2020-2021備戰(zhàn)中考物理二模試題分類匯編-滑輪組的省力問題綜合附答案解析

2020-2021備戰(zhàn)中考物理二模試題分類匯編——滑輪組的省力問題綜合附答案解析一、初中物理滑輪組的省力問題1．用如圖所示的滑輪或滑輪組，將同一物體勻速提高h，最省力的是（滑輪重不計）（）A． B． C． D．【答案】D【解析】【分析】【詳解】A．圖中滑輪是定滑輪，拉力F=G；B．圖中滑輪是動滑輪，拉力；C．圖中滑輪組的動滑輪繞2段繩，拉力；D．圖中滑輪組的動滑輪繞3段繩，拉力；所以最省力的是D中滑輪組。故選D。2．用如圖所示的滑輪組，將重為16N的物體以0.2m/s的速度勻速提升，滑輪組的機械效率為80%，若不計繩重及摩擦，拉力F為__N，拉力的功率為__W，動滑輪的重力為__N．【答案】1044【解析】【分析】【詳解】2020-2021備戰(zhàn)中考物理二模試題分類匯編——滑輪組的省力問題綜合附答案解析全文共18頁，當前為第1頁。（1）由圖知，n=2，則拉力端移動的距離s=22020-2021備戰(zhàn)中考物理二模試題分類匯編——滑輪組的省力問題綜合附答案解析全文共18頁，當前為第1頁。則拉力（2）拉力端移動的速度v=2v物=2×0.2m/s=0.4m/s，拉力做功功率:P=Fv=10N×0.4m/s=4W；（3）不計繩重及摩擦，拉力動滑輪重力：G動=2F﹣G=2×10N﹣16N=4N．3．如圖所示，用力F1和F2分別勻速提起物體C時，滑輪_______可以看作等臂杠桿（選填“A"或“B”）.若物體C重為50牛，滑輪重力不計，則力F2的大小為___________牛.【答案】A25【解析】【詳解】[1]由圖可知，A滑輪是定滑輪，所以滑輪A是等臂杠桿。[2]滑輪B是動滑輪,省一半力,所以F2的大小為25N。2020-2021備戰(zhàn)中考物理二模試題分類匯編——滑輪組的省力問題綜合附答案解析全文共18頁，當前為第2頁。4．高速鐵路的輸電線，無論冬、夏都繃的直直的，以保障列車電極與輸電線的良好接觸。圖為輸電線的牽引裝置。鋼繩通過滑輪組懸掛20個相同的墜砣，每個墜砣質(zhì)量為25kg，不計滑輪和鋼繩自重及摩擦，輸電線A端受到的拉力大小為________N。若5s內(nèi)墜砣串下降了40cm，則輸電線A端向左移動速度是________m/s。（g取2020-2021備戰(zhàn)中考物理二模試題分類匯編——滑輪組的省力問題綜合附答案解析全文共18頁，當前為第2頁?！敬鸢浮?.04【解析】【分析】【詳解】[1]20個墜砣的總重力G=mg=25kg×20×10N/kg=5000N由圖知，使用的滑輪組承擔A端拉力的繩子股數(shù)n＝2，圖中墜砣掛在鋼繩的自由端，不計滑輪和鋼繩自重及摩擦，可得則輸電線A端受到的拉力大小FA=2G＝2×5000N=1×104N[2]圖中墜砣掛在鋼繩的自由端，則墜砣串下降高度h＝2sA，則輸電線A端向左移動的距離A端向左移動速度5．小李用如圖所示的裝置提升貨物。已知貨物重G物=720N，在t=5s內(nèi)貨物被勻速豎直提升了h=1m，小李始終靜止在地面上，并且對繩子自由端的拉力F=400N且豎直向下。求在此過程中：(1)動滑輪對貨物做的有用功；(2)拉力F所做的總功；(3)拉力F做功的功率；(4)使用該裝置提升貨物時的機械效率η。2020-2021備戰(zhàn)中考物理二模試題分類匯編——滑輪組的省力問題綜合附答案解析全文共18頁，當前為第3頁。【答案】(1)720J；(2)800J；(3)160W2020-2021備戰(zhàn)中考物理二模試題分類匯編——滑輪組的省力問題綜合附答案解析全文共18頁，當前為第3頁?！窘馕觥俊痉治觥俊驹斀狻?1)動滑輪對貨物做的有用功就是貨物上升克服重力勢能做的功，為(2)動滑輪與2股繩子接觸，故n=2，拉力F所做的總功為(3)由功率公式，可知拉力F做功的功率為(4)該裝置提升貨物時的機械效率為答：(1)動滑輪對貨物做的有用功為720J；(2)拉力F所做的總功為800J；(3)拉力F做功的功率為160W；(4)使用該裝置提升貨物時的機械效率為90%。6．體重為60kg的工人利用如圖滑輪組將一質(zhì)量為80kg的重物A勻速提升1m，此時該滑輪組的機械效率為80%（不計繩重與摩擦，g取10N/kg），小明對此工作過程及裝置作出了以下論斷：①動滑輪重為200N②此過程中，工人對繩的拉力做功1000J③重物勻速上升過程中，它的機械能增大④若增大重物A的質(zhì)量，該工人用此滑輪組勻速拉起重物時，機械效率不可能達到90%關于小明的以上論斷（）A．只有①③正確 B．只有②③正確 C．只有①②③正確 D．①②③④都正確【答案】C【解析】【分析】【詳解】2020-2021備戰(zhàn)中考物理二模試題分類匯編——2020-2021備戰(zhàn)中考物理二模試題分類匯編——滑輪組的省力問題綜合附答案解析全文共18頁，當前為第4頁。物體上升的高度，此時滑輪組做的有用功為根據(jù)機械效率公式有，總功為而有又因為可得①②均正確。機械能是動能和勢能的總和，當重物勻速上升過程中，動能不變，勢能增加，它的機械能增大，③正確。若要滑輪組的機械效率達到，由效率公式有化解可得當時，滑輪組的效率能到達，則若增大重物A的質(zhì)量，用此滑輪組勻速拉起重物時，機械效率能達到90%，④錯誤。故選C。7．小明在實驗室內(nèi)嘗試用四種簡單機械勻速提升同一物體（不計機械自重和摩擦），如圖所示，其中所用動力最小的是（）2020-2021備戰(zhàn)中考物理二模試題分類匯編——滑輪組的省力問題綜合附答案解析全文共18頁，當前為第5頁。A． B． C． D．2020-2021備戰(zhàn)中考物理二模試題分類匯編——滑輪組的省力問題綜合附答案解析全文共18頁，當前為第5頁。【答案】D【解析】【分析】【詳解】設物體重力為G，不計機械自重和摩擦；A圖中為斜面，由功的原理可得F1×4m＝G×2m解得F1＝0.5G；B圖中為滑輪組，通過動滑輪繩子段數(shù)n＝3，所以F2＝G；C圖中為動滑輪，動力作用在動滑輪的軸上，則F3＝2G；D圖中是杠桿，設桿與水平面的夾角為α，則有F4×4cosα＝G×1×cosα解得F4＝G。由此可知動力最小的是D。故選D。8．用如圖所示的滑輪組吊裝100袋大米，每袋大米的質(zhì)量是50kg，繩子能承受的最大拉力為1200N，不計滑輪以及繩重，不計輪、軸間摩擦，g取10N/kg，則至少需要吊運的次數(shù)是（）A．9次 B．10次 C．11次 D．12次【答案】D【解析】【詳解】2020-2021備戰(zhàn)中考物理二模試題分類匯編——滑輪組的省力問題綜合附答案解析全文共18頁，當前為第6頁。由題意及圖知吊起重物的繩子股數(shù)為n=4，最大拉力2020-2021備戰(zhàn)中考物理二模試題分類匯編——滑輪組的省力問題綜合附答案解析全文共18頁，當前為第6頁。，一次能吊起的大米質(zhì)量為：，因為每袋大米的質(zhì)量是50kg，故一次能吊起的大米袋數(shù)為：，由題意知一次能吊起9袋大米，即，則至少需要吊運的次數(shù)是：，至少需要吊運12次。故選D。9．如圖所示，不計滑輪重及摩擦，物體A、B均重為20牛。當用力F2勻速提升物體B時，以滑輪的軸為參照物，物體B是______的（選填“靜上”或“運動”），此時力F2大小為_______牛。若F1和F2所做的功相等,物體A、B移動的距離之比是_______，當繩子自由端上升1米時，力F2所做的功為________焦?！敬鸢浮快o止101:110【解析】【詳解】[1]以滑輪的軸為參照物，物體B相對與參照物的位置沒有改變，是靜止的；[2]B物體使用的是動滑輪，能省一半力，不計滑輪的重和摩擦，拉力：F2=G=×20N=10N[3]因為使用任何機械都不能省功，當F1和F2所做的功相等，物體A.B重力相同，移動的距離相同，故距離之比是1:1。[4]當繩子自由端上升1米時，力F2所做的功為：W=Fs=10N1m=10J。2020-2021備戰(zhàn)中考物理二模試題分類匯編——滑輪組的省力問題綜合附答案解析全文共18頁，當前為第7頁。10．工人師傅利用如圖所示的兩種方式，將重均為400N的貨物從圖示位置向上緩慢提升一段距離．F1、F2始終沿豎直方向；圖甲中BO=2AO，圖乙中動滑輪重為50N，重物上升速度為0.02m/s．不計杠桿重、繩重和摩擦2020-2021備戰(zhàn)中考物理二模試題分類匯編——滑輪組的省力問題綜合附答案解析全文共18頁，當前為第7頁。A．甲方式F1由150N逐漸變大 B．乙方式F2的功率為3WC．甲乙兩種方式都省一半的力 D．乙方式中滑輪組的機械效率約為88.9%【答案】D【解析】【詳解】A．由圖知道，重力即阻力的方向是豎直向下的，動力F1的方向也是豎直向下的，在提升重物的過程中，動力臂和阻力臂的比值是：所以，動力F1的大小始終不變，故A錯誤；BC．由于在甲圖中，OB=2OA，即動力臂為阻力臂的2倍，由于不計摩擦及杠桿自重，所以，由杠桿平衡條件知道，動力為阻力的一半，即由圖乙知道，承擔物重是繩子的段數(shù)是n=3，不計繩重和摩擦，則，即乙中不是省力一半；所以，繩子的自由端的速度是：v繩=0.02m/s×3=0.06m/s，故乙方式F2的功率是：P=F2v繩=150N×0.06m/s=9W，故BC錯誤；D．不計繩重和摩擦，乙方式中滑輪組的機械效率是：故D正確．2020-2021備戰(zhàn)中考物理二模試題分類匯編——滑輪組的省力問題綜合附答案解析全文共18頁，當前為第8頁。2020-2021備戰(zhàn)中考物理二模試題分類匯編——滑輪組的省力問題綜合附答案解析全文共18頁，當前為第8頁。A．天花板對滑輪的拉力大小為（M+m）gB．繩子對物體A的拉力為（M-m）gC．地面對物體A的支持力為MgD．繩子對天花板的拉力為2mg【答案】D【解析】【詳解】B．由圖可知該滑輪為定滑輪，因物體B靜止，則滑輪兩側每股繩子上的拉力都等于物體B的重力mg，所以繩子對物體A的拉力為mg，故B錯誤；A．滑輪與轉軸之間的摩擦不計且滑輪質(zhì)量不計，該滑輪受到天花板對它向上的拉力和兩股繩子向下的拉力，所以由力的平衡條件可知，天花板對滑輪的拉力大小為2mg，故A錯誤；D．根據(jù)相互作用力可知，滑輪對天花板的拉力大小也為2mg，即繩子對天花板的拉力為2mg，故D正確；C．物體A受三個力的共同作用，向下的重力、繩子向上的拉力F=mg和地面對物體A向上的支持力N；由于物體A處于靜止狀態(tài)，所以物體A所受的三個力的合力為0，即所以，地面對物體A的支持力的大小為故C錯誤。故選D。12．如圖所示的甲、乙兩滑輪組，所用滑輪的規(guī)格相同，用它們將相同的重物G勻速提升相同的高度，不計繩重與摩擦，以下說法正確的是2020-2021備戰(zhàn)中考物理二模試題分類匯編——2020-2021備戰(zhàn)中考物理二模試題分類匯編——滑輪組的省力問題綜合附答案解析全文共18頁，當前為第9頁。A．甲滑輪組所用拉力較大B．甲滑輪組拉力做的功較多C．兩滑輪組拉力做功的功率一定相等D．兩個滑輪組的機械效率一定相等【答案】D【解析】【分析】【詳解】A．不計繩重及摩擦，因為拉力F=（G物+G輪）/n，且n甲=3，n乙=2，所以，繩子受的拉力：F甲=（G物+G輪）/3，F(xiàn)乙=（G物+G輪）/2，即F甲﹤F乙，故A錯誤；B．不計繩重及摩擦，拉力做的功：W甲=F甲s甲=（G物+G輪）/3×3h=（G物+G輪）hW乙=F乙s乙=（G物+G輪）/2×2h=（G物+G輪）h∴，W甲=W乙，故B錯誤；C．甲、乙兩滑輪組提升重物的時間不知道，故無法比較功率，故C錯誤；D．因為動滑輪重相同，提升的物體重和高度相同，W額=G輪h，W有用=G物h，所以，利用滑輪組做的有用功相同、額外功相同，總功相同，因為η=W有用/W總，∴滑輪組的機械效率相同，故D正確；故答案為D。13．建筑工地上需要將6塊相同的磚從地面運送到樓頂，工人師傅利用如圖所示的裝置分三次運送，第一次運1塊，第二次運2塊，第三次運3塊。每次運送時，磚都以相同的速度勻速上升相同高度，繩重及摩擦均忽略不計。這三次拉力依次為F1、F2、F3，拉力做的功為W1、W2、W3，有用功率為P1、P2、P3，機械效率為η1、η2、η3，則（）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備戰(zhàn)中考物理二模試題分類匯編——滑輪組的省力問題綜合附答案解析全文共18頁，當前為第10頁。由圖可知，作用在動滑輪上繩子為２股；繩重，摩擦不計時，用Ｆ＝分析F1,F2,F3之間關系；再依。通過計算特殊值，判斷等式是否成立。2020-2021備戰(zhàn)中考物理二模試題分類匯編——滑輪組的省力問題綜合附答案解析全文共18頁，當前為第10頁?！驹斀狻緼．由題意得F１＝；F２＝；F１＋F２＝Ｆ３＝因為所以故Ａ不符合題意；Ｂ．由于物體升高均為h；W１＋W２＝F１h＋F２h＝(F１+F２)hW3=F3h；因為(F１＋F２)F３所以故B不合符題意；C．依，說明滑輪組一定時，物重越大，機械效率越大，即，故C不合符題意；D．由W有=Gh，P=可知；所以P1+P2=P3，故D符合題意。故選D?！军c睛】2020-2021備戰(zhàn)中考物理二模試題分類匯編——滑輪組的省力問題綜合附答案解析全文共18頁，當前為第11頁。2020-2021備戰(zhàn)中考物理二模試題分類匯編——滑輪組的省力問題綜合附答案解析全文共18頁，當前為第11頁。14．如圖所示為建筑工地上常用的吊裝工具，物體Ｍ是重5000N的配重，杠桿AB的支點為O，已知長度OA∶OB=1∶2，滑輪下面掛有建筑材料P，每個滑輪重100N，工人體重為700N，杠桿與繩的自重、滑輪組摩擦均不計。當工人用300N的力豎直向下以1m/s的速度勻速拉動繩子時（）A．建筑材料P上升的速度為3m/s B．物體M對地面的壓力為5000NC．工人對地面的壓力為400N D．建筑材料P的重力為600N【答案】C【解析】【分析】【詳解】A．物重由2段繩子承擔，建筑材料P上升的速度v=v繩=×1m/s=0.5m/s故A錯誤；B．定滑輪受向下的重力、3段繩子向下的拉力、杠桿對定滑輪向上的拉力，由力的平衡條件可得FA′=3F+G定=3×300N+100N=1000N杠桿對定滑輪的拉力和定滑輪對杠桿的拉力是一對相互作用力，大小相等，即FA=FA′=1000N根據(jù)杠桿的平衡條件FA×OA=FB×OB，且OA:OB=1:2，所以FB=FA×=1000N×=500N因為物體間力的作用是相互的，所以杠桿對物體M的拉力等于物體M對杠桿的拉力，即FB′=FB=500N物體M受豎直向下的重力、豎直向上的支持力、豎直向上的拉力，則物體M受到的支持力為FM支持=GM?FB′=5000N?500N=4500N因為物體間力的作用是相互的，所以物體M對地面的壓力FM壓=FM支持=4500N2020-2021備戰(zhàn)中考物理二模試題分類匯編——滑輪組的省力問題綜合附答案解析全文共18頁，當前為第12頁。故2020-2021備戰(zhàn)中考物理二模試題分類匯編——滑輪組的省力問題綜合附答案解析全文共18頁，當前為第12頁。C．當工人用300N的力豎直向下拉繩子時，因力的作用是相互的，則繩子對工人會施加豎直向上的拉力，其大小也為300N，此時人受豎直向下的重力G、豎直向上的拉力F、豎直向上的支持力F支，由力的平衡條件可得F+F支=G，則F支=G?F=700N?300N=400N因為地面對人的支持力和人對地面的壓力是一對相互作用力，大小相等，所以工人對地面的壓力F壓=F支=400N故C正確；D．由圖可知n=2，且滑輪組摩擦均不計，由F=(G+G動)可得，建筑材料P重G=2F?G動=2×300N?100N=500N故D錯誤。故選C。15．小明用如圖所示的甲、乙兩個滑輪組，分別在相同時間內(nèi)將同一重物勻速提升相同高度，每個滑輪的重均相等，不計繩重及摩擦,針對這一現(xiàn)象，小明得出了4個結論：①F1做的功等于F2做的功；②甲滑輪組的機械效率等于乙滑輪組的機械效率；③使用乙滑輪組比甲滑輪組更加省力；④F1做功的功率等于F2做功的功率；其中正確的為（）A．①、②、③ B．②、③、④ C．①、③、④ D．①、②、③、④【答案】D【解析】【分析】【詳解】①在不計繩重及摩擦時，拉力做的功等于提升物體和動滑輪做的功，因為物重相同，提升的高度相同，所以兩次拉力做的功都等于故F1做的功等于F2做的功，①正確；②在不計繩重及摩擦時，甲滑輪組和乙滑輪組的機械效率都為2020-2021備戰(zhàn)中考物理二模試題分類匯編——2020-2021備戰(zhàn)中考物理二模試題分類匯編——滑輪組的省力問題綜合附答案解析全文共18頁，當前為第13頁。即機械效率相等，故②正確；③甲滑輪組由兩段繩子承重，拉力為乙滑輪組由三段繩子承重，拉力為所以使用乙滑輪組比甲滑輪組更加省力，③正確；④兩次拉力做的功，用時也相等，根據(jù)知，F(xiàn)1做功的功率等于F2做功的功率，④正確；故選D。16．用下列方法勻速提升同一重物，若不計繩子、滑輪的重力及摩擦，其中最省力的是（）A． B． C． D．【答案】C【解析】【分析】【詳解】不計繩子、滑輪的重力及摩擦，提起的是同一物體G；A．此圖是動滑輪，由動滑輪及其工作特點可知，省一半的力，即；B．此圖是定滑輪，由定滑輪及其工作特點可知，不省力，即；C．此圖是滑輪組，繞在動滑輪上的繩子有3股，則；D．此圖是滑輪組，繞在動滑輪上的繩子有2股，則。由以上可知：在不計繩子、滑輪的重力及摩擦的情況下最省力的是C。故選C。2020-2021備戰(zhàn)中考物理二模試題分類匯編——滑輪組的省力問題綜合附答案解析全文共18頁，當前為第14頁。17．如圖所示，小華用滑輪組豎直勻速提升一個重為600N的物體，人拉繩的力F為250N（不計繩重和摩擦）。若用這個滑輪組豎直勻速提升1200N的物體時，人的拉力2020-2021備戰(zhàn)中考物理二模試題分類匯編——滑輪組的省力問題綜合附答案解析全文共18頁，當前為第14頁。A．400N B．450N C．500N D．600N【答案】B【解析】【分析】【詳解】由圖可知，繩子承擔重物的段數(shù)n為3，提升一個重為600N的物體時，拉繩的力F為250N，根據(jù)求出動滑輪的重力為當提升一個重為1200N的物體時，人的拉力為綜上所述，ACD項不符合題意，B項符合題意。故選B。18．如圖所示，在水平地面上，木箱重600N，受到的摩擦力為300N，用力F拉動木箱使它勻速直線運動了2m（不計滑輪重量及繩與滑輪間的摩擦），下列說法正確的是（）A．拉力F的大小為100N B．拉力F的大小為200NC．繩自由端移動了4m D．繩自由端移動了1m【答案】C【解析】【詳解】AB．由圖知，n=2，不計滑輪重及繩與滑輪間的摩擦，則拉力故A、B錯誤；CD．繩子的自由端移動的距離2020-2021備戰(zhàn)中考物理二模試題分類匯編—2020-2021備戰(zhàn)中考物理二模試題分類匯編——滑輪組的省力問題綜合附答案解析全文共18頁，當前為第15頁。故C正確、D錯誤。故選C。19．如圖所示，在粗糙水平地面上，用10N的力F沿水平方向拉滑輪（不計滑輪重力）木板B靜止，木塊A在粗糙木板B上水平向左做勻速直線運動，5s內(nèi)木塊A移動了0.5m，滑輪組的機械效率為80%?下列說法正確的是（）A．木塊A受到的摩擦力為5NB．地面對木板B的摩擦力為4NC．5s內(nèi)繩子拉力對木板B做的功為2JD．拉力F的功率為0.5W【答案】D【解析】【分析】【詳解】A．滑輪組的機械效率為80%，根據(jù)公式可算出繩子上的力為木塊A