解析：选D。此人对地球的吸引力大小等于地球对人的吸引力，等于人受到的重力mg，A、B错误；人在加速度大小为a的匀减速下降的电梯中，根据牛顿第二定律有N－mg＝ma，解得电梯对人的支持力大小为N＝m(g＋a)，根据牛顿第三定律可知，此人对电梯的压力大小为N′＝m(g＋a)>mg，即人处于超重状态，C错误，D正确。 4．(2024·重庆南开中学期末)蹦床运动是集竞技、健身、观赏和娱乐于一体的综合性运动，小南在竖直方向上练习蹦床运动的情景如图所示。若忽略空气阻力，下列说法正确的是(　　) A．离开蹦床向上运动过程中，小南处于完全失重状态 B．下落过程中，脚刚接触到蹦床时速度最大 C．从接触蹦床到下降到最低点的过程中，小南先超重再失重 D．从接触蹦床到下降到最低点的过程中，小南一直处于超重状态 解析：选A。离开蹦床向上运动过程中，小南只受重力作用，处于完全失重状态，A正确；下落过程中，脚刚接触到蹦床时，重力大于弹力，加速度方向向下，此时速度不是最大；当向下运动到弹力等于重力时，加速度为零，此时速度最大，B错误；从接触蹦床到下降到最低点的过程中，开始阶段弹力小于重力，加速度方向向下，小南处于失重状态；后来弹力大于重力，加速度方向向上，小南处于超重状态，即小南先失重再超重，C、D错误。 5．(多选)(2024·陕西咸阳统考期末)电梯静止时内有一弹簧测力计下挂一重物，弹簧测力计示数为6 N，当电梯运动时，弹簧测力计示数为5 N，g取10 m/s2，下列说法正确的是(　　) A．物体一定向下做匀加速运动 B．物体处于失重状态 C．物体向上做匀速运动 D．物体的加速度大小约为1.7 m/s2 解析：选BD。由题意，电梯静止时，弹簧测力计示数为6 N，根据平衡条件可得物体所受的重力大小为6 N，物体质量为0.6 kg；当电梯运动时，弹簧测力计示数为5 N，根据牛顿第二定律，有mg－F＝ma，可得a＝ m/s2≈1.7 m/s2，物体的加速度方向竖直向下，物体处于失重状态，电梯可能加速向下运动，也可能减速上升，但不可能匀速。 6．(2024·河北衡水中学校考)质量为m的人站在电梯内，电梯从1楼上升到40楼，此过程中电梯速度v随时间t变化的图像如图所示，重力加速度为g，下列说法正确的是(　　) A．0到t1时间内电梯对人的支持力小于mg B．t1到t2时间内人处于超重状态 C．t2到t3时间内人处于超重状态 D．t2到t3时间内电梯对人的支持力不断增大 解析：选D。由题图可知，0到t1时间内电梯向上加速运动，具有向上的加速度，电梯里的人处于超重状态，电梯对人的支持力大于mg，A错误；由题图可知，t1到t2时间内电梯做匀速运动，电梯里的人处于平衡状态，B错误；由题图可知，t2到t3时间内电梯向上做减速运动，具有向下的加速度，电梯里的人处于失重状态，C错误；vt图像的斜率绝对值表示加速度大小，由题图可知，t2到t3时间内加速度逐渐减小，根据牛顿第二定律有mg－FN＝ma，解得FN＝mg－ma，所以电梯对人的支持力不断增大，D正确。 题组3　沿斜面运动物体的超重和失重 7．在如图所示的装置中，重4 N的物块被平行于斜面的细线拴在斜面上端的小柱上，整个装置被固定在台秤上并保持静止，斜面的倾角为30°。如果物块与斜面间无摩擦，装置稳定以后，当细线被烧断而物块正下滑时，与稳定时比较，台秤的读数　(　　) A．增大4 N　　　　　　 B．增大3 N C．减小1 N D．不变 解析：选C。物块下滑的加速度a＝g sin 30°＝g，方向沿斜面向下。此加速度的竖直分量a1＝a sin 30°＝g，方向向下，所以物块失重，其视重为F视＝G－ma1＝mg＝3 N，故台秤的读数减小1 N，C正确。 8．(多选)为了让乘客乘车更为舒适，某探究小组设计了一种新的交通工具，乘客的座椅能随着坡度的变化而自动调整，使座椅始终保持水平，如图所示。当此车减速上坡时(此时乘客没有靠在靠背上)，下列说法正确的是(　　) A．乘客受重力、支持力两个力的作用 B．乘客受重力、支持力、摩擦力三个力的作用 C．乘客处于超重状态 D．乘客受到的摩擦力的方向水平向左 解析：选BD。减速上坡时，乘客受竖直向下的重力和竖直向上的支持力，由于乘客加速度方向沿斜面向下，沿水平和竖直方向分解加速度，可知乘客受水平向左的静摩擦力，故A错误，B、D正确；乘客的加速度沿斜面向下，具有竖直向下的分加速度，所以乘客处于失重状态，故C错误。 9．(多选)(2024·辽宁大连统考期末)纵跳是体育运动的基本动作之一，可以分为原地纵跳和助跑纵跳。如图甲所示，人光脚在原地纵跳时，快速下蹲后立即蹬伸，在起跳过程中，人受到地面的支持力随时间变化的关系图像如图乙所示，下列说法正确的是(　　) A．地面对人的支持力是由于地面发生微小形变 B．人能够原地纵跳是由于地面对人的支持力大于人对地面的压力 C．在C点人达到最大速度 D．曲线上的A点表示人下蹲至最低点 解析：选AC。地面对人的支持力是由于地面发生微小形变，A正确；根据牛顿第三定律知，地面对人的支持力大小等于人对地面的压力大小，B错误；人处于C点时，加速起立结束，加速度为零，速度最大，C正确；人处于A点时，仍处于加速下蹲阶段，没有下蹲到最低点，D错误。 10．(2024·广东佛山统考期末)在一场篮球比赛中，双方队员争取球权，裁判员将手中的篮球竖直向上抛出，1 s后，篮球到达最高点并自由下落，直到有球员将其碰到。不计篮球受到的空气阻力，重力加速度g取10 m/s2，从被抛出到被球员碰到的过程中，对于篮球，下列说法正确的是(　　) A．篮球的运动是匀变速直线运动 B．上升时篮球处于超重状态 C．篮球上升到最高点时速度为零，合外力也为零 D.篮球上升的最高点与抛出点的距离为10 m 解析：选A。篮球被抛出后，做竖直上抛运动，加速度恒定，所以篮球的运动是匀变速直线运动，A正确；篮球在上升时只受重力，所以处于完全失重状态，B错误；篮球上升到最高点时速度为零，仍只受重力，所以合外力不为零，C错误；由运动学公式h＝gt2，可得篮球上升的最高点与抛出点的距离h＝5 m，D错误。 11．(2024·华中师大一附中期末)人站在力传感器上完成下蹲和站起两个动作，取竖直向上为正方向，计算机采集了力传感器的示数与时间的关系图线如图所示，则以下说法正确的是(　　) A．甲图记录的是人先站起，然后蹲下的过程 B．乙图记录的是人先蹲下，然后站起的过程 C．甲图中人的速度先增大再减小，再反向增大再减小 D．乙图中人的速度先增大再减小 解析：选D。由题图知两图像中都有示数F不变的时候，这些时候人受力平衡，处于静止状态，题图甲先出现F大于人所受的重力mg，后出现F小于mg，题图乙则相反。F大于mg时，人处于超重状态，加速度方向向上，F小于mg时，人处于失重状态，加速度方向向下。人站起是先加速(加速度方向向上)向上，后减速(加速度方向向下)向上；人下蹲是先加速(加速度方向向下)向下，后减速(加速度方向向上)向下。所以题图甲记录的是人站起的过程，题图乙记录的是人蹲下的过程，A、B错误；题图甲中人的速度先增大再减小，题图乙中人的速度先增大再减小，C错误，D正确。 12．质量为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，体重计的读数是多少？人处于什么状态？(g取10 m/s2) (1)升降机匀速上升； (2)升降机以3 m/s2的加速度加速上升； (3)升降机以4 m/s2的加速度加速下降。 解析：(1)当升降机匀速上升时，由牛顿第二定律得 N－G＝0 所以人受到的支持力N＝600 N 根据牛顿第三定律得，人对体重计的压力大小等于体重计的示数，即600 N，处于平衡状态。 (2)当升降机以3 m/s2的加速度加速上升时，由牛顿第二定律得N′－G＝ma1 计算得N′＝780 N 由牛顿第三定律得，人对体重计的压力大小为780 N，故此时体重计的示数为780 N，大于人的重力，人处于超重状态。 (3)当升降机以4 m/s2的加速度加速下降时，由牛顿第二定律得G－N″＝ma2 计算得出N″＝360 N 由牛顿第三定律得，人对体重计的压力大小为360 N，故此时体重计的示数为360 N，小于人的重力600 N，人处于失重状态。 答案：(1)600 N，平衡状态　(2)780 N，超重状态　(3)360 N，失重状态 学科网（北京）股份有限公司 $