（2022-2024）三年全国中考物理选择题压轴题合集：机械效率

机械效率 一．选择题（共25小题） 1．（2024•聊城）建筑工地上，工人用如图所示的装置将重为300N的建材从地面匀速运送到离地面8m的高处，所用时间为40s。已知动滑轮重为40N，不计滑轮组的绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．工人做的总功为2400J B．工人拉力的功率为60W C．此过程中该装置的机械效率约为88% D．可以通过增加动滑轮个数的方法提高该装置的机械效率 2．（2024•内蒙古）如图所示，固定的斜面长s＝2m，高h＝0.5m，沿斜面向上用50N的拉力在4s内把一个重60N的物体从斜面底端匀速拉到顶端，这一过程中（　　） A．对物体做的有用功为120J B．物体受的摩擦力为50N C．拉力做功的功率为25W D．斜面的机械效率为70% 3．（2023•北京）用如图所示的装置提升重为800N的物体A，动滑轮重为200N。在卷扬机对绳子的拉力F作用下，物体A在10s内竖直匀速上升了2m。在此过程中，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．物体A上升的速度为0.4m/s B．滑轮组的有用功为2000J C．拉力F的功率为100W D．滑轮组的机械效率为80% 4．（2020•甘孜州）某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组（每个滑轮重相同）在相同时间内把重物G提升相同高度。若F1和F2大小相等，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（　　） A．力F1和F2做功的功率相同 B．力F1和F2做的总功相同 C．两个滑轮组机械效率一样大 D．甲滑轮组的机械效率比乙滑轮组高 5．（2024•宿迁）如图所示的小型起重机，某次吊起重为6×103N的物体，电动机的拉力为4×103N，用时20s，使物体上升了5m。则通过动滑轮（　　） A．做的有用功为6×104J B．拉力功率为2×103W C．做的总功为2×104J D．机械效率为66.7% 6．（2023•广安）学习了简单机械知识后，某同学自制了如图所示的晾衣架。他将50N的衣物挂在横杆上，拉绳使其匀速上升1.6m，用时5s（上升过程中，横杆保持水平），此过程该装置的机械效率为80%（不计绳重及摩擦）。下列分析正确的是（　　） A．拉力做功80J B．拉力的功率为20W C．动滑轮重12.5N D．若增大衣物的质量，机械效率将减小 7．（2023•广州）用滑轮组进行“一瓶水提升一个人”活动，如图，水瓶匀速直线下降10m，使人匀速升高0.5m，水瓶对绳a的拉力为F1＝30N，绳b对人的拉力为F2＝480N。此过程（　　） A．有用功为300J B．F1做的功等于F2做的功 C．F1做的功小于F2做的功 D．滑轮组的机械效率为80% 8．（2022•兰州）如图所示，斜面长10m，高4m。用平行于斜面F＝50N的拉力，将重100N的物体，从斜面的底端匀速拉到顶端。在此过程中，下列说法正确的是（　　） A．利用此装置既可以省力，也可以省功 B．物体受到的摩擦力为50N C．对物体所做的有用功为500J D．该斜面的机械效率为80% 9．（2024•东营）如图所示，用甲、乙、丙三种简单机械分别提起同一重物G，已知滑轮重20N，杠杆（OB＝2OA）重10N，手的拉力始终沿竖直方向，忽略绳重及摩擦，下列说法错误的是（　　） A．甲图：该装置不省力也不省距离 B．乙图：该装置的机械效率是三者中最低的 C．丙图：在匀速拉动物体上升的过程中，拉力F3逐渐变小 D．若提升的物体越重，乙、丙的机械效率就会越高 10．（2024•德州）如图甲所示，虚线框内是两个滑轮连成的滑轮组，工人利用该滑轮组，用200N竖直向上的拉力F，将物体匀速提高3m，物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，已知动滑轮重120N，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．绳子自由端移动的速度为0.5m/s B．工人做的有用功为360J C．该滑轮组的机械效率为80% D．拉力F的功率为100W 11．（2024•泰安）如图所示，汽车通过滑轮组将物体吊起。已知汽车的质量为3×103kg，牵引力F1为4000N，对绳子的拉力F2为2500N；物体的重力为6000N，物体匀速上升的速度始终为0.5m/s，汽车受到的摩擦力为汽车重力的0.05倍，g取10N/kg。下列说法中（　　） ①滑轮组的机械效率为80% ②汽车受到的摩擦力为150N ③汽车牵引力在4s内做的功为8×103J ④汽车牵引力的功率为6000W A．只有①正确 B．只有①④正确 C．只有①②正确 D．只有③④正确 12．（2024•河南）如图，甲、乙两人用不同的装置，在相同时间内把质量相等的货物匀速提升到同一平台，不计绳重及滑轮的摩擦。下列说法正确的是（　　） A．甲做的有用功多 B．乙做的总功多 C．甲做总功的功率大 D．乙所用装置的机械效率小 13．（2024•无锡）如图所示，用滑轮组匀速提升重为200N的物体，拉力F为125N，物体升高的高度为4m，不计绳重和摩擦，则在此过程中，下列说法中正确的是（　　） A．总功为800J B．动滑轮重为5N C．绳端移动的距离为4m D．滑轮组的机械效率为80% 14．（2024•哈尔滨）小聪想搬起地面上重350N的石块，但未搬起；小明用重50N的动滑轮在6s内将此石块匀速竖直提升3m，如图所示（不计绳重和滑轮摩擦），下列说法不正确的是（　　） A．搬石块时，小聪没有对石块做功 B．绳子自由端的拉力为200N C．动滑轮的机械效率为87.5% D．拉力的功率为100W 15．（2024•大庆）如图所示，在75N的拉力F作用下，用滑轮组将重为100N的货物匀速提升，在10s内货物竖直上升了2m。下列说法正确的是（　　） A．滑轮组做的有用功为150J B．拉力F的功率为30W C．滑轮组的机械效率为75% D．此滑轮组提升的货物越轻，机械效率越大 16．（2024•兰州）如图所示是塔吊吊起重物的情景，在拉力F的作用下，重为1×103N的重物被竖直向上匀速吊起，已知动滑轮重200N，重物在8s内上升了10m，不计绳重与摩擦，下列说法中不正确的是（　　） A．拉力F大小为400N B．拉力F的功率为1250W C．克服动滑轮重力做功2000J D．滑轮组的机械效率约为83.3% 17．（2023•新疆）使用如图所示的滑轮组匀速提升重力不同的物体时，除了动滑轮的重力导致的额外功外，其他因素导致的额外功与总功之比为一定值。已知动滑轮的重力为1.0N，绳子能够承受的最大拉力为50N。当匀速提升重为9.0N的物体时，滑轮组的机械效率为81%，则使用该滑轮组匀速提升物体时的机械效率的最大值为（　　） A．90% B．89% C．88% D．87% 18．（2023•雅安）“争创全国文明城市，建设活力魅力雅安”。雅安市启动了对部分老旧小区改造升级工程。工人利用滑轮组提升重480N的建筑材料，如图所示。已知工人对绳子的拉力F为200N，建筑材料在10s内匀速上升了5m，不计绳重及摩擦。下列说法正确的是（　　） A．动滑轮所受重力为280N B．滑轮组所做的有用功为3000J C．拉力F的功率为300W D．滑轮组的机械效率为75% 19．（2023•荆州）一位同学用如图所示的滑轮组拉着重500N的物体，使物体以0.1m/s的速度沿水平地面向右匀速直线运动10s，已知物体与地面间的滑动摩擦力为150N，滑轮组的机械效率为60%，在此过程中下列选项正确的是（　　） A．绳子自由端移动的距离为3m B．拉力做的有用功为500J C．拉力做的额外功为150J D．拉力做功的功率为25W 20．（2023•河南）如图所示，在200N的拉力F作用下，用滑轮组将重为300N的货物匀速提升，在20s内货物竖直上升了2m。不计绳重及滑轮上的摩擦。下列说法正确的是（　　） A．滑轮组做的有用功为400J B．拉力F做功的功率为30W C．滑轮组的机械效率为75% D．此滑轮组提升的货物越轻、机械效率越大 21．（2023•达州）搬运工人为了将笨重的物体装进汽车车厢，常使用如图所示的装置把物体从斜面底端匀速推上顶端，已知斜面长5m，高2m，物体重1000N，沿斜面向上的推力为500N，则下列判定不正确的是（　　） A．物体在斜面上运动的过程中受3个力的作用，合力为0 B．推力所做的功是2500J C．斜面的机械效率为80% D．物体受到斜面的摩擦力为100N 22．（2023•鄂州）小刚用如图所示的滑轮组，将重为10N的物体匀速提升0.5m，已知动滑轮重2N，不计绳重和摩擦。下列说法正确的是（　　） A．拉力F为5N B．有用功为10J C．绳子自由端移动的距离为1.5m D．该滑轮组的机械效率为83.3% 23．（2022•乐山）如图所示，在50N的水平拉力F的作用下，重600N的物体沿水平地面做匀速直线运动，物体与地面间的滑动摩擦力是自身重力的0.2倍，绳子自由端向前移动的速度为0.6m/s。则（　　） A．拉力F的功率为3W B．1min内物体移动的距离为36m C．1min内所做的有用功为1440J D．该滑轮组的机械效率为85% 24．（2022•广元）小李家在自建房屋的过程中，自制了向高处运送材料的装置如图所示，其中动滑轮重为100N。若某一次运送的材料重为400N，在拉力F作用下，材料在20s内匀速上升4m，不计绳的质量和滑轮的摩擦，下列说法中正确的是（　　） A．滑轮组所做的额外功为1600J B．材料上升的速度大小为0.4m/s C．拉力F做功的功率为80W D．滑轮组的机械效率为80% 25．（2024•淄博）在“观察滑轮的使用”实验中，用如图所示的两种方式将同一物体匀速提升20cm（不计绳重和摩擦）。下列说法正确的是（　　） A．物体所受的重力是3.6N B．图乙中弹簧测力计上升20cm C．图乙中弹簧测力计的示数是物重的一半 D．图甲中滑轮的机械效率比图乙中的高 机械效率 参考答案与试题解析 一．选择题（共25小题） 1．（2024•聊城）建筑工地上，工人用如图所示的装置将重为300N的建材从地面匀速运送到离地面8m的高处，所用时间为40s。已知动滑轮重为40N，不计滑轮组的绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．工人做的总功为2400J B．工人拉力的功率为60W C．此过程中该装置的机械效率约为88% D．可以通过增加动滑轮个数的方法提高该装置的机械效率 【分析】（1）拉力所做的功是总功。 （2）根据功率的公式进行计算。 （3）根据机械效率的公式进行计算。 （4）滑轮组的机械效率与提升物体的重力等有关。 【解答】解：A、不计滑轮组的绳重和摩擦，滑轮组是由两段绳子组成的，此时的拉力为；拉力方向上移动的距离为s＝2h＝2×8m＝16m； 工人做的总功为：W总＝Fs＝170N×16m＝2720J，故A错误； B、工人拉力的功率为；故B错误； C、此过程中该装置的机械效率约为，故C正确； D、增加动滑轮个数，所做的额外功会增加，该装置的机械效率会减小，故D错误。 故选：C。 【点评】本题考查的是机械效率、功、功率的计算；知道影响滑轮组机械效率的方法。 2．（2024•内蒙古）如图所示，固定的斜面长s＝2m，高h＝0.5m，沿斜面向上用50N的拉力在4s内把一个重60N的物体从斜面底端匀速拉到顶端，这一过程中（　　） A．对物体做的有用功为120J B．物体受的摩擦力为50N C．拉力做功的功率为25W D．斜面的机械效率为70% 【分析】（2）已知物体的重力和斜面的高度，根据公式W＝Gh可求拉力所做的有用功； （2）利用W＝Fs求出总功，物体克服摩擦力所做的功（额外功）等于总功与有用功的差，再利用W额＝fs求出物体受到的摩擦力； （3）根据P＝计算功率。 （4）斜面的机械效率等于有用功与总功之比。 【解答】解：A、提升物体做的有用功：W有＝Gh＝60N×0.5m＝30J，故A错误； B、拉力做的总功：W总＝Fs＝50N×2m＝100J，克服摩擦力做功：W额＝W总﹣W有＝100J﹣30J＝70J， 由W额＝fs得物体受到的摩擦力：f＝＝＝35N，故B错误； C、拉力的功率P＝＝＝25W，故C正确； D、斜面的机械效率：η＝＝×100%＝30%；故D错误。 故选：C。 【点评】本题考查了使用斜面时有用功（克服物体重力做功）、额外功（克服摩擦力做功）、总功（推力做功）与功率、机械效率的计算，知道克服摩擦力做的功是额外功是本题的关键。 3．（2023•北京）用如图所示的装置提升重为800N的物体A，动滑轮重为200N。在卷扬机对绳子的拉力F作用下，物体A在10s内竖直匀速上升了2m。在此过程中，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．物体A上升的速度为0.4m/s B．滑轮组的有用功为2000J C．拉力F的功率为100W D．滑轮组的机械效率为80% 【分析】（1）已知物体上升的时间和距离，利用速度公式求物体A上升的速度； （2）利用W＝Gh求拉力做的有用功； （3）由图知，滑轮组承担物重的绳子有效股数n＝2，不计绳重和轮与轴间的摩擦，拉力F＝（G物+G动）；拉力端移动距离s＝2h，利用W＝Fs求拉力做的总功，再利用P＝求拉力F做功的功率； （4）滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比。 【解答】解： A、物体A上升的速度为：v＝＝＝0.2m/s，故A错误； B、拉力做的有用功：W有用＝Gh＝800N×2m＝1600J，故B错误； C、由图知，n＝2，不计绳重和轮与轴间的摩擦，拉力：F＝（G物+G动）＝（800N+200N）＝500N； 拉力端移动距离：s＝2h＝2×2m＝4m， 拉力做总功：W总＝Fs＝500N×4m＝2000J； 拉力做功功率：P＝＝＝200W，故C错误； D、动滑轮提升物体A的机械效率：η＝×100%＝×100%＝80%。 故选：D。 【点评】本题考查了使用滑轮组时速度、有用功、总功、功率、机械效率的计算，要利用好关系式：不计绳重和轮与轴间的摩擦时，拉力F＝（G物+G动）。 4．（2020•甘孜州）某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组（每个滑轮重相同）在相同时间内把重物G提升相同高度。若F1和F2大小相等，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（　　） A．力F1和F2做功的功率相同 B．力F1和F2做的总功相同 C．两个滑轮组机械效率一样大 D．甲滑轮组的机械效率比乙滑轮组高 【分析】①使用滑轮组时，手拉绳子自由端做的功是总功；总功与所用时间之比是拉力做功的功率； ②根据已知条件判断省力情况；利用公式η＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%比较滑轮组机械效率。 【解答】解： 由图知，甲滑轮组中承担物重的绳子段数n＝3，乙滑轮组中承担物重的绳子段数n＝4。 AB、若重物上升高度为h，则两滑轮组中绳端移动的距离分别为：s甲＝3h，s乙＝4h； 甲滑轮组中拉力做的总功为W甲总＝F1•3h，乙滑轮组中拉力做的总功为W乙总＝F2•4h， 已知F1＝F2，所以W甲总＜W乙总，故B错误； 已知时间相同，由公式P＝知，P甲总＜P乙总．故A错误； CD、甲、乙两滑轮组提升的物重G相同，设一个动滑轮的重为G动， 不计绳重及摩擦，则甲滑轮组的机械效率为：η甲＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%， 同理可得，乙滑轮组的机械效率为：η乙＝×100%， 所以η甲＞η乙，故C错误，D正确。 故选：D。 【点评】本题考查了使用滑轮组时n的确定方法，总功、机械效率、功率的计算方法，本题关键在于确定总功大小关系。 5．（2024•宿迁）如图所示的小型起重机，某次吊起重为6×103N的物体，电动机的拉力为4×103N，用时20s，使物体上升了5m。则通过动滑轮（　　） A．做的有用功为6×104J B．拉力功率为2×103W C．做的总功为2×104J D．机械效率为66.7% 【分析】（1）根据W＝Gh求克服物重做的有用功； （2）由图知，在动滑轮上承担物重的绳子股数n＝2，根据W＝Fs＝Fnh求拉力做的总功，根据P＝求拉力的功率； （3）根据×100%求机械效率。 【解答】解：A、克服物重做的有用功：W有＝Gh＝6×103N×5m＝3×104J，故A错误； BC、由图知，在动滑轮上承担物重的绳子股数n＝2， 则拉力做的总功：W总＝Fs＝Fnh＝4×103N×2×5m＝4×104J， 拉力的功率：P＝＝＝2×103W，故B正确、C错误； 机械效率：，故D错误。 故选：B。 【点评】本题考查功、功率和机械效率的计算，知道n的大小是关键之一，难度适中。 6．（2023•广安）学习了简单机械知识后，某同学自制了如图所示的晾衣架。他将50N的衣物挂在横杆上，拉绳使其匀速上升1.6m，用时5s（上升过程中，横杆保持水平），此过程该装置的机械效率为80%（不计绳重及摩擦）。下列分析正确的是（　　） A．拉力做功80J B．拉力的功率为20W C．动滑轮重12.5N D．若增大衣物的质量，机械效率将减小 【分析】（1）根据W＝Gh得到有用功，由有用功和机械效率得到总功； （2）根据P＝得到拉力的功率； （3）总功和有用功之差等于额外功，由W＝Gh得到动滑轮的重力； （4）增大衣服的质量，增大有用功，额外功不变，根据η＝得到机械效率的变化。 【解答】解：A、有用功：W有＝Gh＝50N×1.6m＝80J，拉力做功：W总＝＝100J，故A错误； B、拉力的功率：P＝＝＝20W，故B正确； C、额外功：W额＝W总﹣W有＝100J﹣80J＝20J，G动+G横杆＝＝12.5N，动滑轮重小于12.5N，故C错误； D、增大衣服的质量，额外功不变，有用功增大，根据η＝可知机械效率增大，故D错误。 故选：B。 【点评】本题考查机械效率和功率的计算，明确滑轮组机械效率公式和拉力所做的功即为关键。 7．（2023•广州）用滑轮组进行“一瓶水提升一个人”活动，如图，水瓶匀速直线下降10m，使人匀速升高0.5m，水瓶对绳a的拉力为F1＝30N，绳b对人的拉力为F2＝480N。此过程（　　） A．有用功为300J B．F1做的功等于F2做的功 C．F1做的功小于F2做的功 D．滑轮组的机械效率为80% 【分析】（1）根据有用功的概念和题目的条件计算有用功。 （2）根据功的公式进行计算。 （3）根据机械效率的公式计算机械效率。 【解答】解：A、克服人的重力所做的功为有用功，绳b对人的拉力为F2＝480N，所以人的重力G＝F2＝480N，W有＝Gh＝480N×0.5m＝240J，故A错误； B、F1做的功为总功，即：W总＝F1s＝30N×10m＝300J，F2做的功为W'＝F2h＝480N×0.5m＝240J，故B错误； C、根据以上计算可知，F1做的功大于F2做的功，故C错误； D、滑轮组的机械效率为，故D正确。 故选：D。 【点评】本题主要考查的是滑轮组的机械效率，关键是会根据题目的条件进行简单的计算。 8．（2022•兰州）如图所示，斜面长10m，高4m。用平行于斜面F＝50N的拉力，将重100N的物体，从斜面的底端匀速拉到顶端。在此过程中，下列说法正确的是（　　） A．利用此装置既可以省力，也可以省功 B．物体受到的摩擦力为50N C．对物体所做的有用功为500J D．该斜面的机械效率为80% 【分析】A、此装置为斜面，可以省力；根据功的原理可知，使用任何机械都不省功； BCD、根据W有用＝Gh得出对物体所做的有用功；根据W总＝Fs得出总功，根据η＝得出机械效率；根据W额外＝W总﹣W有用得出额外功，根据f＝得出物体受到的摩擦力。 【解答】解：A、此装置为斜面，可以省力，根据功的原理可知，使用任何机械都不省功，故使用此装置不省功，故A错误； BCD、对物体所做的有用功W有用＝Gh＝100N×4m＝400J，故C错误； 总功W总＝Fs＝50N×10m＝500J，机械效率η＝＝×100%＝80%，故D正确； 额外功W额外＝W总﹣W有用＝500J﹣400J＝100J， 物体受到的摩擦力f＝＝＝10N，故B错误。 故选D。 【点评】本题考查功、功率、效率的计算，综合性强，难度适中。 9．（2024•东营）如图所示，用甲、乙、丙三种简单机械分别提起同一重物G，已知滑轮重20N，杠杆（OB＝2OA）重10N，手的拉力始终沿竖直方向，忽略绳重及摩擦，下列说法错误的是（　　） A．甲图：该装置不省力也不省距离 B．乙图：该装置的机械效率是三者中最低的 C．丙图：在匀速拉动物体上升的过程中，拉力F3逐渐变小 D．若提升的物体越重，乙、丙的机械效率就会越高 【分析】（1）定滑轮实质上是等臂杠杆：定滑轮在力学原理上等同于一个等臂杠杆，其动力臂和阻力臂长度相等，因此不能省力。 ‌（2）当有用功一定时，机械所做的总功越少（或额外功越少），由η＝可知，机械效率就越高； （3）根据杠杆平衡条件，重点是要分析在杠杆匀速拉动物体上升过程中，动力臂总是阻力臂的2倍，就可以判断出拉力的变化情况了。 （4）若提升的物体越重，提升相同的高度，所做的有用功越大，而额外功不变，由η＝＝可知，机械效率如何变化。 【解答】解：A、甲图是定滑轮，定滑轮的实质是等臂杠杆，使用定滑轮不省力也不省距离，故A正确，不符合题意； B、利用三个装置，将同一重物提升相同的高度，即做相同的有用功，已知滑轮重20N，杠杆（OB＝2OA）重10N，即乙图滑轮比丙图杠杆重，乙克服机械重力所做的额外功最大，由η＝可知，乙的机械效率最低，故B正确，不符合题意； C、若始终保持拉力F3的方向竖直向上，则在杠杆匀速拉动物体上升过程中，动力臂总是阻力臂的2倍，由杠杆平衡条件可知，拉力F3保持不变，故C错误，符合题意； D、若提升的物体越重，提升相同的高度，所做的有用功越大，而额外功不变，由η＝＝可知，机械效率就会越高，故D正确，不符合题意。 故选：C。 【点评】本题考查滑轮、杠杆机械效率的相关计算；杠杆平衡条件的应用，属于中等题。 10．（2024•德州）如图甲所示，虚线框内是两个滑轮连成的滑轮组，工人利用该滑轮组，用200N竖直向上的拉力F，将物体匀速提高3m，物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，已知动滑轮重120N，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．绳子自由端移动的速度为0.5m/s B．工人做的有用功为360J C．该滑轮组的机械效率为80% D．拉力F的功率为100W 【分析】（1）根据绳子自由端移动的距离s＝nh结合图乙可知，绳子自由端移动的距离和物体上升的高度，根据v＝求出绳端移动的速度； （2）根据图乙分析出绳子的股数，根据F＝（G+G动），计算出物体的重力，再根据W有用＝Gh计算出有用功； （3）利用W总＝Fs求拉力做的总功，利用η＝×100%求该滑轮组的机械效率； （4）根据P＝计算功率。 【解答】解：A、由绳子自由端移动的距离s＝nh可知，绳子自由端移动的距离大于物体上升的高度， 由图乙可知，时间为6s时，绳子自由端移动的距离为9m，物体上升的高度为3m，所以绳子的股数n＝＝3，则绳端移动的速度：v＝＝＝1.5m/s，故A错误； B、不计绳重和摩擦，则F＝，可得G ＝nF﹣G动 ＝3×200 N﹣120 N＝480 N，工人做的有用功W有用＝Gh＝480 N×3 m＝1440J，故B错误； C、工人做的总功W＝Fs＝200N×9 m＝1800J，该滑轮组的机械效率η＝＝80%，故C正确。 D、D.拉力F的功率P＝＝＝300W，故D错误。 故选：C。 【点评】本题考查使用滑轮组时功和机械效率公式的应用，关键是图像分析判断出绳子自由端移动的距离和物体上升的高度。 11．（2024•泰安）如图所示，汽车通过滑轮组将物体吊起。已知汽车的质量为3×103kg，牵引力F1为4000N，对绳子的拉力F2为2500N；物体的重力为6000N，物体匀速上升的速度始终为0.5m/s，汽车受到的摩擦力为汽车重力的0.05倍，g取10N/kg。下列说法中（　　） ①滑轮组的机械效率为80% ②汽车受到的摩擦力为150N ③汽车牵引力在4s内做的功为8×103J ④汽车牵引力的功率为6000W A．只有①正确 B．只有①④正确 C．只有①②正确 D．只有③④正确 【分析】（1）根据滑轮组装置确定绳子股数，利用η＝＝＝＝求出滑轮组的机械效率； （2）汽车受到的摩擦力为汽车重力的0.05倍，根据f＝0.05G车＝0.05m车g求出汽车受到的摩擦力； （3）根据W＝F2s＝F2nvt求出汽车牵引力在4s内做的功； （4）根据P＝求出汽车牵引力的功率。 【解答】解：①由图可知，n＝3，滑轮组的机械效率为： η＝＝＝＝＝×100%＝80%，故①正确； ②汽车受到的摩擦力为汽车重力的0.05倍，则汽车受到的摩擦力为： f＝0.05G车＝0.05m车g＝0.05×3×103kg×10N/kg＝1.5×103N，故②错误； ③汽车牵引力在4s内做的功为： W＝F1s＝F1nvt＝4000N×3×0.5m/s×4s＝24000J，故③错误； ④汽车牵引力的功率为： P＝＝＝6000W，故④正确。 故选：B。 【点评】本题考查了做功公式、功率公式和机械效率公式的综合应用。 12．（2024•河南）如图，甲、乙两人用不同的装置，在相同时间内把质量相等的货物匀速提升到同一平台，不计绳重及滑轮的摩擦。下列说法正确的是（　　） A．甲做的有用功多 B．乙做的总功多 C．甲做总功的功率大 D．乙所用装置的机械效率小 【分析】（1）利用W＝Gh比较拉力做的有用功的大小关系； （2）两物体的质量相等、重力相等，不计绳重和摩擦，使用定滑轮时，拉力F＝G；使用动滑轮，拉力F＝（G+G动），据此确定拉力大小关系，利用W＝Fs比较拉力做的功的大小关系； 由P＝可知两次提升物体所做有用功的功率的大小关系； （3）不计绳重和摩擦，使用定滑轮时，额外功为0J，机械效率为100%；使用动滑轮时，要提升动滑轮做额外功，机械效率小于100%。 【解答】解： A、提升物体的重力相等，在相同的时间内物体升高了相同的距离，由W有用＝Gh可知两次提升物体所做的有用功相等，故A错误； BC、图甲使用的是动滑轮，拉力端移动距离s甲＝2h，不计绳重和摩擦； 使用甲动滑轮时，拉力F甲＝（G+G动）；所以拉力做功W甲＝F甲s甲＝（G+G动）×2h＝（G+G动）h＞Gh； 使用乙定滑轮时，拉力F乙＝G，拉力做功W乙＝F乙s乙＝Gh，所以乙装置中拉力F做的总功少，由P＝知乙装置中拉力F做的总功率小，甲做总功的功率大，故B错误，C正确； D、不计绳重和摩擦，使用定滑轮时，额外功为0J，机械效率为100%；使用动滑轮时，要提升动滑轮做额外功，机械效率小于100%；所以两种装置的机械效率η乙＞η甲，故D错误。 故选：C。 【点评】本题考查了使用定滑轮、动滑轮时拉力端移动速度大小、拉力做功的大小、机械效率大小和功率大小的比较，利用好关系式：不计绳重和摩擦时拉力F＝（G+G动）。 13．（2024•无锡）如图所示，用滑轮组匀速提升重为200N的物体，拉力F为125N，物体升高的高度为4m，不计绳重和摩擦，则在此过程中，下列说法中正确的是（　　） A．总功为800J B．动滑轮重为5N C．绳端移动的距离为4m D．滑轮组的机械效率为80% 【分析】（1）根据滑轮组装置确定绳子股数，利用W总＝Fs＝Fnh求出总功； （2）不计绳重和摩擦，根据F＝（G+G动）求出动滑轮重； （3）根据s＝nh求出绳端移动的距离； （4）根据η＝＝＝＝求出该滑轮组的机械效率。 【解答】解：A、由图可知，n＝2，滑轮组做的总功为： W总＝Fs＝Fnh＝125N×2×4m＝1000J，故A错误； B、不计绳重和摩擦，根据F＝（G+G动）可知，动滑轮重为： G动＝nF﹣G＝2×125N﹣200N＝50N，故B错误； C、绳端移动的距离为： s＝nh＝2×4m＝8m，故C错误； D、该滑轮组的机械效率为： η＝＝＝＝＝×100%＝80%。故D正确。 故选：D。 【点评】本题主要考查的是滑轮组的机械效率，关键是会根据题目的条件进行简单的计算。 14．（2024•哈尔滨）小聪想搬起地面上重350N的石块，但未搬起；小明用重50N的动滑轮在6s内将此石块匀速竖直提升3m，如图所示（不计绳重和滑轮摩擦），下列说法不正确的是（　　） A．搬石块时，小聪没有对石块做功 B．绳子自由端的拉力为200N C．动滑轮的机械效率为87.5% D．拉力的功率为100W 【分析】（1）力做功的条件：有力作用在物体上；物体在力的方向上移动一段距离，二者缺一不可； （2）如图，动滑轮上的绳子股数为n＝2，不计绳重和滑轮摩擦，根据F＝（G+G动）求绳子自由端的拉力；根据W＝Fs＝Fnh求拉力做的功，根据P＝求拉力的功率；根据η＝＝＝＝求动滑轮的机械效率。 【解答】解：A、搬石块时，小聪用了力，但没有搬动石块，有力、无距离，故小聪没有对石块做功，故A正确； BCD、如图，动滑轮上的绳子股数为n＝2，不计绳重和滑轮摩擦， 绳子自由端的拉力：F＝（G+G动）＝×（350N+50N）＝200N，故B正确； 拉力做的功：W＝Fs＝Fnh＝200N×2×3m＝1200J， 拉力的功率：P＝＝＝200W，故D错误； 动滑轮的机械效率：η＝＝＝＝＝＝87.5%，故C正确。 故选：D。 【点评】本题考查做功的条件以及使用动滑轮时有关力、功、功率和机械效率的计算，难度适中。 15．（2024•大庆）如图所示，在75N的拉力F作用下，用滑轮组将重为100N的货物匀速提升，在10s内货物竖直上升了2m。下列说法正确的是（　　） A．滑轮组做的有用功为150J B．拉力F的功率为30W C．滑轮组的机械效率为75% D．此滑轮组提升的货物越轻，机械效率越大 【分析】（1）根据W有＝Gh求出滑轮组做的有用功； （2）根据滑轮组装置确定绳子股数，利用W总＝Fs＝Fnh求出拉力F做的总功，根据P＝求出拉力F的功率； （3）根据η＝求出滑轮组的机械效率； （4）增大机械效率的方法有二：一是增大有用功，即拉更重的重物；二是减小额外功，如减小摩擦、减轻动滑轮重。 【解答】解：A、滑轮组做的有用功为： W有＝Gh＝100N×2m＝200J，故A错误； B、由图可知，n＝2，拉力F做的总功为： W总＝Fs＝Fnh＝75N×2×2m＝300J， 则拉力F的功率为： P＝＝＝30W，故B正确； C、滑轮组的机械效率为： η＝＝×100%≈66.7%，故C错误； D、当提升货物越轻，做的有用功就变小，而额外功几乎不变，因此机械效率变小，故D错误。 故选：B。 【点评】本题考查了做功公式和功率公式以及滑轮组机械效率公式的应用，明确滑轮组绳子的有效股数是关键。 16．（2024•兰州）如图所示是塔吊吊起重物的情景，在拉力F的作用下，重为1×103N的重物被竖直向上匀速吊起，已知动滑轮重200N，重物在8s内上升了10m，不计绳重与摩擦，下列说法中不正确的是（　　） A．拉力F大小为400N B．拉力F的功率为1250W C．克服动滑轮重力做功2000J D．滑轮组的机械效率约为83.3% 【分析】（1）由图知，n＝3，不计绳重与摩擦，根据F＝（G+G动）求拉力F的大小； （2）根据W＝Fs＝Fnh求拉力F做的功，根据P＝求拉力F的功率； （3）根据W＝Gh求克服动滑轮重力做的功； （4）根据求滑轮组的机械效率。 【解答】解：A、由图知，n＝3，不计绳重与摩擦，拉力F的大小： F＝（G+G动）＝×（1×103N+200N）＝400N，故A正确； B、拉力F做的功：W＝Fs＝Fnh＝400N×3×10m＝12000J， 拉力F的功率：P＝＝＝1500W，故B错误； C、克服动滑轮重力做的功：W动＝G动h＝200N×10m＝2000J，故C正确； D、滑轮组的机械效率：＝≈83.3%，故D正确。 故选：B。 【点评】本题考查滑轮组中有关力、功、功率和机械效率的计算，知道n的值是关键。 17．（2023•新疆）使用如图所示的滑轮组匀速提升重力不同的物体时，除了动滑轮的重力导致的额外功外，其他因素导致的额外功与总功之比为一定值。已知动滑轮的重力为1.0N，绳子能够承受的最大拉力为50N。当匀速提升重为9.0N的物体时，滑轮组的机械效率为81%，则使用该滑轮组匀速提升物体时的机械效率的最大值为（　　） A．90% B．89% C．88% D．87% 【分析】当匀速提升重为9.0N的物体时，设出物体匀速提升的高度h，根据W＝Gh求出拉力所做的有用功，利用η＝×100%求出拉力所做的总功，再根据W＝Gh求出克服动滑轮重力所做的额外功，总功减去有用功、克服动滑轮重力所做的额外功即为除了动滑轮的重力导致的额外功外其他因素导致的额外功，然后求出其他因素导致的额外功与总功之比；由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据s＝nh求出使用该滑轮组匀速提升物体上升的高度为h时绳子自由端移动的距离，绳子能够承受的最大拉力为50N，利用W＝Fs求出拉力所做总功的最大值，根据除了动滑轮的重力导致的额外功外其他因素导致的额外功与总功之比为一定值求出其他因素导致的额外功，然后求出拉力所做有用功的最大值，利用η＝×100%求出使用该滑轮组匀速提升物体时的机械效率的最大值。 【解答】解：当匀速提升重为9.0N的物体时，滑轮组的机械效率为81%， 设物体匀速提升的高度为h，则拉力所做的有用功：W有＝Gh＝9.0N×h， 由η＝×100%可得，拉力所做的总功：W总＝＝＝N×h， 克服动滑轮重力所做的额外功：W额动＝G动h＝1.0N×h， 除了动滑轮的重力导致的额外功外，其他因素导致的额外功：W额其他＝W总﹣W有﹣W额动＝N×h﹣9.0N×h﹣1.0N×h＝N×h， 其他因素导致的额外功与总功之比为：＝＝； 由图可知，滑轮组绳子的有效股数n＝2， 当使用该滑轮组匀速提升物体上升的高度为h时，绳子自由端移动的距离：s＝nh＝2h， 由绳子能够承受的最大拉力为50N可知，拉力所做总功的最大值：W总大＝F大s＝50N×2h＝100N×h， 因除了动滑轮的重力导致的额外功外，其他因素导致的额外功与总功之比为一定值， 所以，其他因素导致的额外功：W额其他大＝W总大＝×100N×h＝10N×h， 拉力所做有用功的最大值：W有大＝W总大﹣W额动﹣W额其他大＝100N×h﹣1.0N×h﹣10N×h＝89N×h， 则使用该滑轮组匀速提升物体时的机械效率的最大值：η大＝×100%＝×100%＝89%。 故选：B。 【点评】本题考查了使用滑轮组时做功公式和机械效率公式的应用，明确有用功和总功、额外功的含义以及它们之间的关系是关键。 18．（2023•雅安）“争创全国文明城市，建设活力魅力雅安”。雅安市启动了对部分老旧小区改造升级工程。工人利用滑轮组提升重480N的建筑材料，如图所示。已知工人对绳子的拉力F为200N，建筑材料在10s内匀速上升了5m，不计绳重及摩擦。下列说法正确的是（　　） A．动滑轮所受重力为280N B．滑轮组所做的有用功为3000J C．拉力F的功率为300W D．滑轮组的机械效率为75% 【分析】（1）根据滑轮组装置确定绳子股数，利用F＝（G+G动）求出动滑轮的重力； （2）根据W有＝Gh求出滑轮组做的有用功； （3）根据W总＝Fs＝Fnh求出滑轮组做的总功，利用P＝求出拉力做功的功率； （4）根据η＝求出滑轮组的机械效率。 【解答】解：A、由图可知动滑轮上承重绳子的股数为n＝3，根据F＝（G+G动）可知，动滑轮的重力为G动＝3F﹣G物＝3×200N﹣480N＝120N，故A错误； B、滑轮组做的有用功为W有＝G物h＝480N×5m＝2400J，故B错误； C、拉力做的功为W总＝Fs＝Fnh＝200N×3×5m＝3000J， 拉力F的功率为：P＝＝＝300W，故C正确； D、滑轮组的机械效率为： η＝＝×100%＝80%，故D错误。 故选：C。 【点评】本题考查了功率公式、做功公式和滑轮组拉力公式以及滑轮组机械效率公式的应用，明确滑轮组绳子的有效股数是关键。 19．（2023•荆州）一位同学用如图所示的滑轮组拉着重500N的物体，使物体以0.1m/s的速度沿水平地面向右匀速直线运动10s，已知物体与地面间的滑动摩擦力为150N，滑轮组的机械效率为60%，在此过程中下列选项正确的是（　　） A．绳子自由端移动的距离为3m B．拉力做的有用功为500J C．拉力做的额外功为150J D．拉力做功的功率为25W 【分析】（1）根据v＝求出物体移动的距离，由图可知n＝2，绳子自由端移动的距离s＝ns物； （2）利用W有＝fs物求有用功； （3）利用η＝×100%求总功，利用W总＝W有+W额求拉力做的额外功； （4）利用P＝求拉力做功的功率。 【解答】解：A、由v＝可知，物体移动的距离：s物＝v物t＝0.1m/s×10s＝1m， 由图可知n＝2，绳子自由端移动的距离：s＝ns物＝2×1m＝2m，故A错误； B、拉力做的有用功：W有＝fs物＝150N×1m＝150J，故B错误； C、由η＝×100%可知，拉力做的总功：W总＝＝＝250J， 拉力做的额外功：W额＝W总﹣W有＝250J﹣150J＝100J，故C错误； D、拉力做功的功率：P＝＝＝25W，故D正确。 故选：D。 【点评】本题考查使用滑轮组时功、功率和机械效率公式的应用，关键是从图中得出滑轮组绳子的有效股数。 20．（2023•河南）如图所示，在200N的拉力F作用下，用滑轮组将重为300N的货物匀速提升，在20s内货物竖直上升了2m。不计绳重及滑轮上的摩擦。下列说法正确的是（　　） A．滑轮组做的有用功为400J B．拉力F做功的功率为30W C．滑轮组的机械效率为75% D．此滑轮组提升的货物越轻、机械效率越大 【分析】（1）利用W有＝Gh求有用功； （2）由图可知n＝2，绳子自由端移动的距离s＝nh，利用W总＝Fs求拉力做的总功，利用P＝求拉力做功的功率； （3）利用η＝×100%求滑轮组的机械效率； （4）利用不计绳重和摩擦时η＝＝＝＝＝分析滑轮组机械效率的变化。 【解答】解：A、拉力做的有用功：W有＝Gh＝300N×2m＝600J，故A错误； B、由图可知n＝2，绳子自由端移动的距离：s＝nh＝2×2m＝4m， 拉力做的总功：W总＝Fs＝200N×4m＝800J， 拉力做功的功率：P＝＝＝40W，故B错误； C、滑轮组的机械效率：η＝×100%＝×100%＝75%，故C正确； D、由不计绳重和摩擦时η＝＝＝＝＝可知，动滑轮的重力一定，提升的货物越轻，即G越小，机械效率越小，故D错误。 故选：C。 【点评】本题考查使用滑轮组时功、功率和机械效率公式的应用，关键是从图中得出滑轮组绳子的有效股数。 21．（2023•达州）搬运工人为了将笨重的物体装进汽车车厢，常使用如图所示的装置把物体从斜面底端匀速推上顶端，已知斜面长5m，高2m，物体重1000N，沿斜面向上的推力为500N，则下列判定不正确的是（　　） A．物体在斜面上运动的过程中受3个力的作用，合力为0 B．推力所做的功是2500J C．斜面的机械效率为80% D．物体受到斜面的摩擦力为100N 【分析】（1）根据物体运动情况分析受力； （2）根据W总＝Fs得出总功； （3）根据W有＝Gh得出有用功，根据η＝得出机械效率； （4）根据W额＝W总﹣W有得出额外功，根据f＝得出货物受到斜面对它的摩擦阻力。 【解答】解：A、把物体从斜面底端匀速推上顶端，物体受到沿斜面向下的摩擦力，受重力、支持力、推力和摩擦力4个力作用，合力为0，故A错误； B、总功为：W总＝Fs＝500N×5m＝2500J，故B正确； C、有用功：W有＝Gh＝1000N×2m＝2000J； 机械效率为：η＝×100%＝×100%＝80%，故C正确； D、额外功W额＝W总﹣W有＝2500J﹣2000J＝500J， 货物受到斜面对它的摩擦阻力f＝＝＝100N，故D正确。 故选：A。 【点评】熟练运用计算功、机械效率的公式，明确斜面能够省力的特点，是解答此题的关键。 22．（2023•鄂州）小刚用如图所示的滑轮组，将重为10N的物体匀速提升0.5m，已知动滑轮重2N，不计绳重和摩擦。下列说法正确的是（　　） A．拉力F为5N B．有用功为10J C．绳子自由端移动的距离为1.5m D．该滑轮组的机械效率为83.3% 【分析】（1）图中使用的滑轮组承担物重的绳子股数n＝2，不计绳重和摩擦，利用F＝（G物+G动）求拉力大小； （2）根据W有用＝Gh求拉力做的有用功； （3）由图知，n＝2，则绳子自由端移动距离s＝2h； （4）利用W总＝Fs求拉力做的总功，利用机械效率的公式求滑轮组的机械效率。 【解答】解：A、由图可知，n＝2；不计绳重和摩擦时，拉力F＝（G物+G动）＝×（10N+2N）＝6N，故A错误； B、拉力做的有用功：W有用＝Gh＝10N×0.5m＝5J，故B错误； C、绳子自由端移动距离s＝2h＝2×0.5m＝1m，故C错误； D、拉力做的总功：W总＝Fs＝6N×1m＝6J， 滑轮组的机械效率：η＝×100%＝×100%≈83.3%，故D正确。 故选：D。 【点评】本题考查了学生对有用功、总功、机械效率公式、滑轮组s＝nh的理解和运用，本题关键是利用好不计绳重和摩擦时拉力F＝（G物+G动）。 23．（2022•乐山）如图所示，在50N的水平拉力F的作用下，重600N的物体沿水平地面做匀速直线运动，物体与地面间的滑动摩擦力是自身重力的0.2倍，绳子自由端向前移动的速度为0.6m/s。则（　　） A．拉力F的功率为3W B．1min内物体移动的距离为36m C．1min内所做的有用功为1440J D．该滑轮组的机械效率为85% 【分析】（1）根据P＝＝＝Fv计算拉力的功率； （2）动滑轮上绳子的股数n＝3，先根据速度公式得出绳子自由端移动的距离，再得出物体移动的距离； （3）克服物体与地面间的滑动摩擦力做的功为有用功，W有用＝fs物，计算有用功； （4）根据W＝Pt计算总功，再由η＝×100%计算机械效率。 【解答】解：A、根据P＝＝＝Fv计算拉力的功率：P＝Fv＝50N×0.6m/s＝30W，故A错误； B、绳子自由端移动的距离：s＝vt＝0.6m/s×60s＝36m； 动滑轮上绳子的股数n＝3，物体移动的距离：s物＝s＝×36m＝12m，故B错误； C、物体与地面间的滑动摩擦力：f＝0.2G＝0.2×600N＝120N，克服物体与地面间的滑动摩擦力做的功为有用功，W有用＝fs物＝120N×12m＝1440J，故C正确； D、1min内拉力做的功：W总＝Pt＝30W×60s＝1800J，该滑轮组的机械效率为：η＝×100%＝×100%＝80%，故D错误。 故选：C。 【点评】本题考查滑轮组的功、功率和效率的有关计算，综合性强，难度适中。 24．（2022•广元）小李家在自建房屋的过程中，自制了向高处运送材料的装置如图所示，其中动滑轮重为100N。若某一次运送的材料重为400N，在拉力F作用下，材料在20s内匀速上升4m，不计绳的质量和滑轮的摩擦，下列说法中正确的是（　　） A．滑轮组所做的额外功为1600J B．材料上升的速度大小为0.4m/s C．拉力F做功的功率为80W D．滑轮组的机械效率为80% 【分析】（1）不计绳的质量和滑轮的摩擦，对动滑轮所做的功为滑轮组所做的额外功； （2）根据速度公式计算材料上升的速度； （3）拉力F做功的功率等于总功和时间的比值； （4）滑轮组的机械效率等于有用功和总功的比值。 【解答】解：A.因为不计绳的质量和滑轮的摩擦，对动滑轮所做的功为滑轮组所做的额外功，所以滑轮组所做的额外功为：W额＝G动×h＝100N×4m＝400J，故A错误； B.材料上升的速度：，故B错误； C.拉力的大小为：＝250N 绳段移动的距离：s＝2h＝2×4m＝8m 拉力F做功的：W总＝Fs＝250N×8m＝2000J 拉力F做功的功率：＝，故C错误； D.滑轮组所做的有用功：W有＝Gh＝400N×4m＝1600J 滑轮组机械效率：η＝，故D正确。 故选：D。 【点评】本题考查有用功、总功、功率和机械效率的计算，解题的关键是公式的应用，难点是动滑轮上绳子的段数。 25．（2024•淄博）在“观察滑轮的使用”实验中，用如图所示的两种方式将同一物体匀速提升20cm（不计绳重和摩擦）。下列说法正确的是（　　） A．物体所受的重力是3.6N B．图乙中弹簧测力计上升20cm C．图乙中弹簧测力计的示数是物重的一半 D．图甲中滑轮的机械效率比图乙中的高 【分析】先分析甲、乙图中滑轮的种类，确定使用滑轮组的特点。忽略绳子的重力以及滑轮与绳子的摩擦。 【解答】解： A．由图甲可知，该滑轮的轴固定不动，该滑轮是定滑轮，不计绳重和摩擦，则弹簧测力计的示数等于物体所受的重力，其中弹簧测力计的分度值为0.2N，示数为2.4N，则物体所受的重力是2.4N，故A错误； BC．由图乙可知，该滑轮的轴随物体一起运动，该滑轮是动滑轮，n＝2，将物体上升20cm，则弹簧测力计上升20cm×2＝40cm，不计绳重和摩擦，则弹簧测力计的示数为物体和动滑轮总重的一半，故BC错误； D．不计绳重和摩擦，图甲中滑轮的机械效率为η甲＝100%，图乙中滑轮的机械效率为η乙＝，则η甲＞η乙，即甲中滑轮的机械效率比图乙中的高，故D正确。 故选：D。 【点评】本题考查了使用滑轮组绳子拉力、机械效率大小的比较，分析题图确定滑轮组的特点是关键。 第1页（共1页） 学科网（北京）股份有限公司 $$