2023-2024全國初中物理競賽試題第09講杠桿（原卷版）

試卷第=page11頁，共=sectionpages33頁試卷第=page11頁，共=sectionpages33頁第09講杠桿（原卷版）一、單選題1．（2023·山東青島·九年級?？几傎悾┤鐖D所示，塑料圓盤可以繞圓盤中心無摩擦的旋轉(zhuǎn)，A、B、C分別處在三個(gè)等距同心圓上，在裝置A處懸掛一個(gè)物體，質(zhì)量為m1，在B處懸掛一個(gè)質(zhì)量為3kg物體，圓盤靜止，AB處在水平位置，如果把B處物體移走，在C處懸掛一個(gè)質(zhì)量為m2的物體，圓盤靜止，AC處在水平位置，則m2的大小為（）

A．2kg B．4kg C．6kg D．8kg2．（2021·廣東佛山·九年級統(tǒng)考競賽）如圖所示，質(zhì)量分布不均勻的木條AB重24N，A、B是木條兩端，O、C是木條上的兩個(gè)點(diǎn)，AO=BO，AC=OC，此時(shí)彈簧測力計(jì)乙的示數(shù)是18N?，F(xiàn)移動彈簧測力計(jì)甲的位置從A點(diǎn)平移到C點(diǎn)，下列說法中正確的是（）A．此時(shí)彈簧測力計(jì)乙的示數(shù)變小，大小是8NB．此時(shí)彈簧測力計(jì)乙的示數(shù)變小，大小是12NC．此時(shí)彈簧測力計(jì)甲的示數(shù)變大，大小是8ND．由于木條質(zhì)量分布不均勻無法判斷彈簧測力計(jì)甲、乙示數(shù)的變化3．（2023春·安徽安慶·九年級校聯(lián)考競賽）用滑輪組以不同速度提升不同的重物，如圖所示，不計(jì)繩重和摩擦。當(dāng)提升的重物為G1時(shí)，繩端拉力的功率為P1，滑輪組的機(jī)械效率為70%，重物G1勻速上升h所用時(shí)間為t1；當(dāng)提升的重物為G2時(shí)，繩端拉力的功率為P2，滑輪組的機(jī)械效率為80%，重物G2勻速上升h所用時(shí)間為t2；當(dāng)提升的重物為G3時(shí)，繩端拉力的功率為P1+2P2，滑輪組的機(jī)械效率為90%，重物G3勻速上升h所用時(shí)間為（）A． B． C． D．4．（2023春·新疆伊犁·八年級?？几傎悾└鶕?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(xì)繩連接，已知光滑的滑輪的重力為G0，求當(dāng)滑輪下掛一重為G的物體時(shí)，滑輪下降的距離是（）A． B．C． D．5．（2023春·江蘇蘇州·九年級校考競賽）如圖甲所示，一個(gè)滑輪組豎直固定在水平支架上，已知每個(gè)滑輪均重20N，滑輪組下端掛有重為G的物體A，用力F通過滑輪組繩的末端豎直向上勻速提升重物A，重物A向上運(yùn)動的速度為v，力F做功的功率P隨物體上升速度v之間的關(guān)系圖象如圖乙所示。滑輪與軸的摩擦、繩的質(zhì)量忽略不計(jì)，g取10N/kg。則下列說法正確的是（）A．拉力F的大小為120NB．滑輪組對水平支架的拉力為140NC．拉力F的功率為1.2W時(shí)，10s內(nèi)滑輪組對物體A做功12JD．若在物體A下再加掛30N的重物，滑輪組的機(jī)械效率可以達(dá)到86.7％6．（2022春·廣東佛山·八年級佛山市南海區(qū)大瀝鎮(zhèn)許海初級中學(xué)?？几傎悾┤鐖D是某興趣小組用輕質(zhì)桿制作的桿秤，經(jīng)測試發(fā)現(xiàn)量程偏小。下列操作能使桿秤量程變大的是（）A．將a點(diǎn)向左移 B．將b點(diǎn)向右移C．換一個(gè)質(zhì)量較小的秤砣 D．將a、b點(diǎn)都向左移等長距離7．（2023春·江蘇蘇州·九年級?？几傎悾┤鐖D所示，質(zhì)量分布不均勻的木條AB重15N，A、B是木條兩端，O、C是木條上的兩個(gè)點(diǎn)，AO=BO，AC=OC，彈簧測力計(jì)甲的示數(shù)是3N?，F(xiàn)移動彈簧測力計(jì)甲的位置從A點(diǎn)平移到C點(diǎn)。此時(shí)彈簧測力計(jì)乙的示數(shù)是（）A．11N B．6N C．12N D．5N8．（2021·內(nèi)蒙古呼倫貝爾·九年級統(tǒng)考競賽）如圖所示，已調(diào)節(jié)水平位置平衡的杠桿，每小格的長度相等。物體A是邊長為0.1m的正方體，將其放在水平桌面上且用一根細(xì)線掛在杠桿左側(cè)。當(dāng)杠桿右側(cè)掛一個(gè)重4N的物體B時(shí)杠桿在水平位置平衡。此時(shí)物體A對桌面的壓強(qiáng)為300Pa、下列說法正確的是（）A．物體A受到的支持力為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2ND．物體B向右移動1小格，物體A受到桌面的支持力減小1N9．（2023春·江蘇蘇州·九年級?？几傎悾┠辰ㄖさ厣?，用滑輪組將質(zhì)量相同的水泥板吊往高處。不計(jì)繩重和摩擦，同時(shí)吊起若干塊水泥板時(shí)，滑輪組的效率為75%，再多吊起一塊水泥板時(shí)，滑輪組的效率為80%。若要使滑輪組吊起水泥板的效率不低于90%，應(yīng)至少同時(shí)吊起水泥板（）A．5塊 B．7塊 C．9塊 D．11塊10．（2014·上?！ぞ拍昙壐傎悾┤鐖D所示，直徑為36cm的半球形碗固定在水平面上，碗的端口水平一根密度分布均勻、長度為47cm的光滑桿ABC擱置在半球碗上，碗的厚度不計(jì)，桿平衡的碗內(nèi)部分AB段與碗外部分BC段的長度之比為（

）

A．38∶9 B．35∶12 C．32∶15 D．27∶2011．（2023春·湖南衡陽·八年級湖南省衡南縣第一中學(xué)校聯(lián)考競賽）如圖所示，每只鉤碼質(zhì)量相等，輕質(zhì)杠桿處于水平平衡狀態(tài)，下列說法不正確的是（）A．L1:L2=1:2B．左右兩邊各加一個(gè)鉤碼，杠桿左邊上升C．G1向O點(diǎn)移動1cm，G2向O點(diǎn)移動2cm，杠桿仍能平衡D．G1遠(yuǎn)離O點(diǎn)移動，G2遠(yuǎn)離O點(diǎn)移動，杠桿仍能平衡12．（2020·江西南昌·九年級校聯(lián)考競賽）水平地面放著一根A端細(xì)B端粗的木料，小明用如圖所示裝置測木料重力。先將繩子一端固定在A端，豎直向上拉繩子自由端的彈簧測力計(jì)，將A微微抬離地面，彈簧測力計(jì)示數(shù)是F1；再把繩子一端固定在B端，豎直向上拉繩子自由端的彈簧測力計(jì)，將B端微微抬離地面，此時(shí)彈簧測力計(jì)示數(shù)是F2。若不計(jì)繩重及摩擦，且滑輪上的兩股繩子保持豎直狀態(tài)，則木料重力為（）A．F1×F2 B．（F1+F2）/2 C．F1/F2 D．F1+F213．（2019·廣東韶關(guān)·九年級統(tǒng)考競賽）如圖所示，一塊厚度很薄、質(zhì)量分布均勻的長方體水泥板放在水平地面上，若分別用一豎直向上的動力F1、F2作用在水泥板一端的中間，欲使其一端抬離地面，則（）A．F1>F2，因?yàn)榧字械膭恿Ρ坶LB．F1<F2，因?yàn)橐抑械淖枇Ρ坶LC．F1>F2，因?yàn)橐抑械淖枇Ρ鄱藾．F1=F2，因?yàn)閯恿Ρ鄱际亲枇Ρ鄣?倍14．（2019·上海黃浦·九年級校考競賽）一架不準(zhǔn)確的天平，主要是由于它橫梁左右兩臂不等長．為了減少實(shí)驗(yàn)誤差，在實(shí)驗(yàn)室中常用“交換法”來測定物體的質(zhì)量．即先將被測物體放在左盤，當(dāng)天平平衡時(shí)，右盤中砝碼的總質(zhì)量為ml；再把被測物體放在右盤，當(dāng)天平平衡時(shí)，左盤中砝碼的總質(zhì)量為m2．則被測物體的質(zhì)量為（

）A． B． C． D．15．（2019·上海黃浦·九年級校考競賽）如圖所示兩個(gè)輪軸使用時(shí)，兩圖中拉力F大小相等，輪軸的輪半徑是軸半徑的二倍，則所掛重物G1、G2的重力比是（）A．1：1 B．2：l C．4：1 D．1：416．（2019·上海黃浦·九年級?？几傎悾┬×滞瑢W(xué)用一桿秤稱一實(shí)心球的質(zhì)量，如圖所示．當(dāng)桿秤在水平位置平衡時(shí)，秤砣拉線正好壓在4kg的刻度線上．根據(jù)秤砣的拉線、提紐和稱鉤所在秤桿的位置之間的距離的粗略關(guān)系，可以估測出秤砣的質(zhì)量大約是（

）A．10g B．400g C．1000g D．4000g17．（2019·上海浦東新·九年級校考競賽）n個(gè)動滑輪和一個(gè)定滑輪組成滑輪組，每個(gè)動滑輪的質(zhì)量與所懸掛的物體質(zhì)量相等．不計(jì)一切摩擦和繩的重力，滑輪組平衡時(shí)拉力大小為F，如圖所示．若在圖示中再增加一個(gè)同樣質(zhì)量的動滑輪，其它條件不變，則滑輪組再次平衡時(shí)拉力大小為A．

B．F

C．F

D．F二、多選題18．（2023·湖南長沙·九年級統(tǒng)考競賽）如圖所示，豎直固定的測力計(jì)下端掛有一個(gè)滑輪組，每個(gè)滑輪重均為50N，滑輪組下端通過定滑輪沿水平方向與重1000N的物體相連，現(xiàn)豎直用力F拉著物體，使其以10cm/s的速度水平勻速運(yùn)動，此時(shí)測力計(jì)示數(shù)為650N，若不計(jì)繩重和滑輪與軸間的摩擦，下列說法正確的是（）

A．拉力F的大小為200N B．物體受到的摩擦力為550NC．滑輪組的機(jī)械效率為87.5% D．拉力F的功率為60W19．（2017·山西大同·九年級校聯(lián)考競賽）桿秤的示意圖如圖所示，下列說法中正確的是（）A．只有秤桿粗細(xì)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稱量大D．換用大稱量的提紐后，所有刻度示數(shù)均會以相同倍率增大20．（2017·山西大同·九年級校聯(lián)考競賽）用豎直向上的外力F作用在浸在水中的直棒AB的A端，棒的截面積處處相等，密度分布均勻，靜止在如圖所示的位置。此時(shí)A端距離水面x，棒與水面的夾角為θ，棒浸在水中的長度為L，B端的深度為h?，F(xiàn)由圖示位置緩慢向上增大x直至棒的B端剛好離開水面的過程中，下列關(guān)于F、L、θ、h大小變化的判斷，正確的是（）A．F先不變后增大 B．L先增大后減小C．θ先增大后不變 D．h先增大后減小三、填空題21．（2022秋·江蘇·九年級競賽）由五塊相同磚塊構(gòu)成的橋，如圖所示，若每塊磚長度為L，則此橋的最大跨度為。22．（2022秋·江蘇南京·九年級南京市科利華中學(xué)?？几傎悾┤鐖D1所示，輕質(zhì)杠桿可繞O轉(zhuǎn)動，A點(diǎn)懸掛一重為12N的物體M，B點(diǎn)受到電子測力計(jì)豎直向上的拉力F，杠桿水平靜止，已知OA=AB=BC，保持杠桿水平靜止，將F作用點(diǎn)從B移至C，此過程中F方向保持不變，F(xiàn)的力臂記為l，則F的大小變，F(xiàn)與（）的關(guān)系圖線為圖2中的①；將M從A移至B，再重復(fù)上述步驟，F(xiàn)與（）的關(guān)系圖線為圖2中的（選填數(shù)字序號）。

23．（2022秋·江蘇·九年級競賽）將一根粗細(xì)均勻的鐵絲彎成直角，兩直角邊邊長之比為2∶1，將角頂放在一光滑細(xì)釘上（如圖所示），當(dāng)直角鐵絲靜止時(shí)，短邊和豎直方向的夾角θ的正切等于。24．（2022秋·江蘇·九年級競賽）如圖所示，一根輕質(zhì)木桿，A端細(xì)線下所掛50N的重物靜止在水平地面上。當(dāng)在B點(diǎn)加豎直向下的力F=30N作用時(shí)，木桿恰能在水平位置處于平衡狀態(tài)，此時(shí)細(xì)線豎直已知OA=15cm，OB=5cm，則重物對水平地面的壓力為。25．（2017春·遼寧遼陽·八年級競賽）如圖所示,甲物體重6N,乙物體重10N,彈簧測力計(jì)重力及摩擦均不計(jì).則當(dāng)甲、乙兩物體靜止時(shí),彈簧測力計(jì)的讀數(shù)為N,地面對乙物體的支持力是N．26．（2017春·山東泰安·九年級競賽）如圖所示，用滑輪組拉動重為70N的物體A，使物體A在水平方向上移動5m，所用拉力F為20N，地對物體A的摩擦力為30N．則滑輪組的機(jī)械效率為．27．（2023·湖南衡陽·九年級湖南省衡南縣第一中學(xué)校考競賽）停車場入口常用橫桿來控制車輛的進(jìn)出，我們可以把該裝置簡化成如圖所示的杠桿，若橫桿AB粗細(xì)相同、質(zhì)量分布均勻，其重力G=180N，AB=2.8m，AO=0.3m。要使橫桿AB保持水平平衡，需在A端施加豎直向下的動力F=N。28．（2019·山東濟(jì)南·九年級?？几傎悾┤鐖D所示，質(zhì)量為m的運(yùn)動員站在質(zhì)量為M的均勻長板AB的中點(diǎn)，板位于水平地面上，可繞通過A點(diǎn)的水平軸無摩擦轉(zhuǎn)動．板的B端系有輕繩，輕繩的另一端繞過兩個(gè)定滑輪后，握在運(yùn)動員的手中．當(dāng)運(yùn)動員用力拉繩子時(shí)，滑輪兩側(cè)的繩子都保持在豎直方向，則要使板的B端離開地面，運(yùn)動員作用于繩的最小拉力是．四、實(shí)驗(yàn)題29．（2022秋·全國·八年級校聯(lián)考競賽）學(xué)校課外物理實(shí)踐小組利用家中常見的物品筷子、刻度尺、杯子和水巧妙地測量小石塊的密度，實(shí)驗(yàn)過程如下：（1）如圖甲所示，用細(xì)繩將筷子懸掛，筷子靜止處于（選填“平衡”或“不平衡”）狀態(tài)；（2）要使筷子在水平位置平衡，應(yīng)將懸掛點(diǎn)向調(diào)節(jié)（選填“左”或“右”），直至筷子在水平位置平衡，標(biāo)記支點(diǎn)的位置為O。如圖乙所示重物懸掛在筷子A處，移動石塊懸掛在筷子B處，此時(shí)筷子在水平位置恢復(fù)平衡，用刻度尺分別測得OA、OB的長度為7cm和5cm；（3）上述實(shí)驗(yàn)過程，第一次調(diào)節(jié)水平平衡是第二次調(diào)節(jié)水平平衡是（選填序號“A”或“B”）；A．消除筷子自重的影響

B．便于測量力臂（4）保持重物的懸掛點(diǎn)位置A不變，將小石塊浸沒在盛有適量水的杯中，目的是保證排開水的體積（選填“大于”、“等于”或“小于”）石塊的體積；調(diào)整小石塊的懸掛點(diǎn)位置（且未與杯底、杯壁接觸），直至在筷子C處，如圖乙圖丙所示筷子在水平位置再次平衡，用刻度尺測得OC的長度為8cm；（5）測得石塊的密度為kg/m3（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。30．（2020春·廣東·八年級校聯(lián)考競賽）探究“滑輪組機(jī)械效率”時(shí)，小強(qiáng)利用兩組滑輪組進(jìn)行了4次測量，用一個(gè)動滑輪和一個(gè)定滑輪測得前3組數(shù)據(jù)，用兩個(gè)動滑輪和兩個(gè)定滑輪測得第4組數(shù)據(jù)，如下表：實(shí)驗(yàn)次數(shù)物重G物/N動滑輪重G動/N鉤碼上升的高度h/m動力F/N動力作點(diǎn)移動的距離s/m滑輪組的機(jī)械效率η/%110.50.10.70.347.6220.50.11.10.360.6340.50.120.34410.10.550.0(1)根據(jù)表中前3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，畫出甲圖中滑輪組的繞繩方法。(2)在實(shí)驗(yàn)中測量繩端拉力F時(shí)，應(yīng)盡量沿方向勻速拉動彈簧測力計(jì)，第3次實(shí)驗(yàn)時(shí)滑輪組的機(jī)械效率為。若彈簧測力計(jì)靜止時(shí)就讀出示數(shù)，則測出的機(jī)械效率將。（“變大”、“變小”或“不變”）(3)對比表中第幾組數(shù)據(jù)可知，同一滑輪組的機(jī)械效率與物重有關(guān)。(4)由表中第3、4組數(shù)據(jù)可知，不同滑輪組的機(jī)械效率與摩擦和有關(guān)，請計(jì)算出第3組實(shí)驗(yàn)中克服摩擦所做的額外功J。五、計(jì)算題31．（2023春·江蘇蘇州·九年級?？几傎悾┤鐖D所示，物體的質(zhì)量為500kg，斜面的長L為高度h的2.5倍，物體沿斜面向上勻速運(yùn)動的速度為2m/s，若滑輪的效率是80％，斜面的效率是70％，求（1）繩子拉力F；（2）拉力F做功的功率。

32．（2023·山東青島·九年級校考競賽）如圖所示，人通過滑輪組拉起水中的物體，質(zhì)量為m，滑輪組由一組質(zhì)量為m0=20kg的動滑輪和一組定滑輪組成，重物浸沒在水中時(shí)人拉繩子的力為F1=300N，重物在空氣中時(shí)人拉繩子的力為F2=800N，g取10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3。（1）重物的密度；（2）重物拉出水面時(shí)，人的拉力F。

33．（2021春·重慶·九年級重慶巴蜀中學(xué)校考競賽）如圖所示組合機(jī)械，配重M的質(zhì)量為150kg，底面積為50cm2，將M用繩系在杠桿AOB的B端，杠桿的支點(diǎn)為O點(diǎn)（固定不動），OA：OB＝5：3。在杠桿的A端懸掛一滑輪組，定滑輪重150N，動滑輪重90N，當(dāng)工人利用滑輪組提升重力為210N的物體N以0.4m/s的速度勻速上升時(shí)，杠桿在水平位置平衡。杠桿與繩的重量、滑輪轉(zhuǎn)軸的摩擦均不計(jì)，求：（1）滑輪組的機(jī)械效率為多少？（2）工人對滑輪組拉力的功率為多少？（3）配重M對的水平地面的壓強(qiáng)為多少？34．（2023春·安徽安慶·九年級校聯(lián)考競賽）用如圖甲所示的滑輪組提升水中的物體M1，動滑輪A所受重力為G1，物體M1完全在水面下以速度v勻速豎直上升的過程中，卷揚(yáng)機(jī)加在繩子自由端的拉力為F1，拉力F1做功的功率為P1，滑輪組的機(jī)械效率為η1；為了提高滑輪組的機(jī)械效率，用所受重力為G2的動滑輪B替換動滑輪A，如圖乙所示用替換動滑輪后的滑輪組提升水中的物體M2，物體M2完全在水面下以相同的速度v勻速豎直上升的過程中，卷揚(yáng)機(jī)加在繩子自由端的拉力為F2，拉力F2做功的功率為P2，滑輪組的機(jī)械效率為η2。已知G1-G2=30N，η2-η1=5%，，M1、M2兩物體的質(zhì)量相等，體積V均為，g取10N/kg，繩重、輪與軸的摩擦及水的阻力均可忽略不計(jì)。求：(1)物體M1受到的浮力F浮；(2)拉力F1與F2之比；(3)物體M1受到的重力G。35．（2021·廣東佛山·九年級統(tǒng)考競賽）如圖所示，小雨利用滑輪組勻速提升沉在水底的圓柱體A，已知圓柱體A高為h=2m，底面積為S=1.5×10-2m2，質(zhì)量為135kg。（不計(jì)繩重、輪與軸的摩擦及水的阻力，取g=10N/kg）（1）在A上表面未露出水面之前，A勻速上升的速度為v=0.2m/s，求圓柱體A受到的浮力及與手接觸的繩端移動的速度；（2）小雨拉繩的功率為P=240W，求A上表面未露出水面之前，滑輪組的機(jī)械效率是多少？（3）A