8下-12-簡單機械（原卷版）-全國初中物理競賽試題編選

試卷第=page1717頁，共=sectionpages1717頁試卷第=page1616頁，共=sectionpages1717頁保密★啟用前《簡單機械》全國初中物理競賽試題精編學(xué)校:___________姓名：___________班級：___________考號：___________一、單選題1．如圖所示的杠桿質(zhì)量不計，每小格的長度相等。物體A是邊長為0.1m的正方體。當(dāng)杠桿右側(cè)掛一個重4N的物體B時杠桿平衡。此時物體A對水平桌面的壓強為300Pa，下列說法正確的是（）A．物體A受到地面的支持力為2NB．物體A受到的重力為3NC．物體B向右移動1小格，物體A受到的拉力增大2.6ND．物體A向左移動1小格，物體A對桌面的壓強為340Pa2．根據(jù)胡克定律可知：彈簧的彈力與彈簧的伸長（壓縮）量成正比，即F=kx，其中k為彈簧的勁度系數(shù)，x為彈簧的伸長（壓縮）量。如圖所示，兩根勁度系數(shù)分別為k1和k2的輕彈簧豎直懸掛，下端用不可伸長的光滑細繩連接，把一光滑的滑輪放在細繩上，已知滑輪的重力為G0，求當(dāng)滑輪下掛一重為G的物體時，滑輪下降的距離是（）A． B．C． D．3．由三只動滑輪和一只定滑輪組成的滑輪組，下懸掛重為G的物體，每只滑輪重均為G1，摩擦及繩重不計，重物靜止不動，則繩端作用的拉力F為（）A． B． C． D．4．體重為600N的小明用如圖滑輪組提升質(zhì)量為50kg的重物A，小明豎直向下拉力F=150N時，A處于靜止?fàn)顟B(tài)，地面對物體A的支持力是60N；接著小明增大繩子自由端的拉力使物體A勻速上升2m，用時15s（每個滑輪等重，不計繩重與摩擦），下列說法正確的是（）A．小明豎直向下拉力F=150N時，小明對地面的壓力為750NB．物體A勻速上升2m時，人對繩子自由端的拉力做功的功率為68WC．物體A勻速上升時，滑輪組的效率為96%D．若繩子能承受的最大拉力為300N，勻速提升的最大物重為900N5．如圖所示，不計繩重和摩擦，拉力是，在內(nèi)將重物勻速提升，此時滑輪組的機械效率是，則下列說法正確的是（）A．動滑輪重力是 B．物體的重力是C．拉力的功率是 D．拉力做的功是二、多選題6．習(xí)近平總書記在多個重要場合強調(diào)中華傳統(tǒng)文化的繼承與發(fā)揚，桿秤幾千年來作為中國人的稱量工具，為中國古代商業(yè)的發(fā)展起到了極大的促進作用。關(guān)于桿秤下列說法正確的是（）A．只有秤桿粗細均勻，桿秤刻度才均勻B．無論秤桿密度分布是否均勻，桿秤刻度都均勻C．用提紐A比用提紐B稱量范圍大D．換用大量程的提紐后，所有刻度示數(shù)均會以相同倍率增大7．如圖，一根杠桿兩端分別掛著體積相等的兩物體A和B，此時杠桿靜止。下列說法正確的是（）A．物體A和物體B的重力相等B．物體A的重力大于物體B的重力C．若將兩物體同時浸沒于水中，杠桿仍然平衡D．若將兩物體同時浸沒于水中，杠桿右端上升8．物體M單獨置于水平地面上靜止時，對水平地面壓強為3×105Pa，將物體M用繩系于杠桿的B端，在杠桿的A端懸掛一滑輪組，定滑輪重150N，動滑輪重90N，杠桿AB的支點為O，OA：OB＝5：3，裝置如圖所示。當(dāng)工人利用滑輪組提升重為280N、體積為7×10﹣3m3的物體m在水中勻速上升時，杠桿在水平位置平衡，此時物體M對地面壓強為1×105Pa（杠桿與繩的重量、滑輪組的摩擦均不計，g取10N/kg，水的密度為1.0×103kg/m3），下列說法正確的是（）A．杠桿A端受到的拉力是450NB．物體M的質(zhì)量是150kgC．物體m出水后，在M不離開地面的情況下，人拉繩的最大拉力是250ND．物體m出水后，當(dāng)M對地面恰好沒有壓力時，物體m加速上升9．如圖所示，一重為，密度為的金屬塊A沉在水中的斜面上，在沿斜面向上的拉力作用下，物塊A以的速度沿斜面勻速上升，斜面的傾角，此時斜面的效率為75%，若不計水的阻力，（）A．金屬塊受到的浮力 B．拉力的功率C．物塊A受到的摩擦力為 D．沿坡向上的拉力大小為三、填空題10．如圖所示，輕質(zhì)杠桿OB可繞固定軸O自由轉(zhuǎn)動（）。將邊長為10cm的正方體合金塊用輕繩掛在A點，在B點施加豎直向上大小為30N的拉力，杠桿在水平位置平衡，此時合金塊對水平地面的壓強恰好為0，則合金塊的重力為______。若撤去，在B點施加拉力，合金塊對地面的壓強為，則的大小為______N。11．如圖所示，一根足夠長的輕質(zhì)杠桿水平支在支架上，OA=20cm，G1是棱長為5cm的正方體，G2重為10N。當(dāng)OB=10cm時，繩子的拉力為______N。此時G1對地面的壓強為1×104Pa?，F(xiàn)用一水平力F=4N，使G2向右以5cm/s的速度勻速直線運動，此時G2所受摩擦力為______N?？朔Σ亮ψ龉Φ墓β蕿開_____W，經(jīng)過______s后，可使G1對地面的壓強恰好為零。12．如圖所示，將所受重力為G的實心物體A掛在輕質(zhì)杠桿的C端，在杠桿D端施加一個豎直向下的拉力F時，杠桿水平平衡；將物體A浸沒在水中，施加在D端豎直向下的拉力的大小變?yōu)?.8F時，杠桿仍然能保持水平平衡。由以上條件可知，物體A的密度是水密度的____________倍。13．如圖所示，用200N的拉力拉著物體A在水平面上勻速向左運動，A與滑輪相連的繩子所受的拉力為A所受摩擦力的4倍，若不計滑輪重、繩重及滑輪裝置摩擦，則B與地面間的摩擦力為_________N。14．如圖裝置，AB為水平輕質(zhì)杠桿，O為支點，AO:OB=4:1，G1=150N，G3=160N，水平地面上的物體G1，通過細繩懸掛在A點，G2、G3，G4通過滑輪連接，滑輪懸掛于B點，G2恰好勻速下降，此時地面對物體G1的支持力為50N，則繩子對A的拉力FA______N，G2受到的重力為______N。若用力F沿水平方向向右勻速拉動物體G4，使G2勻速上升，則力F的大小為______N（繩重，滑輪重及繩與滑輪摩擦不計）。15．高速鐵路的輸電線，無論冬、夏都繃的直直的，以保障列車電極與輸電線的良好接觸。圖為輸電線的牽引裝置。鋼繩通過滑輪組懸掛20個相同的墜砣，每個墜砣質(zhì)量為25kg，不計滑輪和鋼繩自重及摩擦，輸電線A端受到的拉力大小為______N。若某段時間內(nèi)墜砣串下降了30cm，則輸電線A端向左移動了______cm。（g取10N/kg，不考慮鋼繩的熱脹冷縮）16．如圖所示，將一塊1m長的木板一端架高0.4m，用50N沿木板的拉力把一個重為100N的小鐵塊從底端勻速拉到頂端。這里的木板是一種簡單機械，稱做___________，此過程中克服摩擦做的功為___________J，此裝置的機械效率為___________，木板對小鐵塊的摩擦力為___________N。17．如圖所示為一根均勻的木棒OC，OA＝OC，B為OC的中點，在C點施力將掛在A點的重為200N的物體勻速提升0.2m，木棒的機械效率為80%，提升該物體做的有用功是__J，木棒重為__N（不計摩擦），若將該重物移至B點，仍勻速提升0.2m，則機械效率將__（大于/等于/小于）80%。18．隨車吊正式名為隨車起重運輸車，它廣泛適用于市政建設(shè)、煤礦工程等基建材料與其它設(shè)備的吊裝及運輸。如圖是一款隨車吊的示意圖。使用時液壓桿將起重臂頂起，同時通過與鋼索連接的電動機工作，可將重物吊起到需要的地方。（1）如圖所示A處為一動滑輪，液壓桿頂起起重臂的過程中，該起重臂可看作一個______杠桿。（2）當(dāng)起重臂在如圖位置穩(wěn)定后，啟動電功率為5000W的電動機將重為6000N的物體以0.5m/s的速度勻速吊起，此時滑輪組的機械效率是75%，若此過程中不計繩重和摩擦，則電動機對鋼索的拉力______和電動機的效率______。四、實驗題19．某班物理實驗小組做探究杠桿平衡條件的實驗：（一）小明所在的物理實驗小組（1）實驗時，為了方便對力臂的測量，小明先調(diào)節(jié)平衡螺母，使杠桿在__________位置平衡；（2）實驗中，在杠桿上的A點掛四個重均為0.5N的鉤碼，用調(diào)好的彈簧測力計豎直向上拉杠桿上的B點，使杠桿水平平衡，如圖甲所示，測力計的示數(shù)是__________N；如果將測力計沿圖中虛線方向拉，仍使杠桿在水平位置平衡，則測力計的示數(shù)將__________（選填“變大”“不變”或“變小”）。（3）實驗結(jié)束后，小明提出了新的探究問題：“若支點不在杠桿的中點時，杠桿的平衡條件是否仍然成立？”于是小組同學(xué)利用如圖乙所示裝置進行探究，發(fā)現(xiàn)在杠桿左端的不同位置，用彈簧測力計豎直向上拉使杠桿處于平衡狀態(tài)時，測出的拉力大小都與杠桿平衡條件不相符。其原因是__________。（二）小華所在的物理實驗小組（4）小華所在的物理實驗小組的同學(xué)，利用如圖丙所示的裝置，在杠桿支點的兩邊分別掛上鉤碼來探究杠桿的平衡條件，實驗中測得的數(shù)據(jù)如表所示。有的同學(xué)按現(xiàn)有方案得出如下結(jié)論：“動力×支點到動力作用點的距離＝阻力×支點到阻力作用點的距離”。這個結(jié)論與杠桿平衡條件不符，原因是實驗過程中__________（填字母）。A．沒有改變力的大小B．沒有改變力的方向C．沒有改變力的作用點D．實驗次數(shù)較少，結(jié)論具有偶然性。（5）小華又思考了一個新的問題，她想：假如王亞平的太空授課，也用圖丙裝置探究該實驗，那么王亞平__________（填：能、不能）完成，理由__________。測量序號動力F1/N動力臂l1/cm阻力F2/N阻力臂l2/cm112021022151.52033511520．小桂按照如圖所示的操作，探究影響浮力大小的因素。（1）當(dāng)物體全部浸沒在水中時，受到的浮力大小是___________N；（2）由BC兩圖可知：同一液體中，物體浸入液體的___________越大，受到的浮力越大；（3）由___________兩圖可知：浸沒在同一液體中的物體受到的浮力大小與物體浸入液體的深度___________（選填“有關(guān)”或“無關(guān)”）；（4）如圖所示，小林用輕質(zhì)杠桿和小石塊等器材進行了實驗探究，以下是他的實驗步驟：①架設(shè)杠桿，發(fā)現(xiàn)杠桿靜止時左端低右端高，應(yīng)將平衡螺母向___________（選填“左”或“右”）調(diào)節(jié)，使杠桿在水平位置平衡。②鉤碼和重為G的小石塊分別掛在支點兩側(cè)，調(diào)節(jié)鉤碼的懸掛點使杠桿處于水平位置平衡，分別測出小石塊和鉤碼的懸掛點到支點的距離L和D（如圖甲）；③將小石塊浸沒在盛水的燒杯中，保持L不變，調(diào)節(jié)鉤碼的懸掛點使杠桿重新在水平位置平衡，測出鉤碼懸掛點到支點的距離d（如圖乙）；④往燒杯中加食鹽（此時小石塊仍浸沒在液體中），則杠桿___________端（選填“左”或“右”）降低，說明物體浸入液體體積相同時，液體密度越大，物體所受的浮力越___________。⑤圖乙中小石塊受到的拉力表達式為：F拉=___________（用上述步驟中所給字母表示）。21．如圖所示，兩個提紐的桿秤是人類發(fā)明的各種衡器中歷史最悠久的一種，是我國古代勞動人民智慧的結(jié)晶。（1）桿秤可以看作簡單機械中的________；使用________邊提紐最大測量值較大（選“左”或“右”）；（2）小明選用細木桿當(dāng)秤桿，細線做提紐，夾子做秤鉤，鉤碼做秤砣制作桿秤（如圖）；①確定零刻度線的位置：秤鉤上不掛物體，提起提紐，當(dāng)圖中秤桿右端下沉?xí)r，則應(yīng)將秤砣向________移動，直到秤桿在水平位置平衡，此時秤砣懸線所在的位置標(biāo)為“0”。②確定桿秤的刻度：將質(zhì)量為1kg的重物掛在秤鉤上，移動秤砣直到秤桿在水平位置平衡，秤砣懸線所在的位置標(biāo)為“1”……③該桿秤的刻度線是________（選填“均勻”或“不均勻”）的；④如果要增加這把桿秤的量程，則可以________后重新標(biāo)記刻度；A．增加秤砣質(zhì)量B．提紐固定，秤鉤左移C．提紐和秤鉤向右平移（3）小華利用所學(xué)知識將桿秤改為密度秤。①如圖所示，O為提紐位置，將空桶懸掛在B點，質(zhì)量為m0的鉤碼懸掛在C點時，桿秤在水平位置平衡，測出B點到O點的距離為L，C點到O點的距離為L0，此時C點的密度刻度線應(yīng)標(biāo)注的數(shù)字是________；②在B點的空桶（容積為V）內(nèi)注滿液體，移動鉤碼至D位置時，桿秤再次在水平位置平衡，測出D點到O點的距離為L1，通過推導(dǎo)分析，此時D點應(yīng)標(biāo)注的密度值ρ液=________（用所給的字母表示）。22．西安某小學(xué)大門口，設(shè)有護學(xué)崗標(biāo)志牌及其固定裝置如圖所示：鐵桿左端固定在墻上、右端固定有鐵夾，鐵夾夾著護學(xué)崗標(biāo)志牌，鐵夾張開幅度越大，夾得越緊。（1）放學(xué)時，值班教師可將標(biāo)志牌豎直向上勻速拔出，此過程中，標(biāo)志牌桿相對于鐵夾向上運動，因此，標(biāo)志牌桿受到鐵夾所給的摩擦力方向__________（選填“豎直向下”或“豎直向上”），經(jīng)測量：值班教師可用13N的力將重4N的標(biāo)志牌豎直向上勻速拔出，通過受力分析得，摩擦力大小為__________N。雨天，標(biāo)志牌桿拔出鐵夾過程中受到鐵夾的摩擦力會發(fā)生怎樣的變化？同學(xué)們對此展開合理猜想；（2）猜想1：考慮到“雨天木質(zhì)標(biāo)志牌桿受潮膨脹”，導(dǎo)致標(biāo)志牌桿拔出鐵夾過程中，受到鐵夾的摩擦力變大，理由是：膨脹導(dǎo)致鐵夾張開幅度越大，壓力__________（選填“變大”、“變小”或“不變”），標(biāo)志牌桿受到鐵夾的摩擦力變大；猜想2：考慮到“雨天木質(zhì)標(biāo)志牌桿表面濕潤”，導(dǎo)致標(biāo)志牌桿拔出鐵夾過程中，受到鐵夾的摩擦力變小，理由是：濕潤導(dǎo)致__________變小，標(biāo)志牌桿受到鐵夾的摩擦力變小；（3）同學(xué)們討論后，認為猜想1、猜想2都合理，為確定哪一種猜想起主導(dǎo)作用，同學(xué)們先采用原始方案，測量時發(fā)現(xiàn)超出測力計的量程，于是設(shè)計出改進方案，如圖所示；①改進方案中使用的定滑輪作用是____________；②實驗時，勻速拔出過程中，測力計示數(shù)為4.4N：拔出后靜止時測力計示數(shù)為1.6N，每個滑輪重均為0.3N，不計繩重及滑輪處摩擦，則淋濕吸水后標(biāo)志牌重為_______N；雨天，標(biāo)志牌桿拔出鐵夾過程中受到鐵夾的摩擦力為______N，由此說明猜想2起主導(dǎo)作用。23．小明在“研究杠桿平衡條件”的實驗中所用的實驗器材有：刻度均勻的杠桿、支架、彈簧測力計、刻度尺、細線和質(zhì)量相同的鉤碼若干個。（1）如圖A所示，實驗前，杠桿左側(cè)下沉，則應(yīng)將左端的平衡螺母向___________（選填“左”或“右”）調(diào)節(jié)，直到杠桿在___________位置平衡，便于在杠桿上測量并讀出___________的大?。唬?）如圖B所示，小李同學(xué)通過對數(shù)據(jù)分析后得出的結(jié)論是：動力×支點到動力作用點的距離=阻力×支點到阻力作用點的距離，小組同學(xué)交流后，小麗同學(xué)做了如圖C的實驗，此實驗______（選填“能”或“不能”）初步說明小李同學(xué)得出的結(jié)論是錯誤的；圖C實驗中，已知杠桿上每個小格長度為5cm，每個鉤碼重為0.5N，當(dāng)彈簧測力計斜向上拉（與水平方向成角）杠桿，使杠桿在水平位置平衡時，動力×動力臂___________（選填“等于”或“不等于”）阻力×阻力臂；（3）實驗結(jié)束后，小明利用圖D所示裝置繼續(xù)研究杠桿的機械效率，實驗的主要步驟如下：a．用輕繩懸掛杠桿一端的O點作為支點，在A點用輕繩懸掛總重為G的鉤碼，在B點用輕繩豎直懸掛一個彈簧測力計，使杠桿保持水平；b．豎直向上拉動彈簧測力計緩慢勻速上升（保持O點位置不變），在此過程中彈簧測力計的讀數(shù)為F，利用刻度尺分別測出A、B兩點上升的高度為h1、h2?；卮鹣铝袉栴}：①杠桿機械效率的表達式為η=___________；（用已知或測量的物理量符號表示）②本次實驗中，若提升的鉤碼重一定，則影響杠桿機械效率的主要因素是___________；（不計轉(zhuǎn)軸O處的摩擦）③若只將測力計的懸掛點由B移至C，而O、A位置不變，仍將鉤碼提升相同的高度，則杠桿的機械效率將___________（選填“變大”、“變小”或“不變”）。24．用如圖所示的實驗裝置測量杠桿的機械效率。（不考慮摩擦）（1）實驗時，彈簧測力計掛在D點，豎直向上勻速拉動彈簧測力計，使掛在杠桿下面的鉤碼緩緩上升；①實驗中，將一個質(zhì)量為m的鉤碼懸掛在A點，勻速將杠桿拉至圖中虛線位置，彈簧測力計示數(shù)為F，鉤碼上升高度h，彈簧測力計移動距離s，則杠桿的機械效率：η1=________；（用字母表示）②取下質(zhì)量為m的鉤碼，將一個質(zhì)量為2m的鉤碼懸掛在A點，勻速提升相同的高度，杠桿的機械效率為η2，則η2_______η1；（</=/>）③若將同一物體分別懸掛在A、B兩點，勻速提升相同的高度，杠桿機械效率分別為ηA和ηB，則ηA________ηB；（</=/>）（2）若將同一物體懸掛在A點，彈簧測力計分別掛在C點和D點時，豎直向上勻速使物體提高相同高度時，杠桿的機械效率分別為ηC和ηD，則ηC_________ηD。（</=/>）五、計算題25．某校物理興趣小組改裝了一個壓力傳感器改裝為水深測量儀，設(shè)計了如圖甲所示的裝置。輕質(zhì)杠桿的支點為O，不吸水的實心圓柱體A通過輕質(zhì)細線懸于杠桿左端C點，A的體積為，A的高度h0=50cm，上表面與容器中的水面剛好相平，下表面與置于水平桌面上的薄壁圓柱形容器底部剛好接觸但無擠壓。物體B通過輕質(zhì)細線懸于杠桿右端D點，置于壓力傳感器上，壓力傳感器可以顯示B對其支撐面壓力F的大小。連接杠桿和物體A、B間的細線承受的拉力有一定限度?，F(xiàn)對該裝置進行測試，以500cm3/min的速度將圓柱形容器中的水緩緩抽出，10min恰能將水全部抽盡，壓力傳感器示數(shù)F隨時間t變化的圖像如圖乙所示。杠桿始終靜止在水平位置，不計杠桿、細線的重力，不計細線的形變，已知圓柱形容器底面積S=200cm3，杠桿OC∶OD=1∶2。求：（1）t=0min時刻，A所受到的浮力是多少？（2）若B的重力GB為40N，則A的重力GA是多少？（3）研究小組對裝置進行了改進，使得圓柱形容器中水的深度從0上升到50cm的過程中，連接杠桿和物體A、B間的細線始終有拉力。寫出壓力傳感器示數(shù)F隨水深h變化的關(guān)系式（可以不用寫出具體的計算過程），并在圖丙中作F-h圖像。26．如圖所示裝置中，輕質(zhì)杠桿支點為E，物塊A、B之間連接有一根輕質(zhì)彈簧，A的上端通過輕質(zhì)細線懸于D點，杠桿的另一端通過滑輪組懸掛質(zhì)量不同的配重C來調(diào)節(jié)杠桿的平衡。DE∶EF=1∶2，A、B為均勻?qū)嵭恼襟w，A、B的邊長為a，連接A、B的彈簧原長為a，彈簧在彈性形變范圍內(nèi)，彈簧每受到2N的拉力，就會伸長1cm，若彈簧下端不懸掛B物體，彈簧下端距離容器底為2a．柱形容器底面積為S，動、定滑輪的質(zhì)量相同。已知a=10cm、S=200cm2、GA=6N、GB=12N、ρ水=1.0×103kg/m3，常數(shù)g取10N/kg（滑輪組的繩子重力、滑輪與軸的摩擦、彈簧體積忽略不計，整個過程中始終在彈性限度內(nèi)，物體A、B均不吸水）（1）當(dāng)柱形容器中無液體時，配重C的質(zhì)量為0.8kg，杠桿處于水平位置平衡，求動滑輪重力是多少？（2）當(dāng)柱形容器中加入質(zhì)量為m1=2kg的水時，為使杠桿在水平位置平衡，求配重C的質(zhì)量為多少？（3）如果剪斷物體A