中考物理一轮复习夯实基础过教材第11章《简单机械第2节滑轮斜面及机械效率》复习真题面对面 (含答案)

这是一份中考物理一轮复习夯实基础过教材第11章《简单机械第2节滑轮斜面及机械效率》复习真题面对面 (含答案)，共13页。试卷主要包含了滑轮组的特点及相关计算，斜面的相关计算等内容，欢迎下载使用。
类型一 滑轮组的特点及相关计算
1.简单机械与人类的生产活动息息相关.以下关于简单机械的说法中不正确的是( )
A. 指甲剪是省力杠杆
B. 定滑轮不省力，但能改变力的方向
C. 滑轮组既省力，又省距离，还省功
D. 斜面的机械效率达不到100％
2.如图所示，其中G=180 N,F=100 N,物体G在拉力F的作用下匀速上升2 m（不计绳重及摩擦），这一过程中，结果错误的是（）
A.绳子自由端移动4 m
B.拉力F做功200 J
C.动滑轮重为20 N
D.该滑轮组的机械效率为90%

第2题图 第3题图 第4题图
3.如图所示，在水平拉力F的作用下，使重300 N的物体在水平桌面上以0.1 m/s的速度匀速运动时，物体与桌面的摩擦力为60 N（不计绳重、动滑轮重及摩擦），F及其功率的大小分别为（ ）
A. 20 N 2 W B. 20 N 6 W
C. 60 N 2 W D. 30 N 6 W
4.如图所示为我州某学校升旗的情景，旗杆顶装的滑轮是______滑轮，它的作用是_______.
5.如图所示，物体A和B所受重力都为160 N，不计滑轮重、绳重和摩擦，当分别用力匀速提升物体A和B时，FA为______N，FB为_____N.若与A相连的滑轮重40 N，不计绳重和摩擦，此滑轮的机械效率是________.
第5题图 第6题图
6.用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，把相同的物体提升相同的高度，在不计绳重及机械摩擦的情况下，甲所用的拉力______乙所用的拉力；甲滑轮组的效率_____乙滑轮组的效率（均选填“大于”“等于”或“小于”）.
7.如图所示，小刚欲将一袋粮食从地面抬到楼顶，在不计绳重和摩擦的情况下，小刚用动滑轮把重40 N的一袋粮食匀速提高10 m，他所用拉力为25 N，则整个过程中，小刚所做的有用功是____J,总功是______J，动滑轮的机械效率是______;如果用该动滑轮把重100 N的一袋粮食匀速提升相同高度，则这个动滑轮的机械效率将_____(选填“变大”“变小”或“不变”).
第7题图 第8题图
8.如图所示，用滑轮组拉动重为70 N的物体A，使物体A在水平方向上移动 5 m，所用拉力F为20 N，地面对物体A的摩擦力为30 N，则拉力F做的功为______J，滑轮组的效率为___.
9.工人用如图所示的滑轮组将质量为20 kg的货物竖直匀速提高了2 m，他所做的有用功是____J，已知该滑轮组的机械效率为80%，则工人的拉力是_____N.（g=10 N/kg）
第9题图 第10题图
10.利用如图所示的滑轮组提升重物，不计摩擦和绳子的重力.现用500 N的拉力F将重为1 800 N的物体在5 s内匀速提升了3 m.则绳子自由端移动的速度是____ m/s.动滑轮的质量为 ____kg，该滑轮组的机械效率为_____(g取10 N/kg).
11.搬运工人用如图所示的滑轮组将一个重120 N的物体匀速提升3 m,所用的拉力为50 N，不计绳重及摩擦.求：
（1）滑轮组的机械效率；
（2）动滑轮的重；
（3）若用该滑轮组同时拉4个这样的物体，拉力为多大.
第11题图
12.用如图甲所示的滑轮组提升物体M，已知被提升的物体M质量为76 kg，M的体积为3×10-3 m3.在M物体未露出水面的过程中，绳子自由端的拉力F将物体M以0.5 m/s的速度匀速提升了10 m的高度.此过程中，拉力F做的功W随时间t的变化图像如图乙所示，不计绳重和摩擦力大小.求：（g＝10 N/kg）
（1）求物体M的重力？
（2）求动滑轮下端挂钩上的绳子拉力？
（3）求滑轮组提升重物的机械效率？
第12题图
13.如图所示，物体A是正方体金属块，边长是20 cm，在拉力F的作用下物体A恰好做匀速直线运动.已知，每个滑轮重20 N，金属块的密度ρ金=5×103 kg/m3.物体A运动时受到地面的阻力是物体重的0.3倍，在2 s内被拖动5 m，不计绳重及绳与滑轮、轮与轴之间的摩擦（g=10 N/kg）.试求：
(1）物体A对地面的压强；
（2）拉力F做功的功率；
（3）该滑轮组的机械效率（计算结果保留1位小数）.
第13题图
14.如图甲所示，是2008北京残奥会开幕式最后一棒火炬手侯斌，靠自己双手的力量，攀爬到火炬台底部并最终点燃圣火的照片.该点火仪式充分体现了残疾人自强自立、拼搏向上的勇气和精神.已知他和轮椅总质量为80 kg，攀爬高度39 m，历时200 s.（g取10 N/kg）
第14题图
（1）如果不计机械装置的额外功，求他的平均功率多大？
（2）小明同学看到火炬手攀爬很费劲，想用物理课上学过的滑轮组可以省力的方法，将火炬手拉上去.若小明同学站在地面上，用如图乙所示的哪个滑轮组拉起火炬手最合适，理由是什么？如果该滑轮组机械效率为80％，求小明同学的拉力至少要多大？
15. （黔南州21题8分）每天锻炼一小时，幸福生活一辈子”的健康理念被人们接受，引导广大市民走向全民健身行列.如图所示是某型号健身器的结构简化图，每个滑轮质量为2 kg.小刚质量为60 kg，他竖直向下拉手柄，将20 kg的配重匀速向上拉，2 s配重上升了1 m,不计绳重和摩擦，g=10N/kg.求：
（1）手柄移动的速度;
（2）小刚做功的功率;
（3）若小刚站立时，鞋底与地面的接触面积为500 cm2,配重被匀速拉起时，他对地面的压强是多少？
第15题图
(黔东南25题8分)如图甲是建造大桥时所用的起吊装置示意图，使用电动机和滑轮组（图中未画出）将实心长方体A从长江底竖直方向匀速吊起，图乙是钢缆绳对A的拉力F1随时间t变化的图像，A完全离开水面后，电动机对绳的拉力F大小为1×104 N，滑轮组的机械效率为75％，已知A的重力为3×104 N，A上升的速度始终为
0.1 m/s.（不计钢缆强绳与滑轮间的摩擦及绳重，不考虑风浪、水流等因素的影响，g取10 N/kg）求：
第16题图
（1）长方体A未露出水面时受到的浮力；
（2）长方体A的体积；
（3）长方体A的密度；
（4）长方体A完全离开水面后，在上升过程中F的功率.
类型二 斜面的相关计算
（铜仁34题2分）某工人用如图所示的装置，将G=900 N的重物沿斜面向上匀速拉动4 m用时30 s，该过程中物体上升的竖直高度为2 m，此装置的机械效率η=75 %.该过程中，工人所用的拉力F=______N，拉力做功的功率P=___W.
第17题图 第18题图
(2015六盘水27题7分)如图所示，现将重为5 N的物体A沿长
1.2 m，高0.6 m的斜面匀速从底端拉到顶端，在此过程中，F的大小恒为3 N，所用时间是12 s，求：
（1）物体A从底端到顶端的平均速度；
（2）物体A从底端到顶端过程中拉力F的功率；
（3）求此斜面的机械效率（保留一位小数）.
命题点2滑轮组绕线作图
19.(2015黔东南16题2分)一位同学站在地面上，要利用如图所示的滑轮组将重物提升到10 m高的楼上，请你帮他在图中画出符合要求且省力的绳子绕法.
第19题图 第20题图
20.(2015铜仁36题3分)请在图中画出滑轮组最省力的绕法.
命题点3探究滑轮组的机械效率
21.(2014安顺10题4分)某实验小组研究“影响滑轮组机械效率的因素”的实验装置如图所示，实验数据如下表.若不计摩擦,比较1和2两次实验数据，可以看出滑轮组的机械效率与有关；比较1和3两次的实验数据，可以看出滑轮组的机械效率与有关.
第21题图
22.(2015黔南州18题8分)某班同学在“探究滑轮组的机械效率与哪些因素有关”时，他们猜想滑轮组的机械效率可能与动滑轮的个数、物重和物体上升的高度等因素有关.各小组利用如图所示的装置进行验证，杨阳那组得到的实验数据如表：
第22题图
(1)比较第1、2次实验数据得出：用不同的滑轮组提升相同的物体，动滑轮的个数越多，______；比较第2、3次实验数据得出：同一个滑轮组，提升的物体越重，_______；比较第1、4次实验数据得出：同一个滑轮组的机械效率与物体上升的高度______；
(2)在测拉力时，某同学觉得很难使测力计做匀速直线运动，不便于读数，就让弹簧测力计处于静止状态时才读数.该同学的读数与实际相比______（选填“偏大”“偏小”或“不变”），测得机械效率_____（选填“偏高”“偏低”或“不变”），说明滑轮组的机械效率还与_____有关；
(3)有两个小组所用的动滑轮重量相同，提升的物体也相同，测的机械效率却不同.原因可能是绳子与滑轮或滑轮与轴之间的_____不同，影响了测量结果.所以，我们在生活中经常给各种机械加润滑油，是为了______它的机械效率
答案
1. C
2. B 【解析】由题图知，滑轮组由2段绳子承担物重，可知s＝2h＝2×2 m＝4 m，故A正确，不符合题意；拉力F做的功W＝Fs＝100 N×4 m＝400 J，故B错误，符合题意；由F＝eq \f(1,n)(G＋G动)得，G动＝2F－G＝2×100 N－180 N＝20 N，故C正确，不符合题意；滑轮组的机械效率：η＝eq \f(W有,W总)×100%＝eq \f(Gh,Fs)×100%＝eq \f(180 N×2 m,400 J)×100%＝90%，故D正确，不符合题意．故选B.
3. B 【解析】物体匀速运动，可知物体受的拉力和摩擦力是一对平衡力，大小相等，即F拉＝f＝60 N，从题图可知，此滑轮组有三股绳子承担对物体的拉力，不考虑绳的重力和绳的摩擦，所以绳子自由端的水平拉力为：F＝eq \f(1,3)F拉＝eq \f(1,3)×60 N＝20 N；水平拉力的功率：P＝eq \f(W,t)＝eq \f(Fs,t)＝Fv＝Fnv物＝20 N×3×0.1 m/s＝6 W．所以A、C、D错误，B正确．故选B.
4. 定 改变力的方向
5. 80 160 80% 【解析】第一个图中的滑轮是动滑轮，使用动滑轮能省一半的力，所以FA＝eq \f(1,2)×G＝eq \f(1,2)×160 N＝80 N，第二个图中的滑轮是定滑轮，使用定滑轮不省力，所以FB＝G ＝160 N．此滑轮的机械效率为：η＝eq \f(W有,W总)×100%＝eq \f(Gh,Fs)×100%＝eq \f(Gh,\f(1,2)×（G＋G动）×2 h)×100%＝eq \f(G,G＋G动)×100%＝eq \f(160 N,160 N＋40 N)＝80%.
6. 大于 等于 【解析】由图知：甲由两段绳子承担物重，所以F甲＝eq \f(1,2)(G物＋G动)；乙由3段绳子承担物重，所以F乙＝eq \f(1,3)(G物＋G动)．所以甲所用的拉力大于乙所用的拉力．而甲乙两滑轮组的动滑轮和物体的重力相同，所以额外功与有用功大小相等．根据η＝eq \f(W有,W有＋W额)×100%，所以机械效率相等．
7. 400 500 80% 变大 【解析】小明做的有用功W＝Gh＝40 N×10 m＝400 J；总功：W＝Fs＝25 N×20 m＝500 J；所以机械效率：η＝eq \f(W有,W总)×100%＝eq \f(400 J,500 J)×100%＝80%；如果把重100 N的一袋粮食匀速提升相同高度，则这个动滑轮的机械效率将变大，因为额外功没变，而有用功增大，所以机械效率变大．
8. 200 75% 【解析】由题图可知滑轮组对摩擦力的拉力由2段绳子承担，即n＝2，物体A移动s1＝5 m，则F通过的距离为s＝ns1＝2×5 m＝10 m，则拉力F做的功为W＝Fs＝20 N×10 m＝200 J；此过程中摩擦力做的功为W有＝fs1＝30 N×5 m＝150 J，则滑轮组的机械效率为η＝eq \f(W有,W)×100%＝eq \f(150 J,200 J)×100%＝75%.
9. 400 125 【解析】货物的重力G＝mg＝20 kg×10 N/kg＝200 N，有用功W有＝Gh＝200 N×2 m＝400 J．由于η＝eq \f(W有,W总)×100%＝eq \f(Gh,F×2h)×100%＝eq \f(G,2F)×100%，故工人的拉力F＝eq \f(G,2η)＝eq \f(200 N,2×80%)＝125 N.
10. 2.4 20 90% 【解析】绳子自由端移动的距离s＝nh＝4×3 m＝12 m，绳子自由端移动的速度v＝eq \f( s,t)＝eq \f(12 m,5 s)＝2.4 m/s；在不计摩擦和绳子的重力时，F＝eq \f(G物＋G动,n)，G动＝nF－G物＝4×500 N－1 800 N＝200 N，动滑轮的质量m动＝eq \f(G动, g)＝eq \f(200 N,10 N/kg)＝20 kg；滑轮组的机械效率η＝eq \f( W有用, W总)×100%＝eq \f(Gh,Fs)×100%＝eq \f(1 800 N×3 m,500 N×4×3 m)×100%＝90%.
11. 解：(1)由题图可以看出物体由3段绳子承担，则绳子自由端通过的距离s＝nh＝3×3 m＝9 m，工人做的有用功为：W有＝Gh＝120 N×3 m＝360 J，总功为W总＝Fs＝50 N×9 m＝450 J；滑轮组的机械效率为η＝eq \f(W有,W总)×100%＝eq \f(360 J,450 J)×100%＝80%(3分)
(2)物体和动滑轮由3段绳子承担，不计绳重和摩擦，则由F＝eq \f(G物＋G动,n)，即50 N＝eq \f(120 N＋G动,3)，可得G动＝30 N(2分)
(3)4个相同的物体总重力为4G＝4×120 N＝480 N，由(2)知G动＝30 N，则此时F＝eq \f(G物＋G动,n)＝eq \f(480 N＋30 N,3)＝170 N(2分)
12. 解：(1)物体的重力为G＝mg＝76 kg×10 N/kg＝760 N(2分)
(2)因为物体完全浸没，所以物体受到的浮力：
F浮＝ρgV排＝ρgV＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×3×10－3 m3＝30 N(1分)
挂钩上的绳子拉力：F绳＝G－F浮＝760 N－30 N＝730 N(2分)
(3)拉力F作用的时间为：t＝eq \f(s,v)＝eq \f(10 m,0.5 m/s)＝20 s，由图乙可知，拉力做功为8 000 J，所以滑轮的机械效率为：η＝eq \f(W有,W总)×100%＝eq \f(Gh,W总)×100%＝eq \f(730 N×10 m,8 000 N)×100%＝91.25%(3分)
13. 解：(1)V＝(20 cm)3＝8 000 cm3＝8×10－3 m3
m＝ρV＝5×103 kg/m3×8×10－3 m3＝40 kg(1分)
G＝mg＝40 kg×10 N/kg＝400 N(1分)
S＝(20 cm)2＝400 cm2＝4×10－2 m2
p＝eq \f(F,S)＝eq \f(400 N,4×10－2 m2)＝1×104 Pa(1分)
(2)f＝0.3G＝0.3×400 N＝120 N(1分)
F1＝eq \f(G动＋f,n)＝eq \f(20 N＋120 N,2)＝70 N(1分)
s＝nsA＝2×5 m＝10 m
W总＝F1s＝70×10 m＝700 J(1分)
P＝eq \f(W,t)＝eq \f(700 J,2 s)＝350 W(1分)
(3)W有＝F2sA＝120 N×5 m＝600 J(2分)
η＝eq \f(W有,W总)×100%＝eq \f(600 J,700 J)×100%≈85.7%(1分)
14. 解：(1)P＝eq \f(W,t)＝eq \f(Gh,t)＝eq \f(mgh,t)＝eq \f(80 kg×10 N/kg×39 m,200 s)＝156 W(2分)
(2)D滑轮组，拉力方向向下且更省力(1分)
η＝eq \f(W有,W总)×100%＝eq \f(Gh,Fs)×100%＝eq \f(Gh,4Fh)×100%＝eq \f(G,4F)×100%
故F＝eq \f(G,4η)＝eq \f(80 kg×10 N/kg,4×80%)＝250 N(3分)
15. 解：(1)配重物体移动的速度v＝eq \f(s,t)＝eq \f(1 m,2 s)＝0.5 m/s，动滑轮上面有两段绳子，所以手柄移动的速度 v动＝eq \f(1,2)v＝0.5×0.5 m/s＝0.25 m/s(2分)
(2)动滑轮的重力G动＝m动g＝2 kg×10 N/kg＝20 N
配重的重力G物＝m物g＝20 kg×10 N/kg＝200 N
拉力通过定滑轮作用在动滑轮轴上，所以手柄的拉力F＝G动＋2G物＝420 N(1分)
拉力的功率P＝Fv动＝420 N×0.25 m/s＝105 W(2分)
(3)小刚的重力G＝mg＝60 kg×10 N/kg＝600 N，当他站立匀速拉动配重时，他对地面的压力等于支持力，因为F支＋F拉＝G，所以F支＝G－F拉＝600 N－420 N＝180 N(1分)
所以他对地面的压力F＝F支＝180 N，他对地面的压强p＝eq \f(F,S)＝eq \f(180 N,500×10－4m2)＝3 600 Pa(2分)
16. 解：(1)根据图像乙可知，长方体A未露出水面时受到的浮力：
F浮＝G－F1＝3×104 N－1×104 N＝2×104 N(1分)
(2)根据阿基米德原理可知，当物体浸没时：
V物＝V排＝eq \f(F浮,ρ水g)＝eq \f(2×104 N,1.0×103 kg/m3×10 N/kg)＝2 m3(2分)
(3)长方体A的质量为m＝eq \f(G,g)＝eq \f(3×104 N,10 N/kg)＝3×103 kg(1分)
长方体A的密度为ρA＝eq \f(m,V物)＝eq \f(3×103 kg,2 m3)＝1.5×103 kg/m3(1分)
(4)长方体A离开水面后，根据η＝eq \f(W有,W总)×100%＝eq \f(Gh,Fs)×100%＝eq \f(G,Fn)×100%可得：滑轮图中承担物重的绳子股数n＝eq \f(G,ηF)＝eq \f(3×104 N,75%×1×104 N)＝4(1分)
所以绳端移动的速度vF＝nvA＝4×0.1 m/s＝0.4 m/s(1分)
F的功率为PF＝FvF＝1×104 N×0.4 m/s＝4×103 W(1分)
17. 300 80 【解析】工人所做的有用功为：W有＝Gh＝900 N×2 m＝1 800 J；拉力F移动的距离s＝2×4 m＝8 m；斜面的机械效率为η＝eq \f(W有,W总)×100%＝eq \f(Gh,Fs)×100%，得F＝eq \f(Gh,ηs)＝eq \f(1 800 J,75%×8 m)＝300 N；拉力的功率P＝eq \f(W,t)＝eq \f(Fs,t)＝eq \f(300 N×8 m,30 s)＝80 W.
18. 解：(1)物体由底端到顶端的速度为：v＝eq \f(s,t)＝eq \f(1.2 m,12 s)＝0.1 m/s(2分)
(2)物体从底端到顶端拉力的功率为：P＝Fv＝3 N×0.1 m/s＝0.3 W(2分)
(3)此斜面的机械效率为：η＝eq \f(W有,W总)×100%＝eq \f(Gh,Fs)×100%＝eq \f(5 N×0.6 m,3 N×1.2 m)×100%≈83.3%(3分)
19. 如答图所示(2分)
第19题答图
20. 如答图所示(3分)
第20题答图
21. (每空2分，共4分)动滑轮的个数(或动滑轮的总重) 提升的物重
22. (每空1分，共8分)(1)机械效率越低 机械效率越高 无关 (2)偏小 偏高 运动状态(其他答案合理即给分) (3)摩擦 提高
【解析】(1)比较第1、2次实验数据得出：用不同的滑轮组提升相同的物体，动滑轮个数越多，其机械效率越低；比较第2、3次实验数据得出：同一个滑轮组，提升的物体越重，它的机械效率越高；比较第1、4次实验数据可知，两次实验的效率相同，因此同一个滑轮组的机械效率与物体上升的高度无关；(2)要正确测量拉力，所以弹簧测力计需要做匀速运动，而当弹簧测力计静止读数时，便不会存在摩擦力对拉力的影响，所以所测拉力偏小，机械效率偏高；说明滑轮组的机械效率还与物体的运动状态有关；(3)两个小组所用的动滑轮重量相同，提升的物体也相同，测得的机械效率却不同，原因可能是绳子与滑轮或滑轮轴之间的摩擦不同，影响了测量结果；所以我们在生活中经常给各种机械加润滑油，是为了减小摩擦，提高机械效率．
1
2
3
钩码重G/N
4
4
6
钩码上升高度h/m
0.1
0.1
0.1
绳端拉力F/N
1.8
1.4
2.4
绳端移动距离s/m
0.3
0.5
0.3
机械效率η
74%
57%
83%
实验次数
物重（N）
物体上升
的高度（m）
拉力（N）
绳子自由端移动的距离（m）
机械效率η(%)
1
1
0.1
0.6
0.2
83.3
2
1
0.1
0.4
0.4
62.5
3
2
0.1
0.65
0.4
76.9
4
1
0.2
0.6
0.4
83.3