八年級(jí)初二物理簡(jiǎn)單機(jī)械練習(xí)題難題帶答案

初二物理簡(jiǎn)單機(jī)械練習(xí)題

一.選擇題（共25小題）

1.某商店有一不等臂天平（祛碼準(zhǔn)確），一顧客要買2kg白糖，營(yíng)業(yè)員先在左盤放一包白糖右盤加1kg祛碼，待天平

平衡后；接著又在右盤放一包白糖左盤加1kg循碼，待天平平衡后。然后把兩包白糖交給顧客。則兩包白糖的總質(zhì)

量（）

A.等于2KgB.小于2KgC.大于2KgD.無法知道

2.甲物體靜止在水平地面上時(shí)，對(duì)地面的壓強(qiáng)為6Xl（）5pa.現(xiàn)將甲物體用細(xì)繩掛在輕質(zhì)杠桿的A端，杠桿的B端懸

掛乙物體，如圖所示，當(dāng)杠桿在水平位置平衡時(shí)，甲物體對(duì)地面的壓強(qiáng)為2Xl（）5pa,已知：乙物體的質(zhì)量為2kg,

AO：AB=I：4,g10N/kgo要使甲物體恰好被細(xì)繩拉離地面，則下列判斷中正確的是（）

A0R

△=

甲

A.甲物體的底面積應(yīng)小于2X|（）7m2B.甲物體對(duì)地面的壓力只需減少ION

C.杠桿B端所掛物體的質(zhì)量至少增加2kgD.可以移動(dòng)支點(diǎn)0的位置，使OA：0B=2：9

3.用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量杠桿的機(jī)械效率，鉤碼總重G為1.0N,鉤碼上升高度h為。測(cè)力計(jì)移動(dòng)距離s為

0.3m,實(shí)驗(yàn)時(shí)，豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使掛在較長(zhǎng)杠桿A點(diǎn)卜面的鉤碼緩緩上升，實(shí)驗(yàn)中，將杠桿拉至圖

中虛線位置，測(cè)力計(jì)的示數(shù)F為0.5N.若杠桿的本身的重力不計(jì)，則下列說法正確的是（）

A.拉力對(duì)杠桿做的額外功為0.1JB.勻速豎直拉動(dòng)過程中彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)先變小后變大

C.若將鉤碼從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，用同樣的方式將鉤碼提升0.1m,則機(jī)械效率降低

D.若將鉤碼從A點(diǎn)移到R點(diǎn)，用同樣的方式將鉤碼提升0.1m,則機(jī)械效率升高

4.如圖所示，甲、乙兩個(gè)物體的體積相等，甲的質(zhì)量是乙質(zhì)量的2倍，現(xiàn)杠桿處于水平平衡狀態(tài)。若將甲、乙二物體

同時(shí)浸沒在水中，則杠桿將（）

0由10：3

A.左端下沉B,右端下沉C.仍然保持水平狀態(tài)D.無法確定

5.用水平力Fi拉動(dòng)如圖所示裝置，使木板A在粗糙水平面上向右勻速運(yùn)動(dòng)，物塊B在木板A上表面相對(duì)地面靜止,

)

連接R與豎直墻曳之間的水平繩的拉力大小為F2.不計(jì)滑輪重和維重.滑輪軸光滑.則F1與F2的大小關(guān)系是（

A.FI=F2B.F2VF1V2F2C.FI=2F2D.FI>2F2

6.如圖，輕質(zhì)杠桿OA中點(diǎn)通過細(xì)線懸掛一個(gè)重力為60N的物體，在A端施加一豎直向上的力F,杠桿在水平位置平

衡，下列有關(guān)說法正確的是（）

A.使杠桿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的力是物體的重力B.此杠桿為費(fèi)力杠桿

C.杠桿處于水平位置平衡時(shí)拉力F的大小為30N

D.保持F的方向豎直向上不變，將杠桿從A位置勻速提升到B位置的過程中，力F將增大

7.如圖所示，某人用扁擔(dān)擔(dān)起兩篋質(zhì)量為mi、m2的貨物，當(dāng)他的肩處于O點(diǎn)時(shí)，扁擔(dān)水平平衡，已知LI>L2,扁擔(dān)

4------------1\---------??—h—?

A/：oA：AJ

和管的重力不計(jì)。若將兩位的懸掛點(diǎn)向O點(diǎn)移近相同的距離AL,則（）?W18^

A.扁擔(dān)仍能水平平衡B.扁擔(dān)右端向卜傾斜

C.要使扁擔(dān)恢復(fù)水平平衡需再往某側(cè)筐中加入貨物，其質(zhì)量為（也-mi）△?

L2-AL

D.要使扁擔(dān)恢復(fù)水平平衡需再往某側(cè)筐中加入貨物，其質(zhì)量為（:n2?mi）AL

Ll-L2

8.在如圖所示的滑輪組裝置中，所掛重物的重力G=50N,當(dāng)施加在繩子自由端的拉力為F=30N時(shí)，重物恰好勻速

上升，繩重及一切摩擦均可忽略不計(jì)。由此可知（）

A.該裝置的機(jī)械效率為60%B.該裝置的機(jī)械效率為55.6%

C.該裝置中動(dòng)滑輪重為5ND.該裝置中動(dòng)滑輪重為10N

9.某實(shí)蛤小絹利用圖示裝置研究杠桿的機(jī)械效率.保持O點(diǎn)位置不變，呼音向上抖動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)便重為G的鉤碼緩

慢勻速上升，在此過程中彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)為F,利用刻度尺分別測(cè)出C、B兩點(diǎn)上升的高度為hi、h2.則下列說

法錯(cuò)誤的是（）

A.杠桿機(jī)械效率的表達(dá)式為粵B.若提升的鉤碼重一定，則影響杠桿機(jī)械效率的主要因素是杠桿的自重

Fh2

C.若只將鉤碼的懸掛點(diǎn)由A移至C,0、B位置不變，仍將鉤碼提升相同的高度，則杠桿的機(jī)械效率將變大

D.若彈簧測(cè)力計(jì)始終豎直向上拉，則測(cè)力計(jì)示數(shù)不斷變化

10.如圖5所示，用完全相同的四個(gè)滑輪和兩根細(xì)繩組成甲、乙兩個(gè)滑輪組，在各自的自由端分別施加F1和F2的拉

力，在相同時(shí)間內(nèi)將相同的重物豎直勻速提升相同的高度（不計(jì)繩重、輪重和一切摩擦）。下列說法正確的是（）

甲乙

A.拉力Fi小于拉力F2B.甲繩子自由端移動(dòng)速度小于乙繩的

C.甲、乙兩滑輪組均屬于費(fèi)力的機(jī)械D.甲、乙兩滑輪組繩子自由端移動(dòng)的距離相等

11.如圖所示，不計(jì)滑輪重與摩擦，物體A質(zhì)量為2千克，物體B質(zhì)量為5千克，體積為IO?立方厘米。先用手握住

A,待放手后（）

A.物體B將沉到杯底B.物體B將停留在水面下任何地方

C.物體B將離開水面上升D.物體B最后浮在水面上

12.如圖所示，密度均勻的細(xì)桿AB與輕桿BC用光滑校鏈較在B端，A、C兩端也用光滑校鏈校于墻上，AB=BC,

16.如圖是卜股力量健身器示意圖，杠桿AB可繞。點(diǎn)在修育平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，AB=3BO.配重的重力為120牛，重力為

50()牛的健身者通過細(xì)繩在B點(diǎn)施加豎直向下的拉力為Fi時(shí)，杠桿在水平位置平衡，配重對(duì)地面的壓力為85牛，

在B點(diǎn)施加豎直向下的拉力為F2時(shí)，杠桿仍在水平位置平衡，配重對(duì)地面的壓力為60牛。已知Fi：F2=2：3,杠

桿AB和細(xì)繩的質(zhì)量及所有摩擦均忽略不計(jì)，下列說法正確的是()

A.配重對(duì)地面的壓力為50牛時(shí)，健身者在B點(diǎn)施加豎直向下的拉力為160牛

B.配重對(duì)地面的壓力為90牛時(shí)，健身者在B點(diǎn)施加豎直向下的拉力為120牛

C.健身者在B點(diǎn)施加400牛豎直向下的拉力時(shí)，配重對(duì)地面的壓力為35牛

D.甌重剛好被勻速拉起時(shí)，健身者在B點(diǎn)施加豎直向下的拉力為540牛

17.如圖所示，實(shí)心物體A漂浮在水面上，現(xiàn)利用電動(dòng)機(jī)通過滑輪組拉動(dòng)A,使A向下運(yùn)動(dòng)(運(yùn)動(dòng)過程中始終未碰到

定滑輪)。己知A的體積為OZU?,密度為0.4X|()3kg/m3.動(dòng)滑輪重為300N,電動(dòng)機(jī)工作時(shí)拉繩子的功率為1.5X

I()3w且保持不變，不計(jì)繩重、摩擦和水的阻力，g=10N/kg,p水=1.0Xl()3kg/m3,下列說法中大正確的是()

一電動(dòng)機(jī)

Ti二

-

A.物體向下運(yùn)動(dòng)的最小速度3m/sB.物體A浸沒在水中時(shí)受到的浮力為2X1()3N

C.物體A向下運(yùn)動(dòng)過程中，電動(dòng)機(jī)拉著繩子的力先變大，后不變

D.物體A向下運(yùn)動(dòng)過程中，滑輪組機(jī)械效率的最大值為80%

18.如圖所示，質(zhì)量不計(jì)的不等臂杠桿兩端分別掛上實(shí)心鐵球A,B時(shí)，恰好能使杠桿在水平位置平衡。若將A和B

同時(shí)浸沒在水中，則杠桿的狀態(tài)是()

A..右端下沉B.左端下沉C..仍然平衡D..不能判定

19.小明用如圖所示的裝置探究杠桿的機(jī)械效率，他將兩個(gè)鉤碼懸掛在B點(diǎn)，在A點(diǎn)用彈簧測(cè)力計(jì)保持豎直方向拉動(dòng)

杠桿，使其繞O點(diǎn)緩慢轉(zhuǎn)動(dòng).帶動(dòng)鉤碼上升一定的高度h（不計(jì)摩擦）（)

TCBgL

AK鐵

架

臺(tái)

（J=3

A.在杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)會(huì)變小

R.僅將拉力的作用點(diǎn)從A點(diǎn)移到C點(diǎn)，杠桿的機(jī)械效率不變

C.僅增加鉤碼的個(gè)數(shù)，拉力所做的額外功增大D.僅將鉤碼的懸掛點(diǎn)從B點(diǎn)移到C點(diǎn)，拉力做的總功變大

20.如圖所示，一重物懸掛在輕質(zhì)杠桿的中點(diǎn)處，在杠桿的最右端施加一個(gè)始終豎直向上的F,使杠桿在水平位置保

持平衡，下列說法正確的是（）

A.若將重物向左移動(dòng)，保持杠桿水平平衡，則F將變大B,將杠桿沿順時(shí)針方向緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，F(xiàn)將不變

C.將杠桿沿逆時(shí)針方向緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，F(xiàn)將變大

D.若將重物和F的作用點(diǎn)向左移動(dòng)相等的距離，且保持F大小不變，杠桿仍能在原位置平衡

21.一直杠桿（自重不計(jì)），已知?jiǎng)恿ψ饔命c(diǎn)和支點(diǎn)在杠桿的兩端，阻力作用在杠桿的中點(diǎn)，則該杠桿（）

A.一定是省力的B.一定是費(fèi)力的C.可能既不省力也不費(fèi)力D.一定既不省力也不費(fèi)力

22.如圖是運(yùn)動(dòng)員利用器械進(jìn)行訓(xùn)練的示意圖，其中橫桿AB可繞固定點(diǎn)O在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，OA：OB=4：5,系

在橫桿A端的細(xì)繩通過滑輪懸掛著物體M.運(yùn)動(dòng)員小強(qiáng)站在水平地面上時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)為i.lX104Pa,當(dāng)他用力舉

起橫桿B端恰好使AB在水平位置平衡時(shí)，他對(duì)橫桿B端豎直向上的作用力Fi為300N,此時(shí)他對(duì)水平地面的壓強(qiáng)

為1.6Xl（）4pa.若在物體M下面再加物體N,小強(qiáng)需用更大的力舉起橫桿B端，當(dāng)AB在水平位置再次平衡時(shí)，他

對(duì)橫桿B端豎直向.上的作用力為F2.他對(duì)水平地面的壓強(qiáng)為3.3Xl（）4pa,此時(shí)細(xì)繩對(duì)橫桿A端的拉力為F3,根據(jù)

上述條件，下列計(jì)算結(jié)果不正確的是（橫桿AB與繩的質(zhì)量均忽略不計(jì)）

（）

A.物體M的質(zhì)量為37.5kgB.F2的大小為750NC.小強(qiáng)的質(zhì)量為66kgD.F3的大小為1650N

23.如件所示的杠桿，正處于水平平衡，若將杠桿左邊的的碼向右移動(dòng)?段距離L,為使杠桿恢復(fù):平衡，應(yīng)將右邊鉤

碼（)

A.向右移動(dòng)LB.向左移動(dòng)LC.向右移動(dòng)大于L的距離D.向左移動(dòng)大于L的距離

24.電氣化鐵路的輸電線常用圖所示的方式懸掛在鋼纜上。鋼纜的A端固定在電桿上，B端連接在滑輪組上?；喗M

由a、b、c三個(gè)滑輪構(gòu)成，配重P由多個(gè)混凝土圓盤懸掛在一起組成，配重的總重為G,若不計(jì)摩擦和滑輪的重量，

則以下說法中正確的是（）

&b

A.a為動(dòng)滑輪，B端鋼纜受到滑輪組的拉力大小約為3G

B.a為動(dòng)滑輪，B端鋼纜受到滑輪組的拉力大小約為S

3

C.a、c為動(dòng)滑輪，B端鋼纜受到滑輪組的拉力大小約為3G

D.a、c為動(dòng)滑輪，B端鋼纜受到滑輪組的拉力大小約為色

3

25.如圖所示，利用兩種方式把吊籃中的人升高，拉動(dòng)繩子所用的力F1和F2相同，人與吊籃的總重Gi和G2的關(guān)系

是（不計(jì)繩子重和摩擦）（)

A.GI>G2B.GI=G2C.GI<G2D.無法確定

二.填空題（共5小題）

26.如圖所示裝置，物體B重為100N,它在水中勻速下沉?xí)r，通過滑輪組拉著重200N的物體A在水平面上勻速運(yùn)動(dòng),

當(dāng)用一個(gè)水平向左的力臼拉物體A,使物體B在水中勻速上升（物體B未露出水面）時(shí)，當(dāng)物體B完全露出水面

后，用另一個(gè)水平向左的力F2拉物體A,在4s內(nèi)使物體B勻速上升0.4m,已知：物體B的密度pe=5p水，兩次

拉力Fi：F2=9：10.若不計(jì)繩重、滑輪組裝置的摩擦及水中的阻力，gMX10N/kg.則水平面對(duì)物體A的滑動(dòng)摩擦

力的大小為No

27.如圖所示，質(zhì)量為M,半徑為R的均勻圓形薄板可以繞光滑的水平軸A在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，AB是它的直徑，O

是它的圓心，重力加速度為go現(xiàn)在薄板上挖去一個(gè)直徑為R的圓，則圓板的重心將從0點(diǎn)向左移動(dòng)R的

距離，在B點(diǎn)作用一個(gè)垂直于AB的力F使薄板平衡，此時(shí)AB恰處于水平位置，則F=

28.如圖所示，一重為750N,密度為5Xl（）3kg/m3的金屬塊A沉在水中的斜面上，在沿斜面向上的拉力F作用下，物

塊A以0.2m/s的速度沿斜面勻速上升，斜面的傾角a—30°,此時(shí)斜面的效率為75%,若不口水的阻力，則物塊A

受到的摩擦力為。

29.對(duì)于杠桿的原理，我國(guó)古代也很注意研究，在古書《墨經(jīng)》中就對(duì)杠桿作出了科學(xué)的說明。某物理小組探究如圖1

所示的一桿秤，通過觀察和測(cè)量知道：桿秤上標(biāo)有刻度，提鈕在B點(diǎn)，秤鉤在A點(diǎn)，0點(diǎn)為刻度的起點(diǎn)（為零刻度

點(diǎn)，在B點(diǎn)左側(cè)）.用刻度尺量出OA=h,OB=12O

（I）秤鉤不掛重物時(shí)，秤花掛在0點(diǎn)時(shí)桿科平衡，則重心C應(yīng)在B點(diǎn)的側(cè)（選填“左”、“右”或“不確

定”）.設(shè)該桿秤科蛇的質(zhì)量為m,貝J桿秤自身重力（不含秤泥）和它的力臂的乘積是。

（2）物理小組利用空瓶（空瓶質(zhì)量比秤泥質(zhì)量小?些）、細(xì)線測(cè)原有秤泥的質(zhì)量。方法是：用細(xì)線系在空瓶上并置

于點(diǎn)，慢慢往瓶中加沙子，如果桿秤恰能平衡，相當(dāng)于新做了一個(gè)秤坨，再把它掛在秤鉤上，移動(dòng)原秤坨

位置至杠桿平衡，秤桿上的讀數(shù)即為原秤在質(zhì)量。

（3）物理小組通過查資料得到''如果杠桿受兩個(gè)阻力，杠桿的平衡條件是：F動(dòng)1動(dòng)=F4用+F/1才，如圖2所

示”。則上一問中實(shí)際上只有刻度尺利用科學(xué)推理也可以測(cè)得秤石它質(zhì)量?方法是：設(shè)想有兩個(gè)完令一樣的原秤碎甲、

乙將甲置于A點(diǎn)，乙置于B點(diǎn)右側(cè)某點(diǎn)，杠桿恰好平衡。由杠桿的平衡條件可知，量出長(zhǎng)度11、12后，只須從B點(diǎn)

起向右量出長(zhǎng)度，該位置桿秤上的讀數(shù)即為秤坨的質(zhì)量m°

30.小明在測(cè)量滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)中，所用裝置如圖所示，實(shí)驗(yàn)中每個(gè)鉤碼重

2N,測(cè)得的數(shù)據(jù)如下表：

物理量鉤碼總重鉤碼上升的高度測(cè)力計(jì)示數(shù)測(cè)力計(jì)移動(dòng)距離機(jī)械效

G/Nh/mF/Ns/m率n

實(shí)驗(yàn)次

數(shù)

140.11.80.3

260.12.40.383%

340.11.40.557%

440.21.41.057%

（1）在實(shí)驗(yàn)中，測(cè)繩端拉力F時(shí)，應(yīng)盡量豎直向上拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)且在拉動(dòng)過程中讀數(shù)。

（2）第1次實(shí)驗(yàn)測(cè)得的機(jī)械效率為。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

（3）分析表中數(shù)據(jù)可知：第2次實(shí)驗(yàn)是用圖做的；第4次實(shí)驗(yàn)是用圖做的。（選填“a”、"b”或"c”）

（4）分析第1、2次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：使用同一滑輪組，可以提高滑輪組的機(jī)械效率；分析第1、3次實(shí)驗(yàn)數(shù)

據(jù)可知：使用不同的滑輪組，提升相同的重物，動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)越多（即動(dòng)滑輪總重越重），滑輪組的機(jī)械效率。

（5）分析第3、4次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，滑輪組的機(jī)械效率與物體被提升的高度。

abc

三.作圖題（共5小題）

31.如圖所示，用滑輪組提升物體，請(qǐng)畫出最省力的繩子繞法。

出

%

32.如圖所示，在B端施加一個(gè)最小的力FB,使杠桿平衡，請(qǐng)畫出此力，并畫出FA的力臂。

B

△

33.如圖所示，曲棒ABC可繞A點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。請(qǐng)畫出曲棒ABC保持平衡時(shí)所需的最小動(dòng)力及力憎。

34.如圖所示，輕質(zhì)杠桿的A點(diǎn)掛?重物G,繩受的拉力為F2,0為杠桿的支點(diǎn)。請(qǐng)?jiān)诟軛U的端點(diǎn)B處畫出使杠桿保

持靜止的最小的力F1的示意圖，并作出F2的力臂12。

35.按規(guī)范作圖：

（1）如圖（1）是一種常見的活塞式抽水機(jī)示意圖，在圖中畫出手柄所受動(dòng)力Fi的力臂及阻力。

（2）如圖（2）所示一個(gè)站在地面上的工人利用滑輪組將重物G提起來，請(qǐng)畫出滑輪組的繞線。

（3）請(qǐng)?jiān)趫D（3）中畫出用羊角錘起釘時(shí)所用的最小力F.（要求保留作圖痕跡）

(1)(2)(3)

四.計(jì)算題（共5小題）

36.如圖是工人將重160N的物體勻速放下的過程，已知物體下降的距離為3m,用時(shí)3s,工人的拉力為50N,工人質(zhì)

量為50kg。（物體未浸入水中，且不計(jì)繩重及摩擦）

（1）求工人放繩的速度。

（2）求滑輪組的效率中

（3）如果物體完全浸沒水中后滑輪的機(jī)械效率為甲，已知中：叱=4：3（物體在水中仍勻速下降，動(dòng)滑輪不會(huì)浸

入水中口不計(jì)繩重及摩擦，g=10N/kg）o求當(dāng)物體完仝浸沒水中后，工人對(duì)地面的壓力。

37.如圖所示，A為直立固定的柱形水管，底部活塞B與水管內(nèi)壁接觸良好且無摩擦，在水管中裝適量的水，水不會(huì)

流出?；钊ㄟ^豎直硬桿與輕質(zhì)杠砰OCD的C點(diǎn)相連，O為杠桿的固定轉(zhuǎn)軸，滑輪組（非金屬材料）繩子的自由

端與杠桿的D端相連，滑輪組下端掛著?個(gè)磁體E,E的正下方水平面上也放著一個(gè)同樣的磁體F（極性已標(biāo)出）。

當(dāng)水管中水深為40cm時(shí)，杠桿恰好在水平位置平衡。已知OC：CD=1：2,活塞B與水的接觸面枳為30cm活

塞與硬桿總重為3N,每個(gè)磁體重為1IN,不計(jì)動(dòng)滑輪、繩重及摩擦。（g=ION/kg,p^=1.0Xl（）3kg/m3）求：

（1）水管中水對(duì)活塞B的壓強(qiáng)。

（2）繩子自由端對(duì)杠桿D端的拉力。

（3）磁體F對(duì)水平面的壓力。

A

7胤77777

38.如圖所示,某人用滑輪組勻速提升重為720N的物體的過程中，他對(duì)水平地面的樂強(qiáng)為SXIO3^.已知滑輪組的

機(jī)械效率是75%,他雙腳與水平地面的接觸面積是4X10-2m2,求:

（1）他對(duì)繩子的拉力；

（2）此人所受的重力。

39.如圖甲是建造大橋時(shí)所用的起吊裝置示意圖，使用電動(dòng)機(jī)和滑輪處（圖中未畫出）將實(shí)心長(zhǎng)方體A從江底沿豎直

方向勻速吊起，圖乙是鋼纜繩對(duì)A的拉力F1隨時(shí)間t變化的圖象。A完全離開水面后，電動(dòng)機(jī)對(duì)繩的拉力F大小為

6.25X103N,滑輪組的機(jī)械效率為80%,A上升的速度始終為O.lm/s。（不計(jì)鋼纜繩與滑輪間的摩擦及繩重，不考慮

風(fēng)浪、水流燈因素的影響），求：

（1）長(zhǎng)方體A的重力；

（2）長(zhǎng)方體A未露出水面時(shí)受到的浮力；

（3）長(zhǎng)方體A靜止在江底時(shí)上表面受到的水的壓強(qiáng)；

（4）長(zhǎng)方體A未露出水面時(shí)滑輪組的機(jī)械效率。

40.某課外科技小組的同學(xué)對(duì)自動(dòng)沖水裝置進(jìn)行了研究(如圖所示)。該裝置主要由水箱、浮球B、蓋板C和一個(gè)可以

繞O點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動(dòng)的硬桿OB構(gòu)成，AC為連接硬桿與蓋板的細(xì)繩。隨著水位的上升，蓋板C所受的壓力和浮球B所

受的浮力均逐漸增加，當(dāng)浮球B剛好浸沒到水中時(shí)，硬桿OB處于水平狀態(tài)，蓋板C恰好被打開，水箱中的水通過

排水管排出。經(jīng)測(cè)量浮球B的體積為1X10蓋板的橫截面積為6Xl()-3m2,O點(diǎn)到浮球球心的距離為O點(diǎn)到

A點(diǎn)距離的3倍。不計(jì)硬桿、蓋板以及浮球所受的重力以及蓋板的厚度。求：(g=l()N/kg)

(1)水箱內(nèi)所能注入水的最大深度：

(2)在你以上的計(jì)算中忽略了硬桿、蓋板以及浮球的重力，如果考慮它們的重力，你認(rèn)為設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)采取哪些措拖

可保證自動(dòng)沖水裝置正常工作？(寫出一種措施即可)

I進(jìn)水管

忑三三三三三三三三三三三三三

^11111

排水管

參考答案與試題解析

一.選擇題（共25小題）

1.【分析】此題要根據(jù)天平的有關(guān)知識(shí)來解答，即在此題中天平的臂長(zhǎng)不等，這是此題的關(guān)鍵。行分析工

【解答】解：

由于天平的兩臂不相等，故可設(shè)天平左臂長(zhǎng)為a,右臂長(zhǎng)為b（不妨設(shè)a>b）,

設(shè)第一包白糖的實(shí)際質(zhì)量為mi,第二包白糖的實(shí)際質(zhì)量為m2,

先在左盤放一包白糖右盤加1kg破碼，天平平衡，

由杠桿的平衡條件可得：ami=bXI-------①，

接著又在右盤放一包白糖左盤加1kg祛碼，天平平衡，

則由杠桿的平衡條件可得：a（mi+1）=b（m2+l）------------②，

聯(lián)立①②解得mi=2,m2=?，

ab

則兩包白糖的總質(zhì)量為m2+mi=3+Z,

ba

因?yàn)椋╩i+m2）-2=—+---2=」'，二,）—2（）

baab

又因?yàn)閍Kb,所以（nIi+m2）-2>0,即mi+m2>2,

這樣可知稱出的兩包白糖的總質(zhì)量大于2kgo

故選：Co

2.【分析】根據(jù)杠桿平衡條件求出細(xì)繩對(duì)A端的拉力，即等于甲減小的對(duì)地面的壓力，再根據(jù)壓強(qiáng)公式計(jì)算出甲物體

的重力；根據(jù)杠桿的平衡條件判斷各選項(xiàng)。

【解答】解：乙物體的重力G乙nm^gnZkgXlON/kgnZON；

根據(jù)杠桿平衡條件FA1OA=G乙IOB,

細(xì)繩對(duì)A端的拉力：FA=GD—=20NX±l=60N,

B1OA1

繩子拉力處處相等，細(xì)繩對(duì)甲的拉力也為60N,甲對(duì)地面的壓力4F減少了60N,

△F=Fi-F2=piS-p2S,

數(shù)據(jù)代入:60N=6X105PaS-2X105PaS,

解得：S=1.5X10-4m2,

542

則甲的重力G?=Fi=piS=6X10PaX1.5X10-m=90N；

甲物體恰好被細(xì)繩拉禽地面時(shí)，甲對(duì)地面的壓力為0,A端受到的拉力等于甲的重力：

A、增大或減小受力面積只能改變壓強(qiáng)，不能改變物體甲對(duì)壓力，故不符合題意：

B、甲對(duì)地面的壓力為F甲=6甲-△F=90N-60N=30N,甲物體恰好被細(xì)繩拉離地面，壓力還要減小30N,故不

符合題意；

C、根據(jù)杠桿平衡條件：G甲1OA=G￡1OB，G^=￡^12A=90NX1=3（）N,杠桿B端所掛物體的質(zhì)量至少增加△

1OB3

1門=竺二=迎畢此=lkg,故不符合題意：

gWN/kg

/

D、根據(jù)杠桿平衡條件：G甲i：=G乙1:，則平=幺=迎=2,符合題意。

°，0B11G甲90N9

0B

故選：Do

3.【分析】（1）先找出鉤碼G和彈簧測(cè)力計(jì)拉力F的力臂，根據(jù)相似三角形得出豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)時(shí)兩者

的力臂之比是否發(fā)生變化，根據(jù)杠桿的平衡條件得出等式，然后分析判斷彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)的變化，根據(jù)W=Fs求出

拉力做的總功，根據(jù)W—Gh求出拉力做的應(yīng)用，總功減去額外功即為拉力對(duì)?杠桿做的額外功；

（2）將鉤碼的懸掛點(diǎn)從A點(diǎn)移至B點(diǎn)，鉤碼還升高相同的高度，杠桿上旋的角度減小，克服桿與O點(diǎn)的摩擦力做

功減小，有用功不變，額外功減小，總功減小，機(jī)械效率增大。

【解答】解：（1）由圖可知，OC為鉤碼G的力臂，OD為彈簧測(cè)力計(jì)拉力的力臂，

由△OCAs^ODE可得：生=怨，

OD0E

由杠桿的平衡條件可得：GXOC=FXOD,

則工=竺=怨，

GOD0E

由空和G不變可知，F(xiàn)不變，即勻速豎直拉動(dòng)過程中彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)不變，故B錯(cuò)誤；

0E

拉力做的總功：

W.dL=Fs=O.5NXO.3m=O.15J,

拉力做的有用功：

W^=Gh=1.0NX0.1m=0.1J,

拉力對(duì)杠桿做的額外功：

W削尸W總-W有=0.15J-O.1J=（）.OEJ,故A錯(cuò)誤；

（2）若將鉤碼從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，用同樣的方式將鉤碼提升0.1m時(shí)，有用功不變，

此時(shí)杠桿上旋的角度減小，杠桿升高的距離變小，克服桿與O點(diǎn)的摩擦力做功變小，則額外功變小，

由n=——--X100%可知，機(jī)械效率升高，故c錯(cuò)誤、D正確。

W有川額

故選：Do

4.【分析】(1)知道甲乙兩物體質(zhì)量關(guān)系可得重力關(guān)系，根據(jù)杠桿的平衡條件，可得兩邊力臂大小關(guān)系；

(2)甲、乙兩個(gè)物體體積相同，都浸沒水中后，受到的浮力相同，力與力臂的乘積都減小，減小值小的那端杠桿

將下降。

【解答】解?：

(1)VG=mg,m甲=2m乙,

G甲=2G乙,

由杠桿平衡條件可知，G甲L甲=6乙1乙，

??L甲一L乙,

2

(2)???甲、乙兩個(gè)物體體積相同，

???排開水的體積相同，

???兩物體受到水的浮力相同，

可知甲減小的浮力與力臂的乘積小，所以杠桿不再平衡，甲所在一側(cè)將下降，即左端下降。

故選：Ao

5.【分析】在平衡力的作用下，物體保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。對(duì)動(dòng)滑輪、物塊B和木板A進(jìn)行受力分析，明確

各自受哪些力，方向如何，確定大小關(guān)系。

【解答】解：由圖知，

(1)動(dòng)滑輪在水平方向上受到三個(gè)力的作用：水平向右的拉力Fi,墻壁對(duì)它水平向左的拉力F墻，木板A對(duì)它水

平向左的拉力F木板，

由于木板向右勻速運(yùn)動(dòng)，所以F]=F#：+F木板，

由于同一根繩子各處的拉力相等，所以F木板=2Fi,

2

由于力的作用是相互的，所以動(dòng)滑輪對(duì)木板A的拉力為F動(dòng)=F木板=2Fi------------------①；

2

(2)物塊B在水平方向上受到兩個(gè)力的作用：繩子對(duì)它向左的拉力F2,木板A對(duì)它向右的摩擦力fA對(duì)B；由于物

塊R保持靜止，所以F2=fA對(duì)B：

木板A在水平方向上受到三個(gè)力的作用：動(dòng)滑輪對(duì)木板向右的拉力F動(dòng)，物體B對(duì)木板向左的摩擦力對(duì)A,地面

對(duì)木板向左的摩擦力f地曲，

由于木板向右勻速運(yùn)動(dòng)，所以F動(dòng)=￡8對(duì)A+f電而-----------②

由于力的作用是相互的，所以fBxtA=fA對(duì)B=F2------------------------------------③

由②③可得F“j=F2+f地曲，

即1F1=F2+f地面，

2

也就是Fi=2F2+2f地面，

所以FI>2F2。

故選：D。

6.【分析】（I）使杠桿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的力是物體對(duì)杠桿的拉力；

（2）在A位置如圖，OA、0C為動(dòng)力F和阻力G的力臂，知道C是0A的中點(diǎn)，也就知道兩力臂的大小關(guān)系，知

道阻力G的大小，利用杠桿的平衡條件求動(dòng)力F的大小，判斷出杠桿的種類；

（3）在B位置，畫出動(dòng)力和阻力的作用線，找出動(dòng)力臂的阻力臂，利用三角形的相似關(guān)系，確定動(dòng)力臂和阻力臂

的大小關(guān)系，再利用杠桿平衡條件分析拉力F的大小變化情況。

【解答】解：（1）由圖知，使杠桿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的力是物體對(duì)杠桿的拉力，故A錯(cuò)誤；

（2）杠桿在A位置（如下圖），LOA=2LOC?

\tF

:p$

因?yàn)楦軛U平衡，所以FLOA=GLOC,

則拉力F=竺"=』G=2X60N=30N,故C正確；

LOA22

因?yàn)槔<G,

所以此杠桿為省力杠桿，故B錯(cuò)誤;

（3）如下圖所示：

杠桿在B位置，0A'為動(dòng)力臂，OC'為阻力臂，阻力不變?yōu)镚,

因?yàn)镈s/\OA'B,

所以O(shè)C'：OA'=OD：OB=1：2,

因?yàn)楦軛U平衡，所以F'LOA'=GLoc',

GXL'

則F，=--------—=AG=AX60N=30N；

LOA22

由此可知，當(dāng)杠桿從A位置勻速提到B位置的過程中，力F的大小不變，故D錯(cuò)誤。

故選：C.

7.【分析】根據(jù)杠桿原來平衡，設(shè)移動(dòng)的距離為L(zhǎng),再比較Fi(li-l)和F2(12-1)即可作出判斷，

【解答】解：(1)原來平衡時(shí)，migli=m2gl2,

由圖知，li>12,所以

設(shè)移動(dòng)相同的距離L,則左邊:mig(11-Al)=migli-migAl,

右邊：m2g(12~△1)=ni2gl2-nugAh

因?yàn)閙iVmz,所以mi2klgVm24Lg,mi(li-Al)g>m?(h-△1)g,則杠桿的左端向下傾以。故AB錯(cuò)誤:

(2)因?yàn)閙i(li-Al)g>m2(i2-Al)g,

故往右邊加入貨物后杠桿平衡，即mi(li-Al)g=(m2+m)g(h-△1)?且migh=m2g12,

解得m=(m2-mi)—,故C正確，D錯(cuò)誤。

故選：Co

8.【分析】由滑輪組的結(jié)構(gòu)知道承擔(dān)物重的繩子股數(shù)2,則繩子自由端移動(dòng)的距離s=nh；重物勻速上升，根據(jù)W=

Gh、W=Fs分別求有用功和總功，再根據(jù)機(jī)械效率公式求出滑輪組的機(jī)械效率，根據(jù)總功等于有用功和額外功之和

求出額外功，因繩重及一切摩擦忽略不計(jì)，根據(jù)W=Gh求出動(dòng)滑輪的重。

【解答】解：拉重物做的有用功為：W有用=Gh=50h；

繩子末端的拉力做的總功為：W總=Fs=Fnh=30NX2h=6()h；

滑輪組的機(jī)械效率為：

電=50h

*83.3%；

W總60h

對(duì)滑輪做的額外功：W8<=W.a-WOJ=60h-50h=10h；

???繩重及一切摩擦均忽略不計(jì)

:.G動(dòng)=%■=皿1=]ON。

hh

故選：Do

9.【分析】（1）使用杠桿提升重物時(shí)，有用功等于克服鉤碼重力做的功，總功等于彈簧測(cè)力計(jì)的拉力做的功，機(jī)械效

率等于有用功和總功的比值；

（2）機(jī)械效率是有用功和總功的比值，它反映了有用功在總功中所占比例的大小，也反映了額外功所占比例的大

小，影響機(jī)械效率的因素從有用功和額外功兩方面考慮；

（3）將鉤碼的懸掛點(diǎn)從A點(diǎn)移至C點(diǎn)，有用功一定，分析額外功的變化，從而可知總功變化和機(jī)械效率的變化；

（4）彈簧測(cè)力計(jì)計(jì)始終豎直向上拉，阻力不變，分析動(dòng)力臂和阻力臂的比值變化情況，從而判斷動(dòng)力的變化。

【解答】解.：

A、有用功是提升鉤碼所做的功，鉤碼上升高度為hi,則W^=Ghi,

測(cè)力計(jì)拉力做的功為總功，拉力端上升高度為112,則W咫=Fh2,

W有Ghi

所以，杠桿機(jī)械效率的表達(dá)式為n=一2=—U故A正確；

W總Fh2

B、有用功是提升鉤碼所做的功，額外功主要是克服杠桿重力做的功，機(jī)械效率等于有用功與總功的比值；提升的

鉤碼重一定，在鉤碼上升高度一定時(shí)，有用功一定，所以影響杠桿機(jī)械效率的主要因素是杠桿自身的重力，故B正

確；

C、懸掛點(diǎn)由A移至C點(diǎn)時(shí)，如果仍使鉤碼提升相同的高度，則有用功相同；鉤碼從A點(diǎn)到C點(diǎn)，鉤碼還升高相同

的高度，則杠桿旋轉(zhuǎn)的角度減小，杠桿提升的高度h減小，由W^=G|「h可知，額外功減小，則總功減小，所以杠

桿的機(jī)械效率變大，故C正確；

D、若彈簧測(cè)力計(jì)始終豎直向上拉，動(dòng)力臂與阻力臂的比值不變（等于強(qiáng)），阻力（即鉤碼和杠桿的總重力）不變,

0C

由杠桿平衡條件可知，拉力不變，即測(cè)力計(jì)示數(shù)不變，故D錯(cuò)誤。

故選：D。

10.【分析】（1）由圖可知，兩滑輪組的繩子的有效股數(shù)n,不計(jì)繩重及摩擦，拉力F=1（G+G動(dòng)）比較兩滑輪組拉

n

力的大小關(guān)系；

（2）由圖可知，兩滑輪組的繩子的有效股數(shù)n,繩子自由端移動(dòng)的速度等于物體升高速度的倍，據(jù)此比較甲、乙繩

子白由端移動(dòng)的速度關(guān)系：

（3）使用動(dòng)滑輪能夠省力，動(dòng)滑輪為省力杠桿；

（4）由滑輪組的結(jié)構(gòu)知道承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n,則繩子自由端移動(dòng)的距離-s=nh；

【解答】解：A、不計(jì)繩重及摩擦，因?yàn)槔=?1（G物+G動(dòng)），m=2,n2=3,

n

所以繩端的拉力：Fi=2（G溝+G動(dòng)），F(xiàn)2=2（G物+G動(dòng)），所以FI>F2,故A錯(cuò)誤；

23

B、由圖知，n甲=2,n乙=3,甲滑輪組繩子自由端移動(dòng)的速度v甲=2v物，乙滑輪組繩子自由端移動(dòng)的速度v乙=3v

物，所以甲繩子自由端移動(dòng)速度小于乙繩的自由端移動(dòng)的速度，故B正確；

C、使用動(dòng)滑輪能夠省力，為省力杠桿，故C錯(cuò)誤；

D、因?yàn)槔K子自由端移動(dòng)的距離s=nh,ni=2,n2=3,提升物體的高度h相同，所以si=2h,S2=3h,則siWs2,

故D錯(cuò)誤；

故選：B.,

II.【分析】利用G=mg求出物體的重力，根據(jù)滑輪組的使用特點(diǎn)求出動(dòng)滑輪對(duì)物體B的拉力，利用阿基米德原理求

出物體B的浮力；

然后對(duì)物體B受力分析，求出B受到的合力的方向，根據(jù)這個(gè)合力的方向可知運(yùn)動(dòng)情況。

【解答】解：GA=mAg=2kgXIONA<g=2ON,GB=mBg=5kgX10N/kg=50N；

由圖可知n=2,不計(jì)滑輪重與摩擦，則GA=2FB,

2

，F(xiàn)B=2GA=2X20N=40N,

333

???物體B浸沒在水中,V4#=V=10-cm=lX10m

???受到的浮力為:F浮=p^gV推=1X103kg/m3X10N/kgX1X10_3m3=ION。

則物體B豎直向上的合力為F=FB+F浮=4ON+ION=5ON；

，F(xiàn)=GB,

???物體B將懸浮，即可以停留在水面下任何地方。

故選：Bo

12.【分析】BC為輕桿，質(zhì)量忽略不計(jì)，

（1）如左圖，以A為支點(diǎn)，畫出并求出動(dòng)力臂和阻力臂，知道阻力G,利用杠桿平衡條件求Fi的大小；

（2）如右圖，以A為支點(diǎn)，畫出并求出動(dòng)力臂和阻力臂，知道阻力G,利用杠桿平衡條件求F2的大?。?/p>

最后求出Fi：F2O

【解答】解：

（1）如右圖，以A為支點(diǎn)，AD為動(dòng)力臂，AD=ABXcos37°=0.8AB；

AE為阻力臂，AE=>lABXsin37°=0.3AB；

2

???杠桿AB平衡,

/.F|XAD=GXAE,

即：FiX0.8AB=GX0.3AB,

??.Fi=%

8

(2)如右圖，ZBAN=Z0=37°,以A為支點(diǎn)，AN為動(dòng)力臂，AN=ABXcos37°=0.8AB；

AM為阻力臂，AM=AAB；

2

??,杠桿AB平衡,

AF2XAN=GXAM,

即:F2X0.8AB=GX0.5AB,

???F2=$G；

8

：：

AFI：F2=3G$G=35O

88

,計(jì)算出拉力的大?。?/p>

s

（2）由圖甲知通過動(dòng)滑輪繩子段數(shù)n,由5=隔、W=Fs可以計(jì)算出繩子自由端的拉力，在不計(jì)繩子的重、摩擦?xí)r

計(jì)算出動(dòng)滑輪的重力:

（3）根據(jù)公式亞行=（G-F?。﹉計(jì)算拉力F對(duì)所提升物體M做的有用功。由圖乙可知此時(shí)拉力做的功，即總功,

再據(jù)機(jī)械效率的計(jì)算公式計(jì)算即可；

（4）物體從剛露出水面到完全露出水面的過程中，排開水的體積變小，利用阿基米德原理分析受到的浮力變化；

滑輪受到的精力等于重力減夫浮力,可得滑輪受到的櫛力變化,進(jìn)一步分析抖力的功率變化,以及抖力做的有用功、

額外功變化，利用效率公式分析機(jī)械效率變化。

【解答】解：

A、由\，=巨得，物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間：

t

t=-g.=.1Qm=20s,

v0.5m/s

根據(jù)圖乙可知，此過程中繩子自由端拉力F做的總功是8000J,

由圖知，滑輪組由2段繩子承擔(dān)物重，所以s=2h=2X10m=20m,

由W^=Fs得，拉力F=%>=上一=為則J-=400N,故A正確；

s2h物2X10m

B、因?yàn)閯蛩偬嵘矬w，對(duì)滑輪組受力分析可得：F=1(F^+GrfJ),

2

則動(dòng)滑輪的重力：G功=2F-F繩=2X40()N-73()N=70N,故B正確；

C、物體M的重力：Gt?j=mg=76kgX10N/kg=760N；

由于物體未露出水面，完全浸沒在水中，所以V”=V物，

33

則物體受到的浮力：F浮=p水gVJ(i=p水gV物=1XIOkg/mX10N/kgX3X3m3=30N,

當(dāng)物體在水里勻速上升時(shí)受三個(gè)力的作用，物體的重力、浮力和動(dòng)滑輪下方繩子的拉力，處于三力平衡，即F繩+F

;%=G物，

則F^=G沏-Fj?=760N-30N=730N；故C正確：

D、動(dòng)滑輪卜方繩子的拉力所做的功為的用功，

則有用功：W行用=F絳Xh物=73ONXl()m=73(X)J,

滑輪組提升重物的機(jī)械效率：n=-^X100%=7300JX100%=91.25%；故D錯(cuò)誤。

V總8000.T

故選：D。

14.【分析】(1)由圖可知，兩滑輪組的繩子的有效股數(shù)n,不計(jì)繩重及摩擦，拉力F=1(G+G動(dòng))比較兩滑輪組拉

n

力的大小關(guān)系；

(2)由圖可知，兩滑輪組的繩子的有效股數(shù)n,繩子自由端移動(dòng)的速度等于物體升高速度的倍，據(jù)此比較甲、乙繩

子自由端