初中物理力和机械试题

在生产生活中，利用如图所示的简单机械时，一定费力的是 $($　　 $)$

A．笤帚B．斜面

C． 滑轮组D．羊角锤

下列是生活中的一些摩擦现象：

①走路时鞋底与地面之间的摩擦；

②汽车行驶时，汽车与空气之间的摩擦；

③骑自行车时，车轮与轴之间的摩擦；

④皮带传动中，皮带与皮带轮之间的摩擦，其中属于有害摩擦的是 $($　　 $)$

A．①和②B．②和③C．①和④D．②和④

某课外科技小组的同学对自动冲水装置进行了研究（如图所示）。该装置主要由水箱、浮球 $B$、盖板 $C$和一个可以绕 $O$点自由转动的硬杆 $\mathit{OB}$构成， $\mathit{AC}$为连接硬杆与盖板的细绳。随着水位的上升，盖板 $C$所受的压力和浮球 $B$所受的浮力均逐渐增加，当浮球 $B$刚好浸没到水中时，硬杆 $\mathit{OB}$处于水平状态，盖板 $C$恰好被打开，水箱中的水通过排水管排出。经测量浮球 $B$的体积为 $1\times {10}^{-3}{m}^3$，盖板的横截面积为 $6\times {10}^{-3}{m}^2$， $O$点到浮球球心的距离为 $O$点到 $A$点距离的3倍。不计硬杆、盖板以及浮球所受的重力以及盖板的厚度。求： $(g=10N/\mathit{kg})$

（1）水箱内所能注入水的最大深度；

（2）在你以上的计算中忽略了硬杆、盖板以及浮球的重力，如果考虑它们的重力，你认为设计时应采取哪些措施可保证自动冲水装置正常工作？（写出一种措施即可）

自行车是我们熟悉的交通工具，从自行车的结构和使用来看，它涉及到不少有关摩擦的知识。例如：轮胎上刻有花纹，是通过　　来增大摩擦的：刹车时用力捏闸，是通过　　来增大摩擦的；滚动轴承的内外圈之间装有钢球或钢柱，是通过　　来减小摩擦的。

边长为 $20\mathit{cm}$的薄壁正方形容器（质量不计）放在水平桌面

上，将质地均匀的实心圆柱体竖直放在容器底部，其横截面积为 $200c{m}^2$，高度为 $10\mathit{cm}$。如图1所示。然后向容器内缓慢注入某种液体，圆柱体始终直立，圆柱体对容器底部的压力与注入液体质量的关系如图2所示。 $(g$取 $10N/\mathit{kg})$

（1）判断圆柱体的密度与液体密度的大小关系，并写出判断依据；

（2）当圆柱体刚被浸没时，求它受到的浮力；

（3）当液体对容器底部的压强与容器对桌面的压强之比为 $1:3$时，求容器内液体的质量。

斜面是一种简单机械，在生活和生产中使用斜面的好处是可以省力，如：　    　。那么斜面的省力情况与哪些因素有关呢？（使用斜面的省力情况可以通过比较沿斜面拉力 $F$与物体重力 $G$的比值大小来判定，比值越小，越省力）

小明做了如下猜想：

猜想1：与斜面的表面材料有关；

猜想2：与斜面的倾斜程度有关；

猜想3：与物体受到的重力大小有关。

小明为验证上述猜想，利用如图所示的装置进行了实验。实验中所用的物块材料及其表面粗糙程度相同，在沿斜面拉力的作用下，在斜面上做匀速直线运动。实验中相关的记录如表。

实验序号	1	2	3	4	5	6
斜面倾角	$\theta$	$\theta$	$\theta$	$\theta$	${\theta }_1({\theta }_1>\theta )$	${\theta }_2({\theta }_2>{\theta }_1)$
斜面的表面材料	木板	毛巾	木板	木板	木板	木板
物块重 $G/N$	2.0	2.0	4.0	6.0	2.0	2.0
沿斜面拉力 $F/N$	1.35	1.52	2.70	4.05	1.52	1.70

回答下列问题：

（1）通过对比实验　　中的数据可知，使用斜面省力的情况与斜面的表面材料有关；

（2）通过对比实验1、5、6中的数据，得出的结论是：在其他条件相同时，　　；

（3）为验证猜想3，小明做了实验　　（填写实验序号），分析实验数据后，小明认为这几次实验省力情况相同，依据是　　。

【拓展】完成实验后，小明沿斜面用 $1.8N$的拉力，将重为 $4.5N$的物体从斜面底端匀速拉到了顶端。已知斜面长 $1.2m$、高 $0.3m$，则斜面的机械效率是　　 $\%$．（把重物直接提升 $0.3m$所做的功作为有用功）

下列分类正确的是 $($　　 $)$

A．冰、干冰、可燃冰都是氧化物

B．金属、玻璃、石墨都是导体

C．钙、锌、碘都是人体必需元素

D．钳子、羊角锤、定滑轮都是省力杠杆

如图所示，在上端开口的圆柱形容器中盛有适量水，水中放置一圆柱体，圆柱体高 $H=0.6m$，密度 ${\rho }_{柱}=3.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$，其上表面距水面 $L=1m$，容器与圆柱体的横截面积分别为 $S_{面}=3\times {10}^{-2}{m}^2$，和 $S_{柱}=1\times {10}^{-2}{m}^2$，现将绳以 $v=0.1m/s$的速度竖直向上匀速提升圆柱体，直至离开水面，已知水的密度 ${\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， $g$取 $10N/\mathit{kg}$，水的阻力忽略不计。

（1）在圆柱体从开始运动到上表面刚露出水面过程中，求绳拉力对圆柱体做的功；

（2）在圆柱体上表面刚露出水面到其底面离开水面过程中，求绳的拉力随时间变化关系式；

（3）在给出的坐标纸上画出（2）中绳的拉力的功率 $P$随时间变化的图象。

电动汽车是正在大力推广的新型交通工具，它具有节能、环保的特点，如图，是一辆停放在水平地面上的电动汽车，质量为 $1.6\times {10}^3\mathit{kg}$，每个轮胎和地面的接触面积为 $2\times {10}^{-2}{m}^2$， $g$取 $10N/\mathit{kg}$，求：

（1）车对地面的压力；

（2）车对地面的压强。

建筑工地上需要将6块相同的砖从地面运送到楼顶，工人师傅利用如图所示的装置，分三次运送。第一次运1块，第二次运2块，第三次运3块，每次运送时，砖都匀速上升，绳重及摩擦均忽略不计，这三次拉力依次为 $F_1$、 $F_2$、 $F_3$，效率为 ${\eta }_1$、 ${\eta }_2$、 ${\eta }_3$，则 $($　　 $)$

A． $F_1+F_2=F_3$B． $F_1+F_2>F_3$C． ${\eta }_1+{\eta }_2={\eta }_3$D． ${\eta }_1<{\eta }_2<{\eta }_3$

自行车是一种轻便、利于环保的交通工具，从它的结构和使用来看，用到了许多物理知识，下列说法中正确的是 $($　　 $)$

A．为了减小摩擦，轮胎上制有花纹

B．为了骑行省力，链条与其连接的两个齿轮组成滑轮组

C．车把上的手闸刹车系统是应用了省力杠杆及摩擦的知识

D．晚上灯光照在自行车尾部，尾灯会发光这是利用了光的折射原理

如图所示的工具，在使用过程中不省力的是 $($　　 $)$

A．用羊角锤起钉子

B． 用撬棒撬物体

C． 用起子起瓶盖

D．    用钓鱼竿钓鱼

如图是利用电子秤显示压力大小反映水箱水位变化的装置示意图。该装置由滑轮 $C$，长方体物块 $A$、 $B$以及杠杆 $\mathit{DE}$组成。物块 $A$通过细绳与滑轮 $C$相连，物块 $B$放在电子秤上并通过细绳与杠杆相连。杠杆可以绕支点 $O$转动并始终在水平位置平衡，且 $\mathit{DO}:\mathit{OE}=1:2$，已知物块 $A$的密度为 $1.5\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$，底面积为 $0.04m^2$，高 $1m$，物块 $A$的上表面与水箱顶部相平，物块 $B$的重力为 $150N$．滑轮与轴的摩擦、杠杆与轴的摩擦以及滑轮、杠杆和绳的自重均忽略不计 $(g$取 $10N/\mathit{kg}$，水的密度为 $1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3)$。请解答下列问题：

（1）当水箱装满水时，物块 $A$的下表面受到水的压强是多大？此时物块 $A$所受的拉力是多大？

（2）从水箱装满水到水位下降 $1m$，电子秤所显示的压力示数变化范围是多少？

如图中甲、乙、丙、丁四根弹簧完全相同，甲、乙左端固定在墙上，图中所示的力 $F$均为水平方向，大小相等，丙、丁所受的力均为一条直线上，四根弹簧在力的作用下均处于静止状态，其长度分别是 $L_{甲}$、 $L_{乙}$、 $L_{丙}$、 $L_{丁}$，下列选项正确的是 $($　　 $)$

A． $L_{甲}〈L_{丙}{L}_{乙}〉L_{丁}$B． $L_{甲}=L_{丙}$   $L_{乙}=L_{丁}$

C． $L_{甲}<L_{丙}{L}_{乙}=L_{丁}$D． $L_{甲}=L_{丙}$   $L_{乙}>L_{丁}$

如图所示，某人用滑轮组匀速提升重为 $720N$的物体的过程中，他对水平地面的压强为 $5\times {10}^3\mathit{Pa}$，已知滑轮组的机械效率是 $75\%$，他双脚与水平地面的接触面积是 $4\times {10}^{-2}{m}^2$，求：

（1）他对绳子的拉力；

（2）此人所受的重力。