上海初中物理竞赛试题分类汇编之五简单机械,功与功率2.doc
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上海初中物理竞赛试题分类汇编之五-简单机械,功与功率2(2000—2011)
一、填空题
1.(00。
1)如图12所示的装置中,均匀木棒AB的A端固定在铰链上,悬
线一端绕过某定滑轮,另一端套在木棒上使木棒保持水平,现使线套逐渐向右
移动,但始终保持木棒水平,则悬线上的拉力(棒和悬线均足够长)()A.逐渐变小B.逐渐变大C.先逐渐变大,后又变小D.先逐渐变小,后又变大
2.在菜市场内个别商贩会违反公平交易的原则,使用杆秤时通过
不正当方式侵犯了消费者的合法权益.例如某标准杆秤的秤砣质量
为1千克,秤和秤盘的总质量为0。
5千克,O点为提纽悬点,A点
为零刻度点,=3厘米,=9厘米,如图22所示.如换取了
一个质量为0。
7千克的秤砣,售出3.0千克的物品,消费者得到
的物品实际质量()ﻫA。
2.0千克B。
2.3千克C。
2。
5千克D.2。
8千克
3.(00。
2)在0℃时,将两根长度和质量相等的均匀铜棒和铁棒连接在一起,
并将支点放在接头处刚好平衡,如图1所示,当温度升高数百摄氏度时,能
观察到的现象是( )
A.仍能保持水平方向平衡
B.左端向上翘起,右端向下降低
C.右端向上翘起,左端向下降低
D.以上三种现象均可能
4。
(01.1)如图所示的装置中,已知重物G1=500牛,重物G2=1200牛,
在不考虑摩擦和动滑轮重力的情况下,使重物G1保持平衡的拉力F应等于()
(A)500牛, (B)600牛,(C)1200牛,ﻩ(D)250牛。
5. 如图所示,O为杠杆的支点,为了提升重物A,用一个跟杠杆始终保持垂直的力F,使杠杆由竖直位置黑心到水平位置,在这个过程中(ﻩﻩ)(A)杠杆始终是省力的,ﻩ(B)杠杆始终是费力的,
(C)杠杆先是省力的后是费力的,(D)杠杆先是费力的后是省力的。
6 如图所示,一根均匀木尺放在水平桌面上,它的一端伸出桌面的外面,伸到桌面外面的部分长度是木尺长的1 /4,在木尺末端的B点加一个作用力F,当力F=3牛时,木尺的另一端A开始向上翘起,那么木尺受到的重力为( ﻩ)
(A)3牛, (B)9牛,ﻩ(C)1牛,ﻩ(D)2牛。
7.如图所示,杠杆AB可绕O转动,绳AD连在以A为圆心的弧形槽M
N上,D可以在MN上自由滑动,在绳的D端从N向M滑动过程中杠杆
仍保持平衡,则绳对杠杆的拉力变化情况是(ﻩ)
O F
F A
A
A B
F
G1
F
G2
B A
O
M N
D
(A)变大, ﻩ(B)变小,
(C)先变大后变小,(D)先变小后变大。
8. 如图所示,天平处于平衡状态,现在右盘内斜面上有一电动玩具小
车匀速上行,则天平(ﻩﻩﻩ)
(A)左端下降,ﻩ(B)右端下降, (C)仍然平衡,ﻩ(D)无法判
断。
9。
(01.2)杂技表演中,有一项跳板节目,若支点在跳板的中央,当质量为60千克的两名男演员同时从距离地面3米高处由静止下落到跳板的一端时,静立于另一端的质量为40千克的一名女演员被向上弹起4米高。
若不考虑空气阻力和人的内力做的功.则跳板的机械效率为()
A。
88.9%。
(B)85.3%. (C)44。
4%。
(D)40.4%
10。
(02。
1) 跳伞运动员在跳离飞机但降落伞尚未打开的一段时间内,下列说法中正确的是()
A。
空气阻力不做功B.重力势能增加 C.动能减少 D.机械能减少
11.如图10所示,木块A的质量为m1,一端与水平细绳相连,细绳
的另一端挂着质量为m2(m2〈m1)的钩码B,木块恰好在桌面上匀
速运动.若在A上再加一个质量为m的砝码,同时在日下再挂上一个
质量为m的钩码,木块的速度将( )
A.不变 B.变快C.变慢
D.由m l、m2、m的大小关系而决定
12.如图12所示均匀细杆长为L,可以绕转轴A点在竖直平面内自由转动,
在A点正上方距离L处固定一定滑轮,细绳通过定滑轮与细杆的另一端B相
连,并将细杆从水平位置缓慢向上拉起,已知细杆水平时,绳上的拉力为T1,
当细杆与水平面的夹角为30°时,绳上的拉力为T2,则T1:T2是()
A .2:l B.2:l C.3:l D.3:l
13.(02.2)如图5所示,AB、CD分别是两个可以绕A、C两转轴转动的质量
均匀的杠杆,它们的质量相等,长度相等。
现在B端施加一个始终垂直AB杆的力,使AB杆和CD杆缓缓绕顺时针或逆时针转动。
设使AB杆顺时针转动到图示位置时施加在B点的力为F1,使AB杆逆时针转动到图时位置时施加在B点的力为F2。
则下列说法中正确的是( )
A 若CD杆与AB杆接触处是光滑的,则F1〈F2。
B 若CD杆与AB杆接触处是光滑的,则F1>F2。
C 若CD杆与AB杆接触处是有摩擦的,则F1〈F2。
D 无论接触点是否光滑,及转动方向如何,F1=F2。
图5
14。
(03.1)传说阿基米德有一天和亥尼洛国王聊天时曾说:“给我
一个支点,我将能移动地球。
”这种“玩笑”看似夸张,其实却包含这样一个重要的规律:利用某些机械可以挪动重物,改变用力方向,或者改变物体运动的速度。
假如你能够施加一个100牛的力,且受力点能够以1米/秒的速度运动,那么,利用杠杆(不考虑杠杆的质量)
让你把一个120000牛的重物抬起5厘米,需要花费的时间为(ﻩ)
(A)5秒,(B)10秒, ﻩ(C)12秒,ﻩﻩ(D)60秒。
15(04.1)如图10所示,轻质细杆ABC的A端用铰链固定在竖直墙面上,C端悬挂一重物P,B点与一细绳相连,细绳的另一端系于墙面D点。
整个装置平衡时,细杆正好呈水平。
关于细杆在A端所受外力的示意图如图11所示,其中正确的是( )
16. 如图12所示,高度为L、横截面积为s的物块浮在盛水的杯内,杯内水的高度恰好为L.已知杯子的横截面积为2s,水的密度为Po,物块的密度为专Po,现用外力将物块按入水底,则外力所做的功至少是()
17.如图13所示是一块三角形的均匀大木板ABC,已知AB<AC〈BC。
现在有甲、乙、丙三个人来抬木板,甲抬A角,乙抬B角,丙抬C角,则抬起来后,每个人所用力的大小关系是( )
18. 如图14所示,甲、乙、丙三个小和尚抬着一根长木头向寺庙走
去,甲和尚抬着较粗的一端,乙和尚抬着木头的中间部位,丙和尚
抬着较细的一端.则下列判断正确的是{)
(A)当丙由于肩膀酸痛而撤掉作用力后,甲的负担顿时变轻,乙的
负担顿时加重
(B)当乙由于肩膀酸痛而撤掉作用力后,甲的负担顿时变重,丙的
负担顿时变轻
(C)当乙的作用力减小时,甲、丙两人的作用力均增加,但△F甲>△F丙
(D)当甲的作用力增加时,乙、丙两人的作用力均减小,但|△F乙|〈|△F丙|
19.甲、乙、丙三同学先后用一个不等臂天平来称量某散装物品。
甲先取一部分物品放在右盘,当左盘放人7克砝码时,天平正好平衡;接着,甲又取另外一部分物品放在左盘,当右盘放人14克砝码时,天平正好平衡,甲将前后两次称量的物品混合在一起交给了老师. 乙、丙均采用了相同的方法,只不过乙前后两次在左、右盘内放置的砝码分别为10克、10
克;丙前后两次在左、右盘内放置的砝码分别为9克、12克。
老师把三位同学交来的物品 用标准天平来称量,发现上述三位同学称出的物品中,有一位同学称量的正好是20克,那 么该同学一定是( )
(A )甲 (B)乙 (C)丙 (D )甲、乙、丙均有可能
20(05.1)如图6所示,质量分布均匀的细杆水平放置,支座A 在杆重心的右侧,杆的右端被位于其上面的支座B 顶住。
现在杆的左端C处施加一个向下的作用力,则 ( )
A、A 、B 两处的弹力均增加,且△FA =△F B
B 、A 、B 两处的弹力均增加,且△F A >△F B
C 、A 处的弹力减小,B 处的弹力增大,且|△F A|>△FB
D 、A 处的弹力增大,B 处的弹力减小,且△FA〉|△F B |
21。
如图9 所示,某轻质杆AOB 可绕O点在竖直平面内转动,且
O A与O B的夹角始终保持不变,A 端通过细绳系一质量为1千克的秤
盘,B 端固定一平衡球。
当秤盘中不放物品时,OA杆恰好成水平,O
B杆与竖直方向夹角为α(α=30°);当秤盘中放入一物体时,OB
与竖直方向的夹角增大了60°那么该物体的质量为
( )
A、1千克 B 、2千克 C 、3千克 D 、4千克
22。
如图13所示,AB是一质量为m 的均匀细直杆,A 端靠在光滑的竖直墙
壁上,B 端置于水平地面上,杆身与竖直方向夹角为θ,杆与地面的摩擦系数为
μ,保持平衡,则此时杆
与地面的摩擦力为 ( )
ﻩﻩA 、21mg tg θ B 、21mg s in θ C 、2
1μmg D、μmg
23。
如图18 所示,七块完全相同的砖块按照图示的方式叠放起来,每块砖的
长度均为L,为保证砖块不倒下,6号砖块与7号砖块之间的距离S 将不超过 ( )
A、1531L B 、2L C 、2
5L D 、4
7L 24.(06。
1)将一根均匀的木棒AB,放在支点O上,由于OA
〈OB ,木棒不能保持水平,现在木棒右端截去与OA 等
长的一段并置于OA 上,木棒恰好能平衡。
则OA:O B为 ( )
(A ) 12:1 (B )1:2
(C)1:3 (D)1:4
25(06.2)现有一台旧天平,虽然其两臂长不等长,
但是可以设法将其调节到平衡状态,砝码盒中有各种规
格的砝码,其中最小质量的砝码为O.1g 。
用此天平称
质量为4g 的药品,先放在左盘中称,再放入右盘中
称,记下两次结果,其记录数据可能是下列的哪一组?( )
(A )3.5g 、4。
6g (B)3.4g 、3.6g (C)3.3g 、3.7g (D)3.2g 、
4.7g
26.(07。
1)如图所示,放在水平桌面上的匀质长直木板长度L为40厘米,质量为2
千克,它的右端与桌面相齐,与桌面间的动摩擦因数为0。
2。
若在木板左端
用一水平推力F将其匀速推下桌子,水平推力至少要做功( )
A.1.6焦 B.0.8焦ﻩﻩC.0.6焦ﻩﻩD.0.4焦
27.(08。
1)如图所示,位于水平桌面上的物块P,由跨过
定滑轮的轻绳与物块Q相连,滑轮到P、Q的两段绳都是水
平的。
已知Q与P之间以及P与桌面之间的动摩擦因数都
是µ,两物块的质量都是m,轻绳与滑轮之间的摩擦不计,
在水平向右的拉力F作用下,P向右做匀速运动,则F的大小为( )
A、4µmg。
B、3µmg.
C、2µmg。
D、µmg
28. 塔式起重机的结构如图所示,设机架重4×105牛,平衡块重2
×105牛,轨道间的距离为4米。
当平衡块距离中心线1米时,右侧
轨道对轮子的作用力是左侧轨道对轮子作用力的2倍。
现起重机挂
钩在距离中心线10米处吊起重为105牛的重物时,把平衡块调节到
距离中心线6米处,此时右侧轨道对轮子的作用力为( )
A、1.5×105牛。
B、2.5×105牛。
C、3.5×105牛.
D、4.5×105牛。
29。
(09.2)摩托车做飞跃障碍物的表演时为了减少落地时向
前翻车的危险,则落地时应采取的措施是:()
(A)仅前轮制动(B)仅后轮制动
(C)前、后两轮均制动(D)前、后轮均不制动
30.(10。
1)如图24-15所示,三根长度均为L的轻绳分别连接于C、D两点,A、B 两端悬挂在水平
天花板上,相距为2L。
现在C点悬挂一个质量为m的重物,为使CD绳保持水平,在D点应施加的最小作用力为( )
A.mg。
B。
√3/3mg。
c。
1/2mg。
D.1/4mg。
31.如图24—18所示,光滑均匀细棒CD可以绕光滑的水平轴D在竖直平面内转动,细杆AB
也可以绕光滑的水平轴B在竖直平面内转动,CD棒搁在A点上并与AB杆
在同一竖直平面内,B、D在同一水平面,且BD=AB。
现推动AB杆使CD
棒绕D点沿逆时针方向缓慢转动,从图示实线位置转到虚线位置的过程中,
AB杆对CD棒的作用力 ( )
A。
减小.
B.不变.
C。
增大。
D.先减小后增大。
32。
(11.1)如图所示,两根硬杆A B、BC 分别用铰链连接于A 、B 、C,整个装置处于静止状态。
关于AB 杆对BC 杆作用力的方向正确的是( )。
A 。
若计A B杆重力,而不计BC 杆重力时,由A 指向B
B.若计A B杆重力,而不计BC 杆重力时,由C 指向B
C 。
若不计A B杆重力,而计BC 杆重力时,由B 指向A
D.若不计AB 杆重力,而计B C杆重力时,由B 指向C
33。
如图所示,劲度系数为k1的轻弹簧A 一端固定在地面上并竖直放置,质量为m 的物块压在弹簧A 上,用一细绳跨过定滑轮,一端与m相连,另一端与劲度系数为k2的轻质弹簧B 相连。
现用手握住弹簧B的右端使其位于c 点时,弹簧B 恰好呈水平且没有形变.将弹簧B的右端水平拉到d点时,弹簧A恰好没有形变.已知:k2<kl,则
c,d 之间的距离为( )。
34。
(11。
2)两个人共同搬一个50 千克质量分布均匀的木箱上楼梯,
如图所示。
木箱长1。
25米,高0.5米;楼梯和地面成45o ,而且木箱与
楼梯平行。
如果两人手的用力方向都是竖直向上的,那么在下面的人对木
箱施加的力与上面的人对木箱施加的力的比值是 ( )
A.8/3 B .7/3 C.5/3 D .5/4
二、填空题 1(00。
2)图8所示的简单机械是由固定的斜面和滑轮组成的。
若
斜面的长L 与斜面高h的比值为2,整个机械的效率为80%,则使
用该机械将重物沿斜面缓慢拉上的过程中,作用力F 与重物所受重
力G 的比值为____________
2. 在图12中,A B、CD 分别表示质量均匀、形状相同的两块长方形木板,它们的重均为G,长为L,分别可绕各自的支点O1、O2自由转动,且AO1∶O 1B
=
第3题图
CO2∶O2D=2∶1,现将一根每节重为P,长度超过L的链条MN悬挂在两板的B端和D端,当两木板的B、D两端相距L/2时,两木板恰好保持水平平衡,则该链条共有节组成。
若将两木板距离增大为L时,AB板将(填:“绕O1顺时针转动”,“仍保持水平平衡”或“绕O1逆时针转动”).
3.(01.2)如图8所示,一人利用滑轮装置,从水面离地面为10米深的井中,把质量共为10千克的水桶与水提出到地面,由于水桶漏水,每升高1米要漏出0.2千克的水。
若不考虑水桶大小、滑轮、绳的质量和阻力,则该人要将这桶水提到地面所做的功为__________
焦(计算的起始位置为水桶全部离开水面时)。
4.(02.2)如图9所示,一均匀木条可绕转轴O自由转动,现有材
料相同,长度相同,横截面积之比Sa:Sb:Sc=1:4:2的三支蜡
烛a、b、c,垂直立于木条上,木条恰好处于平衡.三支蜡烛离
转轴的距离分别为L1、L2和L3,若L1=4L2,则L3=______L2。
图9
若同时点燃蜡烛,蜡烛在燃烧过程中,要使杠杆保持平衡,则L1:
L2:L3=__________(设蜡烛在相等时间内燃烧的质量相同).
5(03.1)如图所示,圆柱形物体高2米,底面积200厘米2,密度为2。
5 103
千克/米3,某人在河岸边通过图示滑轮装置(滑轮、绳子质量和摩擦均不计)将该
物体从水中以0。
2米/秒的速度匀速拉起,水面高度始终不变,人手中绳子
能承受的最大拉力为400牛,g取10牛/千克,某时刻,圆柱体底面距离
河面H为5米,从此时算起,经过_____________秒,绳子将被拉断?
该过程中,人所做的功为_____________焦.
6。
(04.1)将一根粗细均匀、质量为M的铁丝弯成直角,直角边
边长之比AC:BC=m:n(m>n),将直角顶点C固定,如图20所
示,当直角铁丝静止时,BC边与竖直方向的夹角为0,则sin0=_
______,若在B点悬挂一物体,将使0=45°,则该物体的质量为
______。
7(05.2)如图6所示,在一根长为2m,质量为2kg的细金属杆AB(质最分布不均匀)的A 端施加一个与杆垂直的拉力 F.使杆静止在图示位置。
已知杆与地面成37°角,地面对杆怍用的静摩擦力大小为3.6N,地面对杆的支持力大小为15。
2N.则
杆的重心距B端的距离为____m。
F的大小为______N.(已知:
sin37°=O.6。
cos37°=0。
8)
8.(06.2)如图所示,在竖直平面内,长为lm的直杆AB的A端紧靠
在竖直的墙面上,B端可以沿水平地面运动。
现使B端匀速向右运
动,从AB杆与坚直墙面的夹角为300时开始,到AB杆与竖直墙面的
夹角为600时结束,此过程中直杆AB的中点O经过的路程为
m(精确
到0.01m),A端运动的速度大小(选填“增大"、“不变"或“减小”)。
9。
(07.1)如图所示,杆0A长为0。
5米,O端用铰链铰于竖直墙
面,杆中B处有一制动闸,0B为0。
2米,闸厚d为0.04米,轮子C的
半径R为0.2米,闸与轮间动摩擦因数μ为0。
5。
飞轮顺时针转动
时,要对轮施加力矩(力×力臂)1000牛米才能使轮减速而制动,若杆与闸的重力不计,则在杆的A端需加垂直于杆的力F的大小为____牛.
10.(07.2)如图5所示,重力为G的物体挂在水平横杆的右端C点.水平横杆左端有一可转动的固定轴A,轻杆AC长为L。
轻绳的B端可固定在AC杆上的任一点,绳的D端可固定在竖直墙面上的任一点,绳BD长为L,轻杆AC始终保持水平.则当AB间的距离为
时.绳BD的拉力最小值为。
11.(10.1)图24-21 (a)所示的是一把杆秤的示意图,O是秤杆的悬点,使用该秤最多能称量5千克的重物。
小王用一个相同的秤砣系在原来的秤砣下面,采用“双秤砣法”去称量7千克的重物时,秤上的示数为3千克,如图24-21 (b)所示。
那么当只挂一个秤砣时,该秤
零刻度线的位置应该在____(选填“O点”、“O点的右侧"或“O点的左侧”)。
若
采用“双秤砣法",则利用该秤最多能称量____千克的重物。
12.(11。
1)如图所示为某磅秤的结构示意图,物体w
放在平台上,物体以及平台的重量由刀口A和E分担,并
通过由DF, FC. BG, GO, OQ等轻质硬杆组成的杠
杆组(自重不计)的作用由Q处悬挂的砝码表示出来。
该秤
的结构装置中B和D也为刀口,0、G、c、F处为光滑绞
链,P为OQ杆的固定转动轴,P。
D同在一竖直线上,
Q。
C,F同在另一竖直线上.已知:AB=L1,BC=L2,
DE=L3, DF=L4, OP=L5。
若物体w放在平台上的某一位
置时,刀口A和E的受力相等,此时砝码的质量为m,r型
平台的质量为M,则物体w的质量为__________
___;若物体w不论放在平台上什么位置,秤的示数不变,
则L1,L2,L3,L4之间应有的关系为_____________
_。
13.(11。
2)如图所示,两根长度相等的杆OA与OB在O点用螺母铰接
在一起,两臂间的夹角可以改变,OA是没有质量的轻杆,而OB杆是有
一定质量且质量均匀分布的重杆,初始时两杆间的夹角为900,用一根
细线悬挂端点A,两杆处于静止状态,然后将两杆间的夹角变为1000,
两杆再次处于静止状态时O点相对于初始状态是_________,(选填:
“上升”、“下降”、“位置不变”)为使金属杆的顶点O (即两臂连接处)位置最高,金属杆两臂张开
的角度应为____________。
三、计算题
1。
(012.18) 如图14所示,M 、N 是两个等高的平台,两平台
相距 D.现用三块质量均匀、质量和形状完全相同的长方形木块
在M 、N之间搭成水平梁,已知每块木板的长为L,则M、N两平
台间允许的最大距离为多少?请画出示意图,并简要说明理由.
2。
(08。
2.16)(10分)如图所示是一种水闸,闸门的底部与铰轴
O相连,厚度不计的闸门高为H 、宽为a 。
AB 为一根不计质量的杆,A 端通过铰链与闸门相连,B 端通过铰链与地面相连。
杆AB 与地面成60︒角,A端距离地面高h 。
已知水的密度为ρ,试求杆A B对闸门的作用力.
四、说理题
1(03。
2.16.5)(12分)如图14所示,是一个贮水箱。
AOB 是以D为转轴的杠杆,AO 呈水平状态,A 、O 两点间距离l 1=40厘米.B 、O 两点的水平距离l 2=20厘米,B 、0两点的竖直距离l 3=15厘米;BC 和AQ 是能承受40牛拉力的链条。
AQ 链条的Q 端连接一个不
计重力,横截面积为20厘米2的塞子.当水箱中贮水的高度为40厘米时,在C端施加竖直
向下20牛的拉力.可以将塞子拉开。
那么.为使塞子能被拉开.而链条不被拉断,贮水箱内的最大贮水高度为多少?(g取lO 牛/千克)
2。
(05.2.19)小强为课题研究小组提供了一把家中收藏的旧杆秤。
杆秤的刻度模糊不清。
秤砣遗失,只有5kg 和6kg 的刻度清晰可辨.小组成员对杆秤的外形进行了测 量,测量结量如图12所示。
请根据以上情况,判断该杆秤的重心(不包括秤砣)应该在提扭的哪一侧.并求出秤砣的质量。
3.(09。
2.19)(6分)均匀三角板的重心在三角形三条中线的交点上,均匀细杆的重 A
B O
图14
心在杆的中
点上。
现有一块等腰直角三角板和三根均匀细杆。
三根细杆的长度分别与三角板
的边长相等,将这三根细杆构成如图所示的三角形.设三角板的重心为P,三根
细杆构成的三角形的重心为P’,P、P’未在图中画出。
以下是三位同学的观点:甲同学认为P和P’的位置重合;
乙同学认为P和P’的位置不重合,且P到斜边的距离大于P'到斜边的距离,
丙同学认为P和P'的位置不重合,且P到斜边的距离小于P'到斜边的距离. 请你通过分析,对以上三位同学的观点做出判断。