4.6 超重和失重 分层练习 -2026-2027学年高一上学期物理同步备课系列【基础题】

4.6超重和失重 分层练习 2026-2027学年高一物理同步备课系列【基础题】——解析版 【A组同步训练】 一、超重和失重的判断 1．（2026·云南）云南宣威尼珠河大峡谷的“青云电梯”为谷底孩子们上学提供了交通便利。若电梯由静止开始上升，用时，则此过程电梯的平均速度大小及电梯向上加速时乘客所处的状态分别为（　　） A．，超重 B．，超重 C．，失重 D．，失重 【答案】A 【解析】平均速度。电梯由静止开始上升，先加速上升，加速度方向向上，乘客处于超重状态。 故答案选 A。 2．（2025高二上·嘉兴）如图所示，升降机地板上站着一个重力为的人。当他对地板的压力时，升降机可能做下列的哪种运动（　　） A．加速下降 B．静止 C．匀速下降 D．匀速上升 【答案】A 【解析】由于人对地板的压力550N小于人的重力600N，根据牛顿第二定律有：可以得出人的加速度向下，所以升降机处于失重状态，升降机加速下降或减速上升即可。 故选A。 3．（2025·广东会考）小明乘电梯从一楼直升到十楼，经历了加速、匀速和减速三个阶段，下列说法正确的是（　　） A．电梯加速阶段，小明处于失重状态 B．电梯减速阶段，小明处于失重状态 C．电梯上行过程中，小明一直处于超重状态 D．电梯上行过程中，小明一直处于失重状态 【答案】B 【解析】物体的加速度方向决定物体超重与失重，当加速度方向向上时物体处于超重状态，当加速度方向向下时物体处于失重状态； A．电梯加速上升时，由于速度方向向上，电梯加速所以小明加速度方向向上，小明处于超重状态，故A错误； B．电梯减速上升时，由于速度方向向上，电梯减速所以加速度方向向下，小明处于失重状态，故B正确； C．根据分析可以得出加速阶段小明处于超重，匀速阶段加速度为零，无超重或失重，故C错误； D．根据分析可以得出加速阶段小明处于超重，减速阶段小明处于失重，匀速阶段正常，故D错误。 故选B。 二、超重、失重的综合应用 4．（2025·门头沟模拟）百公里加速时间指的是汽车从静止直线加速至100km/h所需要的时间，其值越小表明汽车的加速性能越好。技术人员在水平路面上测试汽车加速性能时，他发现以下现象：将一台手机直接贴放在汽车后排真皮座椅上，手机居然可以在一段时间内与座椅保持相对静止。下列说法中正确的是（　　） A．测试时该手机处于超重状态 B．百公里加速时间越小，汽车速度的平均变化率越大 C．椅背与水平面的夹角θ越小手机越容易保持静止 D．座椅表面的材质不会影响手机与座椅的相对运动状态 【答案】B 【解析】A．手机与座椅保持相对静止，说明水平方向做加速运动，竖直方向平衡，故A错误； B．根据，可知百公里加速时间越小，汽车速度的平均变化率越大，故B正确； C．椅背与水平面的夹角θ越大手机越容易保持静止，故C错误； D．座椅表面的材质会影响手机与座椅的最大静摩擦，从而影响相对运动状态，故D错误。 故选B。 5．（2025高一上·张家口期末）纵跳是体育运动的基本动作之一，可分为原地纵跳和助跑纵跳。某运动员光脚在原地纵跳时，快速下蹲后立即蹬伸，下列说法正确的是（　　） A．下蹲过程运动员一直处于超重状态 B．下蹲过程运动员先失重后超重 C．下蹲过程运动员对地面的压力大小大于地面对运动员的支持力大小 D．蹬伸过程运动员对地面的压力大小小于地面对运动员的支持力大小 【答案】B 【解析】AB．运动员下蹲过程先向下加速再向下减速，加速度先向下后向上，地面对运动员的支持力先是FN＜mg，后是FN＞mg，运动员先失重后超重，故A错误，B正确； C．下蹲过程运动员对地面的压力和地面对运动员的支持力是作用力和反作用力，两者大小相等，故C错误； D．蹬伸过程运动员对地面的压力和地面对运动员的支持力为作用力和反作用力，两者大小相等，故D错误。 故选：B。 6．（2025高一上·望城期中）2016年10月17日7时30分，神舟十一号飞船搭载着航天员陈冬和景海鹏在中国酒泉卫星发射中心利用长征五号运载火箭发射升空，并于10月日凌晨，与天宫二号自动交会对接成功。下列说法正确的是（　　） A．在发射升空期间，景海鹏认为陈冬静止不动，他可能是以飞船作为参考系 B．在发射升空初期，长征五号运载火箭向后喷气，周围的空气给了火箭向上的升力 C．在与天宫二号交会对接之后，以地球作为参考系天空二号是静止不动的 D．在与天宫二号交会对接之后，景海鹏的体重比他在地面上的体重要大 【答案】A 【解析】A．在发射升空期间，若景海鹏以飞船为参考系，由于陈冬与飞船一起升空，两者之间无相对运动，故陈冬相对于飞船静止不动，静止不动，故A正确； B．根据牛顿第三定律可以得出火箭升空的推力来源于喷出气体的反作用力，而非空气的推动。即使在真空中，火箭只要能够向后喷气就能获得推力，故B错误； C．天宫二号绕地球做圆周运动，对接后仍绕地球做圆周运动。以地球为参考系，天宫二号相对地面的位置发生变化，故其是运动的，故C错误； D．航天器在轨道上运行时由于受到地球的引力比在地面受到的引力小，所以航天员在飞船上的体重比地面体重小，故D错误。 故选A。 7．（2025高一下·盐城月考）如图是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，纵坐标为压力，横坐标为时间。下列说法正确的是（　　） A．从b到c的过程中，人的加速度方向向下 B．下蹲过程中人始终处于失重状态下 C．下蹲—起立过程中人最大加速度约为 D．内该同学做了2次下蹲—起立的动作 【答案】C 【解析】A、由图可知，从b到c过程，人对压力传感器的压力大于重力，人具有竖直向上的加速度，故A错误；B、人下蹲过程，人的先向下做加速运动，后向下做减速运动，加速度先向下，后向上，所以人先处于失重状态，后处于超重状态，故B错误； C．由图像可知，下蹲—起立过程中人最大加速度约为 D、由图可知，a～c过程，人对压力传感器的压力先小于重力，后大于重力，即人先向下做加速运动，后向下做减速运动，为下蹲过程；4～6s时间内，人对传感器的压力先大于重力，后小于重力，即人先向上做加速运动，后向上做减速运动，为起立过程；所以6s内该同学做了1次下蹲—起立过程，故D错误。 故选：C。 ​​​​​​​ 【B组难点突破】 8．（2026·宁波模拟）在2026年米兰-科尔蒂纳冬奥会上，中国队斩获5金4银6铜，刷新境外冬奥会参赛最佳战绩。如图为我国部分夺金运动员的比赛现场照片，下列说法正确的是（　　） A．甲图中，裁判为腾空完成技巧动作的苏翊鸣打分时，可将其视为质点 B．乙图中，徐梦桃从跳台斜向上飞出后，先处于超重状态，后处于失重状态 C．丙图中，谷爱凌在U形池中滑行时，池对她的支持力大小等于她对池的压力大小 D．丁图中，宁忠岩以1分41秒98的成绩打破速度滑冰1500米奥运纪录，其全程平均速度约为14.7m/s 【答案】C 【解析】A．裁判打分需观察运动员腾空动作细节，不能忽略其形状与大小，不可视为质点，故A错误； B．运动员斜向上飞出后，全程只受重力，加速度始终竖直向下，全程处于失重状态，故B错误； C．池对谷爱凌的支持力和谷爱凌对池的压力是一对作用力与反作用力，根据牛顿第三定律，二者大小始终相等，故C正确； D．先将时间换算为秒，即1分41秒98=101.98秒，是宁忠岩速度滑冰运动的路程，所以平均速率，由于速度滑冰运动的位移明显小于路程，所以平均速度大小一定小于平均速率，故D错误。 故答案为：C。 （多选）9．（2026·汕头模拟）小涵同学为了测试遥控飞行器性能，操控飞行器从地面沿竖直方向由静止起飞，上升到最高点后竖直下落，着陆时速度刚好为零。已知飞行器质量为，其动力系统提供的升力方向始终竖直向上，所受空气阻力大小恒为，其运动的图像如图所示，g取，下列说法正确的是（　　） A．时飞行器加速度大小为 B．时飞行器处于失重状态 C．时飞行器升力大小为 D．时飞行器返回地面 【答案】A,B 【解析】A．根据飞行器运动的图像可知时飞行器加速度大小为，故A正确； B．飞行器在内加速度方向向下，时飞行器处于失重状态，故B正确； C．由图像可知内加速度大小为，根据牛顿第二定律可得 解得时飞行器升力大小为，故C错误； D．图像与横轴围成的面积表示位移，设时刻飞行器返回地面，则有 解得，故D错误。 故选AB。 10．（2026高一上·佛山期末）小明站在压力传感器上练习“下蹲—起立”动作，某时段内压力随时间变化的图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A．下蹲过程，小明一直处于失重状态 B．1s时，小明处在下蹲过程的最低点 C．2s时，小明处于静止站立状态 D．前2s内小明完成一次“下蹲”动作 【答案】D 【解析】AD．小明在下蹲的过程中，由于最初从静止向下加速所以加速度方向向下，接着加速度方向向上再进行减速到静止，根据加速度方向先向下后向上，所以小明先失重，再超重，根据分析可以得出前2s内小明完成一次“下蹲”动作，故A错误，D正确； B．下蹲过程的最低点时，小明处于静止时，压力等于重力，由图示图像可知，1s时，由于压力小于重力所以小明还不是下蹲过程的最低点，故B错误； C.2s时，小明压力等于重力，小明处于平衡状态，所以小明蹲在最低点，故C错误； 故选D。 （多选）11．（2025高一下·永州期末）2024年3月25日国际体联蹦床世界杯科特布斯站比赛，中国蹦床队夺得3金2银的优异成绩。若一位蹦床运动员仅在竖直方向上运动，蹦床对运动员的弹力F随时间t的变化规律通过传感器用计算机绘制出来如图所示。运动过程中不计空气阻力，g取10m/s2，下列说法正确的是（　　） A．6.6s时运动员的运动方向向下 B．运动员在6～6.6s内处于超重状态 C．运动员在0～12s内的最大加速度大小为30m/s2 D．运动员在6.8～8.4s内离开蹦床运动的路程为3.2m 【答案】B,C 【解析】A.根据图示可知运动员的重力为500N，6.6秒到6.8秒传感器压力小于500N，6.8-8.4由于运动员不受弹力的作用所以做竖直上抛运动，由此可知 6.6秒运动员运动方向向上，故A错误； B.已知运动员的重力为500N，6秒到6.6秒内所受弹力大于500N由于弹力大于重力，加速度方向向上所以处于超重状态，故B正确； C.0到12秒内所受弹力最大为2000N，加速度最大，根据牛顿第二定律有 解得 a=30m/s2 故C正确； D．由图可知从6.8秒到8.4秒做竖直上抛运动，即上升、下降的过程一共是1.6s，所以单程的时间为0.8s，根据自由落体运动的位移公式有： 根据对称性可得运动员在6.8～8.4s内离开蹦床运动的路程为6.4m，故D错误。 故选BC。 【C组综合拓展】 12．（2025高一上·嘉兴期末）某同学站在力传感器上完成“下蹲”、“起立”的动作，计算机采集的图线如图所示。则图中点所示过程，该同学完成了　 　动作（选填“下蹲”、“起立”、“先下蹲后起立”或“先起立后下蹲”）；以竖直向上为正方向，则b点时该同学的加速度约为　 　。（计算结果保留一位有效数字） 【答案】下蹲； 【解析】人下蹲动作包含有失重和超重两个过程，先是加速下降失重，到达一个最大速度后再减速下降超重，即先失重再超重，所以点所示过程，该同学完成了下蹲过程；由图可知该同学的重力为500N，则质量为50kg，根据牛顿第二定律有 解得 故答案为：下蹲；-6 13．（2025·涪城模拟）如图甲所示，某物理兴趣小组利用低成本实验材料制作了一个便携力学传感器，能实时显示压力F—时间t图像，并能够进行数据分析。研究小组使用它在课堂上模拟电梯的上升和下降过程，把砝码水平放置在传感器上面，拉住细绳使传感器从静止开始，在竖直方向上运动。一段时间后得到的图像如下图乙所示，从图像上选取的点的力学数据如下表1所示，重力加速度g取。 表1 点 A B C E F G H I 力/N 0.50 0.81 0.21 0.03 0.15 0.74 0.08 0.98 请你分析以上图像和表格信息，回答下列问题： （1）该小组使用的钩码质量为______ A．0.5g B．5g C．50g D．500g （2）在A至I点中，钩码处于失重状态且加速度小于的点有　 　 （3）从D点到E点，钩码的加速度变化情况是______ A．先向上减小 后向下减小 B．先向上减小 后向下增大 C．先向下增大 后向下增大 D．先向上增大 后向下减小 【答案】（1）C （2）C （3）B 【解析】本题考查了牛顿第二定律以及超重和失重的理解，物体是否处于超重或失重状态，不在于物体向上运动还是向下运动，而在于物体是有竖直向上的加速度还是有竖直向下的加速度。 （1）由图乙可知 得 故选C。 （2）钩码处于失重状态时， 由牛顿第二定律 得 当时， 故有 在A至I点中，钩码处于失重状态且加速度小于的点只有C点符合。 故选C。 （3）从D点到E点，由图像可知先大于重力逐渐减小过程中 加速度向上减小； 当小于重力再继续逐渐减小过程中 加速度向下增大。 故选B。 学科网（北京）股份有限公司 $ 4.6超重和失重 分层练习 2026-2027学年高一物理同步备课系列【基础题】——原卷版 【A组同步训练】 一、超重和失重的判断 1．（2026·云南）云南宣威尼珠河大峡谷的“青云电梯”为谷底孩子们上学提供了交通便利。若电梯由静止开始上升，用时，则此过程电梯的平均速度大小及电梯向上加速时乘客所处的状态分别为（　　） A．，超重 B．，超重 C．，失重 D．，失重 2．（2025高二上·嘉兴）如图所示，升降机地板上站着一个重力为的人。当他对地板的压力时，升降机可能做下列的哪种运动（　　） A．加速下降 B．静止 C．匀速下降 D．匀速上升 3．（2025·广东会考）小明乘电梯从一楼直升到十楼，经历了加速、匀速和减速三个阶段，下列说法正确的是（　　） A．电梯加速阶段，小明处于失重状态 B．电梯减速阶段，小明处于失重状态 C．电梯上行过程中，小明一直处于超重状态 D．电梯上行过程中，小明一直处于失重状态 二、超重、失重的综合应用 4．（2025·门头沟模拟）百公里加速时间指的是汽车从静止直线加速至100km/h所需要的时间，其值越小表明汽车的加速性能越好。技术人员在水平路面上测试汽车加速性能时，他发现以下现象：将一台手机直接贴放在汽车后排真皮座椅上，手机居然可以在一段时间内与座椅保持相对静止。下列说法中正确的是（　　） A．测试时该手机处于超重状态 B．百公里加速时间越小，汽车速度的平均变化率越大 C．椅背与水平面的夹角θ越小手机越容易保持静止 D．座椅表面的材质不会影响手机与座椅的相对运动状态 5．（2025高一上·张家口期末）纵跳是体育运动的基本动作之一，可分为原地纵跳和助跑纵跳。某运动员光脚在原地纵跳时，快速下蹲后立即蹬伸，下列说法正确的是（　　） A．下蹲过程运动员一直处于超重状态 B．下蹲过程运动员先失重后超重 C．下蹲过程运动员对地面的压力大小大于地面对运动员的支持力大小 D．蹬伸过程运动员对地面的压力大小小于地面对运动员的支持力大小 6．（2025高一上·望城期中）2016年10月17日7时30分，神舟十一号飞船搭载着航天员陈冬和景海鹏在中国酒泉卫星发射中心利用长征五号运载火箭发射升空，并于10月日凌晨，与天宫二号自动交会对接成功。下列说法正确的是（　　） A．在发射升空期间，景海鹏认为陈冬静止不动，他可能是以飞船作为参考系 B．在发射升空初期，长征五号运载火箭向后喷气，周围的空气给了火箭向上的升力 C．在与天宫二号交会对接之后，以地球作为参考系天空二号是静止不动的 D．在与天宫二号交会对接之后，景海鹏的体重比他在地面上的体重要大 7．（2025高一下·盐城月考）如图是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，纵坐标为压力，横坐标为时间。下列说法正确的是（　　） A．从b到c的过程中，人的加速度方向向下 B．下蹲过程中人始终处于失重状态下 C．下蹲—起立过程中人最大加速度约为 D．内该同学做了2次下蹲—起立的动作 ​​​​​​​ 【B组难点突破】 8．（2026·宁波模拟）在2026年米兰-科尔蒂纳冬奥会上，中国队斩获5金4银6铜，刷新境外冬奥会参赛最佳战绩。如图为我国部分夺金运动员的比赛现场照片，下列说法正确的是（　　） A．甲图中，裁判为腾空完成技巧动作的苏翊鸣打分时，可将其视为质点 B．乙图中，徐梦桃从跳台斜向上飞出后，先处于超重状态，后处于失重状态 C．丙图中，谷爱凌在U形池中滑行时，池对她的支持力大小等于她对池的压力大小 D．丁图中，宁忠岩以1分41秒98的成绩打破速度滑冰1500米奥运纪录，其全程平均速度约为14.7m/s （多选）9．（2026·汕头模拟）小涵同学为了测试遥控飞行器性能，操控飞行器从地面沿竖直方向由静止起飞，上升到最高点后竖直下落，着陆时速度刚好为零。已知飞行器质量为，其动力系统提供的升力方向始终竖直向上，所受空气阻力大小恒为，其运动的图像如图所示，g取，下列说法正确的是（　　） A．时飞行器加速度大小为 B．时飞行器处于失重状态 C．时飞行器升力大小为 D．时飞行器返回地面 10．（2026高一上·佛山期末）小明站在压力传感器上练习“下蹲—起立”动作，某时段内压力随时间变化的图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A．下蹲过程，小明一直处于失重状态 B．1s时，小明处在下蹲过程的最低点 C．2s时，小明处于静止站立状态 D．前2s内小明完成一次“下蹲”动作 （多选）11．（2025高一下·永州期末）2024年3月25日国际体联蹦床世界杯科特布斯站比赛，中国蹦床队夺得3金2银的优异成绩。若一位蹦床运动员仅在竖直方向上运动，蹦床对运动员的弹力F随时间t的变化规律通过传感器用计算机绘制出来如图所示。运动过程中不计空气阻力，g取10m/s2，下列说法正确的是（　　） A．6.6s时运动员的运动方向向下 B．运动员在6～6.6s内处于超重状态 C．运动员在0～12s内的最大加速度大小为30m/s2 D．运动员在6.8～8.4s内离开蹦床运动的路程为3.2m 【C组综合拓展】 12．（2025高一上·嘉兴期末）某同学站在力传感器上完成“下蹲”、“起立”的动作，计算机采集的图线如图所示。则图中点所示过程，该同学完成了　 　动作（选填“下蹲”、“起立”、“先下蹲后起立”或“先起立后下蹲”）；以竖直向上为正方向，则b点时该同学的加速度约为　 　。（计算结果保留一位有效数字） 13．（2025·涪城模拟）如图甲所示，某物理兴趣小组利用低成本实验材料制作了一个便携力学传感器，能实时显示压力F—时间t图像，并能够进行数据分析。研究小组使用它在课堂上模拟电梯的上升和下降过程，把砝码水平放置在传感器上面，拉住细绳使传感器从静止开始，在竖直方向上运动。一段时间后得到的图像如下图乙所示，从图像上选取的点的力学数据如下表1所示，重力加速度g取。 表1 点 A B C E F G H I 力/N 0.50 0.81 0.21 0.03 0.15 0.74 0.08 0.98 请你分析以上图像和表格信息，回答下列问题： （1）该小组使用的钩码质量为______ A．0.5g B．5g C．50g D．500g （2）在A至I点中，钩码处于失重状态且加速度小于的点有　 　 （3）从D点到E点，钩码的加速度变化情况是______ A．先向上减小 后向下减小 B．先向上减小 后向下增大 C．先向下增大 后向下增大 D．先向上增大 后向下减小 学科网（北京）股份有限公司 $