2025年中考物理热点题型专项训练：图像题之简单机械、机械效率（解析版）

图像题03简单机械、机械效率

（多选）1.（2023•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、be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（）

甲乙

A.绳子自由端移动的距离15m

B.拉力F做的功为840J

C.拉力F在ab段做的额外功等于在be段做的额外功

D.物体从ab段到be段，滑轮组的机械效率变大

【解答】解：A、物体M从a点到c点过程中，通过的距离为2m+3m=5m,绳子的有效段数为2,

故绳子自由端移动的距离：s=2h=2X5m=10m

故A错误；

B、ab=2m,bc=3m,绳子自由端移动的距离分别为：

si=2X2m=4m,S2=2X3m=6m,由图乙知绳子的拉力分别为60N和100N,拉力做的功为：

W=Wi+W2=F1s1+F2S2=60NX4m+100NX6m=840J；

故B正确；

C、本题中，克服摩擦力做的功为有用功，忽略绳子重力及滑轮转轴摩擦，故克服动滑轮的重力

做的功为额外功，ab段和在be段动滑轮提升的高度不同，根据W=Gh,故拉力F在ab段做的

额外功不等于在be段做的额外功；

D、使物体M在水平地面匀速移动，根据二力平衡，物体受到的滑动摩擦力等于水平面上绳子的

拉力的大小，因100N大于60N,故可知be段物体受到的滑动摩擦力大，滑轮组的机效率为:

<"有fh/_1

"一——勿方+"新〃-fh+GJi-7+G—一—=

总有额外J动,动1+;

动滑轮的重力不变，物体从ab段到be段，滑动摩擦力变大，故滑轮组的机械效率变大，故D正

确。

故选：BDo

2.（2022•通辽）用如图甲所示的滑轮组提升物体M,已知物体M所受的重力为550N,卷扬机加在

绳子自由端的拉力F将物体M在20s内沿竖直方向匀速提升10m,拉力F做的功W随时间t的

变化图象如图乙所示，忽略绳重及摩擦，下列说法正确的是（）

，〃〃〃〃〃，〃〃

F

卷扬机

亘

/〃〃〃〃/

/

1M

甲乙

A.拉力F为350N

B.绳子自由端移动的速度为0.5m/s

C.动滑轮重为50N

D.该滑轮组的机械效率为83.3%

【解答】解：

A.由图乙可知，在20s内拉力F做的功：W总=6000J,

由图甲可知，滑轮组绳子的有效股数n=2,

则物体M沿竖直方向匀速提升10m时，绳子自由端移动的距离：s=nh=2X10m=20m,

由W总=Fs可得，拉力：F=?=嘤M=30°N，故A错误；

B.绳子自由端移动的速度：v=]=^=lm/s,故B错误；

1

C.忽略绳重及摩擦，由F=£（G+G动）可得，动滑轮的重力：6动=1^-6=2义30（^-55（^=

50N,故C正确；

D.拉力做的有用功：W有Gh=550NX10m=5500J,滑轮组的机械效率：

T]=x100%=xl00%«91.7%,故D错误。

故选：C=

（多选）3.（2022•青岛）如图甲所示，工人师傅利用动滑轮将重360N的货物匀速提起，拉力F=

200N,货物上升的高度h与所用时间t关系的图象如图乙所示，不计绳重和摩擦。下列说法正确

的是（）

A.动滑轮的重力G动=20N

B.货物上升的速度v=0.4m/s

C.拉力F的功率P=80W

D.动滑轮的机械效率n=90%

【解答】解：A、不计绳重和摩擦，由F=号（G+G动）可得，动滑轮的重力:

G动=2F-G=2X200N-360N=40N,故A错误;

B、由货物上升的高度h与所用时间t关系的图象可得，货物上升的速度:

v~7~-0-4m/s,故B正确；

C、绳子移动的速度v绳=2v=2X0.4m/s=0.8m/s,

拉力F的功率P=""=Fv绳=200NX0.8m/s=160W,故C错误;

tI网

D、不计绳重和摩擦，动滑轮的机械效率n=*==感整而=9。％，故

D正确。

故选：BDo

4.（2022•镇江）如图1所示，轻质杠杆可绕O转动，A点悬挂一重为12N的物体M,B点受到电

子测力计竖直向上的拉力F,杠杆水平静止，已知OA=AB=BC,则F为6N。保持杠杆水

平静止，将F作用点从B移至C,此过程中F方向保持不变,F的力臂记为1,则F的大小变小，

F与（;）的关系图线为图2中的①；将M从A移至B,再重复上述步骤，F与（3）的关系图

线为图2中的②（选填数字序号）。

【解答】解：（1）由图1可知，0为杠杆的支点，B点拉力F的力臂OB=OA+AB=2OA,A点

作用力的力臂为0A,

由杠杆平衡条件可得：FXOB=GXOA,

nAnAii

解得：F=^xG=^xG=1G=/xl2N=6N；

（2）由题意可知，保持杠杆水平静止，将F作用点从B移至C,此过程中F方向保持不变，

根据杠杆平衡条件可得：FX1=GXOA,

1

解得：F=GxtMxj……I,

由题意可知，此过程中物体M的重力G和力臂OA不变，拉力F的力臂1变大，则拉力F变小;

（3）将M从A移至B,由杠杆平衡条件可得：FX1=GXOB,

1

解得：F=GxOBxy……II,

由数学知识可知，I、II两式中拉力F与3的关系图线均为正比例函数，

由图1可知，OB>OA,则n式的斜率大于I式的斜率，

1

因此将M从A移至B,F与7的关系图线为过原点且斜率比图线①大的图线②。

故答案为：6；小；②。

5.（2023•南充）某人始终双脚站在地上，用滑轮组从水池底匀速提起实心圆柱体A,如示意图甲。

A从离开池底到刚要离开水面的过程中，其底面受到水的压强与时间关系pA-t如图乙。A从刚

离开池底到拉出水面并继续向上运动的过程中，人对地面的压强与时间关系p人-t如图丙。A未

露出水面之前装置的机械效率为口1，A离开水面后装置的机械效率为口2。已知人的质量为60kg,

人双脚站地时，与地面的接触面积为SOOcn?,A的底面积为200cm2,qi：r）2=15：16,p水=1.0

33

X10kg/mo不计摩擦和绳重及水的阻力，g=10N/kg,A不吸且不溶于水，A底部与池底不密合,

忽略液面高度变化，图甲中①②③④段绳均竖直。

(1)求池水深度和A的上升速度；

(2)求A的高度和未露出水面受到的浮力；

(3)求A未露出水面前人对绳的拉力和A全部露出水面后人对绳的拉力；

(4)求动滑轮的重力。

【解答】解：(1)由图乙可知最大压强为4Xl()4pa,深度最深，

根据液体压强公式P=Pgh可得h池水=方=1.0x103%%要ION/的=4m；

由图乙可知物体A从池底到离开水面底面压强不断减小，用时20s,

可得A的上升速度v=|==0.2m/s；

(2)由图丙知人对地面的压强与时间关系，第15s时压强最大为0.4X10'pa,物体A刚要离开

水面；第20s时压强最小为0.2Xl()4pa,物体A刚完全离开水面；

物体A的高度：h=vt=0.2m/sX5s=lm,

物体A的体积：V=Sh=200X10-4m2xim=2X10「2m3,

A未露出水面受到的浮力：F浮=p；KgV=1.0X103kg/m3xi0N/kg><2X10-2m2=200N；

(3)人的重力G=mg=60kgX10N/kg=600N,

由图丙知人对地面的压强与时间关系，

第15s时压强最大为0.4义104Pa,物体A刚要离开水面，

此时人对地面压力为F=pS=0.4X104PaX500X10-4m2=200N；

第20s时压强最小为0.2义104Pa,物体A刚完全离开水面，

此时人对地面压力为F=pS=0.2X104PaX500X104m2=100N；

由二力平衡可知，人的重力等于绳对人的拉力加上地面对人的支持力(地面对人的支持力和人对

地面的压力大小相等)

所以，A未露出水面前人对绳的拉力F=600N-200N=400N,

A全部露出水面后人对绳的拉力F=600N-100N=500N；

(4)由图甲可知，滑轮组绳子的段数n=2,

当A未露出水面前人对绳的拉力F=400N,此时G物+G动-F浮=2F=2X400N=800N,

G—F

物浮

机械效率T|l二

协一;

G物z-F浮p+动G

当A全部露出水面后人对绳的拉力F=500N,此时G物+G动=2F=2X500N=1000N,

0物

机械效率T]2=

因为“1：r)2—15：16,即16Tli=15T]2,

Gy200NG"

7曰物物

1寸10X—而丽一-13X1000N

解得G物=800N,

则动滑轮的重力：G

6.（2023•鼓楼区校级模拟）如图所示，用手沿竖直方向匀速拉一个动滑轮，使挂在下面重为G的

物体缓缓上升，不计绳重和摩擦。现改变的物体的重力G,则动滑轮的机械效率n与物体重力G

C.0D.0

【解答】解：

动滑轮的重力不可忽略，若不计绳重和摩擦，则克服动滑轮重力所做的功为额外功；

物重增大，有用功逐渐增大，有用功在总功中所占的比例增大，则机械效率逐渐增大，但机械效

率不可能增大到100%,只能接近100%,所以机械效率增大得越来越缓慢，机械效率T1与物体重

力G的关系并不成正比，故B正确，ACD错误。

故选：Bo

7.（2023•福田区模拟）如图甲所示的滑轮组提升物体M,已知物体M所受的重力为550N,卷扬机

加在绳子自由端的拉力F将物体M在20s内沿竖直方向匀速提升10m,拉力F做的功W随时间

t的变化图象如图乙所示，忽略绳重及摩擦，下列说法正确的是（）

淌

卷扬机

甲乙

A.动滑轮重为40N

B.绳子自由端移动的速度为0.5m/s

C.拉力做功功率为300W

D.该滑轮组的机械效率为83.3%

【解答】解：AC.由图甲可知n=2,

则物体M沿竖直方向匀速提升10m时，绳子自由端移动的距离：s=nh=2X10m=20m,

由图乙可知，在20s内拉力F做的功：W总=6000J,

w

由W.B=FS可得，绳子自由端的拉力为：F=l=^M=300N，

1

忽略绳重及摩擦，由F=rG+G动）可得，动滑轮的重力：6动=旺-6=2乂3001^-55（^=50W

W.

拉力做功的功率为：P=—3=与罂=300W,故A错误，C正确；

B.绳子自由端移动的速度：v=|=^=lm/s,故B错误；

D.所做的有用功：W有Gh=550NX10m=5500J,

滑轮组的机械效率：11=W变X1OO%=||^X1OO%-91.7%,故D错误。

故选：Co

8.（2023•大丰区校级模拟）如图所示，某轻质木板的左端可绕O点转动，右端放一重为G的物块。

当物块向木板的左端匀速滑动时，在竖直向上的拉力F的作用下，木板始终在水平位置保持静止。

则拉力F与物块滑动时间t的关系图象可能是（）

动力臂为OA=L,杠杆受到物体的压力（阻力）P=G,阻力臂为OB,

物块向左做匀速滑动，则阻力臂OB=OA-vt=L-vt,

因杠杆平衡，

故有：FXOA=FZXOB=GX（OA-vt）,

即：FXL=GX（L-vt）,贝l]F=G—苧t,

因G、v、L为常数，所以拉力F与运动时间t是一次函数关系，当t增大时，F减小，变化关系

为直线，故A正确。

故选：Ao

9.（2023•泉州二模）如图，在学校科技节活动中，质量为M的小华骑着一辆质量为m的独轮车，

以速度v从A点匀速通过一重为G的水平独木桥，独木桥的两端由两根竖直支柱支撑着。图中

能表示B端支柱所受压力F与时间t的关系是（）

【解答】解：重为G、长为L的水平独木桥的两端由两根竖直支柱A、B支撑着，分别对水平独

木桥的支持力为FA、FB，水平独木桥受到重力为G,

独轮车对独木桥的压力为F=（m+m人）g,

以A为支点，独轮车对独木桥的压力的力臂为vt,根据杠杆平衡条件：FBL=GX■!£+（m+m人）

gvt,

则FB=2<J+）（m+m人）gvt,

压力与支持力是一对相互作用力，所以B端支柱所受压力F=FB=g5+：（m+m人）gvt,

由此可知B端支柱所受压力F与时间t是一条一次函数的图象（不经过原点）。

故选：Co

10.（2023•莱阳市模拟）用如图甲所示的滑轮组从水中提升物体M,已知被提升的物体M重力为

760N,M的体积为3Xl（/3m3,在物体M未露出水面的过程中，绳子自由端的拉力F将物体M

以0.5m/s的速度匀速提升了10m的高度，此过程中，拉力F做的功W随时间t的变化图象如图

乙所示，不计绳重和摩擦力大小（g取10N/kg）.下面分析中（）

①动滑轮的重力为40N

②当物体M没有露出水面的过程中，该滑轮组提升货物的机械效率为95%

③此过程中，绳子自由端的拉力F大小为400N

④当物体M没有露出水面时，动滑轮下端挂钩上绳子的拉力为730N

甲乙

A.只有①②正确B.只有②③④正确

C.只有③④正确D.只有①③正确

【解答】解:

（1）由v=*得物体运动的时间:

h_10m

二20s,

~v~0.5m/s

根据图乙可知，此过程中绳子自由端拉力F做的总功是8000J,

由图甲可知，滑轮组由2段绳子承担物重，则拉力端移动距离s=2h=2X10m=20m,

由M^=Fs得拉力：

w

F=l=^=400N,故③正确；

（2）当物体M没有露出水面时，物体受到的浮力：

F浮=p；rkgV排=「水8丫=1X103kg/m3X1ON/kgX3X103m3=30N,

不计绳重和摩擦力大小，绳子自由端的拉力F=义（G-F浮+G动），

则动滑轮的重力：G动=2F-G+F浮=2X400N-760N+30N=70N,故①错误;

（3）当物体M没有露出水面时，动滑轮下端挂钩上绳子的拉力：

Ftj=G-F浮=760N-30N=730N,故④正确；

（4）当物体M没有露出水面时，滑轮组的机械效率:

“有（G—尸浮）九（G—F浮）九G—F浮760-30/V

11=W~r=—而—=-Fnh-=nF=2x400N义100%=91.25%,故②错误。

故选：Co

11.（2023•青铜峡市二模）用图甲的滑轮组提升重200N的物体，已知拉力F为80N,不计端重和

摩擦，物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，下列说法正确的是（）

甲乙

A.反映绳子自由端运动的图线是B

B.动滑轮重为50N

C.3s内对物体做的有用功为900J

D.该滑轮组的效率为83.3%

【解答】解：A、由图甲可知，n=3,则拉力端移动距离s=3h,所以图乙中上面的倾斜直线A

是绳子自由端运动的s-t图像，而下面的倾斜直线B是物体运动的s-t图像，故A错误；

B、不计绳重和摩擦，拉力F=9（G+G动），则动滑轮重力：G动=3F-G=3X80N-200N=40N,

故B错误；

C、由图乙可知，t=3s时，物体运动的高度h=1.5m,对物体做的有用功亚有=611=20（^乂1.5m

=300J,故C错误；

D、滑轮组的机械效率：Ti=Uxl00%=^xl00%=^xl00%=gxl00%=^Mx

VV总,,rSrTin.YLrDXOU/V

100%~83.3%,故D正确。

故选：D。

12.（2023•广水市模拟）如图甲所示，虚线框内是由两个相同的滑轮安装成的滑轮组。利用该滑轮

组提升重为270N的物体所用的拉力为100N。物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示。不计绳

重和摩擦，则（）

A.绳子自由端移动的速度为0.5m/s

B.滑轮组中动滑轮重ION

C.拉力的功率为50W

D.该滑轮组的机械效率为90%

【解答】解：滑轮组省力但费距离，则绳子自由端移动距离s大于物体上升的高度h,

由图乙可知，在t=4s内，物体上升的高度h=2m,绳子自由端移动距离s=6m,

由5=如可得，滑轮组承担物重的绳子股数：n=^=舞=3。

A、绳子自由端移动的速度：

v=*=舞=1.5m/s,故A错误；

B、不计绳重和摩擦，拉力F=^（G+G动），则动滑轮的重力：

G动=3F-G=3X100N-270N=30N,故B错误；

C、拉力做功的功率：

T47"q

P=、=，=Fv=100NX1.5m/s=150W,故C错误；

D、滑轮组的机械效率：

证有用Gh.GhG270N.nno/nno/士frnh施

n=析-=芯=成就=/=3X100Nxl00%=90%,故D正确；

总

故选：D。

13.（2023•玉溪一模）用如图甲所示的滑轮组缓慢提升不同的物体，每次物体提升的高度均为1m,

滑轮组的机械效率与物体的重力关系如图乙所示。不计绳重和摩擦，下列分析正确的是（）

A.滑轮组中A滑轮可以省功

B.动滑轮的重力为5N

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10J

【解答】解：A、使用任何机械都不能省功，所以滑轮组中A滑轮可以省功，故A错误；

B、由图乙可知，提升物重G=10N时，滑轮组的机械效率n=50%,

不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率为：口=1警=和%下==行给—=50%,

VV工Ull-ruCr-rCrlU/V-rtr

总动动动

则动滑轮重力为：

G动=10N,故B错误；

C、滑轮组的机械效率越高，说明有用功与总功的比值越大，拉力做功不一定少，故C错误；

D、由题知，利用滑轮组每次物体被提升的高度均为1m,提升动滑轮上升的高度也都是1m。不

计绳重和摩擦，每次提升重物时，滑轮组做的额外功都为：W额=G动h=10NXlm=l（）J,故D

正确。

故选：D。

14.（2023•秦都区校级三模）如图甲所示，用一个重为200N的动滑轮分别匀速提升重物A、B,在

卷扬机拉力的作用下，绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系如图乙中图线a、b所示。

已知重物A的重力为800N,两次提升物体的过程中，卷扬机拉力的功率保持不变，且不计绳重

和轮与轴间的摩擦。下列说法正确的是（）

A.重物A上升的速度为20cm/s

B.重物B的重力为4000N

C.卷扬机拉力的功率为200W

D.提升重物B时动滑轮的机械效率为95%

【解答】解：A、由图甲可知n=2,由乙图图象可知，提升物体A时，绳子自由端移动的距离SA

=40cm=0.4m,所用的时间tA=2.0s,

则绳子自由端的速度为：VA=件=40f=20cm/s=0.2m/s,

LA乙3

11

则物体A上升的速度：V物A=TA=2X20cm/s=10cm/s,故A错误；

BC、不计绳重和摩擦时拉力：F="（GA+G动）=Jx（800N+200N）=500N,

T/I7展

根据P=].=F=FV可知，拉力的功率：P=FvA=500NX0.2m/s=100W,故C错误；

由图乙可知，提升物体B时，绳子自由端竖直移动的速度：VB=兽=与器=5cm/s=0.05m/s,

在这两次提升物体的过程中，卷扬机拉力F的功率保持不变，由P=Fv可得，物体B时的拉力:

rPwow

FB/=US7?=20o0nn0nKNT,

由F=*（G+G动）可得，物体B受到的重力：GB=2FB-G动=2X2000N-200N=3800N,故B

错误；

CD、根据n膂=普=蛊=袅可知，提升物体B时动滑轮的机械效率：9=察

VVrSrililfirZrg

3800/V

故正确。

2X2000N=95%,D

故选：Do

15.（2023•雁塔区校级模拟）小明关注到长沙4.29楼房坍塌救援现场用到了起重机，其中涉及到滑

轮知识，他设计了图甲所示模型装置，虚线框内是由三个相同的滑轮安装成的滑轮组，每个滑轮

重10N,利用该滑轮组提升质量为10kg的物体，拉力的功率为150W,物体和绳子自由端的运动

情况如图乙所示，不计绳重，g取10N/kg,贝!]()

A.滑轮组是由一个定滑轮、两个动滑轮构成的

B.拉力为40N

C.该滑轮组的机械效率为66.7%

D.物体上升1m过程中，滑轮组克服摩擦力做的功为50J

【解答】解：A、由图乙可知，在t=2s内，物体上升高度h=2m,绳子自由端移动距离s=6m,

滑轮组承担物重的绳子段数：n=・=舞=3,由三个相同的滑轮安装成的滑轮组，如下图所示,

滑轮组应该由两个定滑轮、一个动滑轮构成的，故A错误；

B、绳端速度v=*=舞=3m/s,由P=3=牛=Fv可得，绳端拉力F=§==50N,故B

错误;

C、滑轮组的机械效率n=狂=瞿=等=1"装舞"9“66.7%,故C正确;

D、物体上升高度h'=lm,有用功W^fMGhnmghnlOkgXlON/kgXlmulOOJ,绳端拉力做的

总功W,&=Fs=Fnh'=50NX3Xlm=150J,

额外功W额=W.g1-W有=150J-100J=50J,

其中克服动滑轮重力做的额外功W动=G动1/=10NXlm=10J,

不计绳重，所以克服摩擦做的额外功Wf=w额-W动=500J-10J=40J,故D错误。

故选：Co

16.（2023•香洲区校级三模）如图所示，使用滑轮组匀速提升质量为mi的物体，每个滑轮的质量为

m2,在相同的时间内物体被提升的高度均为1m,不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（）

乙

A.滑轮组中A滑轮可以省功

B.动滑轮的重力为5N

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10J

【解答】解：A.根据功的原理，使用任何机械都不能省功，故A错误；

B.由图乙可知，提升物重G=10N时，滑轮组的机械效率n=50%,

不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率

T|=X100%=777~~骋—x100%=hx100%=x100%=”给x100%=

卬乂小行卬+4Gh+G-hG+GF10N+GF

总有用额外动动动

50%

解得动滑轮重力为G动=10N,故B错误；

C.滑轮组的机械效率越高，说明有用功与总功的比值越大，拉力做功不一定少，故C错误；

D.由题知，利用滑轮组每次物体被提升的高度均为1m,提升动滑轮上升的高度也都是1m,不

计绳重和摩擦，每次提升重物时，滑轮组做的额外功都为W额=6动11=1（^乂1111=10），故D正

确。

故选：D。

17.（2023•新吴区二模）用如图甲所示的滑轮组提升物体M,已知物体M所受的重力为550N,卷

扬机加在绳子自由端的拉力F将物体M在20s内沿竖直方向匀速提升10m,拉力F做的功W随

时间t的变化图像如图乙所示，忽略绳重及摩擦，下列说法正确的是（）

A.拉力F为350N

B.动滑轮重为50N

C.绳子自由端移动的速度为0.5m/s

D.该滑轮组的机械效率为83.3%

【解答】解：

A.由图乙可知，在20s内拉力F做的功：W总=6000J,

由图甲可知，滑轮组绳子的有效股数n=2,

则物体M沿竖直方向匀速提升10m时，绳子自由端移动的距离：s=nh=2X10m=20m,

由W总=Fs可得，拉力：F=/=喘?=300N,故A错误；

B.忽略绳重及摩擦，由F=5（G+G动）可得，

动滑轮的重力：G动=nF-G=2X300N-550N=50N,故B正确；

C.绳子自由端移动的速度：v=*=舞=hn/s,故C错误；

D.拉力做的有用功：W有=Gh=550NX10m=5500J,

滑轮组的机械效率：n=萨、100%=II耨X100%-91.7%,故D错误。

故选：Bo

18.（2023•苍溪县模拟）用如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率9与物重G物的关系，改变G

物，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，计算并绘出n与G物的关系如图乙所示，若不计绳重和摩擦，

则下列说法正确的是（）

A.此滑轮组动滑轮的重为5N

B.当G物=15N时，滑轮组机械效率为n=75%

C.同一滑轮组的机械效率n随G物的增大而增大，最后等于100%

D.G物不变，改变图甲中的绕绳方式，滑轮组的机械效率仍不改变

【解答】解：

A、由图可知，G物i=12N时，滑轮组的机械效率ni=80%,

不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率警=亦/）=＞一,

总动动

即：8。％=交黑?

动

解得动滑轮重力：G动=3N,故A错误；

G

、同理可得，当物时，滑轮组的机械效率：

BG=15Nn'=cLJU一，J/VIkJ1Vxl00%«83.3%,

物动

故B错误；

C、由图像可知，同一滑轮组机械效率口随G物的增大而增大；但使用滑轮组时，不可避免地要克

服动滑轮重做额外功，所以总功一定大于有用功；由公式9=工笋知机械效率一定小于io。％，

&

故C错误；

G物

D、不计绳重和摩擦，G物不变，改变图甲中的绕绳方式，由公式TI=「的可知,该滑轮组的机

"物十"动

械效率不变，故D正确。

故选：D。

19.（2023•泰山区校级二模）小明利用如图甲所示的滑轮组将一长方体物块匀速打捞出水面，拉力

F随物体被提升高度h变化的关系如图乙所示。物块完全离开水面后，滑轮组的机械效率为90%,

不计绳重和摩擦，下列说法中（）

甲乙

①动滑轮重600N

②物块的高度为1.1m

③物块完全浸没在水中时受到的浮力为1800N

④将物块提升至上表面与水面相平的过程中拉力F做的功为720J

A.只有①③正确B.只有②④正确

C.只有③④正确D.只有①④正确

【解答】解：

③滑轮组绳子的有效股数n=3,由图乙可知，物块浸没时绳子的拉力Fi=1400N,

11

绳重和摩擦忽略不计，由F=/（G+G动-F浮）可得：1400N="（G+G动-F浮）-------（1）

当物块完全离开水面后绳子的拉力F2=2000N,

11

由F=^（G+G动）可得：2000N=@x（G+G动）-------------------（2）

由（1）（2）可得：F浮=1800N,故③正确；

②将物块从水面相平到完全拉出水面的过程中，由图乙可知，物体上升的高度h'=l.lm-0.6m

=0.5m,即物块的高度为h'=0.5m,故②错误，

①绳重和摩擦忽略不计，物块完全离开水面后，滑轮组的机械效率：

n=x]oo%=x]oo%=x]oo%,

W点（G+G/G+G动

r

BP90%=7^-x100%-------------（3）

由（2）（3）可得：G=5400N,G动=600N,故①正确；

④将物块提升至上表面与水面相平的过程中，由图乙可知，物体上升的高度h'=0.6m,拉力F

=1400N,

绳子自由端移动的距离：s=nh'=3X0.6m=1.8m,

此过程中拉力F做的功W=Fs=1400NX1.8m=2520J,故④错误。

故选：Ao

20.（2023•无为市三模）如图甲，用滑轮组将重为120N的物体匀速提起，在5s内绳子自由端移动

的距离为3m,如图乙是拉力F与绳自由端移动距离s的关系图象，不计绳重和摩擦。则下列说

法正确的是（）

A.物体上升的速度是0.6m/s

B.拉力的功率为40W

C.动滑轮重是20N

D.该滑轮组的机械效率为80%

【解答】解：A、由图甲可知n=3,物体上升的高度：h=J=^=lm,

nD

则物体上升的速度：v=：=^=0.2m/s,故A错误；

B、由图乙可知拉力F=50N,

拉力做的总功：V\&=Fs=50NX3m=150J,

w.

拉力做功的功率：P=—，=*?=30W,故B错误；

C、因为不计绳重和摩擦时F=W（G+G动），所以动滑轮的重力：6动=疝-6=3*50+120N=

30N,故C错误；

D、拉力做的有用功：Ww=Gh=120NXlm=120J,

滑轮组的机械效率：i]=萨X1OO%=揣xl00%=80%,故D正确。

故选：Do

21.（2023•汉阴县二模）用甲、乙两个滑轮组分别将两个物体在相同时间里匀速提升相同高度，拉

力分别为F甲、F乙，此过程相关数据如图所示，则下列说法正确的是（）

A.F甲比F乙小

B.乙的机械效率更高

C.F甲功率比F乙的功率小

D.甲、乙装置中的两个物体质量m甲比m乙大

【解答】解：D、由图可知，甲滑轮组中，n甲=3；乙滑轮组中，n乙=2；

由图丙可知，甲、乙滑轮组的总功和额外功分别为：

W总甲=1200J、W额甲=600J,W总乙=800J、W额乙=200J,

甲、乙滑轮组做的有用功分别为：W有甲=W总甲-W额甲=1200J-600J=600J,

W有乙=W总乙-W额乙=800J-200J=600J，

即W有Ep=W有乙，

由于物体上升的高度相同，由W^=Gh可知，物重G甲、G乙的大小关系为：G甲=6乙，

由6=1118可知，111甲=111乙，故D错误；

A、由s=nh可知，绳子自由端移动距离分别为：s甲=n甲h=3h,s乙=n乙h=2h

即s甲＞s乙，

W,C八W,

由WLFS可知,两滑轮组中，绳端拉力分别为:F产—=半,F乙==婴=

\r-j-f（v[c3,乙

400/

~fT9

即F甲=F乙，故A错误;

线100%=50%,1］乙

B、甲、乙滑轮组的机械效率分别为：T|甲=r7r-----X100%=

总甲

w

X100%=黑（X100%=75%,

嘎乙800/

即n甲乙，故B正确；

C、甲、乙装置中拉力做功的功率分别为：P^=—=P乙=上台=竿,

即PT>P乙，故C错误。

故选：Bo

22.（2023•岱岳区一模）如图甲所示，用动滑轮将正方体物块从装有水的容器底部缓慢匀速提起,

拉力F随提升高度h变化的关系如图乙所示。物块完全离开水面后，动滑轮的机械效率为87.5%,

绳重和摩擦忽略不计，下列说法中正确的是（）

①物块的边长为0.5m

②动滑轮重为300N

③提升物块完全离开水面前，动滑轮的机械效率大于87.5%

④将物块提升至上表面与水面相平的过程中拉力F做的功为1650J

A.只有①④B.只有②④C.只有③④D.只有①③

【解答】解：①动滑轮绳子的有效股数n=2,由图乙可知，物块浸没时绳子的拉力Fi=1375N,

11

绳重和摩擦忽略不计，由F=（（G+G动-F浮）可得：1375N=*（G+G动-F浮）------I

当物块完全离开水面后绳子的拉力F2=2000N,

11

由F=/（G+G动）可得：2000N=2（G+G动）-------------------II

由III可得：F浮=1250N,

因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,

P一

所以‘由F浮=p.V排可得，物块的体积：V=V上行=I。*]03k忧KON/的=°」25m3,

由V=I?可得，物块的边长：L=沙=加.125-=o.5m,故①正确;

小者1y后

②绳重和摩擦忽略不计，物块完全离开水面后，动滑轮的机械效率n=而亘=—

"总w/VV额外

Gh_G

Gh+G^h-G+G^

由nm可得：G=3500N,G动=500N,故②错误；

③绳重和摩擦忽略不计，提升物块完全离开水面前，动滑轮的机械效率：

、-有_玳有_6F@h_G-F浮_3500N-1250N

11—W~.~wJrW—（G-F,^）h+G±—G-F.^+G.-3500N—1250N+500N~8i-8/b,

总有额外'部动存动

则动滑轮的机械效率小于87.5%,故③错误；

④将物块提升至上表面与水面相平的过程中，由图乙可知，物体上升的高度h=0.6m,拉力F=

1375N,

绳子自由端移动的距离：s=nh=2X0.6m=1.2m,

此过程中拉力F做的功W=Fs=1375NX1.2m=1650J,故④正确。

故选：Ao

23.（2023•雁塔区校级二模）如图甲所示的滑轮组提升物体M,已知物体M所受的重力为550N,

卷扬机加在绳子自由端的拉力F将物体M在20s内沿竖直方向匀速提升10m,拉力F做的功W

随时间t的变化图象如图乙所示，忽略绳重及摩擦，下列说法正确的是（）

卷扬机

乡4也A

甲乙

A.动滑轮重为50N

B.绳子自由端移动的速度为0.5m/s

C.拉力做功功率为30W

D.该滑轮组的机械效率为83.3%

【解答】解：AC.由图甲可知n=2,

则物体M沿竖直方向匀速提升10m时，绳子自由端移动的距离：s=nh=2X10m=20m,

由图乙可知，在20s内拉力F做的功：W,e=6000J,

w,

由W总=Fs可得，绳子自由端的拉力为：F=T=嘿*=300N,

1

忽略绳重及摩擦，由F=/（G+G动）可得，动滑轮的重力：G动=nF-G=2X300N-550N=50N,

W.

拉力做功的功率为：P=—3=与罂=300亚，故A正确，C错误；

B.绳子自由端移动的速度：v=]=^=lm/s,故B错误；

D.所做的有用功：W：&=Gh=550NX10m=5500J,

滑轮组的机械效率：n=例9X1OO%=1|需X100%心91.7%,故D错误。

故选：Ao

24.（2023•惠山区校级一模）如图甲所示的装置，A是重10N的空吊篮，绳子B和C能承受的最大

拉力分别为100N和60No质量为50kg的小张同学将A提升到高处，施加的拉力F随时间变化

关系如图乙所示，A