2024年中考物理题型专题难点（全国）专题34 滑轮（组）机械效率综合难题选择题（教师版）

2024年物理中考二轮复习以题型精炼攻克难点亮点的60个小微专题专题34滑轮（组）机械效率综合难题选择题1.（2023湖南常德）如图所示小明组装了甲、乙两种滑轮，用来提升同一物体，G物=200N（不计绳重、轮重和摩擦），要使物体竖直匀速提升2m。下列说法中正确的是（）A.F甲=200N，并向上移动4mB.F甲=100N，并向上移动2mC.F乙=200N，并向上移动1mD.F乙=400N，并向上移动lm【答案】D【解析】AB．不计绳重、轮重和摩擦，图甲是动滑轮，动滑轮不能改变力的方向，但是可以省一半的力，所以拉力端移动的距离为s=2h=2×2m=4m故AB错误；CD．不计绳重、轮重和摩擦，图乙是动滑轮，拉力作用在动滑轮的轴上，拉力F乙=2G物=400N拉力端移动的距离为故C错误，D正确。故选D。2.（2023四川成都）如图甲所示装置，小欢用力F向下拉绳子，使物体M在水平地面匀速移动，地面ab、bc粗糙程度不同。物体M重为400N，动滑轮重为5N，ab=2m，bc=3m。物体M从a点到c点过程中，拉力F与M移动距离的关系如图乙，不考虑物体大小对运动的影响，忽略绳子重力及滑轮转轴摩擦，对此过程的分析，下列结论正确的是（）A.绳子自由端移动的距离为15mB.拉力F做的功为840JC.拉力F在ab段做的额外功等于在bc段做的额外功D.物体从ab段到bc段，滑轮组的机械效率变大【答案】BD【解析】A．由图可知，绳子段数有2段，物体移动的距离s物=2m+3m=5m则绳子自由端移动的距离为s=5m×2=10m故A错误；B．由图乙可知，物体M从a点到b点过程中，拉力F'=60N，绳子自由端移动距离s'=2m×2=4m拉力F做的功为W'=F's'=60N×4m=240J物体M从b点到c点过程中，拉力F"=100N，绳子自由端移动距离s"=3m×2=6m拉力F做的功为W"=F"s"=100N×6m=600J则拉力F做的总功为W=240J+600J=840J故B正确；C．忽略绳子重力及滑轮转轴摩擦，拉力F在ab段做的额外功W额'=G动sab=5N×2m=10J拉力F在bc段做的额外功W额"=G动sbc=5N×3m=15J所以拉力F在ab段做的额外功小于在bc段做的额外功，故C错误；D．在ab段，滑轮组的机械效率在bc段，滑轮组的机械效率故D正确。故选BD。3.（2023新疆）使用如图所示的滑轮组匀速提升重力不同的物体时，除了动滑轮的重力导致的额外功外，其他因素导致的额外功与总功之比为一定值。已知动滑轮的重力为1.0N，绳子能够承受的最大拉力为50N。当匀速提升重为9.0N的物体时，滑轮组的机械效率为81%，则使用该滑轮组匀速提升物体时的机械效率的最大值为（）A.90% B.89% C.88% D.87%【答案】B【解析】根据题意可知则又可得由题意可知，其他因素导致的额外功与总功之比为一定值，即有当绳子能够承受的最大拉力为50N时，则有可得故达到最大拉力时，机械效率的最大值为故选B。4.用如图甲所示的滑轮组缓慢提升不同物体，每次物体被提升的高度均为0.5m，滑轮组的机械效率与物体受到重力的关系如图乙所示｡不计摩擦，下列分析正确的是（）A.动滑轮的重力为5NB.该滑轮组的机械效率可以达到100%C.滑轮组的机械效率越高，拉力做功越少D.每次提升重物时，滑轮组做的额外功为5J【答案】D【解析】A．由图象可知，当物重为10N时，滑轮组的机械效率为50%，不计摩擦，滑轮组的机械效率η=动滑轮重力为G动=故A错误；B．使用滑轮组时，不计摩擦，由η可知机械效率不可能达到100%，故B错误；C．由图可知，物体重力越大，滑轮组的机械效率越高，与拉力做功的多少无关，故C错误；D．每次提升重物时，不计摩擦，克服动滑轮重力做的功为额外功，滑轮组做的额外功为W额=G动h=10N×0.5m=5J故D正确。5.（2023四川阿坝）某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组（每个滑轮等重），在相同时间内把重物G提升相同高度，F1和F2大小相等，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是A.力F1和F2做功的功率相同B.力F1和F2做的总功相同C.乙滑轮组更省力，两个滑轮组机械效率一样大D.甲滑轮组的机械效率比乙滑轮组高【答案】D【解析】①使用滑轮组时，手拉绳子自由端做的功是总功；总功与所用时间之比是拉力做功的功率；②根据已知条件判断省力情况；利用公式η＝比较滑轮组机械效率．【详解】由图知，甲滑轮组中n＝3，乙滑轮组中n＝4.AB、若重物上升高度为h，则两滑轮组中绳端移动的距离分别为：s甲＝3h，s乙＝4h；甲滑轮组中拉力做的总功为W甲总＝F1•3h，乙滑轮组中拉力做的总功为W乙总＝F2•4h，已知F1＝F2，所以W甲总＜W乙总，故B错误；已知时间相同，由公式P＝知，P甲总＜P乙总．故A错误；C、已知F1＝F2，所以省力情况相同，故C错误；D.甲、乙两滑轮组提升的物重G相同，提升高度相同,故有用功相同，甲滑轮组中有1个动滑轮，乙滑轮组中有2个动滑轮，不计绳重及摩擦时，对动滑轮做的功为额外功，所以乙滑轮组做的额外功多，据η＝可知，η甲＞η乙，故D正确．6.如图所示，在大小为4N的水平拉力F作用下，重为30N的木块A和轻质动滑轮一起水平匀速移动了0.2m，所用的时间是2s，若不计滑轮的摩擦，下列说法正确的是（）A.绳子自由端移动的距离为0.4m B．木块A与地面的摩擦力为8N C．木块所受重力做的功为6J D．拉力做功的功率大小为1.2W【答案】D【解析】图中作用在动滑轮上绳子的股数为3。A.绳子自由端移动的距离为：s＝nL＝3×0.2m＝0.6m，故A错误；B.不计滑轮的摩擦，所以物体与地面之间的摩擦力f＝3F＝3×4N＝12N，故B错误；C.木块水平运动，在重力的方向上没有移动距离，重力不做功，即重力做功为0，故C错误；D.拉力F做的功：W＝Fs＝4N×0.6m＝2.4J，则拉力F的功率：P＝W/t＝2.4J/2s＝1.2W，故D正确。7.（2023北京）用如图所示的装置提升重为800N的物体A，动滑轮重为200N。在卷扬机对绳子的拉力F作用下，物体A在10s内竖直匀速上升了2m。在此过程中，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（）A.物体A上升的速度为0.4m/s B.滑轮组的有用功为2000JC.拉力F的功率为100W D.滑轮组的机械效率为80%【答案】D【解析】A．物体A在10s内竖直匀速上升了2m，上升的速度为故A错误；B．装置提升重为800N的物体A，竖直匀速上升了2m，滑轮组的有用功为故B错误；C．由图知，n=2，不计绳重和轮与轴间的摩擦，拉力为拉力端移动距离拉力做的总功拉力做功的功率故C错误；D．滑轮组的机械效率为故D正确。故选D。8.（2023湖北荆州）一位同学用如图所示的滑轮组拉着重500N的物体，使物体以0.1m/s的速度沿水平地面向右匀速直线运动10s，已知物体与地面间的滑动摩擦力为150N，滑轮组的机械效率为60%，在此过程中下列选项正确的是（）A.绳子自由端移动的距离为3m B.拉力做的有用功为500JC.拉力做的额外功为150J D.拉力做功的功率为25W【答案】D【解析】A．物体以0.1m/s的速度沿水平地面向右匀速直线运动10s，物体移动的距离是s=vt=0.1m/s×10s=1m有两根绳子与动滑轮相连，绳子自由端移动的距离为s绳=ns=2×1m=2m故A错误；B．物体与地面间的滑动摩擦力为150N，拉力克服摩擦力做的有用功为W有=fs=150N×1m=150J故B错误；C．滑轮组的机械效率是60%，则总功为拉力做的额外功为W额=W总-W有=250J-150J=100J故C错误；D．拉力做功的功率为故D正确。故选D。9.（2023河南省）如图所示，在的拉力F作用下，用滑轮组将重为的货物匀速提升，在内货物竖直上升了，不计绳重及滑轮上的摩擦。下列说法正确的是（）A.滑轮组做的有用功为B.拉力做功的功率为C.滑轮组的机械效率为D.此滑轮组提升的货物越轻、机械效率越大【答案】C【解析】A．拉力做的有用功W有=Gh=300N×2m=600J故A错误；B．由图可知，动滑轮上的绳子段数n=2，绳子自由端移动的距离s=nh=2×2m=4m拉力做的总功W总=Fs=200N×4m=800J拉力做功的功率故B错误；C．滑轮组的机械效率故C正确；D．由不计绳重和摩擦时可知，动滑轮的重力一定，提升的货物越轻，即G越小，机械效率越小，故D错误。故选C10.如图所示，用一个动滑轮把重100N的沙袋从地面匀速提到6m高的楼上，所用拉力60N（绳重和摩擦不计），下列说法正确的是（）A.动滑轮重40NB.绳子自由端通过的距离为12mC.拉力做的有用功为720JD.动滑轮机械效率为8.3%【答案】B【解析】A．由图知，n=2，因为不计绳重和摩擦时，所以动滑轮的重力G动=2F-G=2×60N-100N=20N故A错误；B．绳子自由端移动的距离s=nh=2×6m=12m故B正确；C．拉力做的有用功W有用=Gh=100N×6m=600J故C错误；D．拉力做的总功W总=Fs=60N×12m=720J滑轮组的机械效率故D错误。故选B。11.在老旧小区改造中，工人利用滑轮组将重380N的建筑材料提升到楼顶，如图所示。已知工人对绳子的拉力为200N，建筑材料在5s内匀速上升5m，不计绳重及摩擦。此过程中，下列说法正确的是（）A.动滑轮所受重力为10N B.滑轮组所做的有用功为2000JC.工人所用拉力的功率为380W D.滑轮组的机械效率为95%【答案】D【解析】B．建筑材料上升的高度h=5m，所以有用功为故B错误；C．由图可知，绳子股数n=2，绳端移动的距离为s=2h=2×5m=10m工人所用拉力的功为拉力的功率为故C错误；A．不计绳重及摩擦，所做的额外功为动滑轮所受重力为故A错误；D．滑轮组的机械效率为故D正确。故选D。12.如图所示，用滑轮组提升重物时，5s将重90N的物体匀速提升了2m。已知动滑轮重为10N（不计绳重和摩擦），则提升重物的过程中正确的是（）A.绳子自由端拉力F的大小为90NB.提升物体的过程中，拉力F做的有用功为200JC.绳子自由端拉力F的功率为36WD.此滑轮组的机械效率为90%【答案】D【解析】A．由题意可知，不计绳重和摩擦，物体重是90N，动滑轮重为10N，从图中可以看到，两条绳子托着动滑轮，那么代入数据可知解得，绳子自由端拉力F的大小是50N，故A错误；B．提升物体的过程中，拉力F做的有用功即是重物克服自身的重力所做的功，那么拉力F做的有用功是180J，故B错误；C．5s将重90N的物体匀速提升了2m，两条绳子托着动滑轮，则绳子自由端移动的距离都是经历了5s时间，那么绳子自由端移动的速度绳子自由端移动的速度是0.8m/s，由A解析可知绳子自由端拉力F的大小是50N，根据可知，绳子自由端拉力F的功率绳子自由端拉力F的功率是40W，故C错误；D．由B解析可知拉力F做的有用功是180J，由C解析可知绳子自由端拉力F的功率是40W，这个过程经历的时间是5s，绳子自由端拉力F做的功是总功，这个总功这个总功是200J；此滑轮组的机械效率此滑轮组的机械效率是90%，故D正确。13.如图所示，工人站在水平台面上用滑轮组提货物。工人第一次竖直向上用200N的力拉绳子时，货物未离开水平地面；第二次竖直向上拉动绳子，使货物以0.09m/s的速度匀速上升。已知工人体重为600N，货物重为900N，货物与地面的接触面积为，动滑轮重为100N。不计滑轮组的绳重和摩擦，下列说法正确的是（）A.第一次拉绳子时，工人对水平台面的压力为800NB.第一次拉绳子时，货物对地面的压强为4000PaC.第二次拉绳子的过程中，该滑轮组的机械效率为90%D.第二次拉绳子的过程中，工人拉力的功率为81W【答案】ABC【解析】A．工人第一次竖直向上用200N的力拉绳子时，绳子也在用200N的力竖直向下拉工人，所以工人对水平台面的压力为故A正确；B．由于滑轮组上承担重量的绳子股数n=3，每股绳子受到的拉力为200N，所以货物和动滑轮受到绳子的拉力为由于动滑轮重为100N，所以货物受到的拉力为由于货物重为900N，所以货物对地面的压力为货物与地面的接触面积为，所以货物对地面的压强为故B正确；C．第二次拉绳子时，绳子自由端的拉力为滑轮组的机械效率为故C正确；D．货物以0.09m/s的速度匀速上升，绳子移动的速度为工人拉力的功率为故D错误。故选ABC。14.用如图所示的滑轮组拉动重300N的箱子，以0.2m/s的速度在水平地面上做匀速直线运动，箱子与地面间的摩擦力为自身重力的0.2倍，滑轮组的机械效率为75%，下列说法正确的是（）A.拉力F为80N B.10s内绳子自由端移动2mC.3s内物体重力做功180J D.拉力F的功率为16W【答案】D【解析】A．物体所受摩擦力为由图可知，相当于两段绳子拉着物体，又由于物体匀速运动，绳子拉物体的拉力等于摩擦力，则有所以拉力为故A错误；B．绳端移动的距离为故B错误；C．重力方向竖直向下，在力方向上，物体没有移动，故重力不做功，故C错误；D．绳子端移动速度为拉力功率为故D正确。故选D。15.使用如图所示的滑轮组，沿水平方向匀速拉动质量为300kg的物体，弹簧测力计的示数为200N，物体在10s内移动1m。物体所受的摩擦力为物重的0.1倍。不计绳重和滑轮组内的摩擦，下列说法正确的是（）A.滑轮组的机械效率为50%B.动滑轮重为100NC.绳子自由端拉力的功率为20WD.增大物重机械效率不变【答案】B【解析】A．物体的重力G=mg=300kg×10N/kg=3000N物体受到的摩擦力f=0.1G=0.1×3000N=300N则拉力F克服物体摩擦力做的有用功W有=fL=300N×1m=300J由图可知，动滑轮用2段绳子拉物体，且弹簧测力计的示数为200N，则拉力F=200N，绳子自由端移动的距离s=2m，拉力做的总功W总=Fs=200N×2m=400J滑轮组的效率故A错误；B．由可知，动滑轮重G动=nF-f=2×200N-300N=100N故B正确；C．拉力的功率故C错误；D．若增大物重，则物体受到摩擦力变大，物体移动相同的距离，滑轮组所做的有用功变大，而额外功不变，有用功在总功中所占的比例变大，因此机械效率会变大，故D错误。故选B。16．如图所示，小华用滑轮组水平向左匀速拉动A物体，A物体5s内移动了100cm，且A物体与水平地面的摩擦力大小为12N，已知滑轮组的机械效率为80%，则下列说法错误的是（）A．拉力F大小为4N B．绳子自由端移动的速度为0.6m/s C．拉力F做功的功率为3W D．拉力F在5s内对滑轮组做的额外功为3J【答案】A【解析】A、由图可知n＝3，由η＝＝＝＝可知，绳子自由端的拉力：F＝＝＝5N，故A错误；B、物体移动的距离：s物＝100cm＝1m，绳子自由端移动的距离：s＝ns物＝3×1m＝3m，则绳子自由端移动的速度：v＝＝＝0.6m/s，故B正确；C、拉力做的总功：W总＝Fs＝5N×3m＝15J，拉力做功的功率：P＝＝＝3W，故C正确；D、有用功：W有＝fs物＝12N×1m＝12J，额外功：W额＝W总﹣W有＝15J﹣12J＝3J，故D正确。17.（2023辽宁营口）如图所示，重100N的物体A在F=10N的拉力作用下，3s内沿水平地面匀速直线运动了1.5m，不计绳和滑轮自重，滑轮组的机械效率为90%。下列说法正确的是（）A.绳自由端移动的速度为1m/sB.在此过程中所做的额外功为15JC.物体与地面间的滑动摩擦力为18ND.拉力F增大时，物体A受到地面的摩擦力一定变大【答案】AC【解析】A．由题图可知，与动滑轮相连的绳子的股数，当物体A在3s内沿水平地面匀速直线运动了1.5m，则绳子自由端移动的距离为3m，则绳自由端移动的速度为故A正确；B．此过程中，拉力做的总功为又滑轮组的机械效率为90%，则在此过程中所做的额外功为故B错误；C．由于物体A匀速运动，且不考虑绳和滑轮自重，则可知绳子给物体A的拉力等于物体A受到的摩擦力，由于，F=10N，则有故C正确；D．由于地面的粗糙程度不变，且物体A对地面的压力大小不变，则摩擦力大小不会变，当拉力F增大时，物体A受到地面的摩擦力大小不会变，故D错误。故选AC。18.（2023广东省广州市）用滑轮组进行“一瓶水提升一个人”活动，如图，水瓶匀速直线下降10m，使人匀速升高0.5m，水瓶对绳a的拉力为，绳b对人的拉力为。此过程（）A.有用功为300JB.做的功等于做的功C.做的功小于做的功D.滑轮组的机械效率为80%【答案】D【解析】A．做的功为有用功，大小为故A错误，不符合题意；BC．做的功为总功，大小为故BC错误，不符合题意；D．滑轮组的机械效率为故D正确，符合题意。故选D。19.（2023湖北鄂州）小刚用如图所示的滑轮组，将重为10N的物体匀速提升0.5m，已知动滑轮重2N，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（）A.拉力F为5NB.有用功为10JC.绳子自由端移动的距离为1.5mD.该滑轮组的机械效率为83.3%【答案】D【解析】A．由图中可知，动滑轮上有两股绳子承重，故绳子自由端的拉力为故A错误；B．物体提升的高度为h=0.5m，故由W=Gh可得，所做的有用功为W有=Gh=10N×0.5m=5J故B错误；C．因动滑轮上有两股绳子承重，故绳子自由端移动的距离为s=2h=2×0.5m=1m故C错误；D．由图中可知，该滑轮组的机械效率为故D正确。故选D。20.如图所示，某建筑工人利用滑轮组提升水平面上重900N、底面积为200cm2的方形货箱，货箱20s内匀速上升4m，工人所用拉力F为400N（不计绳重和摩擦），则（）A.人拉绳子的速度为0.2m/sB.动滑轮的重力为300NC.此段时间内，拉力F做功为3600JD.当滑轮组对货箱的拉力为零时，货箱对地面的压强为4.5×104Pa【答案】BD【解析】由图可知，A．货箱20s内匀速上升4m，则货箱的速度则人拉绳子的速度故A不符合题意；B．不计绳重和摩擦，将动滑轮和货箱看做整体，整体匀速上升，则整体处于平衡态，受平衡力，对整体做受力分析可得则动滑轮重故B符合题意；C．货箱20s内匀速上升4m，则绳移动的距离此段时间内，拉力F做功故C不符合题意；D．当滑轮组对货箱的拉力为零时，货箱对水平面的压力则货箱对水平面的压强故D符合题意。故选BD。21.工人利用滑轮组吊起重为2400N的路灯杆。如图所示，这是路灯杆一端刚被匀速拉起的简图。路灯杆离地后被匀速提升1m，绳端拉力F=1000N。下列说法正确的是（）A.路灯杆一端刚被匀速拉起时，相当于费力杠杆B.路灯杆离地后，受到的拉力小于2400NC.路灯杆离地后，绳端拉力F做的功为1000JD.路灯杆离地后，滑轮组的机械效率为80%【答案】D【解析】A．路灯杆一端刚被匀速拉起时，重力为阻力，动力臂大于阻力臂，相当于省力杠杆，故A错误；B．路灯的重力是2400N，路灯杆离地后，匀速运动，拉力和重力是平衡力，受到的拉力等于重力，拉力大小为2400N，故B错误；C．滑轮组的动滑轮绕3段绳，路灯杆离地后，绳端拉力F做的功W总=Fs=F×3h=1000N×3×1m=3000J故C错误；D．路灯杆离地后，有用功W有=Gh=2400N×1m=2400J滑轮组的机械效率故D正确。22.如图所示，小吉用的拉力，在内将重的物体匀速提高。不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（）A.动滑轮重为 B.滑轮组的机械效率为62.5%C.拉力做功为 D.拉力的功率为【答案】AD【解析】A．不计绳重及摩擦，据滑轮组的特点有,故A正确；BC．小吉所做的有用功W有=G物h=500N×2m=1000J拉力做的总功W总=Fs=200N×3×2m=1