《2025年5年中考3年模拟物理》

13.[2024江苏无锡]如图所示，用滑轮组匀速提升重为200 N的物体，拉力F为125 N，物体升高的高度为4 m，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800 J
B.动滑轮重为5 N
C.绳端移动的距离为4 m
D.滑轮组的机械效率为80%

答案： D　解析:由图可知,绳子的承重股数为2,绳子自由端移动的距离$s = 2h = 2×4m = 8m$,总功$W_{总}=Fs = 125N×8m = 1000J$,A、C错误;不计绳重和摩擦,动滑轮重$G_{动}=2F - G = 2×125N - 200N = 50N$,B错误;有用功$W_{有}=Gh = 200N×4m = 800J$,滑轮组的机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}=\frac{800J}{1000J}=80\%$,D正确。

14.[2024山东滨州]如图所示装置，工人用250 N的拉力，在30 s内将重为400 N的物体匀速提高了6 m，在此过程中，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是 [多选]（ ）

A.绳子自由端移动的速度是0.2 m/s
B.拉力做的有用功为2 400 J
C.拉力做功的功率为100 W
D.若用此滑轮提升重500 N的物体，滑轮的机械效率为80%

答案： BC　解析:物体移动的速度是0.2m/s,绳子自由端的移动速度是物体移动速度的两倍,应为0.4m/s,A错误;拉力做的有用功$W_{有}=Gh = 400N×6m = 2400J$,B正确;拉力做功$W_{总}=Fs = 250N×12m = 3000J$,拉力做功的功率$P=\frac{W_{总}}{t}=\frac{3000J}{30s}=100W$,C正确;根据题意可求得$G_{滑}=100N$,提升重500N的物体,滑轮组的机械效率$\eta=\frac{W'_{有}}{W'_{总}}=\frac{G_{物}h}{(G_{物}+G_{滑})h}=\frac{G_{物}}{G_{物}+G_{滑}}=\frac{500N}{500N + 100N}\approx83.3\%$,D 错误。

15.[2024四川成都B]小成在实验室组装如图所示的滑轮组进行实验探究，实验过程如下：先测得定滑轮的重力为0.2 N，动滑轮的重力为0.25 N，再使用组装好的滑轮组在10 s内将质量为100 g的钩码竖直匀速提升20 cm，此过程中弹簧测力计的示数为0.5 N。g取10 N/kg，下列说法正确的是 [多选]（ ）

A.弹簧测力计对细绳拉力的功率为0.03 W
B.滑轮组的机械效率为80%
C.克服绳重和摩擦做的额外功为0.05 J
D.若增大提升钩码的质量，滑轮组的机械效率不变

答案： AC　解析:由图可知,$n = 3$,物体在10s内竖直匀速提升20cm,则弹簧测力计拉细绳自由端上升的距离$s = 3h = 60cm$,该过程拉力做功$W_{总}=Fs = 0.5N×0.6m = 0.3J$,拉力的功率$P=\frac{W_{总}}{t}=\frac{0.3J}{10s}=0.03W$,A正确;有用功$W_{有}=Gh = mgh = 0.1kg×10N/kg×0.2m = 0.2J$,滑轮组的机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}=\frac{0.2J}{0.3J}\approx66.7\%$,B错误;该过程中提升动滑轮做功$W_{动}=G_{动}h = 0.25N×0.2m = 0.05J$,则克服绳重和摩擦做的额外功$W = W_{总}-W_{有}-W_{动}=0.3J - 0.2J - 0.05J = 0.05J$,C正确;增大提升钩码的质量,可以增大有用功,进而提高滑轮组的机械效率,D错误。

16.[2024湖南岳阳模拟]如图所示，在50 N的水平拉力F的作用下，重600 N的物体沿水平地面做匀速直线运动，物体与地面间滑动摩擦力的大小为物重的$\frac{1}{5}$，绳子自由端向前移动的速度为0.6 m/s。则下列说法中正确的是 [多选]（ ）

A.拉力的功率为30 W
B.物体重力的功率为360 W
C.该滑轮组的机械效率为80%
D.1 min内拉力做的有用功为144 J

答案： AC　解析:拉力的功率$P=\frac{W}{t}=\frac{Fs}{t}=Fv = 50N×0.6m/s = 30W$,故A正确;物体沿水平地面做匀速直线运动过程中,在重力方向没有移动距离,因此物体的重力不做功,即物体重力的功率为0,故B 错误;由图可知,$n = 3$,物体与地面间的滑动摩擦力$f=\frac{1}{5}G=\frac{1}{5}×600N = 120N$,该滑轮组的机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}=\frac{fs}{Fs'}=\frac{fs}{Fns}=\frac{f}{nF}=\frac{120N}{3×50N}=80\%$,故C正确;1min内拉力做的总功$W_{总}=Pt = 30W×60s = 1800J$,根据$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}$可知,1min内拉力做的有用功$W_{有}=\eta W_{总}=80\%×1800J = 1440J$,故D错误。

17.[2024江苏苏州]某起重机的滑轮组结构示意图如图所示，其最大载重为5 t。起重机将3 600 kg的钢板匀速提升到10 m高的桥墩上，滑轮组的机械效率为80%。不计钢丝绳的重力和摩擦，g取10 N/kg。求：

（1）克服钢板重力做的功W有用；
（2）钢丝绳的拉力F；
（3）滑轮组满载时的机械效率（保留一位小数）。

答案：
(1)$3.6×10^{5}J$　
(2)$1.125×10^{4}N$　
(3)84.7%
　解析:
(1)克服钢板重力做的功$W_{有用}=Gh = mgh = 3600kg×10N/kg×10m = 3.6×10^{5}J$。
(2)总功$W_{总}=\frac{W_{有用}}{\eta}=\frac{3.6×10^{5}J}{80\%}=4.5×10^{5}J$,
　拉力$F=\frac{W_{总}}{s}=\frac{W_{总}}{4h}=\frac{4.5×10^{5}J}{4×10m}=1.125×10^{4}N$。
(3)克服动滑轮重力做的额外功$W_{额外}=W_{总}-W_{有用}=4.5×10^{5}J - 3.6×10^{5}J = 9×10^{4}J$;动滑轮重$G_{动}=\frac{W_{额外}}{h}=\frac{9×10^{4}J}{10m}=9×10^{3}N$;
　满载时的机械效率$\eta_{最大}=\frac{W'_{有用}}{W'_{有用}+W'_{额外}}=\frac{G'}{G'+G_{动}}=\frac{5×10^{4}N}{5×10^{4}N + 9×10^{3}N}\approx84.7\%$。

18.[2024广东广州]如图，吊车在建筑工地进行作业时，由支腿将吊车撑起并脱离地面，吊臂上的滑轮组在1 s内，将重为9×10³ N的建筑材料沿竖直方向匀速提升1 m，滑轮组上钢丝绳自由端受到的拉力F为5×10³ N。

（1）支腿做成 形而非“ 形的作用是：______；
（2）求钢丝绳自由端的移动速度；
（3）求拉力F的功率和滑轮组的机械效率。

答案：
(1)减小压强　
(2)3m/s　
(3)$1.5×10^{4}W$　60%
解析:
(1)根据$p=\frac{F}{S}$,在压力F一定时,增大受力面积S,可以减小压强p。支腿做成下宽上窄的作用是在压力一定时,增大受力面积,减小支腿对地面的压强。
(2)依题意,承重绳股数$n = 3$,
　则钢丝绳自由端移动距离$s = nh = 3×1m = 3m$,
　钢丝绳自由端的移动速度$v=\frac{s}{t}=\frac{3m}{1s}=3m/s$。
(3)拉力做功$W_{总}=Fs = 5×10^{3}N×3m = 1.5×10^{4}J$,拉力做功功率$P=\frac{W_{总}}{t}=\frac{1.5×10^{4}J}{1s}=1.5×10^{4}W$。
　滑轮组提升建筑材料所做有用功$W_{有}=Gh = 9×10^{3}N×1m = 9×10^{3}J$,
　滑轮组机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}=\frac{9×10^{3}J}{1.5×10^{4}J}=60\%$。