4.6 超重和失重 分层作业 -2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册【基础题】

4.6 超重和失重 分层作业 2026-2027学年高一物理人教版必修第一册【基础题】 【A组基础通关】 一、超重与失重的判断 1．（2026·襄城模拟）北京时间2024年7月27日，巴黎奥运会女子双人三米跳板决赛，陈艺文和昌雅妮夺得金牌，中国跳水梦之队迎来开门红。运动员站在跳板上下蹲起跳，跳板的形变示意图如图所示，其中位置为平衡位置，则运动员处于失重状态的过程是（　　） A．由位置到位置 B．由位置到位置 C．由位置到位置 D．由位置到位置 【答案】B 【解析】对运动员受力分析可知，由位置到位置，运动员离开跳板时运动员只受到重力的作用，由于运动员向上做减速运动，所以运动员具有向下的加速度，处于失重状态，运动员在其余过程运动员具有向上的加速度，处于超重状态。 故选B。 2．（2025高一下·遵义期末）某同学站在压力传感器上，先下蹲后站起过程中压力传感器的示数随时间的变化情况如图所示。则图中对应为超重状态的时刻是（　　） A．和 B．和 C．和 D．和 【答案】C 【解析】某同学超重时，加速度竖直向上，此时该同学对压力传感器的示数大于其重力，结合图像可知超重出现在和时刻。 故答案为：C。 二、超重与失重的应用 3．（2025高二下·汨罗期末）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50kg，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，方向一定竖直向下 【答案】D 【解析】A．体重计示数是40kg，示数小于体重，说明晓敏对体重计的压力小于重力，并不是体重变小，故A错误； B．晓敏对体重计的压力和体重计对晓敏的支持力是一对作用力与反作用力，大小相等，故B错误； C．电梯做向上的减速运动也会是失重状态，示数小于其重力，故C错误； D．以人为研究对象mg-FN=ma，可得，，方向竖直向下，故D正确； 故答案为：D。 （多选）4．（2025高一下·浙江期中）如图所示，质量为m的人站在体重计上，随电梯以大小为a的加速度加速上升，重力加速度大小为g。关于该情景下列说法正确的是（　　） A．人处于超重状态 B．人对体重计的压力大小为 C．人对体重计的压力大小为 D．人受到的重力增大 【答案】A,C 【解析】A． 质量为m的人站在体重计上，随电梯以大小为a的加速度加速上升，人的加速度竖直向上，则人处于超重状态，故A正确； BC．对人，根据牛顿第二定律可得 解得，体重计对人的支持力大小为 根据牛顿第三定律可知，人对体重计的压力大小等于体重计对人的支持力大小为 故B错误，C正确； D． 人的质量不变，则重力不变，只不过是对接触面的压力变大了，故D错误。 故选AC。 （多选）5．（2025高一上·南充期末）某商场的智能化电动扶梯在无人乘行时运转得很慢，有人站上扶梯时会先加速再匀速运转。如图所示，一顾客乘电动扶梯上楼，始终与扶梯相对静止，电梯踏板水平，下列说法中正确的是（　　） A．匀速阶段，顾客不受摩擦力的作用 B．加速阶段，顾客受到的摩擦力方向指向身后 C．加速阶段，顾客受到扶梯的支持力大于重力 D．加速阶段，顾客处于失重状态 【答案】A,C 【解析】A．顾客匀速运动，受力平衡。水平方向无加速度，故不受摩擦力（若有摩擦力则水平方向无法平衡），A正确； B．加速阶段，加速度有水平向右的分量，则顾客受到的摩擦力方向指向身前，B错误； CD．加速阶段，加速度有竖直向上的分量，则顾客超重，则受到扶梯的支持力大于重力，C正确，D错误。 故答案为：AC。 【B组拓展提升】 6．小明为了研究超重和失重现象，站在电梯内水平放置的体重计上，小明质量为55 kg，电梯由启动到停止的过程中，下列说法正确的是(　　) A．由图甲可知电梯此时一定处于静止状态 B．由图乙可知小明此时一定向下加速运动 C．由图乙可知电梯此时一定处于加速上升状态 D．由图乙可知电梯此时的加速度约为0.7 m/s2 【答案】D 【解析】由题图甲可知小明处于平衡状态，电梯此时处于静止或匀速运动状态，A错误；由题图乙可知小明处于超重状态，有向上的加速度，则电梯向上加速或向下减速，B、C错误；此时小明受到的支持力大小为FN＝59×10 N＝590 N，则加速度大小为a＝≈0.7 m/s2，D正确． 7．（2026高一上·河池期末）2025年5月4日，世界泳联跳水世界杯总决赛在北京国家游泳中心“水立方”落幕，中国跳水队包揽北京站总决赛全部9枚金牌。如图是某运动员参加10米台跳水比赛过程中，利用传感器和计算机处理出来的部分运动过程的图像，不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A．初始时刻运动员刚离开跳台 B．时刻运动员的速度方向发生改变 C．运动员离跳台的最大高度为 D．在时间内运动员先失重再超重 【答案】D 【解析】A．跳水运动员刚离开跳台时向上运动，由于速度向上，运动员受到的重力方向向下，所以开始做匀减速运动，与图像运动员的速度不断增大不符合，所以因此初始时刻运动员已经离开跳台一段时间开始向下做加速运动，故A错误； B．在时刻前后，速度均大于零，由于速度的符号代表运动的方向因此速度方向没有发生改变，故B错误； C．运动员离开跳台后，做竖直上抛运动，速度为零的位置（对应最高点）比跳台高，速度最大时接触水面，水面高度比跳台低，即跳台在水面和最高点之间。由于从0-t1的过程中运动员从最高点运动到水面，根据位移公式可以得出运动员从最高点到水面的高度为 因此运动员离跳台的最大高度小于，故C错误； D．由图像可知运动员在时间内先向下做匀加速直线运动再向下做减速运动，根据图线斜率的符号可以得出加速度先向下再向上，因此这段时间内运动员先失重再超重，故D正确。 故选D。 8．（2025·淄博模拟）2024年9月11日，朱雀三号火箭可重复使用垂直起降回收试验圆满完成。试验中朱雀三号经历了“加速上升→关闭发动机无动力滑行→发动机空中二次起动→软着陆”的过程，其图像如图所示（取竖直向上为正方向），下列说法正确的是（　　） A．时间内，朱雀三号加速上升且加速度逐渐增大 B．时间内，朱雀三号减速下降 C．时间内，朱雀三号减速下降且加速度逐渐减小 D．时间内，朱雀三号处于超重状态 【答案】D 【解析】A．切线的斜率表示加速度，时间内，速度为正值且在增大，切线的斜率先增大后减小，朱雀三号加速上升且加速度先增大后减小，故A错误； B．时间内，速度为正值且在减小，朱雀三号减速上升，故B错误； C．时间内，速度为负值且绝对值在增大，切线的斜率在减小，朱雀三号加速下降且加速度逐渐减小，故C错误； D．时间内，速度为负值且绝对值在减小，朱雀三号减速下降，加速度向上，朱雀三号处于超重状态，故D正确。 故答案为：D。 9．（2025·青岛模拟）2025年4月30日神舟十九号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。返回舱在距地面10km高度打开降落伞，距地面1.125m高处4台反推发动机同时点火，产生竖直向上的恒定推力，最终以2m/s的速度着陆。该过程返回舱运动的图像如图所示，重力加速度，下列说法正确的是（　　） A．，返回舱内的宇航员处于失重状态 B．，返回舱的平均速度为103.5m/s C．单台发动机的推力约为返回舱重力的 D．反推发动机的工作时间为0.25s 【答案】D 【解析】A．时间内，向下做减速直线运动，加速度竖直向上，故返回舱内的宇航员处于超重状态，A错误； B．若返回舱在时间内做匀减速直线运动，则平均速度为 但宇航员在时间内做加速度逐渐减小的减速运动，其在内的平均速度小于，B错误； CD．时刻点火后反推发动机开始工作，返回舱做匀减速直线运动，由运动学知识有 点火时返回舱距地面的高度为 联立解得反推发动机的工作时间为 根据加速度的定义式可知反推发动机工作时，返回舱的加速度大小为 由牛顿第二定律有 联立解得 即单台发动机的推力约为返回舱重力的，C错误，D正确。 故答案为：D。 【C组综合拓展】 （多选）10．（2025高一上·顺德期末）同一乘客三次分别乘坐不同的电梯上楼，过程中都经历了电梯加速上升阶段，假设三次的加速度大小相同，且乘客相对电梯均静止，如图甲、乙、丙所示。在上述加速阶段中，下列说法正确的是（　　） A．三种方式乘客均受到了电梯地板的摩擦力作用 B．只有在甲种方式中，乘客才受到了摩擦力作用 C．在丙种方式中，乘客受到电梯地板的支持力最大 D．三种方式中的乘客均处于超重状态 【答案】C,D 【解析】本题主要考查牛顿第二定律的应用，根据电梯运动状态分析出受力情况是解题关键。 AB.电梯加速上升阶段，根据牛顿第二定律可知在甲种方式中，乘客受到支持力、重力、沿斜面向上的摩擦力作用；在乙种方式中，乘客受到支持力、重力、水平向右的摩擦力作用；在丙种方式中，乘客受到支持力、重力，故在甲、乙两种方式中，乘客受到了摩擦力作用，故AB错误； C.在甲种方式中，乘客受到电梯地板的支持力为FN1=mgcosθ，在乙种方式中FN2=mg+masinθ，在丙种方式中FN3=mg+ma，可得FN1＜FN2＜FN3，故在丙种方式中，乘客受到电梯地板的支持力最大，故C正确； D.三种方式中的乘客均有向上的加速度，均处于超重状态，故D正确。 故选：CD。 11．（2025高三上·沧州期末）某无人机测试时，它从地面由静止竖直向上飞行，该无人机的速度—时间关系如图所示。下列说法正确的是（　　） A．在时间内，无人机到地面的高度先增大后减小 B．和时间内，无人机的平均加速度大小之比为 C．在时间内，无人机一直处于超重状态，加速度先增大后减小 D．在时间内，无人机的机械能一直增大 【答案】B 【解析】本题是速度—时间图像的应用，要明确v-t图像的斜率表示加速度，速度正负表示速度方向，从而读取有用信息。A． 根据无人机的速度—时间关系图像可知无人机的速度方向没有变化，所以无人机的高度一直增大，故A错误； B．由平均加速度定义可知，时间内无人机的平均加速度 时间内的平均加速度 可得 故B正确； C．在时间内，无人机的速度先向上增大，然后向上减小，所以无人机先超重后失重，其加速度先增大后减小，再增大，故C错误； D．无人机向上加速运动时，无人机的机械能一定增大，但无人机向上减速运动时无人机的重力势能增大，但无人机的动能减小，所以无法判断无人机机械能的变化情况，故D错误。 故选B。 学科网（北京）股份有限公司 $ 4.6 超重和失重 分层作业 2026-2027学年高一物理人教版必修第一册【基础题】 【A组基础通关】 一、超重与失重的判断 1．（2026·襄城模拟）北京时间2024年7月27日，巴黎奥运会女子双人三米跳板决赛，陈艺文和昌雅妮夺得金牌，中国跳水梦之队迎来开门红。运动员站在跳板上下蹲起跳，跳板的形变示意图如图所示，其中位置为平衡位置，则运动员处于失重状态的过程是（　　） A．由位置到位置 B．由位置到位置 C．由位置到位置 D．由位置到位置 2．（2025高一下·遵义期末）某同学站在压力传感器上，先下蹲后站起过程中压力传感器的示数随时间的变化情况如图所示。则图中对应为超重状态的时刻是（　　） A．和 B．和 C．和 D．和 二、超重与失重的应用 3．（2025高二下·汨罗期末）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50kg，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，方向一定竖直向下 （多选）4．（2025高一下·浙江期中）如图所示，质量为m的人站在体重计上，随电梯以大小为a的加速度加速上升，重力加速度大小为g。关于该情景下列说法正确的是（　　） A．人处于超重状态 B．人对体重计的压力大小为 C．人对体重计的压力大小为 D．人受到的重力增大 （多选）5．（2025高一上·南充期末）某商场的智能化电动扶梯在无人乘行时运转得很慢，有人站上扶梯时会先加速再匀速运转。如图所示，一顾客乘电动扶梯上楼，始终与扶梯相对静止，电梯踏板水平，下列说法中正确的是（　　） A．匀速阶段，顾客不受摩擦力的作用 B．加速阶段，顾客受到的摩擦力方向指向身后 C．加速阶段，顾客受到扶梯的支持力大于重力 D．加速阶段，顾客处于失重状态 【B组拓展提升】 6．小明为了研究超重和失重现象，站在电梯内水平放置的体重计上，小明质量为55 kg，电梯由启动到停止的过程中，下列说法正确的是(　　) A．由图甲可知电梯此时一定处于静止状态 B．由图乙可知小明此时一定向下加速运动 C．由图乙可知电梯此时一定处于加速上升状态 D．由图乙可知电梯此时的加速度约为0.7 m/s2 7．（2026高一上·河池期末）2025年5月4日，世界泳联跳水世界杯总决赛在北京国家游泳中心“水立方”落幕，中国跳水队包揽北京站总决赛全部9枚金牌。如图是某运动员参加10米台跳水比赛过程中，利用传感器和计算机处理出来的部分运动过程的图像，不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A．初始时刻运动员刚离开跳台 B．时刻运动员的速度方向发生改变 C．运动员离跳台的最大高度为 D．在时间内运动员先失重再超重 8．（2025·淄博模拟）2024年9月11日，朱雀三号火箭可重复使用垂直起降回收试验圆满完成。试验中朱雀三号经历了“加速上升→关闭发动机无动力滑行→发动机空中二次起动→软着陆”的过程，其图像如图所示（取竖直向上为正方向），下列说法正确的是（　　） A．时间内，朱雀三号加速上升且加速度逐渐增大 B．时间内，朱雀三号减速下降 C．时间内，朱雀三号减速下降且加速度逐渐减小 D．时间内，朱雀三号处于超重状态 9．（2025·青岛模拟）2025年4月30日神舟十九号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。返回舱在距地面10km高度打开降落伞，距地面1.125m高处4台反推发动机同时点火，产生竖直向上的恒定推力，最终以2m/s的速度着陆。该过程返回舱运动的图像如图所示，重力加速度，下列说法正确的是（　　） A．，返回舱内的宇航员处于失重状态 B．，返回舱的平均速度为103.5m/s C．单台发动机的推力约为返回舱重力的 D．反推发动机的工作时间为0.25s 【C组综合拓展】 （多选）10．（2025高一上·顺德期末）同一乘客三次分别乘坐不同的电梯上楼，过程中都经历了电梯加速上升阶段，假设三次的加速度大小相同，且乘客相对电梯均静止，如图甲、乙、丙所示。在上述加速阶段中，下列说法正确的是（　　） A．三种方式乘客均受到了电梯地板的摩擦力作用 B．只有在甲种方式中，乘客才受到了摩擦力作用 C．在丙种方式中，乘客受到电梯地板的支持力最大 D．三种方式中的乘客均处于超重状态 11．（2025高三上·沧州期末）某无人机测试时，它从地面由静止竖直向上飞行，该无人机的速度—时间关系如图所示。下列说法正确的是（　　） A．在时间内，无人机到地面的高度先增大后减小 B．和时间内，无人机的平均加速度大小之比为 C．在时间内，无人机一直处于超重状态，加速度先增大后减小 D．在时间内，无人机的机械能一直增大 学科网（北京）股份有限公司 $