物理培優(yōu)試卷

1、北大附中學(xué)校2015年學(xué)年度物理培優(yōu)一、計算題1、某型號挖掘機的質(zhì)量3000kg，兩履帶與地面接觸的總面積1.5m2（如圖甲）；挖掘機在6s內(nèi)將裝滿鏟斗質(zhì)量為0.75t的泥石送到岸邊，挖掘深度H=2m（如圖乙）。（取g=10N/kg）求：（1）挖掘機靜止在水平地面上不工作時對地面的壓強多大？（2）挖掘機每挖一次泥土并水平移送到岸邊，對泥土做多少功？（假設(shè)每次都裝滿鏟斗）（3）若發(fā)動機的總功率是20kw，挖泥過程中挖掘機的機械效率多大？2、如圖所示，工人用滑輪組勻速提升重為180 N的物體，所用的拉力為70 N，在10s內(nèi)物體升高的高度為2m。此過程中（1）所做的有用功是多少？（2）所做總功的功

2、率是多少？（3）滑輪組的機械效率是多少？3、（2015貴州）如圖所示，現(xiàn)將重為5N的物體A沿長1.2m，高0.6m的斜面勻速從底端拉到頂端，在此過程中，F(xiàn)的大小恒為3N，所有時間是12s，求：（1）物體A從底端到頂端的平均速度；（2）物體A從底端到頂端過程中拉力F的功率；（3）求此斜面的機械效率（保留一位小數(shù)）5、 圖甲是建造大橋時所用的起吊裝置示意圖，使用電動機和滑輪組（圖中未畫出）將實心長方體A從江底沿豎直方向吊離水面，整個起吊過程始終保持同一速度。圖乙記錄了鋼纜繩對A的拉力F隨時間t的變化（F1、F2、t1、t2均為已知）。已知長方體A 豎直方向的長為L、水的密度為水，不考慮水流和水的阻

3、力等因素的影響，求： （1）長方體A未露出水面時受到的浮力F浮=              ；（2）長方體A的密度A=              ；（3）長方體A完全離開水面后，電動機的輸出功率為P，此時機械部分（滑輪和滑輪組）的機械效率是多少？（寫出推導(dǎo)過程）6、如圖所示是利用起重機打撈水中物體的示意圖，吊臂前端由滑輪組組成，動滑輪總重

4、300Kg，繩重核摩擦不計現(xiàn)在用此起重機從水中把質(zhì)量為2×103Kg，體積為0.8m3的物體G勻速提起，滑輪組上鋼絲繩拉力F的功率為3KW（g=10N/Kg，水=1.0×103Kg/m3）求：（1）物體完全浸沒在水中時受到的浮力；（2）物體離開水面前拉力F的大小；（3）物體離開水面前上升的速度；（4）物體離開水面前，滑輪組的機械效率多大7、如圖是一個上肢力量健身器示意圖D是動滑輪；配重A的底面積為5×102m2，放在水平地面上對地面的壓強P0為2.4×104Pa杠桿EH可繞O點在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，OE：OH=2：5此人受到的重力為600N，他通過細繩在H點

5、施加豎直向下的拉力T1時，杠桿在水平位置平衡，他對地面的壓力為F1，配重A對地面的壓力為FA1，配重A受到的拉力為TA1配重A對地面的壓強P1為6×103Pa；他在H點施加豎直向下的拉力T2時，杠桿仍在水平位置平衡，他對地面的壓力為F2，配重A對地面的壓力為FA2，配重A受到的拉力為TA2，配重A對地面的壓強P2為4×103Pa已知F1：F2=20：19，杠桿EH和細繩的質(zhì)量均忽略不計求：（1）配重A受到的重力GA（2）拉力TA1和TA2（3）動滑輪D受到的重力GD三、作圖題1、請按要求完成下列各圖。（1）如圖甲，杠桿在力F1、F2作用下處于平衡狀態(tài)，L1為F1的力臂.請在

6、圖中作出F2的力臂L2及力F1（2）如圖乙，它是生活中常用的一款指甲刀，手柄CBA是省力杠桿，請在圖中畫出作用在A點的力F的力臂（3）如圖丙，一名工人站在地面上，他打算把重物提升到三樓工地，請你幫他畫出最省力的繞繩方法。10、（1）在圖甲中畫出ABO所受阻力F2的示意圖，并畫出動力臂l1（2）如圖乙所示，硬質(zhì)杠桿AOB上掛一重物G，O為支點，請你在杠桿AOB上作出使重物在圖示位置靜止時的最小力F及力臂l（3）如圖丙，人站在地面上將重物拉起，畫出滑輪組繞線11、（1）如下左圖所示，作出人對杠桿作用力F的力臂L。（2） .如圖所示，杠桿的B端掛一重物，在A點施加一個最小的力，使杠桿平衡在圖中所示的

7、位置上，試畫出這個力的示意圖.(3)、如圖所示，提升木箱滑輪組由一只動滑輪和一只定滑輪組成。畫出最省力繞繩方案。(4)、如圖所示，一個小球從高處下落到豎直放置的彈簧上并壓縮彈簧向下做減速運動，忽略空氣阻力，畫出小球所受的重力G和彈力f（5）如圖16所示，OB是以O(shè)點為支點的杠桿，請畫出力F的力臂。 （6）、如圖所示，均勻鐵球保持靜止，細繩和豎直墻平行，畫出鐵球受力的示意圖.      四、實驗,探究題15、在研究擺鐘的擺球擺動情況時，小菲和同學(xué)們觀察擺鐘后，利用如圖所示的裝置進行實驗，測出了擺球擺動30次所用的時間，用這個時間除以30，得出擺球

8、擺動一次所用的時間。針對擺球擺動一次所用的時間與哪些因素有關(guān)這一問題，他們提出了以下猜想： A.可能與擺球質(zhì)量有關(guān)； B.可能與擺線的長短有關(guān)； C.可能與擺角的大小有關(guān)。 他們利用以下器材：質(zhì)量不同的兩個小鋼球、長度不同的兩根細線、一個鐵架臺、一個秒表，進行了以下四次實驗。 (1)由1、2兩次實驗，可驗證猜想   （填猜想前的字母），結(jié)論是：               &#

9、160;  ； (2)從2、3兩次實驗，可驗證猜想    （填猜想前的字母），結(jié)論是：                  ；  (3）由        兩次實驗，可驗證猜想A；  (4)若有質(zhì)量相等的鋼球和木球，實驗中為了減少誤差，你要選用      

10、0; 來進行實驗。16、小華按課本“動手動腦學(xué)物理”的要求在一條長線的一端系一個螺母做成了一個如圖所示的單擺，觀察擺動的過程，小華發(fā)現(xiàn)螺母每擺一個來回所用的時間似乎相同。于是他對螺母來回擺動一次所用時間t有了兩個猜想：（a）t可能與螺母的質(zhì)量m有關(guān)；（b）t可能跟線的長度l有關(guān)。（1）為驗證猜想，除線和幾個質(zhì)量m已知的螺母外，小華還需器材：_、_。（2）小華在不同條件下，測出螺母來回擺動一次所用的時間t后，得到下表中的一些數(shù)據(jù)。序號螺母的質(zhì)量m/g線的長度l/cm來回擺動一次的時間t/s1301202.22401202.23501202.2450901.9550601.5為了研究t和

11、質(zhì)量m的關(guān)系，可對應(yīng)選擇序號為_的數(shù)據(jù)進行分析；通過分析表中的數(shù)據(jù)可得出初步結(jié)論：t與_無關(guān)，與_有關(guān)；（3）實驗中發(fā)現(xiàn)，螺母擺動一個來回所用時間很難測準，請你幫小華設(shè)計一個更好的測量方法：_.。參考答案一、計算題1、解：2、360J    42W        85.7 3、       解：（1）物體A從底端到頂端的平均速度：v=0.1m/s（2）拉力做的總功W總=Fs=3N×1.2m=3.6J，則拉力的功率P=0.3W（

12、3）拉力做的有用功W有=Gh=5N×0.6m=3J，則此斜面的機械效率=×100%=×100%83.3%答：（1）物體A從底端到頂端的平均速度為0.1m/s；（2）物體A從底端到頂端過程中拉力F的功率為0.3W；（3）求此斜面的機械效率為83.3%4、解：（1）物體全部露出水面后勻速上升,由二力平衡得：             3分        （2）物體浸沒在水中勻速上升，

13、由二力平衡得：                3分         解上式得：       1分（3）設(shè)滑輪的重力為G動，由二力平衡條件得：   2分     1分依題意得：F1  :F2  = 3 :7聯(lián)解上式得： &

14、#160;    1分由效率公式  得：    2分解上式得：          1分 5、浮力；密度；滑輪組機械效率解析：（1）由乙圖可知，在t1時刻前，長方體A未露出水面，此時勻速上升，物體受力平衡，F(xiàn)浮=G-F1，在t2時刻后，物體完全離開水面，鋼纜繩對A的拉力等于重力，所以G=F2，故F浮=F2-F1；（2）由F浮=水gV排，得，物體完全浸沒所以VA=V排，；（3）依題意可知，長方體A的速度v=，由答案：（1）F浮=F2-F1；（2）（3

15、） 6、（1）8X103N   （2）5X103N    (3)0.2m/s   (4)80% 7、試題分析：（1）根據(jù)F=G的關(guān)系，由公式F=pS計算出壓力，得出配重A的重力；（2）求解物體配重A受到的拉力，先要對配重A受到的拉力和小成進行受力分析，根據(jù)處于平衡狀態(tài)的物體，所受的合力為零求解，配重A對地面的壓力根據(jù)壓強公式P=得出的F=PS公式計算（3）動滑輪D的重力和物體配重A對繩子的拉力共同作用的杠桿的左端，要求解小成在H點施加豎直向下的拉力為T2和動滑輪的重力需通過分析杠桿的兩次平衡，根據(jù)杠桿的平衡條件列出方程，結(jié)合

16、F1：F2=20：19的關(guān)系組成方程組進行求解（1）根據(jù)p=得，G=F=p0S=2.4×104Pa×5×102m2=1.2×103N（2）當小成在H點施加豎直向下的拉力為T2時，靜止的配重A的受力情況如圖1：則：FA2=F=P2S=4×103pa×5×102m2=200NG=TA2+FA2TA2=GFA2=1200N200N=1000N當小成在H點施加豎直向下的拉力為T1時，靜止的配重A的受力情況如圖2：則：FA1=F=P1S=6×103Pa×5×102m2=300NG=TA1+FA1TA1=G

17、FA1=1200N300N=900N（3）動滑輪D的優(yōu)點是省一半力對杠桿EH的E的拉力為F拉1=小成本身的受力情況如圖3：則：T1=G人F1對杠桿EH受力分析如圖4中甲圖：在水平位置平衡由杠桿平衡條件得：=即：=，代入數(shù)據(jù)得：=    同理，當小成在H點施加豎直向下的拉力為T2時，杠桿EH受力分析如圖4中乙圖：可得：=，代入數(shù)據(jù)得：=    根據(jù)題意可知：=    解由組成的方程組得：G動=100N；F1=200N；F2=190N考點：杠桿的平衡條件；動滑輪及其工作特點點評：

18、本題是力學(xué)中難度較大的計算題，涉及簡單機械（杠桿、滑輪）和壓強的綜合，求解時注意根據(jù)題干先分清研究的對象，對其進行受力分析，然后逐個解答二、多項選擇8、BC 三、作圖題9、圖略  10、解：（1）圖中支點為O點，阻力F2的方向與杠桿OB垂直，動力臂是支點到動力作用線的垂線段，阻力臂是支點到阻力作用線的垂線段，如圖所示：（2）圖中O為支點，要使杠桿平衡且動力最小，就應(yīng)該讓力F作用在A點，并向左上方，然后由O點向力F的作用線做垂線，這就是最大的力臂如圖所示：（3）由題意知，人站在地面上用滑輪組將重物提起，所以拉力方向應(yīng)向下，確定拉力方向，然后順次繞線，如圖所示：11、略12、13、