2018-2022年北京市初三一模物理试题汇编：滑轮组的机械效率

第1页/共1页2018-2022北京初三一模物理汇编滑轮组的机械效率一、多选题1．（2022·北京房山·一模）如图所示，是工人使用滑轮组提升建筑材料的示意图，工人在绳子自由端施加竖直向下的拉力F为600N，使重1000N的建筑材料匀速竖直上升了3m，用时15s，忽略绳子重力及轮和轴间摩擦，下列说法中正确的是（）A．建筑材料上升的速度是0.4m/s B．动滑轮所受的重力为200NC．拉力F的功率是240W D．滑轮组的机械效率约为83.3%2．（2022·北京门头沟·一模）质量为60kg的工人站在水平地面上，利用如图滑轮组竖直向下拉动绳子自由端，将一质量为80kg的重物A以0.1m/s的速度匀速上升1m，此时该滑轮组的机械效率为80%（g取10N/kg）。对此工作过程及装置以下说法正确的是（）A．动滑轮重为200N B．工人对绳的拉力做功1000JC．拉力F的功率为50W D．工人对地面的压力为100N3．（2020·北京延庆·一模）如图所示为工地上利用卷扬机和滑轮组提升重物的情形。卷扬机对绳的拉力为400N，用1min的时间将重900N的物体匀速提升5m。忽略绳重和摩擦，下列说法正确的是（）A．动滑轮所受重力为300N B．滑轮组的机械效率为75%C．卷扬机拉绳的速度为0.25m/s D．滑轮组对重物做功的功率为75W4．（2020·北京密云·一模）用如图甲所示的动滑轮提升一批建筑材料。工人竖直向上拉动轻绳的自由端将建筑材料以0.1m/s的速度匀速提升，此过程中，作用在绳子自由端的拉力F所做的功W随时间t的变化关系如图乙所示已知这批建筑材料的总质量为70kg，滑轮的摩擦不可忽略g取10N/kg。下列说法中正确的是（）A．绳子自由端拉力做功的功率为80WB．绳子自由端的拉力F大小为400NC．用该滑轮提升这批建筑材料的机械效率约为87.5%D．若用这个动滑轮以0.1m/s的速度匀速提升总质量为100kg的建筑材料，则对绳子自由端竖直向上的拉力的功率为110W5．（2020·北京朝阳·一模）在建筑工地，用如图所示的滑轮组把建筑材料运送到高处。当电动机用800N的力拉钢丝绳，使建筑材料在10s内匀速上升1m的过程中，滑轮组的机械效率为90%，g取10N/kg。则下列说法中正确的是（）A．钢丝绳自由端的移动的速度为0.1m/sB．电动机对钢丝绳做的功为2400JC．建筑材料的质量为216kgD．电动机对钢丝绳做功的功率为160W二、计算题6．（2022·北京朝阳·一模）如图所示，用滑轮组提升质量为2×l03kg的物体A。物体A以0.lm/s的速度匀速上升的过程中，电动机对绳子自由端拉力的功率恒为2400W，g取10N/kg。求：（1）物体A受到的重力G；（2）电动机对绳子自由端的拉力F；（3）该滑轮组的机械效率η。7．（2019·北京·一模）小李家新买的房子位于12m高的5楼上，装修时利用如图所示的滑轮组提升装修材料。小李站在地面上把一件重为400N的材料匀速提升到楼上，此过程中滑轮组的机械效率为80%。若小李质量为65kg。（不计绳重及摩擦，g取10N/kg）求：（1）在此过程中小李所做的总功是多少？（2）若物体上升速度为1m/s，则拉力功率为多大？（3）小李利用此滑轮组提升其他装修材料时，一次能提起重物的重力不能超过多少N？8．（2018·北京大兴·中考一模）如图所示，工人师傅用一个动滑轮提升重物，在20s内货物被匀速提升4m．已知动滑轮重20N，货物重480N，不计绳子的重力和其他阻力．求：工人师傅对绳子施加的拉力大小；该动滑轮的机械效率；工人师傅做功的功率．9．（2018·北京房山·中考一模）如图是用滑轮组提升建筑材料A的示意图，在竖直向下的拉力F作用下，使重900N的建筑材料A在5s的时间里，匀速竖直上升了1m，绳自由端匀速竖直向下移动了2m．在这个过程中，拉力做功的功率为200W．求：（1）拉力F的大小；（2）滑轮组的机械效率η．三、实验题10．（2020·北京房山·一模）实验桌上有带横杆的铁架台、刻度尺、弹簧测力计、细绳，钩码一盒，滑轮2个。小勇利用上述实验器材测量滑轮组的机械效率。(1)在图中，请你用笔画线代替细绳，帮助小勇组装滑轮组，使绳子自由端施加竖直向上的拉力；()(2)该实验需要测量的物理量有：绳子自由端施加的拉力F、钩码被提升的高度h、绳子自由端移动的距离s和_________；(3)画出本次实验数据的记录表格；()(4)提高机械效率的方法有________。（写出1个方法即可）11．（2020·北京延庆·一模）某实验小组进行测量滑轮组机械效率的实验，先用弹簧测力计测量钩码所受的重力G（如图甲），再按图乙所示的连接方式组装好滑轮组，并分别记下钩码和弹簧测力计的起始位置：(1)如图乙中，为了测量绳子自由端的拉力F，A同学在缓慢匀速提升时读数，B同学在弹簧测力计静止时读数，然后把测得各个量数值，代入机械效率的公式，计算出机械效率的值，这两位同学_______（选填“A”或“B”）操作是正确的；(2)按照A同学的测量方法，测出的拉力F与钩码所受重力G的大小关系为F______（选填“大于”、“小于”或“等于”）；(3)实验中要分别记下钩码和弹簧测力计的起始位置，是为了_________。12．（2020·北京通州·一模）在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，小明用同一滑轮组做了3次实验，实验数据记录如下表所示，其中G动为动滑轮重力、G物为滑轮组所挂钩码的重力、h为钩码上升高度、F为绳子自由端的弹簧测力计的拉力、s为弹簧测力计上升的距离：次数G动／NG物／Nh／cmF／Ns／cmη11251.01566.7%21451.71578.4%316515(1)请根据实验数据，在图甲中完成滑轮组的绕线；()(2)实验中，使用滑轮组提升重物时，应竖直向上_______拉动弹簧测力计；(3)进行第3次测量时，弹簧测力计示数如图乙所示，则测力计的拉力为______N，滑轮组的机械效率约为_____%（计算结果保留一位小数）；(4)分析1、2、3次实验数据发现，用同一滑轮组提升重物时，重物的重力越大，滑轮组的机械效率越_____（选填“高”或“低”）。13．（2019·北京海淀·一模）小红在测量滑轮组机械效率的实验中，用图的装置匀速竖直向上提升重物，并记录了部分实验数据如表：钩码总重G/N钩码上升高度h/m测力计拉力F/N测力计拉绳端移动距离s/m30.10.3（1）上表中测力计拉力的示数如图所示，则此时拉力的测量值为______N．（2）此次实验中滑轮组的机械效率为______．14．（2019·北京门头沟·一模）探究利用动滑轮提升重物，“动滑轮的机械效率跟动滑轮所受重力是否有关？”的实验时，小明选用带横杆的铁架台、刻度尺、弹簧测力计、细绳，另外还有钩码一盒、质量不等的滑轮2个，滑轮的轮与轴之间的摩擦很小，可忽略不计．（1）以下是他的部分实验步骤，请你帮他补充完整：①用调好的弹簧测力计分别测出对一个钩码的拉力、一个动滑轮所受的重力，分别用T、G动表示．如图所示组装实验器材，用弹簧测力计______拉绳子自由端，绳子自由端所受拉力用F表示，绳子自由端移动的距离用S表示，钩码上升的高度用h表示．用弹簧测力计测出F，用刻度尺分别测出s、h．并把测量数据记录在表格中；②用弹簧测力计测出另一动滑轮所受重力G动，保证________不变，仿照步骤①分别测量对应的T、G动、F、s、h并把测量数据记录在表格中．（2）利用公式；计算两次实验动滑轮的机械效率η，由η1______η2（选填“＝”或“≠”），可以得出“动滑轮的机械效率跟动滑轮所受重力有关”．（3）实验记录表T(N)G动（N）h（m）F（N）s(m)15．（2019·北京大兴·一模）为了探究“用动滑轮提升重物时，如果动滑轮的机械效率不变，则有用功跟总功成正比”，小明在实验台上组装好实验装置，如图所示，其中弹簧测力计的量程为0～5N．另外还有质量均为100g的钩码六个（图中未画出）．以下是他的部分实验步骤，请你帮他补充完整：①在动滑轮挂钩上挂2个钩码，用弹簧测力计竖直向上匀速拉绳子自由端．2个钩码的总质量用m表示，用弹簧测力计测出绳子自由端的拉力F，用刻度尺分别测出绳子自由端移动的距离s和钩码上升的高度h，将m、F、s、h数值记录在表格中；②保持_____不变，依次改变绳子自由端移动的距离s，仿照步骤仿照步骤①再做5次实验，将各次的m、F、s、h数值记录在表格中．③利用W总＝_____，计算出各次的总功，用W有用＝Gh＝mgh，计算出各次的有用功，并将各次的W总、W有用的数值记录在表格中．16．（2019·北京平谷·一模）下面是小阳同学测滑轮组的机械效率的主要实验步骤：①按图甲所示装置组装实验器材，标出钩码和绳子自由端起始位置分别为A和A'．②用弹簧测力计匀速竖直向上拉动绳子自由端，将重力为G的钩码从A位置匀速提升到B位置，记录钩码上升高度为h．③测出在这个过程中，弹簧测力计对绳的拉力为F，绳子自由端从A'位置匀速提升到B'位置，记录绳子自由端上升高度为s．④计算出滑轮组的机械效率η．请根据以上实验完成下列问题：（1）画出本次实验数据的记录表格_______．（2）实验中G＝4.8N；h、s、F的测量数值分别如图甲、乙所示，则拉力所做的有用功是_____J，滑轮组的机械效率η＝_____．17．（2019·北京房山·一模）如图所示，甲、乙、丙三位同学分别用同一个动滑轮竖直向上匀速提升不同的钩码，并记录了如下表所示的实验数据．根据表中的实验数据回答下列问题．钩码重G/N钩码上升的高度h/cm人对绳子的拉力F/N绳子自由端上升的高度s/cm时间t/s甲同学352.1102乙同学442.681丙同学764.2123（1）所用动滑轮重为_____N；（选填“1”、“1.5”或“2”）（2）有一位同学做功最多，他做的功为_____J；（3）做功最快的是_____同学；（选填“甲”、“乙”或“丙”）（4）利用表中的实验数据，可得出滑轮的机械效率与_____有关．18．（2018·北京门头沟·中考一模）实验桌上有带横杆的铁架台、刻度尺、弹簧测力计、细绳，另外还有钩码一盒，质量不等的滑轮2个，滑轮的轮与轴之间的摩擦很小，可忽略不计．小霞想利用上述实验器材探究：“动滑轮的机械效率与提升物体所受重力的关系”．实验步骤如下：（一）用调好的弹簧测力计测出1个钩码，所受的重力G．如图所示组装实验器材，用弹簧测力计竖直向上匀速拉绳子自由端，绳子自由端所受拉力用F表示，绳子自由端移动的距离用s表示，钩码上升的高度用h表示．将G的数值记录在表格中，用弹簧测力计测出F，用刻度尺分别测出s、h，并把测量数据记录在表格中；（二）保持动滑轮所挂钩码不变，依次改变绳子自由端移动的距离s，仿照步骤（1）再做5次实验，并把各次的测量数据记录在表格中；（三）利用公式η==，计算各次动滑轮的机械效率η，并将η值记录在表格中．（1）小霞实验过程中存在的问题：_______．（2）请你针对小霞实验过程中存在的问题，写出改进措施：_______．

参考答案1．BCD【详解】A．建筑材料匀速竖直上升了3m，用时15s，则建筑材料上升的速度为故A错误；B．由图知，使用滑轮组承担物重的绳子段数n=2，忽略绳子重力及轮和轴间摩擦，则有即则G动=200N故B正确；C．由图知，使用滑轮组承担物重的绳子段数n=2，则绳自由端通过的距离为s=23m=6m则拉力做的功为W总=Fs=600N6m=3600J则拉力F的功率是故C正确；D．有用功为拉力做的总功为W总=3600J滑轮组的机械效率为故D正确。故选BCD。2．BD【详解】B．重物的质量为80kg，则重物的重力G=mg=80kg×10N/kg=800N重物上升1m，则有用功W=Gh=800N×1m=800J由图可知，动滑轮上的绳子段数是2段，该滑轮组的机械效率为80%，由可知，滑轮组做的总功是即工人对绳的拉力做功1000J，故B正确；C．绳子自由端移动的距离s=nh=2×1m=2m则绳子自由端的拉力绳子自由端移动的速度v=nv物=2×0.1m/s=0.2m/s拉力F的功率P=Fv=500N×0.2m/s=100W故C错误；A．若不计摩擦和绳重，由可得，动滑轮的重力G动=2F-G=2×500N-800N=200N由于实际上绳重和摩擦是存在的，则动滑轮重不等于200N，故A错误；D．因工人受到竖直向上的支持力和拉力以及竖直向下的重力而处于平衡状态，所以工人受到地面的支持力F支持=G人-F=mg-F=60kg×10N/kg-500N=600N-500N=100N又因工人对地面的压力和地面对人的支持力是一对相互作用力，所以工人对地面的压力等于地面对人的支持力，即100N，故D正确。故选BD。3．ABC【分析】由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据求出动滑轮的重力；根据求出绳端移动的距离，利用求出卷扬机拉绳的速度，根据求出卷扬机拉力做功的功率；根据求出滑轮组的机械效率。【详解】A．由图可知n=3，不计绳重和摩擦，由可得，动滑轮的重力故A正确；B．滑轮组的机械效率故B正确；C．卷扬机拉绳移动的距离卷扬机拉绳的速度故C正确；D．卷扬机拉力做功的功率故D错误。故选ABC。4．ABC【详解】A．由图乙可知，拉力在100s内做功，则拉力做功功率故A项正确；B．图中使用的是动滑轮，拉力端移动速度由可得拉力大小故B项正确；C．建材受到的重力则动滑轮机械效率故C项正确；D．若忽略绳重和滑轮的摩擦力不计，拉力则动滑轮重力提升总质量为100kg的建材材料时，建材重力拉力拉力做功的功率因为不能忽略绳重和滑轮的摩擦力，所以拉力的功率不等于110W，故D项错误。故选ABC。5．BC【详解】A．材料上升的速度为滑轮组由3股绳子，则钢丝绳自由端的移动的速度为故选项A错误；B．电动机用800N的力拉钢丝绳，物体上升1m，则绳子的自由端移动3m，故拉力做的功故选项B正确；C．因为滑轮组的机械效率为90%，则根据可得则重物的质量为故选项C正确；D．电动机对钢丝绳做功的功率为故选项D错误。故选BC。6．（1）2×104N；（2）8000N；（3）83.3%【详解】解：（1）物体A的质量为2×l03kg，则重力（2）动滑轮上的绳子段数为3段，物体A以0.lm/s的速度匀速上升，则绳端的移动速度是电动机对绳子自由端拉力的功率恒为2400W，则绳端拉力

（3）物体A上升时的功率滑轮组的机械效率

答：（1）物体A受到的重力是2×104N；（2）绳子自由端的拉力是8000N；（3）滑轮组的机械效率是83.3%。7．（1）6000J；（2）500W；（3）1200N【详解】解：（1）做的有用功为根据可得，小李所做的总功为（2）提升物体所需要时间为拉力功率为（3）额外功为动滑轮的重为最大拉力等于小李的重力，即滑轮组有两段绳子承担物重，所以一次能提起重物的重力最大为答：（1）在此过程中小李所做的总功是6000J；（2）若物体上升速度为1m/s，则拉力功率为500W；（3）小李利用此滑轮组提升其他装修材料时，一次能提起重物的重力不能超过1200N。8．250N；；100W．【详解】分析：（1）动滑轮绳子的有效股数为2，不计绳子的重力和其他阻力，根据求出工人师傅对绳子施加拉力的大小；（2）根据求出绳端移动的距离，根据求出工人师傅做的总功，根据求出工人师傅做的有用功，根据求出该动滑轮的机械效率；（3）根据求出工人师傅做功的功率．解答：（1）动滑轮绳子的有效股数为2，不计绳子的重力和其他阻力，则工人师傅对绳子施加的拉力：；（2）绳端移动的距离：，工人师傅做的总功：，工人师傅做的有用功：，该动滑轮的机械效率：；（3）工人师傅做功的功率：．答：（1）工人师傅对绳子施加的拉力大小为250N；（2）该动滑轮的机械效率为96%；（3）工人师傅做功的功率为100W．【点睛】本题考查了动滑轮绳子拉力和做功公式、机械效率公式以及功率公式的应用，明确有用功和总功是关键．9．（1）500N；（2）90%．【详解】解：（1）由图知，n＝2，则拉力端移动距离s＝2h＝2×1m＝2m，拉力端移动的速度：v＝＝0.4m/s，由P＝＝Fv得拉力：F＝＝500N；（2）做的有用功：W有用＝Gh＝900N×1m＝900J，拉力做的总功：W总＝Pt＝200W×5s＝1000J，滑轮组的机械效率：η＝＝90%．答：（1）拉力F的大小为500N；（2）滑轮组的机械效率为90%．10．

被提升的钩码的重力G

钩码重力G/N绳端拉力F/N钩码提升的高度h/cm绳端移动距离s/cm滑轮组机械效率η/%

换用质量较小的动滑轮【详解】(1)[1]对由一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组，使绳子自由端施加竖直向上的拉力，所以绳子应该从动滑轮开始缠绕，故如下图所示：。(2)[2]根据测机械效率的原理是可知，该实验需要测量的物理量有：绳子自由端施加的拉力F、钩码被提升的高度h、绳子自由端移动的距离s和被提升的钩码的重力G。(3)[3]本次实验数据的记录表格如下：钩码重力G/N绳端拉力F/N钩码提升的高度h/cm绳端移动距离s/cm滑轮组机械效率η/%(4)[4]可以换用质量较小的动滑轮，减小滑轮组的额外功，来提高滑轮组的机械效率。11．

A

大于

测量钩码和弹簧测力计移动的距离【分析】(1)在使用滑轮组时，滑轮组还要克服一些机械摩擦，所以要测量滑轮组的机械效率，需使物体上升进行读数。(2)使用滑轮组时，拉力不仅要克服物体的重力，还要克服动滑轮的重力及机械摩擦。(3)要测滑轮组的机械效率，需测出G、h、F、s，根据公式计算。所以需要测量钩码和弹簧测力计移动的距离，从而计算有用功和总功。【详解】(1)[1]为了测量滑轮组提升物体时的机械效率，所以需在缓慢匀速提升时读数，则A同学操作正确。(2)[2]由图知，滑轮组由3段绳子承担物重，则，但其成立的条件是不考虑机械自重和摩擦，若考虑的话拉力F大于。(3)[3]为了测量钩码和弹簧测力计移动的距离，从而计算有用功和总功，应分别记下钩码和弹簧测力计的起始位置。12．

匀速

2.4

83.3

高【详解】(1)[1]由表格中数据可知，物体上升的高度h=0.05m，而绳子自由端移动的距离为0.15m，s=3h，所以由3段绳子承担物重，因此要从动滑轮绕起，如图所示：(2)[2]实验中要竖直向上匀速缓慢拉动弹簧测力计，弹簧测力计示数稳定，便于读数。[3][4]由图乙知，测力计的分度值为0.2N，测力计示数为2.4N，第3次测量时滑轮组的机械效率为η===×100%≈83.3%第3次测量时滑轮组的机械效率为83.3%。(3)[5]由表格中数据知，使用同一滑轮组，提升不同的物体到同一高度，机械效率不同，可知滑轮组机械效率主要与被提升的物重有关，同一滑轮组提升重物的重力越大时，滑轮组的机械效率将越高。13．

1.6

62.5%【详解】(1)[1]测力计分度值为0.2N，则此时拉力的测量值为1.6N．(2)[2]此次实验中滑轮组的机械效率为：η=≈62.5%．14．

竖直向上匀速

钩码所受重力

≠【详解】（1）①用弹簧测力计竖直向上匀速拉绳子自由端，系统处于平衡状态，此时测力计的示数与拉力大小才相等；②用弹簧测力计测出另一动滑轮所受重力G动，保证钩码所受重力不变，仿照步骤①分别测量对应的T、G动、F、s、h．并把测量数据记录在表格中．（2）动滑轮的机械效率：，动滑轮重不同，F不同，故η不等；可以得出“动滑轮的机械效率跟动滑轮所受重力有关”．15．

钩码的质量

FS【详解】②根据小明计划用这些器材探究“用动滑轮提升重物时，如果动滑轮的机械效率不变，则有用功跟总功成正比的关系”可知，小明计划探究的问题中的自变量是拉力对绳头做的总功，控制变量是机械效率，因为同一个滑轮组，提升钩码的重力也影响滑轮组的机械效率，所以在实验步骤②中，应保持所挂钩码数不变，即钩码质量不变；③根据总功等于拉力与绳子自由端移动的距离的乘积，利用W总=FS，计算各次的总功．16．

钩码重力G/N钩码上升高度h/m弹簧测力计示数F/N绳端上升的高度s/m有用功W有/J总功W总/J机械效率

0.24

80%【详解】（1）根据η＝＝×100%知，表格