2020-2022年北京市初三一模物理试题汇编：探究-使用机械是否省功

第1页/共1页2020-2022北京初三一模物理汇编探究—使用机械是否省功一、多选题1．（2022·北京大兴·一模）用如图甲所示的滑轮组提升物体，已知被提升的物体M质量为73kg，作用在绳子自由端竖直向下的拉力F=400N，绳子自由端沿竖直方向运动的距离随时间变化的关系如图乙所示，g=10N/kg。下列说法中正确的是（）A．绳子自由端移动的速度为0.5m/sB．动滑轮的重力为70NC．拉力F的功率为100WD．滑轮组提升物体M的机械效率为91.25%2．（2022·北京丰台·一模）如图甲所示，滑轮组悬挂在水平支架上，某工人站在水平地面上，用400N竖直向下的拉力拉动绳子自由端使物体A匀速上升，物体上升的高度随时间变化的关系如图乙中图线所示。已知物体A重720N，两个滑轮的质量相等，不计滑轮组的绳重和摩擦。在0~20s的过程中，下列说法中正确的是（）A．绳子自由端移动的速度为0.2m/s B．绳子自由端拉力的功率为160WC．支架受到滑轮组的拉力为880N D．滑轮组的机械效率为90%3．（2022·北京海淀·一模）如图所示，置于水平工作台面上的卷扬机，其质量为50kg，工作时做功的功率恒为1000W。现用卷扬机通过一个动滑轮匀速竖直提升重为4500N的物体A，经过2s物体A被竖直匀速提升了40cm。不计绳重和摩擦，取g=10N/kg，下列说法中正确的是（）A．1s内滑轮对物体A做的有用功为1800JB．动滑轮的质量为50kgC．提升物体A时，动滑轮的机械效率为90%D．提升物体A时，工作台面对卷扬机的支持力为3000N4．（2021·北京东城·一模）工人师傅为了搬运装修材料，设计了如图所示的滑轮组，已知图中的每个滑轮均重50N。在一次施工中，工人师傅用此装置将重为400N的材料匀速提升到4.5m高的楼上用时30s。此过程中，绳重和摩擦忽略不计，g取10N/kg。下列说法正确的是（）A．绳自由端移动的速度为0.45m/sB．天花板受到竖直向下500N的拉力C．工人做的有用功是2025JD．滑轮组的机械效率约为88.9%5．（2021·北京中学一模）小亮同学用滑轮组提升物体，绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系如图中图线a所示，物体上升的高度随时间变化的关系如图中图线b所示。已知物体的质量为900g，所用动滑轮的质量为100g，绳子自由端的拉力F为2.6N。g取10N/kg。在0～2s的过程中，下列说法中正确的是（）A．物体上升速度为0.025m/sB．拉力F的功率为0.13WC．滑轮组的有用功为0.45JD．滑轮组的机械效率小于90%6．（2020·北京丰台·一模）如图甲是用动滑轮运送物体A的装置示意图，绳子自由端竖直移动的距离s随时间t变化的关系如图乙所示。已知物体A重300N，卷扬机对绳子的拉力F做功的功率为400W。在0~20s的过程中，下列说法中正确的是（）A．绳子自由端移动的速度为2m/s B．卷扬机对绳子的拉力F为150NC．动滑轮做的有用功为8000J D．动滑轮提升物体A的机械效率为75%7．（2020·北京西城·一模）小亮同学用滑轮组提升物体，绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系如图中图线a所示，物体上升的高度随时间变化的关系如图中图线b所示。已知物体的质量为900g，所用动滑轮的质量为100g，绳子自由端的拉力F为2.6N。g取10N/kg。在0~2s的过程中，下列说法中正确的是（）A．物体上升速度为0.05m/s B．拉力F的功率为0.13WC．滑轮组的有用功为0.9J D．滑轮组的机械效率小于90%8．（2020·北京海淀·一模）如图甲所示，用一个动滑轮匀速提升重为800N的物体A，在卷扬机拉力F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所示；用该装置匀速提升物体B时，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b所示。已知动滑轮的重力为200N，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，且不计绳重和轮与轴间的摩擦。下列说法正确的是（）A．物体A上升的速度为10cm/s B．拉力F的功率为100WC．物体B受到的重力为4000N D．提升物体B时动滑轮的机械效率为95%9．（2020·北京顺义·一模）用图所示的装置将重为为800N的正方体石料A从水中提升出来。在卷扬机对绳子的拉力作用下，使A经历了三个过程∶过程I为A浸没在水中竖直匀速上升的过程，过程Ⅱ为A上表面刚露出水面到下表面刚离开水面竖直匀速上升的过程，过程Ⅲ为A在空中竖直匀速上升的过程。过程I中卷扬机对绳子的拉力大小为F=500N。若不计绳重和轮与轴间的摩擦，不计水中提升时水对A的阻力，不计A被提出水面所带水的质量，下列判断中正确的是（）A．若过程I和过程Ⅱ中提升A的高度相同，则两过程中动滑轮所做的有用功相同B．过程I和过程II中卷扬机对绳子的拉力大小相同C．过程Ⅲ中提升A的机械效率η一定小于80%D．此装置中动滑轮的重力大于200N10．（2020·北京房山·一模）小明用图所示的滑轮组提升300N的重物，在不可伸长的轻质绳子自由端施加的拉力为125N，4s内重物匀速上升2m，绳子与轮子之间没有相对滑动，不计轮与轴间的摩擦，下列说法中正确的是（）A．绳子自由端移动的速度为1.5m/s B．动滑轮重75NC．拉力做功的功率为150W D．此过程滑轮组的机械效率为80％二、单选题11．（2022·北京顺义·一模）用如图甲所示的滑轮组和卷扬机打捞水中的物体，动滑轮的重力为100N，卷扬机对绳子竖直向下的拉力F与卷扬机拉动绳子的速度v的关系如图乙所示，卷扬机拉动绳子的功率保持不变。当使用这个装置提升重为900N的物体A时，A浸没在水中被竖直匀速提升，已知物体A的体积V为2×10-2m3，g取10N/kg，绳重、轮与轴的摩擦及水的阻力均可忽略不计。对于提升A（A未露出水面）的过程，下列判断正确的是（）A．卷扬机对绳子的拉力大小为500N B．滑轮组的机械效率为90%C．物体A受到的浮力大小为900N D．动滑轮对A的拉力的功率为52.5W12．（2021·北京海淀·一模）体重为700N的工人用图所示的滑轮组将建材运送到高处。在某次运送中，工人在20s内将质量为40kg的建材竖直向上匀速提升了5m，滑轮组的机械效率为80%。若两个滑轮的质量相等，不计绳重及摩擦，g取10N/kg。下列说法中正确的是（）A．动滑轮重为10NB．此过程中工人拉力做功的功率为62.5WC．此过程中B处挂钩受到天花板的拉力为600ND．此过程中该工人对地面的压力的大小为250N三、填空题13．（2022·北京延庆·一模）如图所示，是用动滑轮运送建筑材料A的示意图，物体A重800N，在卷扬机对绳子的拉力作用下，绳自由端在50s的时间里匀速竖直上升了20m。在这个过程中，卷扬机对绳子的拉力F做功的功率为200W。绳自由端的拉力是_____________N，动滑轮的机械效率是_________。四、计算题14．（2022·北京东城·一模）图是用动滑轮运送建筑材料A的示意图。在卷扬机对绳子的拉力作用下，使重800N的建筑材料A在50s的时间里，匀速竖直上升了10m。在这个过程中，动滑轮提升建筑材料A所做的有用功为W有，卷扬机对绳子的拉力F做功的功率P为200W，不计绳重和摩擦。求：（1）有用功W有；（2）动滑轮的重力G动；（3）动滑轮匀速提升建筑材料A的机械效率。15．（2022·北京石景山·一模）如图甲所示，用卷扬机（其内部有电动机提供动力）通过动滑轮提升重力为的物体并使其匀速上升时，卷扬机对动滑轮绳子端的拉力为F，平台对卷扬机的支持力为，拉力F的功率为P，动滑轮的机械效率为％；已知被提升物体移动的距离随时间变化的图像如图乙所示，卷扬机的重力为，吸盘和绳子的质量及滑轮与轴的摩擦均可忽略不计，g取。求：（1）拉力F的大小；（2）平台对卷扬机的支持力；（3）拉力F的功率P；（4）若卷扬机通过动滑轮提升物体的最大重力是，此时动滑轮提升重物的机械效率是多少？16．（2022·北京平谷·一模）小明体重600N，用如图所示滑轮组匀速竖直向上提升800N的重物A，提升的过程中，小明用竖直向下的力匀速拉动绳子，使物体A在2s内上升0.8m。已知小明拉力的功率为400W。求：（1）机械效率；（2）人对地面的压力。17．（2022·北京通州·一模）如图所示，滑轮组悬挂在水平支架上，在其自由端施加竖直向下的拉力F，使重为360N的物体A匀速竖直上升了1m，用时5s，滑轮组的额外功为40J。在此过程中，求：（1）滑轮组的有用功W有；（2）滑轮组的机械效率η；（3）拉力F的功率P。18．（2021·北京平谷·一模）在维修汽车发动机时，用如图所示的滑轮组把汽车里的发动机提起来。当卷扬机用750N的力拉钢丝绳，使发动机在10s内匀速上升1m的过程中，滑轮组的机械效率为80%，已知动滑轮的重力是250N。求：（1）卷扬机做功的功率。（2）发动机的重力。19．（2021·北京大兴·一模）如图所示，是用动滑轮运送建筑材料A的示意图，在卷扬机对绳子的拉力F作用下，使重900N的建筑材料A以0.2m/s的速度匀速竖直上升，动滑轮的机械效率η为90%，不计绳重和滑轮与轴的摩擦。求∶（1）拉力F；（2）拉力F做功的功率P；（3）动滑轮所受的重力G。20．（2021·北京·一模）如图所示，滑轮组悬挂在水平支架上，某工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，使物体A匀速上升，提升过程中滑轮组的机械效率为80%。已知物体A重400N，两个滑轮质量相等，不计滑轮组的绳重和摩擦。求：（1）匀速提升物体A时，绳子自由端受到的拉力；（2）物体A以0.2m/s的速度匀速上升时，绳子自由端拉力的功率；（3）匀速提升物体A时，请以定滑轮为研究对象做受力分析，并求出支架对定滑轮的拉力T。21．（2021·北京·一模）如图所示，滑轮组悬挂在水平支架上，重为500N的工人用300N竖直向下的拉力拉动绳子自由端，使重540N的物体A匀速上升。已知该工人与水平地面的接触面积为500cm2，两个滑轮的质量相等，不计滑轮组的绳重和摩擦。求∶（1）画出工人的受力分析图；（2）该工人对地面的压强；（3）滑轮组的机械效率；（4）支架受到滑轮组的拉力。22．（2020·北京平谷·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1200N的建筑材料A在20s的时间里，匀速竖直上升了4m。在这个过程中，拉力F为750N，滑轮组的机械效率为η，拉力F做功的功率为P。求：(1)绳子自由端移动的速度v绳；(2)滑轮组的机械效率η；(3)拉力F的功率P。23．（2020·北京大兴·一模）工人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，工人对绳子自由端的拉力F=400N且竖直向下，工人的质量m=60kg，g=10N/kg。求在此过程中：（1）地面对工人的支持力大小；（2）装置对货物做的有用功；（3）拉力F的功率；（4）该装置的机械效率。

参考答案1．AD【详解】A．如图所示，当绳子自由端移动的距离为，，其速度为故A正确；B．提升的物体重为如图所示，2段绳子承担重力，如果不考虑摩擦及绳子重，则动滑轮的重力为所以考虑摩擦及绳子重，则动滑轮的重力小于70N。故B错误；C．拉力F的功率为故C错误；D．如图所示，滑轮组提升物体M的机械效率为故D正确。故选AD。2．BD【详解】A．物体上升的速度由图可知n=2，绳子自由端移动的速度为v=nvA=2×0.2m/s=0.4m/s故A错误；B．绳子自由端拉力的功率为故B正确；C．动滑轮的重力G动=nF-G=2×400N-720N=80N由两个滑轮质量相等和G=mg可知，定滑轮的重力G定=G动=80N以定滑轮为研究对象进行受力分析可知，定滑轮受到竖直向上的支架对它的拉力、竖直向下的重力和三股绳子向下的拉力作用处于平衡状态，由定滑轮受到的合力为零可得F拉=G定+3F=80N+3×400N=1280N因支架对定滑轮的拉力和支架受到滑轮组的拉力是一对相互作用力，所以，支架受到滑轮组的拉力F拉′=F拉=1280N故C错误；D．滑轮组的机械效率故D正确。故选BD。3．BCD【详解】A．1s内物体A被竖直匀速提升了h=20cm=0.20m1s内滑轮对物体A做的有用功为故A错误；B．1s内卷扬机做的总功W总=Pt=1000W×1s=1000J1s内卷扬机做的额外功W额外=W总-W有用=1000J-900J=100J不计绳重和摩擦的情况下，对动滑轮做的功就是全部的额外功，则动滑轮的重力为动滑轮的质量为故B正确；C．提升物体A时，动滑轮的机械效率为故C正确；D．不计绳重和摩擦的情况下，提升物体A时，卷扬机对绳子的拉力为卷扬机受到绳子的拉力和卷扬机对绳子的拉力为相互作用力，大小相等方向相反，即卷扬机受到绳子的拉力F′=F=2500N卷扬机受到重力为G′=mg=50kg×10N/kg=500N由于卷扬机受到重力、绳子的拉力和支持力的作用，由三力平衡可知，工作台面对卷扬机的支持力为N=G′+F′=500N+2500N=3000N故D正确。故选BCD。4．AD【详解】A．由题意可知，材料匀速被提升4.5m，用时30s，根据速度公式可知，材料移动的速度材料移动的速度是0.15m/s，从图中可以看到，三条绳子托着动滑轮，则绳自由端移动的速度绳自由端移动的速度是0.45m/s，故A正确；B．力的作用是相互的，滑轮组对天花板的拉力大小等于天花板对滑轮组的拉力，设天花板对滑轮组的拉力是，把滑轮组和材料看成一个整体，这个整体匀速上升，处于平衡状态，受到重力、天花板对滑轮组的拉力、绳自由端受到的拉力，绳重和摩擦忽略不计，则三条绳子托着动滑轮，绳重和摩擦忽略不计，则绳自由端受到的拉力符合下式解得；由上述可知，这个整体受到重力、天花板对滑轮组的拉力、绳自由端受到的拉力，这三力平衡，可得解得天花板对滑轮组的拉力是350N，即天花板受到竖直向下350N的拉力，故B错误；C．工人所做的有用功工人所做的有用功是1800J，故C错误；D．三条绳子托着动滑轮，材料匀速提升4.5m高，则绳端移动的距离自由端受到的拉力，则工人所做的总功由C解析可知，工人所做的有用功，则滑轮组的机械效率滑轮组的机械效率约为88.9%，故D正确。故选AD。5．ACD【详解】A．由图可知，物体上升速度为故A正确；B．根据图可知，当绳子运动2s时，路程是20cm=0.2m绳子的速度为拉力F的功率为故B错误；C．当物体运动2s时，路程是5cm=0.05m有用功为故C正确；D．总功为滑轮组的机械效率为＜90%故D正确。故选ACD。6．AD【详解】A．从图像中可知，绳子速度故A正确；B．卷扬机对绳子的拉力F做功的功率为400W，根据公式，可知拉力故B错误；C．在20s内，绳子的移动距离为s=40m，因为绳子段数n=2，所以物体上升距离为h=20m，对物体做的有用功故CD错误；D．动滑轮提升物体A的机械效率为故D正确；故选AD。7．ACD【详解】A．由图可知，当物体运动2s时，路程是10cm，物体上升速度为故A错误；B．根据图可知，当绳子运动2s时，路程是40cm，绳子的速度为拉力F的功率为C．当物体运动2s时，路程是10cm，有用功为D．总功为效率为故D正确。故选ACD。8．ABD【详解】由图乙可知，提升物体A时，绳子自由端竖直移动的速度为则物体A上升的速度为拉力F的大小为拉力F的功率为由图乙可知，提升物体B时，绳子自由端竖直移动的速度为提升物体B时，拉力的大小为物体B的重力为提升物体B时动滑轮的机械效率为故选ABD。9．CD【详解】A．过程I、Ⅱ中动滑轮提供的拉力等于A的重力减A受到的浮力，但过程Ⅱ中物块排开水的体积变小，则浮力不断变小，拉力增大，提升相同的高度，由可知过程I中动滑轮所做的有用功与过程Ⅱ中动滑轮所做的有用功不相等，故错误；B．过程I和过程II中动滑轮提供的拉力大小不同，由可知卷扬机对绳子的拉力大小不同，故错误；CD．过程I中过程Ⅲ中又因为则故CD正确。故选CD。10．ABD【详解】A．由图知，承担物重的绳子股数n=3，绳子自由端移动的距离为绳子自由端移动的速度为故A正确；B．不计绳重和摩擦，绳端自由端的拉力为则动滑轮的重力为故B正确；C．拉力做的总功为拉力的功率为故C错误；D．利用滑轮组所做的有用功为滑轮组的机械效率为故D正确。故选ABD。11．D【详解】AC．物体A浸没在水中受到的浮力为卷扬机对绳子的拉力大小为故AC错误；B．由图甲可知，动滑轮上绳子的段数n为2，滑轮组的机械效率为故B错误；D．由乙图可知，当拉力为400N时，绳子的速度为0.15m/s，则动滑轮对A的拉力的速度为动滑轮对A的拉力的功率为故D正确。故选D。12．C【详解】B．建材受到的重力工作对建材做的有用功工作做的总功拉力做功的功率故B错误；A．工人做的额外功动滑轮重故A错误；C．定滑轮重绳子自由端拉力此过程中B处挂钩受到天花板的拉力故C正确；D．此过程中地面对该工人的支持力的大小此过程中，该工人对地面的压力和地面对该工人的支持力是一对相互作用力，故压力的大小故D错误。故选C。13．

500

80%【详解】[1]拉力做的总功W总=P总t=200W×50s=1×104J绳自由端的拉力[2]由图可知n=2，建筑材料上升的高度有用功W有=Gh=800N×10m=8000J动滑轮的机械效率14．（1）；（2）；（3）【详解】解：（1）物体A匀速直线上升，以物体A为研究对象，其受力分析如图1所示，所受拉力T与其重力G二力平衡所以有T=GA，故动滑轮提升建筑材料A所做的有用功为（2）根据可知，物体运动的速度为由动滑轮特点可知，绳子末端移动距离是物体移动的二倍，运动时间相同，故绳子末端运动的速度时物体速度的二倍，速度为根据可得物体运动过程中所受牵引力大小为以动滑轮和物体A为研究对象，其受力分析如图2所示可得故动滑轮重力为（3）卷扬机做的总功为则动滑轮匀速提升建筑材料A的机械效率为答：（1）有用功W有为8000J；（2）动滑轮的重力G动为200N；（3）动滑轮匀速提升建筑材料A的机械效率为80%。15．（1）240N；（2）840N；（3）960W；（4）85％【详解】解：（1）由图甲可知，绳子的段数为2段，则s=2h，所以由于动滑轮的机械效率为η=75％，物体的重力为G=360N，则解得：拉力F=240N。（2）卷扬机受到重力、绳子的拉力和平台对它的支持力，且卷扬机处于静止状态，则平台对卷扬机的支持力F支=G机+F=600N+240N=840N（3）2s内运动的高度为4m，则2s内绳子移动的距离为s=2×4m=8m2s内拉力做功为拉力F的功率为（4）吸盘和绳的质量及滑轮与轴的摩擦均可忽略不计，这种情况下，则，由于n=2，则若卷扬机通过动滑轮提升物体的最大重力是Gm=680N，此时动滑轮提升重物的机械效率是答：（1）拉力F的大小为240N；（2）平台对卷扬机的支持力为840N；（3）拉力F的功率为960W；（4）若卷扬机通过动滑轮提升物体的最大重力是，此时动滑轮提升重物的机械效率是85％。16．（1）80%；（2）100N【详解】解：（1）滑轮组做的有用功为小明拉力做的功为机械效率（2）绳子的拉力为根据力的相互性，绳子拉人的力也为500N，故人对地面的压力答：（1）机械效率为80%；（2）人对地面的压力为100N。17．（1）360J；（2）90%；（3）80W【详解】解：（1）物体的重力G=360N，提升的高度h=1m，则滑轮组的有用功为W有=Gh=360N1m=360J（2）滑轮组的额外功W额=40J，可知滑轮组的总功为W总=W有+W额=360J+40J=400J则滑轮组的机械效率为

（3）时间t=5s，可知拉力的功率为答：（1）滑轮组的有用功W有为360J；（2）滑轮组的机械效率η为80%；（3）拉力F的功率P为80W。18．（1）225W；（2）1800N【详解】解：（1）由图可知，滑轮组承担重物和动滑轮的绳子股数为n=3，则拉力在10s内移动的距离为s=nh=3×1m=3m则卷扬机做的功为W=Fs=750N×3m=2250J卷扬机做功的功率为P=225W（2）卷扬机做的有用功为W有=Wη=2250J×80%=1800J因卷扬机对发动机做的功为有用功，根据W有=Gh，则发动机重力为答：（1）卷扬机做功的功率为225W；（2）发动机的重力为1800N。19．（1）500N；（2）200W；（3）100N【详解】解：（1）根据题意知道，有用功W有用=Gh由图知道，n=2，绳子的拉力F的总功又因为动滑轮的机械效率η=90%，所以，代入数据解得拉力大小是（2）由知道，拉力F做功的功率（3）由于绳重及轮与轴之间的摩擦可忽略不计，由知道，动滑轮所受的重力答：（1）拉力大小是500N；（2）拉力F做功的功率是200W；（3）动滑轮所受的重力是100N。20．(1)250N；(2)；(3)850N【详解】(1)提升过程中滑轮组的机械效率则动滑