2020-2021备战中考物理二模试题分类汇编-滑轮组的省力问题综合附答案解析

2020-2021备战中考物理二模试题分类汇编——滑轮组的省力问题综合附答案解析一、初中物理滑轮组的省力问题1．用如图所示的滑轮或滑轮组，将同一物体匀速提高h，最省力的是（滑轮重不计）（）A． B． C． D．【答案】D【解析】【分析】【详解】A．图中滑轮是定滑轮，拉力F=G；B．图中滑轮是动滑轮，拉力；C．图中滑轮组的动滑轮绕2段绳，拉力；D．图中滑轮组的动滑轮绕3段绳，拉力；所以最省力的是D中滑轮组。故选D。2．用如图所示的滑轮组，将重为16N的物体以0.2m/s的速度匀速提升，滑轮组的机械效率为80%，若不计绳重及摩擦，拉力F为__N，拉力的功率为__W，动滑轮的重力为__N．【答案】1044【解析】【分析】【详解】2020-2021备战中考物理二模试题分类汇编——滑轮组的省力问题综合附答案解析全文共18页，当前为第1页。（1）由图知，n=2，则拉力端移动的距离s=22020-2021备战中考物理二模试题分类汇编——滑轮组的省力问题综合附答案解析全文共18页，当前为第1页。则拉力（2）拉力端移动的速度v=2v物=2×0.2m/s=0.4m/s，拉力做功功率:P=Fv=10N×0.4m/s=4W；（3）不计绳重及摩擦，拉力动滑轮重力：G动=2F﹣G=2×10N﹣16N=4N．3．如图所示，用力F1和F2分别匀速提起物体C时，滑轮_______可以看作等臂杠杆（选填“A"或“B”）.若物体C重为50牛，滑轮重力不计，则力F2的大小为___________牛.【答案】A25【解析】【详解】[1]由图可知，A滑轮是定滑轮，所以滑轮A是等臂杠杆。[2]滑轮B是动滑轮,省一半力,所以F2的大小为25N。2020-2021备战中考物理二模试题分类汇编——滑轮组的省力问题综合附答案解析全文共18页，当前为第2页。4．高速铁路的输电线，无论冬、夏都绷的直直的，以保障列车电极与输电线的良好接触。图为输电线的牵引装置。钢绳通过滑轮组悬挂20个相同的坠砣，每个坠砣质量为25kg，不计滑轮和钢绳自重及摩擦，输电线A端受到的拉力大小为________N。若5s内坠砣串下降了40cm，则输电线A端向左移动速度是________m/s。（g取2020-2021备战中考物理二模试题分类汇编——滑轮组的省力问题综合附答案解析全文共18页，当前为第2页。【答案】0.04【解析】【分析】【详解】[1]20个坠砣的总重力G=mg=25kg×20×10N/kg=5000N由图知，使用的滑轮组承担A端拉力的绳子股数n＝2，图中坠砣挂在钢绳的自由端，不计滑轮和钢绳自重及摩擦，可得则输电线A端受到的拉力大小FA=2G＝2×5000N=1×104N[2]图中坠砣挂在钢绳的自由端，则坠砣串下降高度h＝2sA，则输电线A端向左移动的距离A端向左移动速度5．小李用如图所示的装置提升货物。已知货物重G物=720N，在t=5s内货物被匀速竖直提升了h=1m，小李始终静止在地面上，并且对绳子自由端的拉力F=400N且竖直向下。求在此过程中：(1)动滑轮对货物做的有用功；(2)拉力F所做的总功；(3)拉力F做功的功率；(4)使用该装置提升货物时的机械效率η。2020-2021备战中考物理二模试题分类汇编——滑轮组的省力问题综合附答案解析全文共18页，当前为第3页。【答案】(1)720J；(2)800J；(3)160W2020-2021备战中考物理二模试题分类汇编——滑轮组的省力问题综合附答案解析全文共18页，当前为第3页。【解析】【分析】【详解】(1)动滑轮对货物做的有用功就是货物上升克服重力势能做的功，为(2)动滑轮与2股绳子接触，故n=2，拉力F所做的总功为(3)由功率公式，可知拉力F做功的功率为(4)该装置提升货物时的机械效率为答：(1)动滑轮对货物做的有用功为720J；(2)拉力F所做的总功为800J；(3)拉力F做功的功率为160W；(4)使用该装置提升货物时的机械效率为90%。6．体重为60kg的工人利用如图滑轮组将一质量为80kg的重物A匀速提升1m，此时该滑轮组的机械效率为80%（不计绳重与摩擦，g取10N/kg），小明对此工作过程及装置作出了以下论断：①动滑轮重为200N②此过程中，工人对绳的拉力做功1000J③重物匀速上升过程中，它的机械能增大④若增大重物A的质量，该工人用此滑轮组匀速拉起重物时，机械效率不可能达到90%关于小明的以上论断（）A．只有①③正确 B．只有②③正确 C．只有①②③正确 D．①②③④都正确【答案】C【解析】【分析】【详解】2020-2021备战中考物理二模试题分类汇编——2020-2021备战中考物理二模试题分类汇编——滑轮组的省力问题综合附答案解析全文共18页，当前为第4页。物体上升的高度，此时滑轮组做的有用功为根据机械效率公式有，总功为而有又因为可得①②均正确。机械能是动能和势能的总和，当重物匀速上升过程中，动能不变，势能增加，它的机械能增大，③正确。若要滑轮组的机械效率达到，由效率公式有化解可得当时，滑轮组的效率能到达，则若增大重物A的质量，用此滑轮组匀速拉起重物时，机械效率能达到90%，④错误。故选C。7．小明在实验室内尝试用四种简单机械匀速提升同一物体（不计机械自重和摩擦），如图所示，其中所用动力最小的是（）2020-2021备战中考物理二模试题分类汇编——滑轮组的省力问题综合附答案解析全文共18页，当前为第5页。A． B． C． D．2020-2021备战中考物理二模试题分类汇编——滑轮组的省力问题综合附答案解析全文共18页，当前为第5页。【答案】D【解析】【分析】【详解】设物体重力为G，不计机械自重和摩擦；A图中为斜面，由功的原理可得F1×4m＝G×2m解得F1＝0.5G；B图中为滑轮组，通过动滑轮绳子段数n＝3，所以F2＝G；C图中为动滑轮，动力作用在动滑轮的轴上，则F3＝2G；D图中是杠杆，设杆与水平面的夹角为α，则有F4×4cosα＝G×1×cosα解得F4＝G。由此可知动力最小的是D。故选D。8．用如图所示的滑轮组吊装100袋大米，每袋大米的质量是50kg，绳子能承受的最大拉力为1200N，不计滑轮以及绳重，不计轮、轴间摩擦，g取10N/kg，则至少需要吊运的次数是（）A．9次 B．10次 C．11次 D．12次【答案】D【解析】【详解】2020-2021备战中考物理二模试题分类汇编——滑轮组的省力问题综合附答案解析全文共18页，当前为第6页。由题意及图知吊起重物的绳子股数为n=4，最大拉力2020-2021备战中考物理二模试题分类汇编——滑轮组的省力问题综合附答案解析全文共18页，当前为第6页。，一次能吊起的大米质量为：，因为每袋大米的质量是50kg，故一次能吊起的大米袋数为：，由题意知一次能吊起9袋大米，即，则至少需要吊运的次数是：，至少需要吊运12次。故选D。9．如图所示，不计滑轮重及摩擦，物体A、B均重为20牛。当用力F2匀速提升物体B时，以滑轮的轴为参照物，物体B是______的（选填“静上”或“运动”），此时力F2大小为_______牛。若F1和F2所做的功相等,物体A、B移动的距离之比是_______，当绳子自由端上升1米时，力F2所做的功为________焦。【答案】静止101:110【解析】【详解】[1]以滑轮的轴为参照物，物体B相对与参照物的位置没有改变，是静止的；[2]B物体使用的是动滑轮，能省一半力，不计滑轮的重和摩擦，拉力：F2=G=×20N=10N[3]因为使用任何机械都不能省功，当F1和F2所做的功相等，物体A.B重力相同，移动的距离相同，故距离之比是1:1。[4]当绳子自由端上升1米时，力F2所做的功为：W=Fs=10N1m=10J。2020-2021备战中考物理二模试题分类汇编——滑轮组的省力问题综合附答案解析全文共18页，当前为第7页。10．工人师傅利用如图所示的两种方式，将重均为400N的货物从图示位置向上缓慢提升一段距离．F1、F2始终沿竖直方向；图甲中BO=2AO，图乙中动滑轮重为50N，重物上升速度为0.02m/s．不计杠杆重、绳重和摩擦2020-2021备战中考物理二模试题分类汇编——滑轮组的省力问题综合附答案解析全文共18页，当前为第7页。A．甲方式F1由150N逐渐变大 B．乙方式F2的功率为3WC．甲乙两种方式都省一半的力 D．乙方式中滑轮组的机械效率约为88.9%【答案】D【解析】【详解】A．由图知道，重力即阻力的方向是竖直向下的，动力F1的方向也是竖直向下的，在提升重物的过程中，动力臂和阻力臂的比值是：所以，动力F1的大小始终不变，故A错误；BC．由于在甲图中，OB=2OA，即动力臂为阻力臂的2倍，由于不计摩擦及杠杆自重，所以，由杠杆平衡条件知道，动力为阻力的一半，即由图乙知道，承担物重是绳子的段数是n=3，不计绳重和摩擦，则，即乙中不是省力一半；所以，绳子的自由端的速度是：v绳=0.02m/s×3=0.06m/s，故乙方式F2的功率是：P=F2v绳=150N×0.06m/s=9W，故BC错误；D．不计绳重和摩擦，乙方式中滑轮组的机械效率是：故D正确．2020-2021备战中考物理二模试题分类汇编——滑轮组的省力问题综合附答案解析全文共18页，当前为第8页。2020-2021备战中考物理二模试题分类汇编——滑轮组的省力问题综合附答案解析全文共18页，当前为第8页。A．天花板对滑轮的拉力大小为（M+m）gB．绳子对物体A的拉力为（M-m）gC．地面对物体A的支持力为MgD．绳子对天花板的拉力为2mg【答案】D【解析】【详解】B．由图可知该滑轮为定滑轮，因物体B静止，则滑轮两侧每股绳子上的拉力都等于物体B的重力mg，所以绳子对物体A的拉力为mg，故B错误；A．滑轮与转轴之间的摩擦不计且滑轮质量不计，该滑轮受到天花板对它向上的拉力和两股绳子向下的拉力，所以由力的平衡条件可知，天花板对滑轮的拉力大小为2mg，故A错误；D．根据相互作用力可知，滑轮对天花板的拉力大小也为2mg，即绳子对天花板的拉力为2mg，故D正确；C．物体A受三个力的共同作用，向下的重力、绳子向上的拉力F=mg和地面对物体A向上的支持力N；由于物体A处于静止状态，所以物体A所受的三个力的合力为0，即所以，地面对物体A的支持力的大小为故C错误。故选D。12．如图所示的甲、乙两滑轮组，所用滑轮的规格相同，用它们将相同的重物G匀速提升相同的高度，不计绳重与摩擦，以下说法正确的是2020-2021备战中考物理二模试题分类汇编——2020-2021备战中考物理二模试题分类汇编——滑轮组的省力问题综合附答案解析全文共18页，当前为第9页。A．甲滑轮组所用拉力较大B．甲滑轮组拉力做的功较多C．两滑轮组拉力做功的功率一定相等D．两个滑轮组的机械效率一定相等【答案】D【解析】【分析】【详解】A．不计绳重及摩擦，因为拉力F=（G物+G轮）/n，且n甲=3，n乙=2，所以，绳子受的拉力：F甲=（G物+G轮）/3，F乙=（G物+G轮）/2，即F甲﹤F乙，故A错误；B．不计绳重及摩擦，拉力做的功：W甲=F甲s甲=（G物+G轮）/3×3h=（G物+G轮）hW乙=F乙s乙=（G物+G轮）/2×2h=（G物+G轮）h∴，W甲=W乙，故B错误；C．甲、乙两滑轮组提升重物的时间不知道，故无法比较功率，故C错误；D．因为动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，W额=G轮h，W有用=G物h，所以，利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，总功相同，因为η=W有用/W总，∴滑轮组的机械效率相同，故D正确；故答案为D。13．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，砖都以相同的速度匀速上升相同高度，绳重及摩擦均忽略不计。这三次拉力依次为F1、F2、F3，拉力做的功为W1、W2、W3，有用功率为P1、P2、P3，机械效率为η1、η2、η3，则（）A．F1+F2=F3 B．W1+W2=W3 C．η1+η2=η3 D．P1+P2=P3【答案】D【解析】【分析】2020-2021备战中考物理二模试题分类汇编——滑轮组的省力问题综合附答案解析全文共18页，当前为第10页。由图可知，作用在动滑轮上绳子为２股；绳重，摩擦不计时，用Ｆ＝分析F1,F2,F3之间关系；再依。通过计算特殊值，判断等式是否成立。2020-2021备战中考物理二模试题分类汇编——滑轮组的省力问题综合附答案解析全文共18页，当前为第10页。【详解】A．由题意得F１＝；F２＝；F１＋F２＝Ｆ３＝因为所以故Ａ不符合题意；Ｂ．由于物体升高均为h；W１＋W２＝F１h＋F２h＝(F１+F２)hW3=F3h；因为(F１＋F２)F３所以故B不合符题意；C．依，说明滑轮组一定时，物重越大，机械效率越大，即，故C不合符题意；D．由W有=Gh，P=可知；所以P1+P2=P3，故D符合题意。故选D。【点睛】2020-2021备战中考物理二模试题分类汇编——滑轮组的省力问题综合附答案解析全文共18页，当前为第11页。2020-2021备战中考物理二模试题分类汇编——滑轮组的省力问题综合附答案解析全文共18页，当前为第11页。14．如图所示为建筑工地上常用的吊装工具，物体Ｍ是重5000N的配重，杠杆AB的支点为O，已知长度OA∶OB=1∶2，滑轮下面挂有建筑材料P，每个滑轮重100N，工人体重为700N，杠杆与绳的自重、滑轮组摩擦均不计。当工人用300N的力竖直向下以1m/s的速度匀速拉动绳子时（）A．建筑材料P上升的速度为3m/s B．物体M对地面的压力为5000NC．工人对地面的压力为400N D．建筑材料P的重力为600N【答案】C【解析】【分析】【详解】A．物重由2段绳子承担，建筑材料P上升的速度v=v绳=×1m/s=0.5m/s故A错误；B．定滑轮受向下的重力、3段绳子向下的拉力、杠杆对定滑轮向上的拉力，由力的平衡条件可得FA′=3F+G定=3×300N+100N=1000N杠杆对定滑轮的拉力和定滑轮对杠杆的拉力是一对相互作用力，大小相等，即FA=FA′=1000N根据杠杆的平衡条件FA×OA=FB×OB，且OA:OB=1:2，所以FB=FA×=1000N×=500N因为物体间力的作用是相互的，所以杠杆对物体M的拉力等于物体M对杠杆的拉力，即FB′=FB=500N物体M受竖直向下的重力、竖直向上的支持力、竖直向上的拉力，则物体M受到的支持力为FM支持=GM−FB′=5000N−500N=4500N因为物体间力的作用是相互的，所以物体M对地面的压力FM压=FM支持=4500N2020-2021备战中考物理二模试题分类汇编——滑轮组的省力问题综合附答案解析全文共18页，当前为第12页。故2020-2021备战中考物理二模试题分类汇编——滑轮组的省力问题综合附答案解析全文共18页，当前为第12页。C．当工人用300N的力竖直向下拉绳子时，因力的作用是相互的，则绳子对工人会施加竖直向上的拉力，其大小也为300N，此时人受竖直向下的重力G、竖直向上的拉力F、竖直向上的支持力F支，由力的平衡条件可得F+F支=G，则F支=G−F=700N−300N=400N因为地面对人的支持力和人对地面的压力是一对相互作用力，大小相等，所以工人对地面的压力F压=F支=400N故C正确；D．由图可知n=2，且滑轮组摩擦均不计，由F=(G+G动)可得，建筑材料P重G=2F−G动=2×300N−100N=500N故D错误。故选C。15．小明用如图所示的甲、乙两个滑轮组，分别在相同时间内将同一重物匀速提升相同高度，每个滑轮的重均相等，不计绳重及摩擦,针对这一现象，小明得出了4个结论：①F1做的功等于F2做的功；②甲滑轮组的机械效率等于乙滑轮组的机械效率；③使用乙滑轮组比甲滑轮组更加省力；④F1做功的功率等于F2做功的功率；其中正确的为（）A．①、②、③ B．②、③、④ C．①、③、④ D．①、②、③、④【答案】D【解析】【分析】【详解】①在不计绳重及摩擦时，拉力做的功等于提升物体和动滑轮做的功，因为物重相同，提升的高度相同，所以两次拉力做的功都等于故F1做的功等于F2做的功，①正确；②在不计绳重及摩擦时，甲滑轮组和乙滑轮组的机械效率都为2020-2021备战中考物理二模试题分类汇编——2020-2021备战中考物理二模试题分类汇编——滑轮组的省力问题综合附答案解析全文共18页，当前为第13页。即机械效率相等，故②正确；③甲滑轮组由两段绳子承重，拉力为乙滑轮组由三段绳子承重，拉力为所以使用乙滑轮组比甲滑轮组更加省力，③正确；④两次拉力做的功，用时也相等，根据知，F1做功的功率等于F2做功的功率，④正确；故选D。16．用下列方法匀速提升同一重物，若不计绳子、滑轮的重力及摩擦，其中最省力的是（）A． B． C． D．【答案】C【解析】【分析】【详解】不计绳子、滑轮的重力及摩擦，提起的是同一物体G；A．此图是动滑轮，由动滑轮及其工作特点可知，省一半的力，即；B．此图是定滑轮，由定滑轮及其工作特点可知，不省力，即；C．此图是滑轮组，绕在动滑轮上的绳子有3股，则；D．此图是滑轮组，绕在动滑轮上的绳子有2股，则。由以上可知：在不计绳子、滑轮的重力及摩擦的情况下最省力的是C。故选C。2020-2021备战中考物理二模试题分类汇编——滑轮组的省力问题综合附答案解析全文共18页，当前为第14页。17．如图所示，小华用滑轮组竖直匀速提升一个重为600N的物体，人拉绳的力F为250N（不计绳重和摩擦）。若用这个滑轮组竖直匀速提升1200N的物体时，人的拉力2020-2021备战中考物理二模试题分类汇编——滑轮组的省力问题综合附答案解析全文共18页，当前为第14页。A．400N B．450N C．500N D．600N【答案】B【解析】【分析】【详解】由图可知，绳子承担重物的段数n为3，提升一个重为600N的物体时，拉绳的力F为250N，根据求出动滑轮的重力为当提升一个重为1200N的物体时，人的拉力为综上所述，ACD项不符合题意，B项符合题意。故选B。18．如图所示，在水平地面上，木箱重600N，受到的摩擦力为300N，用力F拉动木箱使它匀速直线运动了2m（不计滑轮重量及绳与滑轮间的摩擦），下列说法正确的是（）A．拉力F的大小为100N B．拉力F的大小为200NC．绳自由端移动了4m D．绳自由端移动了1m【答案】C【解析】【详解】AB．由图知，n=2，不计滑轮重及绳与滑轮间的摩擦，则拉力故A、B错误；CD．绳子的自由端移动的距离2020-2021备战中考物理二模试题分类汇编—2020-2021备战中考物理二模试题分类汇编——滑轮组的省力问题综合附答案解析全文共18页，当前为第15页。故C正确、D错误。故选C。19．如图所示，在粗糙水平地面上，用10N的力F沿水平方向拉滑轮（不计滑轮重力）木板B静止，木块A在粗糙木板B上水平向左做匀速直线运动，5s内木块A移动了0.5m，滑轮组的机械效率为80%｡下列说法正确的是（）A．木块A受到的摩擦力为5NB．地面对木板B的摩擦力为4NC．5s内绳子拉力对木板B做的功为2JD．拉力F的功率为0.5W【答案】D【解析】【分析】【详解】A．滑轮组的机械效率为80%，根据公式可算出绳子上的力为木块A