2020-2022年北京市初三一模物理試題匯編：探究-使用機械是否省功

第1頁/共1頁2020-2022北京初三一模物理匯編探究—使用機械是否省功一、多選題1．（2022·北京大興·一模）用如圖甲所示的滑輪組提升物體，已知被提升的物體M質量為73kg，作用在繩子自由端豎直向下的拉力F=400N，繩子自由端沿豎直方向運動的距離隨時間變化的關系如圖乙所示，g=10N/kg。下列說法中正確的是（）A．繩子自由端移動的速度為0.5m/sB．動滑輪的重力為70NC．拉力F的功率為100WD．滑輪組提升物體M的機械效率為91.25%2．（2022·北京豐臺·一模）如圖甲所示，滑輪組懸掛在水平支架上，某工人站在水平地面上，用400N豎直向下的拉力拉動繩子自由端使物體A勻速上升，物體上升的高度隨時間變化的關系如圖乙中圖線所示。已知物體A重720N，兩個滑輪的質量相等，不計滑輪組的繩重和摩擦。在0~20s的過程中，下列說法中正確的是（）A．繩子自由端移動的速度為0.2m/s B．繩子自由端拉力的功率為160WC．支架受到滑輪組的拉力為880N D．滑輪組的機械效率為90%3．（2022·北京海淀·一模）如圖所示，置于水平工作臺面上的卷揚機，其質量為50kg，工作時做功的功率恒為1000W?，F(xiàn)用卷揚機通過一個動滑輪勻速豎直提升重為4500N的物體A，經(jīng)過2s物體A被豎直勻速提升了40cm。不計繩重和摩擦，取g=10N/kg，下列說法中正確的是（）A．1s內(nèi)滑輪對物體A做的有用功為1800JB．動滑輪的質量為50kgC．提升物體A時，動滑輪的機械效率為90%D．提升物體A時，工作臺面對卷揚機的支持力為3000N4．（2021·北京東城·一模）工人師傅為了搬運裝修材料，設計了如圖所示的滑輪組，已知圖中的每個滑輪均重50N。在一次施工中，工人師傅用此裝置將重為400N的材料勻速提升到4.5m高的樓上用時30s。此過程中，繩重和摩擦忽略不計，g取10N/kg。下列說法正確的是（）A．繩自由端移動的速度為0.45m/sB．天花板受到豎直向下500N的拉力C．工人做的有用功是2025JD．滑輪組的機械效率約為88.9%5．（2021·北京中學一模）小亮同學用滑輪組提升物體，繩子自由端豎直移動的距離隨時間變化的關系如圖中圖線a所示，物體上升的高度隨時間變化的關系如圖中圖線b所示。已知物體的質量為900g，所用動滑輪的質量為100g，繩子自由端的拉力F為2.6N。g取10N/kg。在0～2s的過程中，下列說法中正確的是（）A．物體上升速度為0.025m/sB．拉力F的功率為0.13WC．滑輪組的有用功為0.45JD．滑輪組的機械效率小于90%6．（2020·北京豐臺·一模）如圖甲是用動滑輪運送物體A的裝置示意圖，繩子自由端豎直移動的距離s隨時間t變化的關系如圖乙所示。已知物體A重300N，卷揚機對繩子的拉力F做功的功率為400W。在0~20s的過程中，下列說法中正確的是（）A．繩子自由端移動的速度為2m/s B．卷揚機對繩子的拉力F為150NC．動滑輪做的有用功為8000J D．動滑輪提升物體A的機械效率為75%7．（2020·北京西城·一模）小亮同學用滑輪組提升物體，繩子自由端豎直移動的距離隨時間變化的關系如圖中圖線a所示，物體上升的高度隨時間變化的關系如圖中圖線b所示。已知物體的質量為900g，所用動滑輪的質量為100g，繩子自由端的拉力F為2.6N。g取10N/kg。在0~2s的過程中，下列說法中正確的是（）A．物體上升速度為0.05m/s B．拉力F的功率為0.13WC．滑輪組的有用功為0.9J D．滑輪組的機械效率小于90%8．（2020·北京海淀·一模）如圖甲所示，用一個動滑輪勻速提升重為800N的物體A，在卷揚機拉力F的作用下，繩子自由端豎直移動的距離隨時間變化的關系如圖乙中圖線a所示；用該裝置勻速提升物體B時，繩子自由端豎直移動的距離隨時間變化的關系如圖乙中圖線b所示。已知動滑輪的重力為200N，在這兩次提升物體的過程中，卷揚機拉力F的功率保持不變，且不計繩重和輪與軸間的摩擦。下列說法正確的是（）A．物體A上升的速度為10cm/s B．拉力F的功率為100WC．物體B受到的重力為4000N D．提升物體B時動滑輪的機械效率為95%9．（2020·北京順義·一模）用圖所示的裝置將重為為800N的正方體石料A從水中提升出來。在卷揚機對繩子的拉力作用下，使A經(jīng)歷了三個過程∶過程I為A浸沒在水中豎直勻速上升的過程，過程Ⅱ為A上表面剛露出水面到下表面剛離開水面豎直勻速上升的過程，過程Ⅲ為A在空中豎直勻速上升的過程。過程I中卷揚機對繩子的拉力大小為F=500N。若不計繩重和輪與軸間的摩擦，不計水中提升時水對A的阻力，不計A被提出水面所帶水的質量，下列判斷中正確的是（）A．若過程I和過程Ⅱ中提升A的高度相同，則兩過程中動滑輪所做的有用功相同B．過程I和過程II中卷揚機對繩子的拉力大小相同C．過程Ⅲ中提升A的機械效率η一定小于80%D．此裝置中動滑輪的重力大于200N10．（2020·北京房山·一模）小明用圖所示的滑輪組提升300N的重物，在不可伸長的輕質繩子自由端施加的拉力為125N，4s內(nèi)重物勻速上升2m，繩子與輪子之間沒有相對滑動，不計輪與軸間的摩擦，下列說法中正確的是（）A．繩子自由端移動的速度為1.5m/s B．動滑輪重75NC．拉力做功的功率為150W D．此過程滑輪組的機械效率為80％二、單選題11．（2022·北京順義·一模）用如圖甲所示的滑輪組和卷揚機打撈水中的物體，動滑輪的重力為100N，卷揚機對繩子豎直向下的拉力F與卷揚機拉動繩子的速度v的關系如圖乙所示，卷揚機拉動繩子的功率保持不變。當使用這個裝置提升重為900N的物體A時，A浸沒在水中被豎直勻速提升，已知物體A的體積V為2×10-2m3，g取10N/kg，繩重、輪與軸的摩擦及水的阻力均可忽略不計。對于提升A（A未露出水面）的過程，下列判斷正確的是（）A．卷揚機對繩子的拉力大小為500N B．滑輪組的機械效率為90%C．物體A受到的浮力大小為900N D．動滑輪對A的拉力的功率為52.5W12．（2021·北京海淀·一模）體重為700N的工人用圖所示的滑輪組將建材運送到高處。在某次運送中，工人在20s內(nèi)將質量為40kg的建材豎直向上勻速提升了5m，滑輪組的機械效率為80%。若兩個滑輪的質量相等，不計繩重及摩擦，g取10N/kg。下列說法中正確的是（）A．動滑輪重為10NB．此過程中工人拉力做功的功率為62.5WC．此過程中B處掛鉤受到天花板的拉力為600ND．此過程中該工人對地面的壓力的大小為250N三、填空題13．（2022·北京延慶·一模）如圖所示，是用動滑輪運送建筑材料A的示意圖，物體A重800N，在卷揚機對繩子的拉力作用下，繩自由端在50s的時間里勻速豎直上升了20m。在這個過程中，卷揚機對繩子的拉力F做功的功率為200W。繩自由端的拉力是_____________N，動滑輪的機械效率是_________。四、計算題14．（2022·北京東城·一模）圖是用動滑輪運送建筑材料A的示意圖。在卷揚機對繩子的拉力作用下，使重800N的建筑材料A在50s的時間里，勻速豎直上升了10m。在這個過程中，動滑輪提升建筑材料A所做的有用功為W有，卷揚機對繩子的拉力F做功的功率P為200W，不計繩重和摩擦。求：（1）有用功W有；（2）動滑輪的重力G動；（3）動滑輪勻速提升建筑材料A的機械效率。15．（2022·北京石景山·一模）如圖甲所示，用卷揚機（其內(nèi)部有電動機提供動力）通過動滑輪提升重力為的物體并使其勻速上升時，卷揚機對動滑輪繩子端的拉力為F，平臺對卷揚機的支持力為，拉力F的功率為P，動滑輪的機械效率為％；已知被提升物體移動的距離隨時間變化的圖像如圖乙所示，卷揚機的重力為，吸盤和繩子的質量及滑輪與軸的摩擦均可忽略不計，g取。求：（1）拉力F的大??；（2）平臺對卷揚機的支持力；（3）拉力F的功率P；（4）若卷揚機通過動滑輪提升物體的最大重力是，此時動滑輪提升重物的機械效率是多少？16．（2022·北京平谷·一模）小明體重600N，用如圖所示滑輪組勻速豎直向上提升800N的重物A，提升的過程中，小明用豎直向下的力勻速拉動繩子，使物體A在2s內(nèi)上升0.8m。已知小明拉力的功率為400W。求：（1）機械效率；（2）人對地面的壓力。17．（2022·北京通州·一模）如圖所示，滑輪組懸掛在水平支架上，在其自由端施加豎直向下的拉力F，使重為360N的物體A勻速豎直上升了1m，用時5s，滑輪組的額外功為40J。在此過程中，求：（1）滑輪組的有用功W有；（2）滑輪組的機械效率η；（3）拉力F的功率P。18．（2021·北京平谷·一模）在維修汽車發(fā)動機時，用如圖所示的滑輪組把汽車里的發(fā)動機提起來。當卷揚機用750N的力拉鋼絲繩，使發(fā)動機在10s內(nèi)勻速上升1m的過程中，滑輪組的機械效率為80%，已知動滑輪的重力是250N。求：（1）卷揚機做功的功率。（2）發(fā)動機的重力。19．（2021·北京大興·一模）如圖所示，是用動滑輪運送建筑材料A的示意圖，在卷揚機對繩子的拉力F作用下，使重900N的建筑材料A以0.2m/s的速度勻速豎直上升，動滑輪的機械效率η為90%，不計繩重和滑輪與軸的摩擦。求∶（1）拉力F；（2）拉力F做功的功率P；（3）動滑輪所受的重力G。20．（2021·北京·一模）如圖所示，滑輪組懸掛在水平支架上，某工人站在水平地面上，豎直向下拉動繩子自由端，使物體A勻速上升，提升過程中滑輪組的機械效率為80%。已知物體A重400N，兩個滑輪質量相等，不計滑輪組的繩重和摩擦。求：（1）勻速提升物體A時，繩子自由端受到的拉力；（2）物體A以0.2m/s的速度勻速上升時，繩子自由端拉力的功率；（3）勻速提升物體A時，請以定滑輪為研究對象做受力分析，并求出支架對定滑輪的拉力T。21．（2021·北京·一模）如圖所示，滑輪組懸掛在水平支架上，重為500N的工人用300N豎直向下的拉力拉動繩子自由端，使重540N的物體A勻速上升。已知該工人與水平地面的接觸面積為500cm2，兩個滑輪的質量相等，不計滑輪組的繩重和摩擦。求∶（1）畫出工人的受力分析圖；（2）該工人對地面的壓強；（3）滑輪組的機械效率；（4）支架受到滑輪組的拉力。22．（2020·北京平谷·一模）如圖是用滑輪組提升建筑材料A的示意圖，在豎直向下的拉力F作用下，使重1200N的建筑材料A在20s的時間里，勻速豎直上升了4m。在這個過程中，拉力F為750N，滑輪組的機械效率為η，拉力F做功的功率為P。求：(1)繩子自由端移動的速度v繩；(2)滑輪組的機械效率η；(3)拉力F的功率P。23．（2020·北京大興·一模）工人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，工人對繩子自由端的拉力F=400N且豎直向下，工人的質量m=60kg，g=10N/kg。求在此過程中：（1）地面對工人的支持力大??；（2）裝置對貨物做的有用功；（3）拉力F的功率；（4）該裝置的機械效率。

參考答案1．AD【詳解】A．如圖所示，當繩子自由端移動的距離為，，其速度為故A正確；B．提升的物體重為如圖所示，2段繩子承擔重力，如果不考慮摩擦及繩子重，則動滑輪的重力為所以考慮摩擦及繩子重，則動滑輪的重力小于70N。故B錯誤；C．拉力F的功率為故C錯誤；D．如圖所示，滑輪組提升物體M的機械效率為故D正確。故選AD。2．BD【詳解】A．物體上升的速度由圖可知n=2，繩子自由端移動的速度為v=nvA=2×0.2m/s=0.4m/s故A錯誤；B．繩子自由端拉力的功率為故B正確；C．動滑輪的重力G動=nF-G=2×400N-720N=80N由兩個滑輪質量相等和G=mg可知，定滑輪的重力G定=G動=80N以定滑輪為研究對象進行受力分析可知，定滑輪受到豎直向上的支架對它的拉力、豎直向下的重力和三股繩子向下的拉力作用處于平衡狀態(tài)，由定滑輪受到的合力為零可得F拉=G定+3F=80N+3×400N=1280N因支架對定滑輪的拉力和支架受到滑輪組的拉力是一對相互作用力，所以，支架受到滑輪組的拉力F拉′=F拉=1280N故C錯誤；D．滑輪組的機械效率故D正確。故選BD。3．BCD【詳解】A．1s內(nèi)物體A被豎直勻速提升了h=20cm=0.20m1s內(nèi)滑輪對物體A做的有用功為故A錯誤；B．1s內(nèi)卷揚機做的總功W總=Pt=1000W×1s=1000J1s內(nèi)卷揚機做的額外功W額外=W總-W有用=1000J-900J=100J不計繩重和摩擦的情況下，對動滑輪做的功就是全部的額外功，則動滑輪的重力為動滑輪的質量為故B正確；C．提升物體A時，動滑輪的機械效率為故C正確；D．不計繩重和摩擦的情況下，提升物體A時，卷揚機對繩子的拉力為卷揚機受到繩子的拉力和卷揚機對繩子的拉力為相互作用力，大小相等方向相反，即卷揚機受到繩子的拉力F′=F=2500N卷揚機受到重力為G′=mg=50kg×10N/kg=500N由于卷揚機受到重力、繩子的拉力和支持力的作用，由三力平衡可知，工作臺面對卷揚機的支持力為N=G′+F′=500N+2500N=3000N故D正確。故選BCD。4．AD【詳解】A．由題意可知，材料勻速被提升4.5m，用時30s，根據(jù)速度公式可知，材料移動的速度材料移動的速度是0.15m/s，從圖中可以看到，三條繩子托著動滑輪，則繩自由端移動的速度繩自由端移動的速度是0.45m/s，故A正確；B．力的作用是相互的，滑輪組對天花板的拉力大小等于天花板對滑輪組的拉力，設天花板對滑輪組的拉力是，把滑輪組和材料看成一個整體，這個整體勻速上升，處于平衡狀態(tài)，受到重力、天花板對滑輪組的拉力、繩自由端受到的拉力，繩重和摩擦忽略不計，則三條繩子托著動滑輪，繩重和摩擦忽略不計，則繩自由端受到的拉力符合下式解得；由上述可知，這個整體受到重力、天花板對滑輪組的拉力、繩自由端受到的拉力，這三力平衡，可得解得天花板對滑輪組的拉力是350N，即天花板受到豎直向下350N的拉力，故B錯誤；C．工人所做的有用功工人所做的有用功是1800J，故C錯誤；D．三條繩子托著動滑輪，材料勻速提升4.5m高，則繩端移動的距離自由端受到的拉力，則工人所做的總功由C解析可知，工人所做的有用功，則滑輪組的機械效率滑輪組的機械效率約為88.9%，故D正確。故選AD。5．ACD【詳解】A．由圖可知，物體上升速度為故A正確；B．根據(jù)圖可知，當繩子運動2s時，路程是20cm=0.2m繩子的速度為拉力F的功率為故B錯誤；C．當物體運動2s時，路程是5cm=0.05m有用功為故C正確；D．總功為滑輪組的機械效率為＜90%故D正確。故選ACD。6．AD【詳解】A．從圖像中可知，繩子速度故A正確；B．卷揚機對繩子的拉力F做功的功率為400W，根據(jù)公式，可知拉力故B錯誤；C．在20s內(nèi)，繩子的移動距離為s=40m，因為繩子段數(shù)n=2，所以物體上升距離為h=20m，對物體做的有用功故CD錯誤；D．動滑輪提升物體A的機械效率為故D正確；故選AD。7．ACD【詳解】A．由圖可知，當物體運動2s時，路程是10cm，物體上升速度為故A錯誤；B．根據(jù)圖可知，當繩子運動2s時，路程是40cm，繩子的速度為拉力F的功率為C．當物體運動2s時，路程是10cm，有用功為D．總功為效率為故D正確。故選ACD。8．ABD【詳解】由圖乙可知，提升物體A時，繩子自由端豎直移動的速度為則物體A上升的速度為拉力F的大小為拉力F的功率為由圖乙可知，提升物體B時，繩子自由端豎直移動的速度為提升物體B時，拉力的大小為物體B的重力為提升物體B時動滑輪的機械效率為故選ABD。9．CD【詳解】A．過程I、Ⅱ中動滑輪提供的拉力等于A的重力減A受到的浮力，但過程Ⅱ中物塊排開水的體積變小，則浮力不斷變小，拉力增大，提升相同的高度，由可知過程I中動滑輪所做的有用功與過程Ⅱ中動滑輪所做的有用功不相等，故錯誤；B．過程I和過程II中動滑輪提供的拉力大小不同，由可知卷揚機對繩子的拉力大小不同，故錯誤；CD．過程I中過程Ⅲ中又因為則故CD正確。故選CD。10．ABD【詳解】A．由圖知，承擔物重的繩子股數(shù)n=3，繩子自由端移動的距離為繩子自由端移動的速度為故A正確；B．不計繩重和摩擦，繩端自由端的拉力為則動滑輪的重力為故B正確；C．拉力做的總功為拉力的功率為故C錯誤；D．利用滑輪組所做的有用功為滑輪組的機械效率為故D正確。故選ABD。11．D【詳解】AC．物體A浸沒在水中受到的浮力為卷揚機對繩子的拉力大小為故AC錯誤；B．由圖甲可知，動滑輪上繩子的段數(shù)n為2，滑輪組的機械效率為故B錯誤；D．由乙圖可知，當拉力為400N時，繩子的速度為0.15m/s，則動滑輪對A的拉力的速度為動滑輪對A的拉力的功率為故D正確。故選D。12．C【詳解】B．建材受到的重力工作對建材做的有用功工作做的總功拉力做功的功率故B錯誤；A．工人做的額外功動滑輪重故A錯誤；C．定滑輪重繩子自由端拉力此過程中B處掛鉤受到天花板的拉力故C正確；D．此過程中地面對該工人的支持力的大小此過程中，該工人對地面的壓力和地面對該工人的支持力是一對相互作用力，故壓力的大小故D錯誤。故選C。13．

500

80%【詳解】[1]拉力做的總功W總=P總t=200W×50s=1×104J繩自由端的拉力[2]由圖可知n=2，建筑材料上升的高度有用功W有=Gh=800N×10m=8000J動滑輪的機械效率14．（1）；（2）；（3）【詳解】解：（1）物體A勻速直線上升，以物體A為研究對象，其受力分析如圖1所示，所受拉力T與其重力G二力平衡所以有T=GA，故動滑輪提升建筑材料A所做的有用功為（2）根據(jù)可知，物體運動的速度為由動滑輪特點可知，繩子末端移動距離是物體移動的二倍，運動時間相同，故繩子末端運動的速度時物體速度的二倍，速度為根據(jù)可得物體運動過程中所受牽引力大小為以動滑輪和物體A為研究對象，其受力分析如圖2所示可得故動滑輪重力為（3）卷揚機做的總功為則動滑輪勻速提升建筑材料A的機械效率為答：（1）有用功W有為8000J；（2）動滑輪的重力G動為200N；（3）動滑輪勻速提升建筑材料A的機械效率為80%。15．（1）240N；（2）840N；（3）960W；（4）85％【詳解】解：（1）由圖甲可知，繩子的段數(shù)為2段，則s=2h，所以由于動滑輪的機械效率為η=75％，物體的重力為G=360N，則解得：拉力F=240N。（2）卷揚機受到重力、繩子的拉力和平臺對它的支持力，且卷揚機處于靜止狀態(tài)，則平臺對卷揚機的支持力F支=G機+F=600N+240N=840N（3）2s內(nèi)運動的高度為4m，則2s內(nèi)繩子移動的距離為s=2×4m=8m2s內(nèi)拉力做功為拉力F的功率為（4）吸盤和繩的質量及滑輪與軸的摩擦均可忽略不計，這種情況下，則，由于n=2，則若卷揚機通過動滑輪提升物體的最大重力是Gm=680N，此時動滑輪提升重物的機械效率是答：（1）拉力F的大小為240N；（2）平臺對卷揚機的支持力為840N；（3）拉力F的功率為960W；（4）若卷揚機通過動滑輪提升物體的最大重力是，此時動滑輪提升重物的機械效率是85％。16．（1）80%；（2）100N【詳解】解：（1）滑輪組做的有用功為小明拉力做的功為機械效率（2）繩子的拉力為根據(jù)力的相互性，繩子拉人的力也為500N，故人對地面的壓力答：（1）機械效率為80%；（2）人對地面的壓力為100N。17．（1）360J；（2）90%；（3）80W【詳解】解：（1）物體的重力G=360N，提升的高度h=1m，則滑輪組的有用功為W有=Gh=360N1m=360J（2）滑輪組的額外功W額=40J，可知滑輪組的總功為W總=W有+W額=360J+40J=400J則滑輪組的機械效率為

（3）時間t=5s，可知拉力的功率為答：（1）滑輪組的有用功W有為360J；（2）滑輪組的機械效率η為80%；（3）拉力F的功率P為80W。18．（1）225W；（2）1800N【詳解】解：（1）由圖可知，滑輪組承擔重物和動滑輪的繩子股數(shù)為n=3，則拉力在10s內(nèi)移動的距離為s=nh=3×1m=3m則卷揚機做的功為W=Fs=750N×3m=2250J卷揚機做功的功率為P=225W（2）卷揚機做的有用功為W有=Wη=2250J×80%=1800J因卷揚機對發(fā)動機做的功為有用功，根據(jù)W有=Gh，則發(fā)動機重力為答：（1）卷揚機做功的功率為225W；（2）發(fā)動機的重力為1800N。19．（1）500N；（2）200W；（3）100N【詳解】解：（1）根據(jù)題意知道，有用功W有用=Gh由圖知道，n=2，繩子的拉力F的總功又因為動滑輪的機械效率η=90%，所以，代入數(shù)據(jù)解得拉力大小是（2）由知道，拉力F做功的功率（3）由于繩重及輪與軸之間的摩擦可忽略不計，由知道，動滑輪所受的重力答：（1）拉力大小是500N；（2）拉力F做功的功率是200W；（3）動滑輪所受的重力是100N。20．(1)250N；(2)；(3)850N【詳解】(1)提升過程中滑輪組的機械效率則動滑