2027届高三物理一轮专项练习：专题十九 牛顿第二定律中的超重 失重问题

专题十九 牛顿第二定律中的超重 失重问题 一、单项选择题 1．2026年7月10日，长征十号乙运载火箭在海南商业航天发射场发射升空，成功将卫星送入预定轨道，火箭一级在“领航者”号回收船上通过网系捕获方式垂直回收，首次发射回收任务取得圆满成功。火箭在回收过程中减速下降时（　　 ） A．惯性增大 B．惯性减小 C．处于超重状态 D．处于失重状态 【答案】C 【详解】AB．惯性是物体的固有属性，大小只由物体的质量决定，火箭减速下降过程中质量不变，惯性大小不变，故AB错误； CD．火箭减速下降时，速度方向竖直向下，加速度方向与速度方向相反，即物体加速度方向竖直向上，处于超重状态，故C正确，D错误。 故选C。 2．如图所示，质量为m的游客乘坐环形座舱（套装在竖直柱子上），由升降机送上几十米的高处，然后让座舱自由落下，落到一定位置时，制动系统启动，到地面时刚好停下。已知座舱开始下落时的高度为76m，当落到离地面28m的位置时开始制动做匀减速运动。不计空气阻力及一切摩擦，重力加速度为g，则此过程中下列说法中正确的是（ ） A．当座舱落到离地面50m时，座舱对游客的作用力大小等于mg B．当座舱落到离地面50m时，座舱对游客的作用力大小大于mg C．当座舱落到离地面20m时，座舱对游客的作用力大小大于mg D．当座舱落到离地面20m时，座舱对游客的作用力大小小于mg 【答案】C 【详解】AB．当座舱落到离地面50m时，座舱处于自由落体过程中，所以座舱对游客的作用力大小等于0，故AB错误；CD．当座舱落到离地面20m时，制动系统已启动，座舱匀减速下落，游客处于超重状态，所以座舱对游客的作用力大小大于mg，故C正确，D错误。 故选C。 3．蹦极是目前比较流行的极限运动，工作人员把弹性绳系在运动员身上，然后让运动员从一定高度下落。在某次蹦极运动中，忽略空气阻力，从运动员身上绳子绷直的瞬间开始计时，规定竖直向下为速度的正方向，得到如图所示的速度随时间 变化的图像，则下列说法正确的是（ ） A．运动员在时间段内处于超重状态 B．运动员在时间段内处于超重状态 C．时刻运动员受到绳子的拉力大于运动员的重力 D．时刻运动员受到绳子的拉力小于运动员的重力 【答案】A 【详解】A．由图可知，运动员在时间段内向下减速，加速度向上，处于超重状态，故A正确；B．由图可知，运动员在时间段内向上减速，加速度向下，处于失重状态，故B错误；CD．由图可知，运动员在时刻加速度为零，运动员处于平衡状态，时刻运动员受到绳子的拉力等于运动员的重力，故CD错误。 故选A。 4．如图所示，电梯内有一同学站立在体重秤上，当电梯做匀速直线运动时，秤的示数为FN=mg。某一段时间该同学观察到秤的示数为1.2mg，这段时间内（ ） A．电梯一定是向上运动 B．电梯一定是向下运动 C．该同学一定处于失重状态 D．电梯加速度方向一定是向上的 【答案】D 【详解】ABD．对同学受力分析，体重秤的示数等于支持力的大小，则 ，根据牛顿第二定律有，代入数值可得加速度，方向竖直向上，而加速度向上的运动对应两种情况，电梯向上做加速运动，或向下做减速运动，因此电梯的运动方向不确定，故AB错误，D正确；C．当支持力大于重力、加速度方向向上时，人处于超重状态，故C错误。 故选D。 5．利用智能手机中的加速度传感器可以采集手机的加速度a随时间t变化的图像。某同学将手机竖直向上抛出，测得手机在竖直方向的图像如图所示。g取，下列说法正确的是（ ） A．时刻手机的速度最大 B．时刻手机到达最高点 C．时间内，手机处于超重状态 D．时间内，手机受到的支持力大于手机的重力 【答案】C 【详解】从图中时刻的加速度为可判断本题是以向上为正方向的，由图可知，时间内，手机加速度向上，手机上升的速度越来越大，处于超重状态；时间内，手机加速度向下，手机受到的支持力小于手机的重力，手机上升的速度越来越小，处于失重状态；时刻手机与手脱离后将会继续减速上升，时刻手机不是到达最高点，时刻手机的速度最大。 故选C。 6．如图所示，木箱在竖直方向做直线运动，轻弹簧左右两端分别与质量为m的物块A和木箱连接，A相对木箱静止，轻弹簧上的弹力大于μmg，A与木箱水平底板之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是（ ） A．A处于超重状态 B．轻弹簧处于拉伸状态 C．木箱是向上运动的 D．木箱是向下运动的 【答案】A 【详解】A．由题意可知，A 在水平方向上相对木箱静止，受力平衡，故静摩擦力等于弹簧弹力。由题意，可知，A 与木箱之间的摩擦力为静摩擦力，且大于，而静摩擦力小于等于最大静摩擦力即，则 A 对木箱的压力大于其重力 mg，即木箱对A的支持力大于mg，由牛顿第二定律可知，A与木箱的加速度方向向上，处于超重状态，故 A 正确；B．轻弹簧可能处于拉伸状态有可能处于压缩状态，故B 错误；CD．木箱处于超重状态，可能是加速上升也可能是减速下降，故CD 错误。 故选A。 7．如图，一蹦床运动员从蹦床正上方某一高度处由静止开始自由下落，接触蹦床后把蹦床压缩到一定程度后停止下落，不计空气阻力。在运动员下落的这一过程中，下列说法正确的是（ ） A．运动员速度先增大后减小，接触蹦床瞬间速度最大 B．运动员接触蹦床后加速度方向变为竖直向上 C．运动员从B处到C处，先失重后超重 D．运动员从B处到C处，其加速度先增大后减小 【答案】C 【详解】A． 运动员从A到B做自由下落，速度持续增大；接触蹦床后，初始阶段蹦床的弹力小于重力，合力仍竖直向下，速度会继续增大，直到弹力与重力大小相等的位置时速度才达到最大值，并非接触蹦床的B点速度最大。故A错误；B． 运动员刚接触蹦床的初始阶段，蹦床形变量小、弹力小于重力，合力方向仍竖直向下，加速度方向竖直向下；只有当弹力大于重力后，加速度才变为竖直向上。故B错误；C． 从B到C的过程中，弹力小于重力时，合力向下，加速度向下，运动员处于失重状态；弹力大于重力时，合力向上，加速度向上，运动员处于超重状态。 因此该过程先失重后超重，故C正确。D． 从B到C，蹦床的形变量持续增大，蹦床弹力随形变量增大而增大，合力变化为：从初始的竖直向下、大小为g的重力，逐渐减小到0，再反向竖直向上、逐渐增大；对应的加速度是先向下逐渐减小，后向上逐渐增大，并非先增大后减小。故D错误。 故选C。 8．一木箱置于升降机内的水平地板上，升降机从时刻由静止开始竖直向上运动，其加速度a随时间t的变化规律如图所示。重力加速度大小为g，下列说法正确的是（ ） A．0 - 4t0内，木箱先加速后减速 B．2t0 时，木箱的速度为4gt0 C．2t0 - 4t0内，木箱处于失重状态 D．4t0 时，木箱到达最大速度 【答案】D 【详解】A．由图像可知，在时间内，加速度的方向始终为正，与速度方向相同，木箱一直做加速运动，故A错误；B．图像与时间轴围成的面积表示速度的变化量，时木箱的速度为，故B错误；C．在内，加速度方向向上，木箱处于超重状态，故C错误；D．在内，木箱一直加速，时加速度减为零，速度达到最大，故D正确。 故选D。 9．泰山索道包括泰山中天门索道、后石坞索道、桃花源索道。三条索道以岱顶为中心，构成了连接中天门景区、后石坞景区和桃花峪景区的泰山空中交通网。图甲为正在运行的泰山索道，简化如图乙。已知质量为60kg的游客站立于轿厢底面，倾斜索道与水平面的夹角为30°，当载人轿厢沿索道斜向上做加速度为的匀加速直线运动时，轿厢底面始终保持水平，不计空气阻力，重力加速度g取。下列说法正确的是（ ） A．游客处于失重状态 B．轿厢对游客的支持力与游客受到的重力是一对平衡力 C．游客受到的摩擦力大小为 D．游客对轿厢的作用力大小为720N 【答案】C 【详解】A．游客随轿厢相对静止一起沿索道斜向上做匀加速直线运动，有沿钢索斜向上的加速度，因此游客处于超重状态，故A错误；B．游客处于超重状态，则竖直方向轿厢对游客的支持力大于游客受到的重力，故B错误；C．当载人轿厢沿钢索做匀加速直线运动时，以游客为研究对象，其水平方向上有，竖直方向上有，解得游客受到的摩擦力大小为，轿厢对游客的支持力大小为，故C正确；D．轿厢对游客的作用力大小为，则由牛顿第三定律可知，游客对轿厢的作用力大小为，故D错误。 故选C。 10．如图所示是手提弹簧灯笼，拴连在弹簧顶部的公仔A的质量为2m，底座B（含灯泡）的质量为3m，连接A、B的弹簧质量忽略不计。某次通过提杆对细绳施加竖直向上、大小为6mg的恒力，一段时间后，A、B以相同加速度一起向上做匀加速直线运动，弹簧未超出弹性限度，且不考虑空气阻力。重力加速度为g，若细绳突然断开，则此瞬间（ ） A．公仔A处于超重状态 B．底座B处于失重状态 C．公仔A的加速度大小为2.5g D．弹簧弹力大小为3.6mg 【答案】D 【详解】ACD．细绳突然断开前，设拉力为，已知，对公仔和底座组成的整体，根据牛顿第二定律有，解得，方向竖直向上，对底座，设弹簧弹力为，根据牛顿第二定律有，解得 细绳突然断开瞬间，拉力消失，由于弹簧形变量来不及改变，弹簧弹力不发生突变，仍为，对公仔，根据牛顿第二定律有，解得公仔A的加速度大小为，方向竖直向下，则此时瞬间公仔A处于失重状态，故AC错误，D正确；B．由对A选项的分析可知，细绳突然断开瞬间，底座的受力情况未发生改变，其加速度依然为0.2g，方向竖直向上，仍处于超重状态，故B错误。 故选D。 11．近几年，极限运动越来越受到年轻人的喜欢，其中“反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。如图所示是简化模型，弹性轻绳的上端固定在O点，拉长后将下端固定在体验者的身上，并与固定在地面上的力传感器相连，此时力传感器示数为1200N。打开扣环，从A点由静止释放，体验者像火箭一样被“竖直发射”，经B点上升到最高位置C点，在B点时速度最大。已知人与装备（可视为质点）的总质量为60kg，不计空气阻力，重力加速度g取，下列说法正确的是（　　） A．打开扣环瞬间，体验者的加速度大小为20m/s2 B．从A到C过程中，橡皮筋的弹力先小于人的重力后大于人的重力，速度先增大后减小，加速度先减小后增大 C．在B点，体验者所受合力最大 D．在C点，体验者处于超重状态 【答案】A 【详解】A．传感器的示数为，设此时弹性绳的弹力大小为，由平衡条件有，解得，打开扣环瞬间，由牛顿第二定律有，解得，故A正确；B．体验者在段橡皮筋的拉力先小于人的重力后大于人的重力，由牛顿第二定律可知，加速度先减小后增大，物体先加速运动，后减速运动，所以速度先增大后减小，故B错误；C．在点时速度最大，故体验者所受合力为零，故C错误；D．在点时速度最大，点速度为0，可知到过程人做减速运动，加速度向下，故人处于失重状态，故D错误。 故选A。 12．空军跳伞队在进行跳伞训练，队员从静止的飞机上无初速度跳下，一段时间后打开降落伞，运动过程中队员始终竖直向下，队员及降落伞整体受到的空气阻力与时间的关系图像如图所示。已知参训队员及装备的总质量为，当地重力加速度为，下列关于队员离开飞机后的说法正确的是（　　） A．10s时队员的加速度方向发生改变 B．5s时队员处于失重状态 C．22s时队员的速度达到最大 D．14s时队员的加速度最大且为 【答案】B 【详解】A．由图像可知，时阻力，合力向下，加速度方向向下，与内加速度方向相同，未发生改变，加速度方向改变的时刻是阻力等于重力的时刻，在到之间。故A错误；B．时阻力，根据牛顿第二定律，解得，方向竖直向下，队员处于失重状态，故B正确；C．队员先加速后减速，当阻力等于重力时速度最大，由图可知在到之间某时刻阻力等于，此时速度最大，时阻力再次等于，加速度为零，速度稳定但不是最大，故C错误；D．时阻力，根据牛顿第二定律，解得，方向竖直向上，加速度大小为，故D错误。 故选B。 13．某学习小组的同学设计制作了一个“竖直加速度测量仪”测量竖直运行电梯的加速度。测量仪如图所示，轻弹簧上端固定在测量仪外壳上，弹簧下端悬挂一个小球，弹簧左侧沿竖直方向固定一直尺。将测量仪沿竖直方向固定在电梯轿厢侧壁上。当电梯静止时，弹簧的伸长量为x0，将此时弹簧下端的指针所指直尺位置标为“0”刻度线。以直尺“0”刻度线位置为坐标原点，以竖直向上为正方向，沿竖直方向建立一维坐标系（图中未画出）。已知弹簧的劲度系数为k，小球质量为m，重力加速度为g，弹簧始终在弹性限度内。下列说法错误的是（　　） A．x0的值为 B．加速度的值与坐标系的坐标x一一对应，坐标x处的加速度值为 C．当坐标x<0时，电梯加速度的方向竖直向上 D．将直尺不同刻度对应的加速度标在直尺上，各刻度对应加速度的值是均匀的 【答案】B 【详解】A．电梯静止时，小球受力平衡，弹簧弹力等于重力 解得，A正确。B．设指针的坐标为，则弹簧的实际伸长量为（向上为正，时伸长量减小，时伸长量增大）。对小球由牛顿第二定律 代入，化简得，即，结合，可得， 当坐标时，加速度，方向竖直向上，B错误，C正确；D．由，知a与x成线性正比关系，因此直尺上各刻度对应的加速度值均匀分布，D正确。 由于本题选择错误的，故选B。 14．某小组用模型模拟了深潜器从水底由静止向上返回的运动过程，其加速度随位移变化的图像如图所示，则（　　） A．在阶段深潜器内的物体处于失重状态 B．在处深潜器运动的速度大小为 C．在处深潜器运动的速度最大 D．在阶段深潜器运动的平均速度大小为 【答案】B 【详解】A．深潜器从水底由从静止向上做加速运动，由此可知在阶段深潜器加速度竖直向上，深潜器内的物体处于超重状态，A错误；C．结合图像可知，深潜器做加速度减小的加速运动，深潜器做匀速直线运动，做加速度减小的减速运动，由此可知，在处深潜器的速度最大，C错误；B．由2，可知图像线下面积为变化量，在处的速度平方，解得 在期间，深潜器做匀速直线运动，则深潜器在处的运动速度大小为，B正确；D．若阶段深潜器做匀变速直线运动，则平均速度大小为 而在阶段深潜器做加速度减小的加速运动，因此在阶段深潜器运动的平均速度不等于，D错误。 故选B。 二、多项选择题 15．商场的自动扶梯会在无人使用的时候待机以节约电能，当人接近时会触发其感应装置并启动。小明刚踏上自动扶梯的水平踏板，扶梯开始斜向上做匀加速直线运动，如图所示。下列说法正确的是（ ） A．小明共受到了2个力的作用 B．小明处于超重状态 C．踏板对小明的静摩擦力水平向左 D．踏板对小明的支持力沿扶梯斜向上 【答案】BC 【详解】A．小明受重力、踏板的支持力、水平方向的静摩擦力，共3个力作用，故A错误；B．小明的加速度有竖直向上的分量，满足支持力，因此小明处于超重状态，故B正确。C．加速度的水平分量向左，说明小明水平方向合力向左，该合力由踏板对小明的静摩擦力提供，因此静摩擦力方向水平向左，故C正确；D．支持力垂直于接触面，踏板是水平的，因此支持力竖直向上，不是沿扶梯斜向上，D错误。 故选BC。 16．一个物块正在空中自由下落，当向下的速度大小为时给物块施加一个竖直向上的拉力，如图甲所示，此后，物块的速度随时间变化如图乙所示，不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A．时间内，物块先失重后超重 B．时刻，物块到达最高点 C．时间内，物块先超重后失重 D．时间内，拉力一直在减小 【答案】CD 【详解】A．时间内，物块加速度一直向上，因此一直处于超重状态，故A错误； B．时刻，物块到达最高点，B错误；C．时间内，加速度先向上后向下，物块先超重后失重，C正确；D．时间内，物块的加速度先向上减小，后向下增大，因此拉力F一直减小，D正确； 故选CD。 17．如图所示，质量分别为M和m的物体A、B用不可伸长的轻质细线连接，悬挂在定滑轮上，定滑轮固定在天花板上，已知，滑轮质量及摩擦均不计。A、B由静止释放后，在空中自由运动的过程中，下列说法正确的是（　　）（已知重力加速度为g） A．细线上的拉力一定大于mg B．细线上的拉力一定大于Mg C．物体A处于失重状态 D．物体B处于失重状态 【答案】AC 【详解】AB．因为物体B的加速度方向向上，A加速度向下，根据牛顿第二定律有，，则细线的拉力一定大于mg，小于Mg，故A正确，B错误； CD．物体B的加速度方向向上，则物体B超重，A加速度向下，物体A失重，故C正确，D错误； 故选AC。 18．安装有phyphoxAPP的智能手机可以实现很多中学物理实验探究。如图1所示，某次实验用橡皮筋悬挂手机模拟蹦极运动，规定竖直向下为正方向，得到竖直方向加速度随时间的变化图像如图2所示。已知状态时由静止释放手机，手机始终保持竖直，忽略空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．手机速度第一次达到最大值的状态是 B．到过程中和到过程中加速度方向相同 C．到过程中，手机向下做减速运动 D．到过程中，手机处于失重状态 【答案】AB 【详解】A．时，手机处于静止状态，根据图像的面积表示速度的变化量可知，状态手机的速度第一次达到最大值，故A正确；BCD．到过程中和到过程中加速度始终为负值，即方向始终向上，处于超重状态，到过程中，根据牛顿第二定律可知加速度减小，橡皮筋的伸长量减小，故手机做向上的加速运动，故B正确，CD错误。 故选AB。 19．如图所示，某同学在电梯里进行物理实验探究，他在电梯的水平天花板上固定一弹簧测力计，并在其下方竖直悬挂质量为的重物，他站立在电梯的水平地板上观测数据。当电梯运行后的某时刻，该同学观测到弹簧测力计的示数为。已知重力加速度，弹簧测力计自重不计。下列说法正确的是（　　） A．该电梯处于超重状态 B．该电梯处于失重状态 C．电梯此时的加速度大小为，方向竖直向上 D．该电梯一定向上做匀加速直线运动 【答案】AC 【详解】AB．由题意，可知该重物的视重为13.0N，大于其重力10N，重物处于超重状态，所以该电梯处于超重状态，故A正确，B错误；CD．对重物根据牛顿第二定律有，可求得该重物的加速度大小为，方向竖直向上，电梯与重物的加速度相同，所以电梯此时的加速度大小为，方向竖直向上，但电梯可能向上做匀加速直线运动，也可能向下做匀减速直线运动，故C正确，D错误。 故选AC。 20．如图所示为无人机内部的一个加速度计部件，可以测量竖直轴向加速度。质量块上下两侧与两根竖直的轻弹簧连接，两根弹簧的另一端分别固定在外壳上。固定在质量块上的指针可指示弹簧的形变情况，弹簧始终处于弹性限度内，通过信号系统显示出质量块受到除重力外的其它力产生的加速度为，的方向竖直向上时为正值，重力加速度大小为。下列说法正确的是（　　） A．当无人机悬停在空中时， B．当无人机自由下落时， C．当时，无人机处于完全失重状态 D．当时，无人机可能减速上升 【答案】ACD 【详解】A．悬停时，弹力合力与重力平衡，有，由于通过信号系统显示出质量块受到除重力外的力产生的加速度为a，所以，解得，故A正确； BC．当无人机自由下落时，其处于完全失重状态，弹力的合力为零，由牛顿第二定律可知其由弹力的合力所产生的加速度为零，故B错误，C正确；D．当时，对于无人机来说，由弹力的合力产生的加速度为g，即，由牛顿第二定律可知无人机处于失重状态，其可能向下加速运动，也可能向上减速运动，故D正确。 故选ACD。 21．如图所示，一个质量为2m的小箱子放在台秤的托盘上，箱内有一质量为m的物体A，A的上端用轻弹簧与箱子的顶部连接，A的下端用细线系在箱子的底部，细线绷紧，拉力大小为mg，整个系统处于静止状态，现将细线剪断，物体A向上运动，不计轻弹簧和细线的质量，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A．物体A静止时，台秤读数为3mg B．剪断细线的瞬间，台秤读数突然变小 C．剪断细线的瞬间，物体的加速度为g，方向竖直向上 D．剪断细线后，物体A向上运动至最高点的过程中，台秤读数先减小后增大 【答案】AC 【详解】A．未剪断细线前，整个系统处于静止状态。对物体A和箱子整体进行受力分析，根据共点力的平衡规律可得台秤对箱子的支持力大小为 ，则根据牛顿第三定律可知，未剪断细线前，台秤的读数为，故A正确；BC．未剪断细线前，对物体A进行受力分析，可得弹簧的弹力为，剪断细线的瞬间，对物体A列牛顿第二定律方程有，解得此时物体A的加速度大小为，方向竖直向上，故剪断细线的瞬间整个系统处于超重状态，所以台秤读数突然变大，故B错误，C正确；D．剪断细线后，物体A向上运动至最高点的过程中，物体A先向上做加速运动后向上做减速运动，物体A和箱子组成的系统先处于超重状态后处于失重状态，故台秤对整体的支持力先大于整体的重力后又小于整体的重力，所以台秤的读数先变大后变小，故D错误。 故选AC。 22．图甲所示为货箱底端链接轻弹簧的缓冲装置示意图。货箱从某一高度由静止开始自由下落，以货箱初始位置为坐标原点，竖直向下建立轴，加速度—位移（）图像如图乙所示，为运动最低点。已知重力加速度取，，，，忽略空气阻力，弹簧在弹性限度内。货箱从静止下落至第一次到达最低点过程中，关于货箱（不含弹簧）下列说法正确的是（　　） A．先超重后失重 B．先失重后超重 C．最大速率为 D．在最低点的加速度大小为 【答案】BD 【详解】AB．整个过程中阶段加速度方向始终向下，属于失重；阶段加速度方向向上，属于超重，因此货箱先失重后超重，故B正确；C．加速度为0时速度最大，对应位置，2的图像面积为，的图像面积为，总的图像面积，因此，故C错误；D．接触弹簧后，由牛顿第二定律得，整理得， 时，代入得 ，代入得 ，最低点，代入得 ，负号表示方向向上，加速度大小为，故D正确； 故选BD。 试卷第14页（共14页） 第15页 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题十九 牛顿第二定律中的超重 失重问题 一、单项选择题 1．2026年7月10日，长征十号乙运载火箭在海南商业航天发射场发射升空，成功将卫星送入预定轨道，火箭一级在“领航者”号回收船上通过网系捕获方式垂直回收，首次发射回收任务取得圆满成功。火箭在回收过程中减速下降时（　　 ） A．惯性增大 B．惯性减小 C．处于超重状态 D．处于失重状态 2．如图所示，质量为m的游客乘坐环形座舱（套装在竖直柱子上），由升降机送上几十米的高处，然后让座舱自由落下，落到一定位置时，制动系统启动，到地面时刚好停下。已知座舱开始下落时的高度为76m，当落到离地面28m的位置时开始制动做匀减速运动。不计空气阻力及一切摩擦，重力加速度为g，则此过程中下列说法中正确的是（ ） A．当座舱落到离地面50m时，座舱对游客的作用力大小等于mg B．当座舱落到离地面50m时，座舱对游客的作用力大小大于mg C．当座舱落到离地面20m时，座舱对游客的作用力大小大于mg D．当座舱落到离地面20m时，座舱对游客的作用力大小小于mg 3．蹦极是目前比较流行的极限运动，工作人员把弹性绳系在运动员身上，然后让运动员从一定高度下落。在某次蹦极运动中，忽略空气阻力，从运动员身上绳子绷直的瞬间开始计时，规定竖直向下为速度的正方向，得到如图所示的速度随时间 变化的图像，则下列说法正确的是（ ） A．运动员在时间段内处于超重状态 B．运动员在时间段内处于超重状态 C．时刻运动员受到绳子的拉力大于运动员的重力 D．时刻运动员受到绳子的拉力小于运动员的重力 4．如图所示，电梯内有一同学站立在体重秤上，当电梯做匀速直线运动时，秤的示数为FN=mg。某一段时间该同学观察到秤的示数为1.2mg，这段时间内（ ） A．电梯一定是向上运动 B．电梯一定是向下运动 C．该同学一定处于失重状态 D．电梯加速度方向一定是向上的 5．利用智能手机中的加速度传感器可以采集手机的加速度a随时间t变化的图像。某同学将手机竖直向上抛出，测得手机在竖直方向的图像如图所示。g取，下列说法正确的是（ ） A．时刻手机的速度最大 B．时刻手机到达最高点 C．时间内，手机处于超重状态 D．时间内，手机受到的支持力大于手机的重力 6．如图所示，木箱在竖直方向做直线运动，轻弹簧左右两端分别与质量为m的物块A和木箱连接，A相对木箱静止，轻弹簧上的弹力大于μmg，A与木箱水平底板之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是（ ） A．A处于超重状态 B．轻弹簧处于拉伸状态 C．木箱是向上运动的 D．木箱是向下运动的 7．如图，一蹦床运动员从蹦床正上方某一高度处由静止开始自由下落，接触蹦床后把蹦床压缩到一定程度后停止下落，不计空气阻力。在运动员下落的这一过程中，下列说法正确的是（ ） A．运动员速度先增大后减小，接触蹦床瞬间速度最大 B．运动员接触蹦床后加速度方向变为竖直向上 C．运动员从B处到C处，先失重后超重 D．运动员从B处到C处，其加速度先增大后减小 8．一木箱置于升降机内的水平地板上，升降机从时刻由静止开始竖直向上运动，其加速度a随时间t的变化规律如图所示。重力加速度大小为g，下列说法正确的是（ ） A．0 - 4t0内，木箱先加速后减速 B．2t0 时，木箱的速度为4gt0 C．2t0 - 4t0内，木箱处于失重状态 D．4t0 时，木箱到达最大速度 9．泰山索道包括泰山中天门索道、后石坞索道、桃花源索道。三条索道以岱顶为中心，构成了连接中天门景区、后石坞景区和桃花峪景区的泰山空中交通网。图甲为正在运行的泰山索道，简化如图乙。已知质量为60kg的游客站立于轿厢底面，倾斜索道与水平面的夹角为30°，当载人轿厢沿索道斜向上做加速度为的匀加速直线运动时，轿厢底面始终保持水平，不计空气阻力，重力加速度g取。下列说法正确的是（ ） A．游客处于失重状态 B．轿厢对游客的支持力与游客受到的重力是一对平衡力 C．游客受到的摩擦力大小为 D．游客对轿厢的作用力大小为720N 10．如图所示是手提弹簧灯笼，拴连在弹簧顶部的公仔A的质量为2m，底座B（含灯泡）的质量为3m，连接A、B的弹簧质量忽略不计。某次通过提杆对细绳施加竖直向上、大小为6mg的恒力，一段时间后，A、B以相同加速度一起向上做匀加速直线运动，弹簧未超出弹性限度，且不考虑空气阻力。重力加速度为g，若细绳突然断开，则此瞬间（ ） A．公仔A处于超重状态 B．底座B处于失重状态 C．公仔A的加速度大小为2.5g D．弹簧弹力大小为3.6mg 11．近几年，极限运动越来越受到年轻人的喜欢，其中“反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。如图所示是简化模型，弹性轻绳的上端固定在O点，拉长后将下端固定在体验者的身上，并与固定在地面上的力传感器相连，此时力传感器示数为1200N。打开扣环，从A点由静止释放，体验者像火箭一样被“竖直发射”，经B点上升到最高位置C点，在B点时速度最大。已知人与装备（可视为质点）的总质量为60kg，不计空气阻力，重力加速度g取，下列说法正确的是（　　） A．打开扣环瞬间，体验者的加速度大小为20m/s2 B．从A到C过程中，橡皮筋的弹力先小于人的重力后大于人的重力，速度先增大后减小，加速度先减小后增大 C．在B点，体验者所受合力最大 D．在C点，体验者处于超重状态 12．空军跳伞队在进行跳伞训练，队员从静止的飞机上无初速度跳下，一段时间后打开降落伞，运动过程中队员始终竖直向下，队员及降落伞整体受到的空气阻力与时间的关系图像如图所示。已知参训队员及装备的总质量为，当地重力加速度为，下列关于队员离开飞机后的说法正确的是（　　） A．10s时队员的加速度方向发生改变 B．5s时队员处于失重状态 C．22s时队员的速度达到最大 D．14s时队员的加速度最大且为 13．某学习小组的同学设计制作了一个“竖直加速度测量仪”测量竖直运行电梯的加速度。测量仪如图所示，轻弹簧上端固定在测量仪外壳上，弹簧下端悬挂一个小球，弹簧左侧沿竖直方向固定一直尺。将测量仪沿竖直方向固定在电梯轿厢侧壁上。当电梯静止时，弹簧的伸长量为x0，将此时弹簧下端的指针所指直尺位置标为“0”刻度线。以直尺“0”刻度线位置为坐标原点，以竖直向上为正方向，沿竖直方向建立一维坐标系（图中未画出）。已知弹簧的劲度系数为k，小球质量为m，重力加速度为g，弹簧始终在弹性限度内。下列说法错误的是（　　） A．x0的值为 B．加速度的值与坐标系的坐标x一一对应，坐标x处的加速度值为 C．当坐标x<0时，电梯加速度的方向竖直向上 D．将直尺不同刻度对应的加速度标在直尺上，各刻度对应加速度的值是均匀的 14．某小组用模型模拟了深潜器从水底由静止向上返回的运动过程，其加速度随位移变化的图像如图所示，则（　　） A．在阶段深潜器内的物体处于失重状态 B．在处深潜器运动的速度大小为 C．在处深潜器运动的速度最大 D．在阶段深潜器运动的平均速度大小为 二、多项选择题 15．商场的自动扶梯会在无人使用的时候待机以节约电能，当人接近时会触发其感应装置并启动。小明刚踏上自动扶梯的水平踏板，扶梯开始斜向上做匀加速直线运动，如图所示。下列说法正确的是（ ） A．小明共受到了2个力的作用 B．小明处于超重状态 C．踏板对小明的静摩擦力水平向左 D．踏板对小明的支持力沿扶梯斜向上 16．一个物块正在空中自由下落，当向下的速度大小为时给物块施加一个竖直向上的拉力，如图甲所示，此后，物块的速度随时间变化如图乙所示，不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A．时间内，物块先失重后超重 B．时刻，物块到达最高点 C．时间内，物块先超重后失重 D．时间内，拉力一直在减小 17．如图所示，质量分别为M和m的物体A、B用不可伸长的轻质细线连接，悬挂在定滑轮上，定滑轮固定在天花板上，已知，滑轮质量及摩擦均不计。A、B由静止释放后，在空中自由运动的过程中，下列说法正确的是（　　）（已知重力加速度为g） A．细线上的拉力一定大于mg B．细线上的拉力一定大于Mg C．物体A处于失重状态 D．物体B处于失重状态 18．安装有phyphoxAPP的智能手机可以实现很多中学物理实验探究。如图1所示，某次实验用橡皮筋悬挂手机模拟蹦极运动，规定竖直向下为正方向，得到竖直方向加速度随时间的变化图像如图2所示。已知状态时由静止释放手机，手机始终保持竖直，忽略空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．手机速度第一次达到最大值的状态是 B．到过程中和到过程中加速度方向相同 C．到过程中，手机向下做减速运动 D．到过程中，手机处于失重状态 19．如图所示，某同学在电梯里进行物理实验探究，他在电梯的水平天花板上固定一弹簧测力计，并在其下方竖直悬挂质量为的重物，他站立在电梯的水平地板上观测数据。当电梯运行后的某时刻，该同学观测到弹簧测力计的示数为。已知重力加速度，弹簧测力计自重不计。下列说法正确的是（　　） A．该电梯处于超重状态 B．该电梯处于失重状态 C．电梯此时的加速度大小为，方向竖直向上 D．该电梯一定向上做匀加速直线运动 20．如图所示为无人机内部的一个加速度计部件，可以测量竖直轴向加速度。质量块上下两侧与两根竖直的轻弹簧连接，两根弹簧的另一端分别固定在外壳上。固定在质量块上的指针可指示弹簧的形变情况，弹簧始终处于弹性限度内，通过信号系统显示出质量块受到除重力外的其它力产生的加速度为，的方向竖直向上时为正值，重力加速度大小为。下列说法正确的是（　　） A．当无人机悬停在空中时， B．当无人机自由下落时， C．当时，无人机处于完全失重状态 D．当时，无人机可能减速上升 21．如图所示，一个质量为2m的小箱子放在台秤的托盘上，箱内有一质量为m的物体A，A的上端用轻弹簧与箱子的顶部连接，A的下端用细线系在箱子的底部，细线绷紧，拉力大小为mg，整个系统处于静止状态，现将细线剪断，物体A向上运动，不计轻弹簧和细线的质量，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A．物体A静止时，台秤读数为3mg B．剪断细线的瞬间，台秤读数突然变小 C．剪断细线的瞬间，物体的加速度为g，方向竖直向上 D．剪断细线后，物体A向上运动至最高点的过程中，台秤读数先减小后增大 22．图甲所示为货箱底端链接轻弹簧的缓冲装置示意图。货箱从某一高度由静止开始自由下落，以货箱初始位置为坐标原点，竖直向下建立轴，加速度—位移（）图像如图乙所示，为运动最低点。已知重力加速度取，，，，忽略空气阻力，弹簧在弹性限度内。货箱从静止下落至第一次到达最低点过程中，关于货箱（不含弹簧）下列说法正确的是（　　） A．先超重后失重 B．先失重后超重 C．最大速率为 D．在最低点的加速度大小为 试卷第14页（共14页） 第9页 学科网（北京）股份有限公司 $