2021年中考物理真題分類匯編及解答-機械能、機械效率

2021中考物理真題分類匯編及解答-機械能、機械效率

一.填空題（共3小題）

1.（2021?赤峰）學(xué)完動能知識后，小亦同學(xué)用如圖所示裝置模擬汽車超速帶來的安全隱患,

甲、乙兩圖中的小車、斜面、木板、木塊均完全相同。

（1）實驗中，通過比較小車推動木塊距離的遠(yuǎn)近，來判斷小車動能的大小，這種研究方

法叫法。

（2）由圖中實驗現(xiàn)象得到的結(jié)論是。

2.（2021*無錫）用如圖的裝置探究動能大小與哪些因素有關(guān)。讓小車從斜面頂部由靜止開

始下滑，撞擊置于水平面上的木塊。

（1）實驗時用木塊被撞擊后移動的來反映小車動能大小。

上/〃〃一

（2）讓裝有鉤碼的小車和未裝鉤碼的小車分別從斜面頂部由靜止開始下滑，小車運動到

水平面上時的速度大?。ㄟx填“相等”或“不等”），裝有鉤碼的小車將木塊推

得較遠(yuǎn)，這說明動能的大小與物體的有關(guān)。

3.（2021?淮安）在“探究影響重力勢能大小因素”的實臉中，小明在水平地面上鋪一張白

紙，將皮球表面涂黑，使其分別從不同高度處自由下落，目的是探究重力勢能大

小與的關(guān)系。如圖所示，在紙上留下黑色圓斑A、B,圓斑（填“A”或"B”）

是皮球從較高處下落形成的。

AB

二.實驗探究題（共6小題）

4.（2021.陜西）請完成與下列實驗有關(guān)的填空。

.一t氣

玻璃板

圖1

（1）如圖1,上面的瓶中裝有空氣，下面的瓶中裝有密度比空氣大的二氧化氮氣體，抽

去中間的玻璃片后，空氣與二氧化氮逐漸混合均勻，這屬于現(xiàn)象。

(2)如圖2,在探究動能大小與物體速度大小關(guān)系的實臉中，同一輛小車分別從不同高

度由靜止下滑，撞擊置于水平面上的木塊，通過比較兩種情況下,來反映小車

動能的大小。

(3)如圖3,在探究感應(yīng)電流產(chǎn)生條件的實驗中，為了使實驗現(xiàn)象明顯，a、b兩接線柱

間應(yīng)接入(選填“大”或“小”)量程電流表。蹄形磁體放在水平面上，閉合開

關(guān)后，導(dǎo)體在磁場中沿豎直方向運動時，電流表指針(選填"會”或“不會”)

發(fā)生偏轉(zhuǎn)。

5.(2021.鄂州)汽車超載、超速是造成重大交通事故的重要原因。某物理興趣小組決定對

超載超速問題進(jìn)行模擬探究。如圖，將小車從同一斜面上由靜止開始滑下，推動同一木

塊向前移動一段距離后停下，完成甲、乙、丙三次實臉。其中h1=h3>h2,m】=m2Vm3。

請根據(jù)實驗現(xiàn)象完成下列問題。

(1)實驗中超載、超速帶來的危害程度是通過來表示的；

(2)研究超載帶來的危害程度時，選擇甲、乙、丙三次實驗中的進(jìn)行比較

(3)研究超速帶來的危害程度時，選擇甲、乙、丙三次實驗中的進(jìn)行比較

(4)若本實驗中水平面絕對光滑，則(選“能”或“不能”)得出正確結(jié)論

6.(2021*襄陽)如圖所示是“探究物體動能的大小跟哪些因素有關(guān)”的實驗裝置。

(1)實驗中，讓同一個鋼球從斜面上的不同高度由靜止自由滾下，是為了探究鋼球動能

的大小與的關(guān)系。

(2)本實驗是通過比較木塊被撞擊后來比較鋼球動能大小。

(3)小明猜想，如果水平面是光滑的，木塊被撞擊后將會.

7.(2021?天津)興趣小組的同學(xué)認(rèn)為車禍的危害程度與汽車的動能大小有關(guān)，于是他們進(jìn)

行了如下探究：

【提出問題】汽車的動能大小跟什么因素有關(guān)？

【猜想假設(shè)】由“十次車禍九次快”可猜想：汽車的動能可能跟有關(guān)；由“安

全駕駛莫超載”可猜想：汽車的動能可能跟有關(guān)。

【進(jìn)行實驗】他們做了如圖所示的三次實臉：用金屬球模擬汽車，讓金屬球從斜槽的某

一高度由靜止開始滾下，碰到水平面上的物塊，將物塊撞出一段距離。物塊被撞擊得越

遠(yuǎn)，說明金屬球到達(dá)水平面時的動能就越O

【分析論證】分析甲、丙兩圖的實驗現(xiàn)象，可以初步得到的結(jié)論是：。

【實踐應(yīng)用】用甲、乙兩圖的實驗現(xiàn)象所得到的結(jié)論，可以解釋汽車（選填“超

載”或“超速”）行駛時危險性大的原因。

8.（2021-淄博）小雨和小明利用沙子、小桌、重物、透明的箱子進(jìn)行實驗探究。

（1）如圖1所示，把小桌放在透明的沙箱中，讓重物從高處落下，撞擊小桌，觀察桌腿

陷入沙子的深度，探究重力勢能的大小與哪些因素有關(guān)。

①實驗探究的是（填“重物”或“小桌”）的重力勢能。

②通過實驗，發(fā)現(xiàn)同一個重物從不同高度落下，高度越高，能夠?qū)ν庾龉υ?

說明它的重力勢能越。

③要進(jìn)一步探究重力勢能與質(zhì)量的關(guān)系，應(yīng)換用不同的重物，讓它們從同一高度落下，

觀察桌腿陷入沙子的深度。

（2）把重物按圖2所示方式分別放在小桌上，觀察小桌陷入沙子的深度，探究壓力作用

效果與什么因素有關(guān)。

①在分析壓力作用效果與壓力大小的關(guān)系時，小雨選擇甲、乙兩次實驗進(jìn)行比較，得出

結(jié)論：壓力越大，壓力作用效果越明顯：小明選擇甲、丙兩次實驗進(jìn)行比較，得出結(jié)論：

壓力越大，壓力作用效果越不明顯，你認(rèn)為的實驗結(jié)論是錯誤的，理由

是?

②分析兩次實驗可發(fā)現(xiàn)壓力作用效果與力面積有關(guān)。

（3）上述探究過程中都通過小桌陷入沙子的深度來顯示要探究的問題，下列實臉中也用

到這種研究方法是（填字母）。

A.測量物體運動的速度

B.探究物質(zhì)的吸熱能力

C.探究電流與電壓、電阻的關(guān)系

9.（2021.常州）小明探究''重力勢能與重物質(zhì)量和下落高度的關(guān)系”，如圖所示，重物質(zhì)

量m<Mo

（1）讓重物自由下落到平放在細(xì)沙表面的小桌上，通過觀察桌腿下陷的深度

判斷（小桌/重物）的重力勢能大小。

（2）由實驗步驟和,可判斷重力勢能的大小和重物下落高度的關(guān)系

（3）小明認(rèn)為由實驗步驟B和C,可判斷重力勢能的大小和重物質(zhì)量的關(guān)系，該

觀點（正確/錯誤），理由是0

參考答案與試題解析

一.填空題（共3小題）

1.【解答】解：（1）探究物體動能大小與哪些因素有關(guān)時，物體動能的大小無法直接體驗，

所以通過小車對木塊外做功的多少來體現(xiàn)小車動能的多少，即通過木塊被推動的距離來

判斷小車動能的大小，所用方法為轉(zhuǎn)換法；

（2）根據(jù)甲、乙兩圖可知，同一小車，乙圖小車的位置高，到達(dá)水平面時的速度大，撞

擊木塊時木塊移動距離遠(yuǎn)，小車的動能大，故可知得出結(jié)論：物體質(zhì)量相同時，運動的

速度越大，動能越大。

故答案為：（1）轉(zhuǎn)換：（2）物體質(zhì)量相同時，運動的速度越大，動能越大。

2.解：（1）實險中通過觀察木塊被推動的距離來比較動能大小的，這用到了轉(zhuǎn)換法：

（2）讓裝有鉤碼的小車和未裝鉤碼的小車分別從斜面頂部由靜止開始下滑，小車運動到

水平面上時的速度大小相等，裝有鉤碼的小車質(zhì)量大，動能大，做功多，將木塊推得較

遠(yuǎn)，這說明動能的大小與物體的質(zhì)量有關(guān)。

故答案為：（1）距離；（2）相等；質(zhì)量。

3.【解答】解：同一皮球分別從不同高度處自由下落，皮球質(zhì)量相同，下落高度不同，目的

是探究重力勢能大小與高度的關(guān)系；

由圖可知，黑色圓斑B較大，說明B球的形變大，原因是該球從較高處下落，原來球的

重力勢能較大，皮球與地面接觸時，轉(zhuǎn)化為的彈性勢能大，球的形變大。

故答案為：高度；Bo

二.實驗探究題（共6小題）

4.【解答】解：（1）抽掉玻璃板后，可看到兩種氣體逐漸混合在一起，顏色變得均勻，這是

分子無規(guī)則運動的結(jié)果，是擴散現(xiàn)象：

（2）實驗中可以通過比較木塊被撞擊后移動的距離，來比較碰撞前小車動能的大?。?/p>

（3）在探究“感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件”實驗中，由于感應(yīng)電流比較小，所以，為了能測出

比較小的電流，應(yīng)選用小量程的電流表；

閉合開關(guān)后，導(dǎo)體在磁場中沿豎直方向運動時，導(dǎo)體不割磁感線，不會有感應(yīng)電流產(chǎn)生，

電流表指針不會發(fā)生偏轉(zhuǎn)。

故答案為：（1）擴散；（2）木塊移動的距離；（3）?。徊粫?。

5.【解答】解：

(1)汽車超載、超速時，與物體撞擊時，會將物體推動得越遠(yuǎn)，說明其動能越大，故實

驗中超載超速帶來的危害程度可用小木塊被推動的距離來表示；

(2)超載是指汽車的速度一定時，質(zhì)量越大，與物體撞擊時，將物體推動得越遠(yuǎn)，說明

動能越大，故模擬實驗時，需要控制最初釋放時的高度相同(即達(dá)到水平面的速度相同)，

質(zhì)量不同的小球，圖中甲、丙符合要求；

(3)超載是指汽車的質(zhì)量一定時，速度越大，與物體撞擊時，將物體推動得越遠(yuǎn)，說明

動能越大，故模擬實驗時，需要控制小球的質(zhì)量相同，最初釋放時的高度不相同(即達(dá)

到水平面的速度相同)，圖中甲、乙符合要求；

(4)若水平面絕對光滑，小球在水平面上不受阻力，小球?qū)⒆鰟蛩僦本€運動，不能達(dá)到

探究目的。

答案(1)小木塊被撞擊后向前移動的距離：(2)甲、丙；(3)甲、乙；(4)不能。

6.【解答】解：(1)讓同一鋼球從同一斜面的不同高度由靜止開始釋放的目的是：使鋼球到

達(dá)斜面底部時的速度不同，為了探究鋼球動能大小與其速度關(guān)系；

(2)鋼球因為有動能撞擊木塊盒，動能越大，木塊在水平面上移動的距離就越遠(yuǎn)，所以

判斷鋼球動能大小的依據(jù)是木塊在水平面上移動的距離；

(3)如果水平面是光滑的，木塊運動時不受摩擦力作用，木塊受到鋼球撞擊后將做勻速

直線運動。

故答案為：(1)速度；(2)移動的距離；(3)做勻速直線運動。

7.【解答】解：“十次車禍九次快”指的是汽車的動能與速度有關(guān)，“安全駕駛英超載”指的

是汽車的動能與質(zhì)量有關(guān)；

物塊被撞擊得越遠(yuǎn)，說明物塊在水平面做的功越多，那么金屬球到達(dá)水平面時

的動能就越大。

分析甲、丙兩圖可知，此時物體的質(zhì)量相等，到達(dá)水平面的速度不同，甲圖小

球到達(dá)水平面的速度越大，物體被撞擊得更遠(yuǎn)，說明質(zhì)量一定時，物體的速度越大，動

能越大。

分析甲、乙兩圖可知，此時物體的質(zhì)量不相等，初始速度相同，甲圖小球的質(zhì)

量越大，物體被撞擊得更遠(yuǎn)，可以解釋汽車超載行駛時危險性大的原因。

故答案為：

【猜想假設(shè)】速度；質(zhì)量；

【進(jìn)行實驗】大；

【分析論證】質(zhì)量一定時，物體的速度越大，動能越大；超載。

8.【解答】解：(1)①實驗中，重物從高處落下撞擊小桌，通過小桌下陷的深度判定重物重

力勢能的大??；

②同一個重物的質(zhì)量不變，從不同高度落下，高度越高，能夠?qū)ν庾龉υ蕉?，小桌下?/p>

的深度越大，說明它的重力勢能越大；

(2)①在分析壓力作用效果與壓力大小的關(guān)系時，根據(jù)控制變量法可知，實驗中需要控

制受力面積相同，改變壓力的大小；

小雨選擇甲、乙兩次實驗進(jìn)行比較，甲、乙的壓力不同，受力面積相同，壓力越大，小

桌下陷的深度越大，壓力作用效果越明顯；

小明選擇甲、丙兩次實驗進(jìn)行比較，甲、丙的壓力不同，受力面積不同，所以不能得出

正確的結(jié)論；故小明的結(jié)論是錯誤的；

②根據(jù)乙和丙可知，壓力的大小相同，受力面積不同，受力面積越大，壓力的作用效果

越不明顯，所以壓力的作用效果與受力面積的大小有關(guān)；

(3)上述探究過程中都通過小桌陷入沙子的深度來顯示要探究的問題，下采用的是轉(zhuǎn)換

法；

A.測量物體運動的速度時，采用的是公式法，故A錯誤：

B.探究物質(zhì)的吸熱能力時，根據(jù)溫度計升高的示數(shù)來顯示吸熱能力的大小，采用的是轉(zhuǎn)

換法，故B正確：

C.探究電流與電壓、電阻的關(guān)系時，采用的是控制變量法，故C錯誤：

故選Bo

答案（1）①重物：②多；大；（2）①小明；沒有控制受力面積相同；②受；（3）B

9.【解答】解：（1）在實驗探究過程中，通過觀察桌腿下陷的深度來比較重物的重力勢能的

大??；

（2）研究重力勢能大小和高度的關(guān)系時，保證質(zhì)量不變，改變小球的高度。由圖知：步

躲A、B可判斷重力勢能的大小和重物下落高度的關(guān)系；

（3）小明認(rèn)為由實驗步驟B和C,可判斷重力勢能的大小和重物質(zhì)量的關(guān)系，該觀點是

錯誤的，因為B、C步躲中重物的質(zhì)量、高度兩個都是變量，無法比較。

答案（1）重物；（2）A；B：（3）錯誤；重物的質(zhì)量、高度兩個都是變量，無法比較

選擇題（共13小題）

1.（2021-鄂爾多斯）甲裝置中，空吊籃A重25N,B處繩子承受的拉力足夠大，C處繩子

承受的最大拉力為100N。小壯將A提升到高處，施加拉力F隨時間變化關(guān)系如圖乙，A

上升速度隨時間變化關(guān)系如圖丙。忽略繩重、摩擦、空氣阻力。不正確的是（）

A.動滑輪所受的重力為15N

B.第2秒內(nèi)克服滑輪重做的額外功為30J

C.此裝置最多能勻速運載160N重的貨物

D.此裝置運載貨物最高機械效率為92.5%

2.（2021-天門）光頭強用如圖所示的裝置將200N的蜂蜜勻速提高3m,送給樓上的熊大、

熊二，所用的拉力是125N,不計桶重、繩重和摩擦。下列說法不正確的是（）

A.繩子自由端移動的距離為6m

B.拉力做的功為750J

C.動滑輪重50N

D.該滑輪組的機械效率為75%

3.（2021?南通）物理學(xué)中把機械對重物施加的力與人對機械施加的力的比值叫作機械效益

MA,用于比較不同機械的省力程度，現(xiàn)用圖示滑輪組勻速提升重物，不計繩重和摩擦，

則下列描述滑輪組的機械效益MA與物體重力G、機械效率n與機械效益MA的關(guān)系圖線中，

可能正確的是（）

4.（2021*永州）如圖所示，用F=10N的拉力使重物勻速上升0.1m,已知物體的重力為27N

（忽略繩子與滑輪的摩擦及繩子的重力），下列說法正確的是（）

A.繩子末端移動的距離是0.2m

B.拉力做的功是2.7J

C.滑輪組的機械效率是90%

D.動滑輪的重力是1N

5.（2021-哈爾濱）如圖，小明同學(xué)做“測量滑輪組機械效率”的實驗，測得：物體重力為

3N、在1s的時間內(nèi)將物體勻速提升0.2m、拉力F為1.8N。此過程中，下列說法中正確

的是（）

A.提升時物體的重力勢能變小

B.拉力所做的有用功為1.2J

C.滑輪組的機械效率為55.6%

D.繩子自由端移動的速度為0.4m/s

6.（2021-鄂州）小斌用如圖所示滑輪組把重300N的貨物勻速提升1m,若不計繩重和摩擦,

所用的拉力是200N。則下列說法正確的是（）

A.繩子自由端移動的距離為3m

B.動滑輪的質(zhì)量為50N

C.滑輪組此時的機械效率是75%

D.利用該滑輪組既可以省力還可以省功

7.（2021.長春）圖甲是《墨經(jīng)》中記載的古代提升重物的工具——“車梯”，圖乙是其等

效圖。利用此“車梯”勻速提升重物時，下列說法正確的是（）

A.繩端移動的距離是物體上升距離的5倍

B.被提升的物重是繩子拉力的4倍

C.增大物重，所做的有用功增大

D.增大物重，“車梯”的機械效率變高

8.（2021.蘭州）用如圖所示的滑輪組提升重物，在電動機拉力的作用下，重為40N的物體

在10s內(nèi)勻速豎直上升了2m,已知動滑輪重為8N,忽略繩重與摩擦。下列說法中正確的

是（）

A.電動機對繩的拉力為12N

B.繩子自由端的移動速度為0.2m/s

C.滑輪組的機械效率為80%

D.有用功的功率為8W

9.（2021?通遼）如圖所示，重為800N的物體在100N的水平拉力F的作用下以0.1m/s的

速度沿水平地面，向左勻速直線運動了20s,滑輪組的機械效率為60%,在此過程中，下

列說法正確的是（）

A.繩子自由端移動距離為4m

B.物體與地面間的滑動摩擦力大小為120N

G.額外功的功率為12W

D.若物體的重力和運動速度不變，只增大水平地面的粗糙程度，則滑輪組的機械效率會

降低

10.（2021*常德）如圖所示的滑輪組將重10N的物體勻速提升1m,所用時間為2s,作用在

繩子末端的拉力F為6N（不計繩重和繩與滑輪間的摩擦），正確的是（）

A.所做的有用功為6J

B.動滑輪自重4N

C.拉力F做功的功率為5W

D.該滑輪組的機械效率為83.3%

11.（2021-荷澤）如圖所示，用動滑輪提起一重為80N的物體，在10s內(nèi)將物體勻速提高

5m,已知動滑輪重20N（不計繩重和摩擦），則（）

I

A.手對繩子的拉力為40N

B.拉力做功的功率為50W

C.手拉繩子移動的速度為0.5m/s

D.該裝置的機械效率為60%

12.（2021.重慶）如圖所示的滑輪組，500N的拉力F在10s內(nèi)將重800N的箱子勻速提升

了2m,不計繩重及摩擦，下列說法正確的是（）

A.定滑輪的作用是省力B.滑輪組機械效率為80%

C.動滑輪的重力為100ND.拉力F的功率為100W

13.（2021?云南）如圖甲所示，用動滑輪將正方體物塊從裝有水的容器底部緩慢勻速提起，

拉力F隨提升高度h變化的關(guān)系如圖乙所示。物塊完全離開水面后，動滑輪的機械效率

為87.5%,繩重和摩擦忽略不計。下列選項正確的是（）

A.物塊的邊長為0.6m

B.動滑輪重為300N

C.提升物塊完全離開水面前，動滑輪的機械效率大于87.5%

D.將物塊提升至上表面與水面相平的過程中拉力F做的功為1650J

二.多選題（共6小題）

（多選）14.（2021?聊城）在“測量滑輪組機械效率”的實驗中，實驗裝置和彈簧測力的

示數(shù)如圖所示，已知每個鉤碼的重力為0.5N,緩慢拉動彈簧測力計，5s內(nèi)使鉤碼升高了

10cm,不計摩擦，則下列說法正確的是（）

A.拉力做的有用功為0.05J

B.滑輪組的機械效率為66.7%

G.拉力做功的功率為0.01W

D.若利用此滑輪組提升4個同樣的鉤碼，則滑輪組機械效率變大

（多選）15.（2021*齊齊哈爾）如圖所示是一位同學(xué)組裝的提升重物的裝置，他用80N的

力在10s內(nèi)把重120N的物體勻速提升5m。則此過程中，下列說法正確的是（）

I

r

□

A.他做的總功是1200J

B.他做的有用功是800J

C.他對滑輪組做功的功率是80W

D.該滑輪組的機械效率是75%

（多選）16.（2021-北京）如圖所示，用滑輪組提升所受重力為900N的物體A,滑輪組繩

子自由端在拉力F作用下豎直勻速移動了12m,同時物體A被豎直勻速提升了4m,用時

40s,滑輪組的額外功是400J,下列說法中正確的是（）

1

A

A.動滑輪所受的重力為100N

B.物體A上升的速度是0.3m/s

C.拉力F的功率是100W

D.滑輪組的機械效率是90%

（多選）17.（2021*衡陽）如圖所示，一位同學(xué)用滑輪組拉著重450N的物體A,使它5s

內(nèi)在水平面上勻速前進(jìn)1m,水平拉力F=75N,若與地面的摩擦力是物重的0.2倍，下列

說法正確的是（）

A.他做的總功是150J

B.他做的有用功是450J

C.拉力做功的功率是15W

D.該滑輪組的機械效率是60%

（多選）18.（2021*瀘州）如圖所示的滑輪組，動滑輪重3N,物體A在5s內(nèi)被勻速提升

0.5m的過程中，圖中繩的拉力均沿豎直方向，滑輪組的機械效率為90%,不計繩重和摩

擦，則在本次實驗中（）

A.若提升更重的物體，滑輪組的機械效率降低

B.物體A的重力為27N

C.繩子自由端的拉力F大小為8N

D.繩子自由端拉力的功率為3W

（多選）19.（2021.牡丹江）如圖所示，用滑輪組提升重物時，將重500N的物體在10s

內(nèi)勻速提升了2m,已知動滑輪重為100N（不計繩重和摩擦），則提升重物的過程中（）

A.滑輪組對重物做的功為1000J

B.滑輪組的機械效率為55.6%

C.繩子自由端拉力F的功率為60W

D.提升的重物變?yōu)?00N時，滑輪組的機械效率將變小

三.填空題（共11小題）

20.（2021*陜西）如圖所示是一種塔式起重機上的滑輪組，它既可以,又可以改

變施力的方向?，F(xiàn)將重1.5X104N的物體沿豎直方向勻速向上吊起3m,滑輪組的機械效

率為75%,此過程提升重物的有用功為J,繩端的拉力為N。

21.（2021?鞍山）某工人用如圖所示的裝置提升一堆磚。已知每塊磚重40N,工人的質(zhì)量

為70kg,他的雙腳與地面的接觸面積為400cm2（不計繩重和摩擦）。當(dāng)工人勻速提升20

塊磚時，此裝置的機械效率為80%,則工人對地面的壓強為Pao在此過程中，轉(zhuǎn)

塊上升的速度是0.2m/s,則工人做功的功率是W,當(dāng)工人用此裝置

22.（2021.德陽）用如圖所示滑輪組拉動物體A在粗糙的水平面上運動，不計繩和滑輪的

自重。當(dāng)F為20N時，物體A在水平面上做勻速直線運動，此時物體A受到地面的摩擦

力為30N,則滑輪組的機械效率是:當(dāng)F增大到50N時，物體A受到地面的摩擦

力為No

23.（2021-玉林）如圖所示，在F=200N的拉力作用下，物體A以2m/s的速度沿水平面做

勻速直線運動，若滑輪組所做有用功的功率為960W,則地面對物體的摩擦力為N,

滑輪組的機械效率為。（忽略繩子和滑輪的重力）

幺F=200N

24.（2021?婁底）小明用如圖所示的滑輪組將600N的物體勻速提升1m,繩子自由端施加

的拉力為250N,不計繩重和一切摩擦，則克服物體重力做的功為J,滑輪組的機

械效率為0

25.（2021?黑龍江）利用如圖所示的滑輪組實驗裝置，小宇在10s內(nèi)用500N的拉力，將重

800N的物體勻速吊起2m的高度，則所做的有用功為J,滑輪組的機械效率

為。

26.（2021?海南）如圖所示，利用滑輪組把物體勻速提升一定高度，該滑輪組有段

繩子承擔(dān)物重，在繩子承受范圍內(nèi)，不計繩重和摩擦，若增加所提升的物重，則滑輪組

的機械效率將（選填“變大”“變小”或“不變”）。

I

27.（2021.廣西）如圖是利用滑輪組幫助汽車脫困的情景。勻速拉動車的過程中，車相對

樹木是（選填“靜止”或“運動”）的，動滑輪上有段繩子承擔(dān)對車的

拉力，若對車的拉力為2400N,F為1500N,則該滑輪組的機械效率是。

28.（2021-新疆）2021年4月29日，我國“天問一號”火星探測器攜帶“祝融號”火星

車成功著陸火星。

（1）“祝融號”火星車在火星上（填“具有”或“沒有”）慣性。勻速爬坡時，

“祝融號”火星車的機械能（填“增大”“減小”或“不變”）。照射在“祝融號”

上的太陽光是由（填“三”或“七”）種色光混合而成的。

（2）由于火星上沒有類似于地磁場的磁場分布，所以在火星上（填''能"或''不

能”）使用指南針辨別方向。火星極地附近的干冰（固態(tài)二氧化碳）是大氣中的二氧

化碳（填“液化”或“凝華”）形成的，該過程（填“吸收”或“放出”）

熱量。

（3）小紅設(shè)想分別在地球和火星上用同一滑輪組勻速提升同一重物。若在地球上繩子自

由端的拉力為4.0N,小紅通過查閱資料后推算出，在火星上繩子自由端的拉力為1.5N,

不計繩重與摩擦，則該滑輪組在地球上的機械效率（填“大于”“小于”或“等

于”）在火星上的機械效率：若在火星上大氣壓能托起水銀柱的最大高度為15mm,則火星

上的大氣壓為Pa（已知水銀的密度為13.GXIoTg/n?）。

29.（2021.安徽）如圖，用滑輪組將一重物豎直向上勻速提升2m,所用拉力F=100N,若

該過程中滑輪組的機械效率為80%,則滑輪組對重物做的有用功為J?

30.（2021?自貢）用圖甲所示的滑輪組運送貨物上樓，每件貨物重為100N,每次運送的量

不定，圖乙記錄了在整個過程中滑輪組的機械效率隨貨物重力增加而變化的圖像，則動

滑輪重為N：當(dāng)某次運送4件貨物時，滑輪組的機械效率為%（不考慮

繩重和摩擦）。

參考答案與試題解析

選擇題（共13小題）

1.【解答】解：

A、由圖丙可知，在1?2s內(nèi)（第2s內(nèi)）A被勻速提升，由圖乙可知拉力F=20N,由圖

知，n=2,忽略繩重及摩擦，動滑輪重力G^=nF-GA=2X20N-25N=15N,A正確；

B、由圖丙可知，第2s內(nèi)A上升的速度VA=2ITI/S,第2s內(nèi)滑輪上升的高度h=v<t=2m/s

X1s=2m,第2秒內(nèi)克服滑輪重做的額外功為W,*=G?,h=15NX2m=30J,B正確；

C、忽略繩重及摩擦，繩子拉力為：F=i（G+GA+G動），

則提升貨物的最大重力為：G=2F-GA-G^=2X100N-25N-15N=160N,C正確：

D、此裝置提升重物的機械效率隨提升物重的增大而增大，

則此裝置提升重物的最大機械效率為：n=力避=舁一=———=^—=

Wr?,Sp*2/2F?,

點最大r最大乙“最大

、瑞N=8。%，故D錯誤。

故選：D.

2.【解答】解：A、由圖可知n=2,繩子自由端移動的距離s=nh=2X3m=6m,故A正確，

不符合題意：

B、拉力做的總功：W,i=Fs=125NX6m=750JT故B正確，不符合題意：

1

C、因為不計繩重和摩擦?xí)rF=（（G+G*），所以動滑輪的重力：G^=nF-G=2X125N-

200N=50N,故C正確，不符合題意；

D、滑輪組的機械效率：」===/=出~=/=藍(lán)鼠=80%,故D錯誤，符合

W；FsFn/i"戶2X125/V

題意。

故選：D?

3.【解答】解：AB、機械對重物施加的力與人對機械施加的力的比值叫作機械效益MA,即:

MA=《，不計繩重和摩擦，則F=J（G+G動），則：MA=窄=?/，

FNF*G+G/G+G動］+晚

G

由此可知，MA與G的光線是一條向MA軸凸的斜線，故AB錯誤；

W—

CD、MAJ,不計繩重和摩擦，T）---—=東則：—==n,即

"WrSFxn/l^一

任nF

MA與T）是成正比的，故C正確，D錯誤。

故選：Co

4.【解答】解：

A、由圖知n=3,則繩子末端移動的距離：s=3h=3X0.1m=0.3m,故A錯誤；

B、拉力做的總功：W,H=FS=10NX0.3m=3J,故B錯誤；

C、有用功為：W有s）=Gh=27NX0.1m=2.7J;

W

機械效率為：n==等=90%,故c正確；

D、拉力做的額外功：W或=W,&-W方用=3J-2.7J=0.3J;

w、

不計繩重和滑輪的摩擦，由W祗=G動h可得，動滑輪的重力：G動=二色=懸=3'故

D錯誤。

故選：Co

5.【解答】解：

A、提升時物體的質(zhì)量不變，高度變大，所以重力勢能變大，故A錯誤；

B、有用功為：W有用=Gh=3NX0.2m=0.6J,故B錯誤；

C、由圖可知，有兩段繩子拉著動滑輪，則繩子自由端通過的距離s=2X0.2m=0.4m

拉力所做的總功為：W.g.=Fs=1.8NX0.4m=0.72J；

滑輪組的機械效率為！!=，?=端粉?83.3%,故C錯誤;

D、繩子自由端移動的速度為v=，==0.4m/s,故D正確。

故選：D。

6.【解答】解：

A.滑輪組承擔(dān)物重繩子的有效股數(shù)n=2,則繩子自由端移動的距離s=nh=2X1m=2m,

故A錯誤；

B.若不計繩重和摩擦，由F=^（G+G動）可得，動滑輪的重力6動=所-6=2><20011-30（^

=100N,由G=mg可得，動滑輪的質(zhì)量m=g=：^黑^=10kg,故B錯誤；

wCh

C.滑輪組此時的機械效率n=n#x100%=^r-x100%=G/ix100%=^x100%=

w忌FsFxn/i

舟褊x100%=75%,故C正確；

乙人乙UUIV

D.由功的原理可知，使用任何機械都不省功，利用該滑輪組可以省力，但不能省功，故

D錯誤。

故選：Co

7.【解答】解：

A.由圖可知，滑輪組繩子的有效股數(shù)n=4,則繩端移動的距離是物體上升距離的4倍，

故A錯誤；

B.不考慮動滑輪重力和摩擦?xí)r，繩子拉力F=*（G+GQ,實際應(yīng)用中需要考慮動滑輪重

1

力和摩擦，則繩子拉力大于-（G+G動），即被提升的物重小于繩子拉力的4倍，B錯誤

4

C.由*=6卜可知，所做的有用功與物體的重力和提升的高度有關(guān)，由于重物提升的高度

未知，不能得出增大物重時所做的有用功增大，故C錯誤；

D.增大物重提升相同的高度時，有用功增大，額外功不變，有用功與總功的比值增大，

“車梯”的機械效率變高，故D正確。

故選：D?

8.【解答】解：

1

A.由圖可知，滑輪組繩子的有效股數(shù)n=3,忽略繩重與摩擦，電動機對繩的拉力F=i（G+G

動）=.X（40N+8N）=16N,故A錯誤；

B.繩子自由端移動的距離s=nh=3X2m=6m,繩子自由端的移動速度v="=

迷=0.6m/s,故B錯誤；

C.拉力做的有用功VU=Gh=40NX2m=80J,拉力做的總功W&=Fs=16NX6m=96J,滑

輪組的機械效率T]=歷3x100%=招x100%%83.3%,

故C錯誤;

D.有用功的功率P=/=黑=8W,故D正確。

故選：Do

9.【解答】解：

A、由v=］可得，物體移動的距離：s物=v物t=0.1m/sX20s=2m,

由圖知,n=3,則繩子自由端移動的距離：s自由湍=3s物=3X2m=6m,故A錯誤；

Wfsfs

B、由11=^=°.彩=^^=備><100%可得,物體與地面間的滑動摩擦力：f=

%Fs自由端小物3F

?1X3F=60%X3X100N=180N,故B錯誤;

C^總功：W總=尸$0由端=100NX6m=600J,

有用功：VU=7]W總=60%X600J=360J,

額外功：W額=W，a-W有=600J-360J=240J,

額外功的功率：PM=—*=架=12亞，故C正確；

D、如果增大接觸面的粗糙程度，增大了摩擦力，增大了有用功，而額外功幾乎不變，有

用功與總功的比值變大，機械效率變大，故D錯誤。

故選：Co

10.【解答】解：

A、有用功：Wsw=Gh=10NX1m=10J,故A錯誤；

B、由圖可知，n=2,不計繩重和繩與滑輪間的摩擦，拉力F=4(G+GQ,

則動滑輪的重力：G動=2F-G=2X6N-10N=2N,故B錯誤；

C、繩端移動的距離：s=2h=2X1m=2m,

總功：W.M.=Fs=6NX2m=12J,

p|Z,

拉力F做功的功率：P=-^=^=6W,故C錯誤；

w

D、滑輪組的機械效率：T1=-jT^x100%=x100%%83.3%,故D正確。

故選：Do

11.【解答】解：

A、由圖知，該滑輪為動滑輪，則n=2,

11

在不計繩重和摩擦，則手對繩子的拉力F=i(G+G動)=ix(80N+20N)=50N,故A錯

'O

沃；

BC、當(dāng)物體提升5m時，繩子自由端移動的距離為：s=nh=2X5m=10m,

手拉繩子移動的速度為：v==1m/s,

拉力F的功率：P=?=^=Fv=50NX1m/s=50W,故B正確，C錯誤;

D、該裝置的機械效率為：

譏有用_Gh_80Nx5m

T1=^7=x100%=80%,故D錯誤。

故選：Bo

12.【解答]解：A、定滑輪實質(zhì)是一個等臂杠桿，不能省力，作用是改變力的方向，故A

錯誤；

B、根據(jù)圖示可知，n=2；

有用功：

W產(chǎn)Gh=800NX2m=1600J;

拉力做的總功：

W總=Fs=500NX2X2m=2000J;

滑輪組的機械效率：n=-j^x100%=x100%=80%,故B正確;

vv“4uuu/

C、不計繩重及摩擦，根據(jù)F=：(G+GQ可得動滑輪重：

Gte=nF-G=2X500N-800N=200N,故C錯誤：

w

D、拉力的功率：P=—，=緇J=200W,故D錯誤。

故選:Bo

13.【解答】解：

A.動滑輪繩子的有效股數(shù)n=2,由圖乙可知，物塊浸沒時繩子的拉力R=1375N,

11

繩重和摩擦忽略不計，由F=/(G+G功-FQ可得：1375N=*(G+G,廠FQ-①

當(dāng)物塊完全離開水面后繩子的拉力F2=2000N,

由F=((G+GQ可得：2000N=^(G+G動)--------------------②

由①②可得：F浮=1250N,

因物體浸沒時排開液體的體積和自身的體積相等，

F

所以，由F浮=p淞gV排可得，物塊的體積：V=V排=——=

_______1250N_______=0.125m3,

l.OxlO3kg/m3xlON/kg

由V=l?可得，物塊的邊長：L=VF=燈0.125而=0.5m,故A錯誤;

B.繩重和摩擦忽略不計，物塊完全離開水面后，動滑輪的機械效率:

vv.chrr

T1=Ux100%=---------------x100%=x100%,即87.5%=x100%---------------

W總（G+G/G+G動G+G動

③

由②③可得：G=3500N,G動=500N,故B錯誤；

C.繩重和摩擦忽略不計，提升物塊完全離開水面前,滑輪組的機械效率:

Wr（G-F?。?G-F*

100%_Jx100%

T1」一x100%--------t--------x

w'G+G勁一產(chǎn)學(xué)

W總(G+G「小

3500N-1250N

x100%=81.8%,

3500N+500N-1250N

則動滑輪的機械效率小于87.5%,故C錯誤；

D.將物塊提升至上表面與水面相平的過程中，由圖乙可知，物體上升的高度h=0.6m,拉

力F=1375N,

繩子自由端移動的距離：s=nh=2X0.6m=1.2m,

此過程中拉力F做的功W=Fs=1375NX1.2m=1650J,故D正確。

故選：D?

二.多選題(共6小題)

14.【解答】解：A、由圖可知，滑輪組提起兩個鉤碼，因此有用功：W^=Gh=2X0.5NX10

XO.O1m=O.1J,故A錯誤；

B、由圖可知，彈簧測力計的分度值是0.1N,示數(shù)為0.5N;

由圖可知n=3,繩子自由端移動的距離s=nh=3X10X0.01m=0.3m,

拉力做的總功：W,&=Fs=O.5NX0.3m=0.15J,

滑輪組的機械效率n=■Cj7Xx100%=^7x100%%66.7%,故B正確;

vv:,U.lb；'

C、拉力做功的功率：P=-^=^^=0.03W,故C錯誤;

W

Gh_G1

D、因為不計摩擦?xí)rT)=w'=動滑輪重力

，總“有+"鹿力G4+G)

1+丁

不變，提升的物重增加，所以滑輪組機械效率變大，故D正確。

故選:BDo

15.【解答】解：A、由圖可知，動滑輪上繩子股數(shù)n=2,繩端移動的距離為：s=nh=2X

5m=10m,該同學(xué)做的總功為：W.2.=Fs=80NX10m=800J,故A錯誤：

B、該同學(xué)做的有用功為：W^=Gh=120NX5m=600J,故B錯誤；

w,

C、他對滑輪組做功的功率即做總功的功率為：。=_酒=黑=80小，故C正確；

D、滑輪組的機械效率為：T)=X^X100%=離x100%=75%故D正確。

vvgouuy

故選：CDo

16.【解答】解：A、物體A被提高了h=4m,由于動滑輪隨物體一起運動，動滑輪提升的高

度也是h=4m,

不計繩重和摩擦，提升動滑輪做的功為額外功，

由W^=G動h得動滑輪重力：

w

八領(lǐng)400/.八八2

G動=——==100N,

h4m

但題目沒有