8下-12-简单机械（原卷版）-全国初中物理竞赛试题编选

试卷第=page1717页，共=sectionpages1717页试卷第=page1616页，共=sectionpages1717页保密★启用前《简单机械》全国初中物理竞赛试题精编学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．如图所示的杠杆质量不计，每小格的长度相等。物体A是边长为0.1m的正方体。当杠杆右侧挂一个重4N的物体B时杠杆平衡。此时物体A对水平桌面的压强为300Pa，下列说法正确的是（）A．物体A受到地面的支持力为2NB．物体A受到的重力为3NC．物体B向右移动1小格，物体A受到的拉力增大2.6ND．物体A向左移动1小格，物体A对桌面的压强为340Pa2．根据胡克定律可知：弹簧的弹力与弹簧的伸长（压缩）量成正比，即F=kx，其中k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的伸长（压缩）量。如图所示，两根劲度系数分别为k1和k2的轻弹簧竖直悬挂，下端用不可伸长的光滑细绳连接，把一光滑的滑轮放在细绳上，已知滑轮的重力为G0，求当滑轮下挂一重为G的物体时，滑轮下降的距离是（）A． B．C． D．3．由三只动滑轮和一只定滑轮组成的滑轮组，下悬挂重为G的物体，每只滑轮重均为G1，摩擦及绳重不计，重物静止不动，则绳端作用的拉力F为（）A． B． C． D．4．体重为600N的小明用如图滑轮组提升质量为50kg的重物A，小明竖直向下拉力F=150N时，A处于静止状态，地面对物体A的支持力是60N；接着小明增大绳子自由端的拉力使物体A匀速上升2m，用时15s（每个滑轮等重，不计绳重与摩擦），下列说法正确的是（）A．小明竖直向下拉力F=150N时，小明对地面的压力为750NB．物体A匀速上升2m时，人对绳子自由端的拉力做功的功率为68WC．物体A匀速上升时，滑轮组的效率为96%D．若绳子能承受的最大拉力为300N，匀速提升的最大物重为900N5．如图所示，不计绳重和摩擦，拉力是，在内将重物匀速提升，此时滑轮组的机械效率是，则下列说法正确的是（）A．动滑轮重力是 B．物体的重力是C．拉力的功率是 D．拉力做的功是二、多选题6．习近平总书记在多个重要场合强调中华传统文化的继承与发扬，杆秤几千年来作为中国人的称量工具，为中国古代商业的发展起到了极大的促进作用。关于杆秤下列说法正确的是（）A．只有秤杆粗细均匀，杆秤刻度才均匀B．无论秤杆密度分布是否均匀，杆秤刻度都均匀C．用提纽A比用提纽B称量范围大D．换用大量程的提纽后，所有刻度示数均会以相同倍率增大7．如图，一根杠杆两端分别挂着体积相等的两物体A和B，此时杠杆静止。下列说法正确的是（）A．物体A和物体B的重力相等B．物体A的重力大于物体B的重力C．若将两物体同时浸没于水中，杠杆仍然平衡D．若将两物体同时浸没于水中，杠杆右端上升8．物体M单独置于水平地面上静止时，对水平地面压强为3×105Pa，将物体M用绳系于杠杆的B端，在杠杆的A端悬挂一滑轮组，定滑轮重150N，动滑轮重90N，杠杆AB的支点为O，OA：OB＝5：3，装置如图所示。当工人利用滑轮组提升重为280N、体积为7×10﹣3m3的物体m在水中匀速上升时，杠杆在水平位置平衡，此时物体M对地面压强为1×105Pa（杠杆与绳的重量、滑轮组的摩擦均不计，g取10N/kg，水的密度为1.0×103kg/m3），下列说法正确的是（）A．杠杆A端受到的拉力是450NB．物体M的质量是150kgC．物体m出水后，在M不离开地面的情况下，人拉绳的最大拉力是250ND．物体m出水后，当M对地面恰好没有压力时，物体m加速上升9．如图所示，一重为，密度为的金属块A沉在水中的斜面上，在沿斜面向上的拉力作用下，物块A以的速度沿斜面匀速上升，斜面的倾角，此时斜面的效率为75%，若不计水的阻力，（）A．金属块受到的浮力 B．拉力的功率C．物块A受到的摩擦力为 D．沿坡向上的拉力大小为三、填空题10．如图所示，轻质杠杆OB可绕固定轴O自由转动（）。将边长为10cm的正方体合金块用轻绳挂在A点，在B点施加竖直向上大小为30N的拉力，杠杆在水平位置平衡，此时合金块对水平地面的压强恰好为0，则合金块的重力为______。若撤去，在B点施加拉力，合金块对地面的压强为，则的大小为______N。11．如图所示，一根足够长的轻质杠杆水平支在支架上，OA=20cm，G1是棱长为5cm的正方体，G2重为10N。当OB=10cm时，绳子的拉力为______N。此时G1对地面的压强为1×104Pa。现用一水平力F=4N，使G2向右以5cm/s的速度匀速直线运动，此时G2所受摩擦力为______N。克服摩擦力做功的功率为______W，经过______s后，可使G1对地面的压强恰好为零。12．如图所示，将所受重力为G的实心物体A挂在轻质杠杆的C端，在杠杆D端施加一个竖直向下的拉力F时，杠杆水平平衡；将物体A浸没在水中，施加在D端竖直向下的拉力的大小变为0.8F时，杠杆仍然能保持水平平衡。由以上条件可知，物体A的密度是水密度的____________倍。13．如图所示，用200N的拉力拉着物体A在水平面上匀速向左运动，A与滑轮相连的绳子所受的拉力为A所受摩擦力的4倍，若不计滑轮重、绳重及滑轮装置摩擦，则B与地面间的摩擦力为_________N。14．如图装置，AB为水平轻质杠杆，O为支点，AO:OB=4:1，G1=150N，G3=160N，水平地面上的物体G1，通过细绳悬挂在A点，G2、G3，G4通过滑轮连接，滑轮悬挂于B点，G2恰好匀速下降，此时地面对物体G1的支持力为50N，则绳子对A的拉力FA______N，G2受到的重力为______N。若用力F沿水平方向向右匀速拉动物体G4，使G2匀速上升，则力F的大小为______N（绳重，滑轮重及绳与滑轮摩擦不计）。15．高速铁路的输电线，无论冬、夏都绷的直直的，以保障列车电极与输电线的良好接触。图为输电线的牵引装置。钢绳通过滑轮组悬挂20个相同的坠砣，每个坠砣质量为25kg，不计滑轮和钢绳自重及摩擦，输电线A端受到的拉力大小为______N。若某段时间内坠砣串下降了30cm，则输电线A端向左移动了______cm。（g取10N/kg，不考虑钢绳的热胀冷缩）16．如图所示，将一块1m长的木板一端架高0.4m，用50N沿木板的拉力把一个重为100N的小铁块从底端匀速拉到顶端。这里的木板是一种简单机械，称做___________，此过程中克服摩擦做的功为___________J，此装置的机械效率为___________，木板对小铁块的摩擦力为___________N。17．如图所示为一根均匀的木棒OC，OA＝OC，B为OC的中点，在C点施力将挂在A点的重为200N的物体匀速提升0.2m，木棒的机械效率为80%，提升该物体做的有用功是__J，木棒重为__N（不计摩擦），若将该重物移至B点，仍匀速提升0.2m，则机械效率将__（大于/等于/小于）80%。18．随车吊正式名为随车起重运输车，它广泛适用于市政建设、煤矿工程等基建材料与其它设备的吊装及运输。如图是一款随车吊的示意图。使用时液压杆将起重臂顶起，同时通过与钢索连接的电动机工作，可将重物吊起到需要的地方。（1）如图所示A处为一动滑轮，液压杆顶起起重臂的过程中，该起重臂可看作一个______杠杆。（2）当起重臂在如图位置稳定后，启动电功率为5000W的电动机将重为6000N的物体以0.5m/s的速度匀速吊起，此时滑轮组的机械效率是75%，若此过程中不计绳重和摩擦，则电动机对钢索的拉力______和电动机的效率______。四、实验题19．某班物理实验小组做探究杠杆平衡条件的实验：（一）小明所在的物理实验小组（1）实验时，为了方便对力臂的测量，小明先调节平衡螺母，使杠杆在__________位置平衡；（2）实验中，在杠杆上的A点挂四个重均为0.5N的钩码，用调好的弹簧测力计竖直向上拉杠杆上的B点，使杠杆水平平衡，如图甲所示，测力计的示数是__________N；如果将测力计沿图中虚线方向拉，仍使杠杆在水平位置平衡，则测力计的示数将__________（选填“变大”“不变”或“变小”）。（3）实验结束后，小明提出了新的探究问题：“若支点不在杠杆的中点时，杠杆的平衡条件是否仍然成立？”于是小组同学利用如图乙所示装置进行探究，发现在杠杆左端的不同位置，用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于平衡状态时，测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符。其原因是__________。（二）小华所在的物理实验小组（4）小华所在的物理实验小组的同学，利用如图丙所示的装置，在杠杆支点的两边分别挂上钩码来探究杠杆的平衡条件，实验中测得的数据如表所示。有的同学按现有方案得出如下结论：“动力×支点到动力作用点的距离＝阻力×支点到阻力作用点的距离”。这个结论与杠杆平衡条件不符，原因是实验过程中__________（填字母）。A．没有改变力的大小B．没有改变力的方向C．没有改变力的作用点D．实验次数较少，结论具有偶然性。（5）小华又思考了一个新的问题，她想：假如王亚平的太空授课，也用图丙装置探究该实验，那么王亚平__________（填：能、不能）完成，理由__________。测量序号动力F1/N动力臂l1/cm阻力F2/N阻力臂l2/cm112021022151.52033511520．小桂按照如图所示的操作，探究影响浮力大小的因素。（1）当物体全部浸没在水中时，受到的浮力大小是___________N；（2）由BC两图可知：同一液体中，物体浸入液体的___________越大，受到的浮力越大；（3）由___________两图可知：浸没在同一液体中的物体受到的浮力大小与物体浸入液体的深度___________（选填“有关”或“无关”）；（4）如图所示，小林用轻质杠杆和小石块等器材进行了实验探究，以下是他的实验步骤：①架设杠杆，发现杠杆静止时左端低右端高，应将平衡螺母向___________（选填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡。②钩码和重为G的小石块分别挂在支点两侧，调节钩码的悬挂点使杠杆处于水平位置平衡，分别测出小石块和钩码的悬挂点到支点的距离L和D（如图甲）；③将小石块浸没在盛水的烧杯中，保持L不变，调节钩码的悬挂点使杠杆重新在水平位置平衡，测出钩码悬挂点到支点的距离d（如图乙）；④往烧杯中加食盐（此时小石块仍浸没在液体中），则杠杆___________端（选填“左”或“右”）降低，说明物体浸入液体体积相同时，液体密度越大，物体所受的浮力越___________。⑤图乙中小石块受到的拉力表达式为：F拉=___________（用上述步骤中所给字母表示）。21．如图所示，两个提纽的杆秤是人类发明的各种衡器中历史最悠久的一种，是我国古代劳动人民智慧的结晶。（1）杆秤可以看作简单机械中的________；使用________边提纽最大测量值较大（选“左”或“右”）；（2）小明选用细木杆当秤杆，细线做提纽，夹子做秤钩，钩码做秤砣制作杆秤（如图）；①确定零刻度线的位置：秤钩上不挂物体，提起提纽，当图中秤杆右端下沉时，则应将秤砣向________移动，直到秤杆在水平位置平衡，此时秤砣悬线所在的位置标为“0”。②确定杆秤的刻度：将质量为1kg的重物挂在秤钩上，移动秤砣直到秤杆在水平位置平衡，秤砣悬线所在的位置标为“1”……③该杆秤的刻度线是________（选填“均匀”或“不均匀”）的；④如果要增加这把杆秤的量程，则可以________后重新标记刻度；A．增加秤砣质量B．提纽固定，秤钩左移C．提纽和秤钩向右平移（3）小华利用所学知识将杆秤改为密度秤。①如图所示，O为提纽位置，将空桶悬挂在B点，质量为m0的钩码悬挂在C点时，杆秤在水平位置平衡，测出B点到O点的距离为L，C点到O点的距离为L0，此时C点的密度刻度线应标注的数字是________；②在B点的空桶（容积为V）内注满液体，移动钩码至D位置时，杆秤再次在水平位置平衡，测出D点到O点的距离为L1，通过推导分析，此时D点应标注的密度值ρ液=________（用所给的字母表示）。22．西安某小学大门口，设有护学岗标志牌及其固定装置如图所示：铁杆左端固定在墙上、右端固定有铁夹，铁夹夹着护学岗标志牌，铁夹张开幅度越大，夹得越紧。（1）放学时，值班教师可将标志牌竖直向上匀速拔出，此过程中，标志牌杆相对于铁夹向上运动，因此，标志牌杆受到铁夹所给的摩擦力方向__________（选填“竖直向下”或“竖直向上”），经测量：值班教师可用13N的力将重4N的标志牌竖直向上匀速拔出，通过受力分析得，摩擦力大小为__________N。雨天，标志牌杆拔出铁夹过程中受到铁夹的摩擦力会发生怎样的变化？同学们对此展开合理猜想；（2）猜想1：考虑到“雨天木质标志牌杆受潮膨胀”，导致标志牌杆拔出铁夹过程中，受到铁夹的摩擦力变大，理由是：膨胀导致铁夹张开幅度越大，压力__________（选填“变大”、“变小”或“不变”），标志牌杆受到铁夹的摩擦力变大；猜想2：考虑到“雨天木质标志牌杆表面湿润”，导致标志牌杆拔出铁夹过程中，受到铁夹的摩擦力变小，理由是：湿润导致__________变小，标志牌杆受到铁夹的摩擦力变小；（3）同学们讨论后，认为猜想1、猜想2都合理，为确定哪一种猜想起主导作用，同学们先采用原始方案，测量时发现超出测力计的量程，于是设计出改进方案，如图所示；①改进方案中使用的定滑轮作用是____________；②实验时，匀速拔出过程中，测力计示数为4.4N：拔出后静止时测力计示数为1.6N，每个滑轮重均为0.3N，不计绳重及滑轮处摩擦，则淋湿吸水后标志牌重为_______N；雨天，标志牌杆拔出铁夹过程中受到铁夹的摩擦力为______N，由此说明猜想2起主导作用。23．小明在“研究杠杆平衡条件”的实验中所用的实验器材有：刻度均匀的杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个。（1）如图A所示，实验前，杠杆左侧下沉，则应将左端的平衡螺母向___________（选填“左”或“右”）调节，直到杠杆在___________位置平衡，便于在杠杆上测量并读出___________的大小；（2）如图B所示，小李同学通过对数据分析后得出的结论是：动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离，小组同学交流后，小丽同学做了如图C的实验，此实验______（选填“能”或“不能”）初步说明小李同学得出的结论是错误的；图C实验中，已知杠杆上每个小格长度为5cm，每个钩码重为0.5N，当弹簧测力计斜向上拉（与水平方向成角）杠杆，使杠杆在水平位置平衡时，动力×动力臂___________（选填“等于”或“不等于”）阻力×阻力臂；（3）实验结束后，小明利用图D所示装置继续研究杠杆的机械效率，实验的主要步骤如下：a．用轻绳悬挂杠杆一端的O点作为支点，在A点用轻绳悬挂总重为G的钩码，在B点用轻绳竖直悬挂一个弹簧测力计，使杠杆保持水平；b．竖直向上拉动弹簧测力计缓慢匀速上升（保持O点位置不变），在此过程中弹簧测力计的读数为F，利用刻度尺分别测出A、B两点上升的高度为h1、h2。回答下列问题：①杠杆机械效率的表达式为η=___________；（用已知或测量的物理量符号表示）②本次实验中，若提升的钩码重一定，则影响杠杆机械效率的主要因素是___________；（不计转轴O处的摩擦）③若只将测力计的悬挂点由B移至C，而O、A位置不变，仍将钩码提升相同的高度，则杠杆的机械效率将___________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。24．用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率。（不考虑摩擦）（1）实验时，弹簧测力计挂在D点，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在杠杆下面的钩码缓缓上升；①实验中，将一个质量为m的钩码悬挂在A点，匀速将杠杆拉至图中虚线位置，弹簧测力计示数为F，钩码上升高度h，弹簧测力计移动距离s，则杠杆的机械效率：η1=________；（用字母表示）②取下质量为m的钩码，将一个质量为2m的钩码悬挂在A点，匀速提升相同的高度，杠杆的机械效率为η2，则η2_______η1；（</=/>）③若将同一物体分别悬挂在A、B两点，匀速提升相同的高度，杠杆机械效率分别为ηA和ηB，则ηA________ηB；（</=/>）（2）若将同一物体悬挂在A点，弹簧测力计分别挂在C点和D点时，竖直向上匀速使物体提高相同高度时，杠杆的机械效率分别为ηC和ηD，则ηC_________ηD。（</=/>）五、计算题25．某校物理兴趣小组改装了一个压力传感器改装为水深测量仪，设计了如图甲所示的装置。轻质杠杆的支点为O，不吸水的实心圆柱体A通过轻质细线悬于杠杆左端C点，A的体积为，A的高度h0=50cm，上表面与容器中的水面刚好相平，下表面与置于水平桌面上的薄壁圆柱形容器底部刚好接触但无挤压。物体B通过轻质细线悬于杠杆右端D点，置于压力传感器上，压力传感器可以显示B对其支撑面压力F的大小。连接杠杆和物体A、B间的细线承受的拉力有一定限度。现对该装置进行测试，以500cm3/min的速度将圆柱形容器中的水缓缓抽出，10min恰能将水全部抽尽，压力传感器示数F随时间t变化的图像如图乙所示。杠杆始终静止在水平位置，不计杠杆、细线的重力，不计细线的形变，已知圆柱形容器底面积S=200cm3，杠杆OC∶OD=1∶2。求：（1）t=0min时刻，A所受到的浮力是多少？（2）若B的重力GB为40N，则A的重力GA是多少？（3）研究小组对装置进行了改进，使得圆柱形容器中水的深度从0上升到50cm的过程中，连接杠杆和物体A、B间的细线始终有拉力。写出压力传感器示数F随水深h变化的关系式（可以不用写出具体的计算过程），并在图丙中作F-h图像。26．如图所示装置中，轻质杠杆支点为E，物块A、B之间连接有一根轻质弹簧，A的上端通过轻质细线悬于D点，杠杆的另一端通过滑轮组悬挂质量不同的配重C来调节杠杆的平衡。DE∶EF=1∶2，A、B为均匀实心正方体，A、B的边长为a，连接A、B的弹簧原长为a，弹簧在弹性形变范围内，弹簧每受到2N的拉力，就会伸长1cm，若弹簧下端不悬挂B物体，弹簧下端距离容器底为2a．柱形容器底面积为S，动、定滑轮的质量相同。已知a=10cm、S=200cm2、GA=6N、GB=12N、ρ水=1.0×103kg/m3，常数g取10N/kg（滑轮组的绳子重力、滑轮与轴的摩擦、弹簧体积忽略不计，整个过程中始终在弹性限度内，物体A、B均不吸水）（1）当柱形容器中无液体时，配重C的质量为0.8kg，杠杆处于水平位置平衡，求动滑轮重力是多少？（2）当柱形容器中加入质量为m1=2kg的水时，为使杠杆在水平位置平衡，求配重C的质量为多少？（3）如果剪断物体A