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 (2).doc
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（)?Ａ．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,?（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(??) （Ａ）杠杆始终是省力的,?(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，那幺木尺受到的重力
为（???)
（A）３牛，?（Ｂ）9牛，?(C）1牛,?(D)2牛。
7. 如图所示，杠杆可绕O转动，绳连在以Ａ为圆心的弧形槽上，D可
以在上自由滑动，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(???）
(A)变大，(Ｂ）变小,?
（C)先变大后变小, (D)先变小后变大。
O F
F A
A
A B
F
G1
F
G2
B A
O
M N
D
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(???)
（A）左端下降，（B）右端下降，?（Ｃ）仍然平衡，(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、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,、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杆的力,使杆和杆缓缓绕顺时针或逆时针转动。设使杆顺时针转动到图示位置时施加在B点的力为F1，使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 若杆与杆接触处是光滑的,则Ｆ1＜Ｆ２。
B 若杆与杆接触处是光滑的,则Ｆ１>F2。
C 若杆与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,F１2。
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,那幺，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（??）
（A）5秒,??（B）10秒, ?（C)１２秒,??（D)６0秒。
１5（0４．1)如图１0所示，轻质细杆的A端用铰链固定在竖直墙面上，C端悬挂一重物点
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,物块的密度为专,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，已知<〈。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，那幺该同学一定是(）
(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△△
?B 、A 、B 两处的弹力均增加,且△＞△
?C 、Ａ处的弹力减小,Ｂ处的弹力增大，且｜△＞△
?Ｄ、A 处的弹力增大，B 处的弹力减小,且△>|△
21． 如图9 所示，某轻质杆可绕Ｏ点在竖直平面内转动，且与的夹
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,杆恰好成水平，杆与竖直方向夹角为α
（α=30°)；当秤盘中放入一物体时，与竖直方向的夹角增大了6０°
那幺该物体的质量为 （ ）
A 、１千克
B 、２千克 ?
C 、3千克
D 、4
千克
22. 如图1３所示,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 （ ）
? A 、21 θ B 、21 θ Ｃ、2
1μ D 、μ
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 、25L Ｄ、4
7Ｌ ２4．(0６。1）将一根均匀的木棒，放在支点Ｏ上,由于〈，
木棒不能保持水平,现在木棒右端截去与等长的一段并置
于上，木棒恰好能平衡。则：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??C ．0．6焦??D 。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、4μ。B、３μ. C、２μ。D、μ
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，为使绳保持水平，在Ｄ点应施加的最小作用力为（）
A．.
Ｂ.√3／3。
c.1／２.
D.１/４。
31.如图24－1８所示，光滑均匀细棒可以绕光滑的水平轴D在竖直平面内转动，细杆
也可以绕光滑的水平轴Ｂ在竖直平面内转动,棒搁在A点上并与杆在同一竖
直平面内，B、D在同一水平面,且.现推动杆使棒绕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，杆对棒的作用力（）
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、分别用铰链连接于Ａ、B、C，整个装置处于静止状态.关于杆对杆作用力的方向正确的是（）。
A。若计杆重力，而不计杆重力时,由A指向Ｂ
B.若计杆重力,而不计杆重力时，由C 指向B
C 。若不计杆重力，而计杆重力时,由B 指向A
Ｄ．若不计杆重力,而计杆重力时,由B 指向C
33. 如图所示，劲度系数为k １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<,则之间的
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,那幺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,ＡB 、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O 1、O ２自由转动，且AO １∶O 1B ＝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O １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.
第3题图
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L３2。若同时点燃蜡烛，蜡烛在
图9
燃烧过程中，要使杠杆保持平衡，则L1２３(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：：n(m>n），将直角顶点C固定，如图20所示,当直角铁
丝静止时,边与竖直方向的夹角为0，则0，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2的细金属杆(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.F的大小为。(已知：37°．６.3７°=0.８）
8．（0６.2）如图所示，在竖直平面内,长为的直杆的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，从杆与
坚直墙面的夹角为300时开始,到杆与竖直墙面的夹角为6０0时结束，
此过程中直杆的中点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)10０
０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,轻杆长为L.轻绳的B端可固定
在杆上的任一点，绳的Ｄ端可固定在竖直墙面上的任一点,绳长为Ｌ，
轻杆始终保持水平。则当间的距离为
时。绳的拉力最小值为。
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。那幺当只挂一个秤砣时，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, . , , 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为杆的固定转动
轴，同在一竖直线上,同在另一竖直线上。已知：１,2, 3, 4，
5。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不论放在平台上什幺位置，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,两根长度相等的杆与在O点用螺母铰
接在一起，两臂间的夹角可以改变,是没有质量的轻杆，而杆是有一定质
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.
图14
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。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。是以Ｄ为转轴的杠杆呈水平状态,A 、O 两点间距离l 1=40厘米。Ｂ、Ｏ两点的水平距离ｌ２=20厘米，Ｂ、0两点的竖直距离ｌ３＝15厘米;和是能承受４0牛拉力的链条.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。那幺。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5和6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。
A
B O