中考物理二轮复习高分突破压轴培优专题11 滑轮和滑轮组的综合问题（含解析）

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一、单选题
1．如图，动滑轮重 SKIPIF 1 < 0 ，所吊起重物B重为 SKIPIF 1 < 0 ，物体A重 SKIPIF 1 < 0 。此时物体B恰好以 SKIPIF 1 < 0 的速度匀速下降，要使物体 SKIPIF 1 < 0 以 SKIPIF 1 < 0 的速度匀速上升，则物体 SKIPIF 1 < 0 的速度以及所受外力大小和方向正确的是（不计绳与轮的摩擦）（ ）
A．物体速度为 SKIPIF 1 < 0 ，所受外力大小为 SKIPIF 1 < 0 方向向左
B．物体速度为 SKIPIF 1 < 0 ，所受外力大小为 SKIPIF 1 < 0 方向向左
C．物体速度为 SKIPIF 1 < 0 ，所受外力大小为 SKIPIF 1 < 0 方向向右
D．物体速度为 SKIPIF 1 < 0 ，所受外力大小为 SKIPIF 1 < 0 方向向左
【答案】B
【详解】从图中可知，绳子的有效股数为3，此时物体B恰好以0.5m/s的速度匀速下降（不计绳重和滑轮的摩擦），则绳子的拉力
SKIPIF 1 < 0
物体B匀速下降，则物体A匀速运动，由二力平衡条件可知，物体A所受摩擦力
f=F=8N
要使物体B以1m/s的速度匀速上升，物体A运动速度
v=3vB=3×1m/s=3m/s
物体A对地面的压力和接触面的粗糙程度不变，则物体A所受的摩擦力仍为8N，绳子对A的拉力
F1=f=8N
对A受力分析，水平方向上受到水平向右的拉力F1和摩擦力f、水平向左拉动A的力FA的作用，且处于平衡状态，故水平向左拉动A的力
FA=F1+f=8N+8N=16N
故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
2．小明同学利用如图所示装置匀速提起重200N的物块，物块浸没在水中受到的浮力是80N，滑轮重30N， SKIPIF 1 < 0 ，不计摩擦、绳重及杠杆重，在物块上表面露出水面前，下列判断正确的是（ ）
A．拉力大小为20N
B．物块所受浮力不断减小
C．装置中的滑轮是定滑轮
D．整个装置的机械效率为80%
【答案】D
【详解】A．作用在A端拉力为
SKIPIF 1 < 0
由杠杆的平衡条件 SKIPIF 1 < 0 可知
SKIPIF 1 < 0
故A错误；
B．物块上表面露出水面前，由于液体的密度和物体排开液体的体积不变，所以受到的浮力不变，故B错误；
C．由图知，滑轮与物体一起上升，所以为动滑轮，故C错误；
D．整个装置的机械效率为
SKIPIF 1 < 0
故D正确。
故选D。
3．2022年新冠疫情形势依然严峻，上海居民在疫情期间创造了不同的滑轮组（如图所示）来派送生活物资到高层居民家中、若不计绳重及轴处摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．改变力的方向依靠的是动滑轮
B．两种方式提升货物到相同高度，绳子自由端移动的距离相等
C．提升相同的货物到同一高度F1和F2做的功相同
D．任何情况下两个滑轮组的机械效率相同
【答案】C
【详解】A．使用动滑轮可以省力，使用定滑轮可以改变力的方向，故A错误；
B．提升物体的高度h相同，甲图绳子自由端移动的距离
SKIPIF 1 < 0
乙图绳子自由端移动的距离
SKIPIF 1 < 0
绳子自由端移动的距离不相等，故B错误；
C．若不计绳重及轴处摩擦，绳子自由端的拉力
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
提升相同的货物到同一高度F1和F2做的功
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
提升相同的货物到同一高度F1和F2做的功相同，故C正确；
D．把相同的物体匀速提升相同的高度，由 SKIPIF 1 < 0 可知，甲乙的有用功相同，不计绳重及轴处摩擦，动滑轮重相同，由 SKIPIF 1 < 0 可知，甲乙的额外功相同，因此，利用滑轮组做的总功相同，由 SKIPIF 1 < 0 可知，两个滑轮组提升相同的重物时，机械效率相同；若提升重物不同时，滑轮组的机械效率
SKIPIF 1 < 0
因此并不是任何情况下两个滑轮组的机械效率相同，故D错误。
故选C。
4．如图所示，A是放在水平粗糙桌面上的物块，用跨过滑轮的轻绳将A与重物B相连。在重物B的作用下，A沿桌面做匀速运动。设桌面足够长，下列说法正确的是（ ）
A．此处滑轮可以起到省力的作用
B．重物B落地前，A受到的摩擦力和重物B的重力是一对平衡力
C．重物B落地后，A在继续滑动的过程中受到的摩擦力大小不变
D．重物B落地后，A将继续匀速运动
【答案】C
【详解】A．图中滑轮是定滑轮，定滑轮不省力也不费力，但可以改变力的方向，故A错误；
B．重物B落地前，A受到的摩擦力和重物B的重力，受力物体不同，两个力没有作用在同一物体上，不是一对平衡力，故B错误；
C．重物B落地后，A在继续滑动的过程中，压力和接触面的粗糙程度不变，受到的摩擦力大小不变，故C正确；
D．重物B落地后，A在水平方向只受向左的摩擦力，所以A将向右做减速运动，故D错误。
故选C。
5．如图所示，男孩利用滑轮将物体匀速吊起，下列说法正确的是（ ）
A．物体匀速上升时动能增大
B．图中的滑轮不能改变拉力的方向
C．物体匀速上升时受非平衡力的作用
D．人对绳子的拉力是物体重力的一半
【答案】B
【详解】A．物体匀速上升时，质量不变，速度不变，则动能不变，故A错误；
B．图中的滑轮是动滑轮，使用动滑轮可以省力，但不能改变力的方向，故B正确；
C．物体匀速上升时处于平衡状态，则受平衡力的作用，故C错误；
D．人对绳子的拉力是物体和动滑轮总重力的一半，故D错误。
故选B。
6．电气化铁路的输电线常用图所示的方式悬挂在钢缆上。钢缆的A端固定在电杆上，B端连接在滑轮组上。滑轮组由a、b、c三个滑轮构成，配重P由多个混凝土圆盘悬挂在一起组成，配重的总重为G，若不计摩擦和滑轮的重量，则以下说法中正确的是（ ）

A．a为动滑轮，B端钢缆受到滑轮组的拉力大小约为3G
B．a为动滑轮，B端钢缆受到滑轮组的拉力大小约为 SKIPIF 1 < 0
C．a、c为动滑轮，B端钢缆受到滑轮组的拉力大小约为3G
D．a、c为动滑轮，B端钢缆受到滑轮组的拉力大小约为 SKIPIF 1 < 0
【答案】A
【详解】如图所示，b、c为定滑轮不省力，a为动滑轮，此时作用在绳子自由端的拉力为配重P的重力G，由图可知，连接动滑轮绳子的股数n＝3，不计摩擦和滑轮的重，则有 SKIPIF 1 < 0 ，所以作用在B端钢缆的拉力FB＝3G，故A正确，BCD错误。
故选A。
7．小明在学习了滑轮这一节内容后，联想到生活中最常见的滑轮应用——电梯，小明根据电梯运行原理安装出如图所示模拟电梯装置，该装置配重的最大值为5kg，轿厢自重1kg。当以最大配重使轿厢下降时，测得轿厢速度为0.1m/s，不计滑轮、绳重及摩擦（g取10N/kg）。当该装置配重为最大值时，下列说法中正确的是（ ）

A．配重上端滑轮是为了改变力的方向
B．配重的上升速度为0.2m/s
C．轿厢中货物的质量为9kg
D．此时轿厢的机械效率为最大值
【答案】D
【详解】A．由图可知，配重上端滑轮随配重一起移动，所以该滑轮是动滑轮，动滑轮可以省力，但不能改变力的方向，故A错误；
B．由图可知，动滑轮上绳子的股数为n＝2，配重的上升速度为
SKIPIF 1 < 0
故B错误；
C．不计滑轮、绳重及摩擦，轿厢受到的拉力为
SKIPIF 1 < 0
对轿厢受力分析可知
SKIPIF 1 < 0
可知，轿厢中货物的质量为
SKIPIF 1 < 0
故C错误；
D．由于配重为最大值，则轿厢中所装货物的重力最大，轿厢对货物的重力所做的功为有用功，即有用功最大，克服轿厢自重所做的功为额外功，而轿厢的自重不变，即额外功不变，此时有用功占总功的比例最大，因此此时轿厢的机械效率为最大值，故D正确。
故选D。
二、多选题
8．用如图滑轮组拉着物体M在水平地面上以0.1m/s速度匀速前进0.2m，M重10N，绳子自由端拉力F为3N，绳子与滑轮的摩擦及滑轮重均不计，则下列说法正确的是（ ）
A．M受到向左的拉力大小为1N
B．M受到的地面的摩擦力为9N
C．拉力F做功1.8J
D．使M以0.2m/s的速度匀速前进，则M受地面的摩擦力为9N
【答案】BCD
【详解】A．由图示知，滑轮组承重绳子为3根， M所受的水平向左的拉力与M对滑轮的向右的拉力是相互作用力，所以M受到向左的拉力
F拉=3F=3×3N=9N
故A错误；
B．M受到水平向右的摩擦力及向左的拉力作用，处于平衡状态，摩擦力及拉力是一对平衡力，大小相等，所以M受到地面的摩擦力大小为9N，故B正确；
C．物体前进0.2m，绳子端移动的距离
s=3s物=3×0.2m=0.6m
拉力F做的功
W=Fs=3N×0.6m=1.8J
故C正确；
D．M的速度变成0.2m/s，压力及接触面的粗糙程度不变，滑动摩擦力不变，仍为9N，故D正确。
故选BCD。
9．如图所示，每个滑轮的重力为 SKIPIF 1 < 0 ，重物B的重力为G，不计绳重及摩擦，若此时重物B匀速直线下降，速度为v，则下列说法正确的是（ ）

A．重物A运动速度为3v
B．若增加B的重力，A受到的滑动摩擦力将不变
C．C点绳受到的拉力为 SKIPIF 1 < 0
D．重物A上绳子拉力做功的功率为 SKIPIF 1 < 0
【答案】ABD
【详解】A．由图可知，有三段绳子拉着动滑轮，即 SKIPIF 1 < 0 ，则绳子自由端移动的速度是物体B运动速度的3倍，即重物A的运动速度为3v，故A正确；
B．若增加B的重力，A对水平面的压力不变，接触面的粗糙程度不变，则A受到的滑动摩擦力将不变，故B正确；
C．有三段绳子拉着动滑轮，不计绳重及摩擦，则绳子自由端的拉力为
SKIPIF 1 < 0
连接动滑轮的三段绳子的拉力是相同的，故C点受到拉力为 SKIPIF 1 < 0 ，故C错误；
D．重物A上绳子拉力做功的功率为
SKIPIF 1 < 0
故D正确。
故选ABD。
10．用2个完全相同的滑轮组成如图所示的滑轮组，用此装置拉起一个物块A时，绳端拉力为 SKIPIF 1 < 0 ；当用此装置同时拉起两个相同的物块A时，绳端拉力为 SKIPIF 1 < 0 。不考虑绳重及摩擦，下列说法正确的是（ ）

A． SKIPIF 1 < 0 为 SKIPIF 1 < 0 的2倍
B．物块A的重力为 SKIPIF 1 < 0
C．动滑轮的重力为 SKIPIF 1 < 0
D．机械效率的变化量为 SKIPIF 1 < 0
【答案】BD
【详解】ABC．由图可知承担物重的绳子股数 SKIPIF 1 < 0 ，因为不计绳重和摩擦，所以用此装置拉起一个物块A时，绳端拉力为
SKIPIF 1 < 0 ①
当用此装置同时拉起两个相同的物块A时，绳端拉力为
SKIPIF 1 < 0 ②
① SKIPIF 1 < 0 可得
SKIPIF 1 < 0
即 SKIPIF 1 < 0 ；②-①可得
SKIPIF 1 < 0
整理可得物块A的重力
SKIPIF 1 < 0
① SKIPIF 1 < 0 ②可得
SKIPIF 1 < 0
整理可得动滑轮的重力
SKIPIF 1 < 0
故AC错误，B正确；
D．由
SKIPIF 1 < 0
可知，滑轮组机械效率的变化量
SKIPIF 1 < 0
故D正确。
故选BD。
11．如图所示，滑轮A固定在木块上，滑轮B固定在足够长的水平桌子桌角，木块重5N，空小桶重0.5N。桶中不加水时，木块保持静止；用注射器向小桶中注水并适时抽水，当木块向右匀速直线运动时停止调整水量；再用弹簧测力计向左匀速直线拉动木块，此时弹簧测力计示数为3N，小桶上升速度为0.04m/s（ρ水＝1.0g/cm3，g取10N/kg，绳重、绳与滑轮间摩擦均不计）。下列判断正确的是（ ）

A．桶中不加水时，木块所受静摩擦力为1N
B．停止调整水量时，小桶中水的体积为25cm3
C．向左匀速直线拉动木块时，弹簧测力计拉力的功率为0.06W
D．若向左加速拉动木块，木块所受滑动摩擦力将比匀速拉动时大
【答案】ABC
【详解】A．桶中不加水时绳子自由端的拉力
F0=G桶=0.5N
由图可知滑轮组的动滑轮绕绳子的段数n=2，不计绳重、绳与滑轮间摩擦均不计，此时木块所受静摩擦力
f0=nF0=2×0.5N=1N
故A正确；
B．因为不计绳重和摩擦时，拉力
SKIPIF 1 < 0
所以木块向右匀速直线运动时绳子自由端的拉力
SKIPIF 1 < 0 ①
因为两次移动过程中木块的重力不变，即木块对水平桌面的压力大小不变，以及接触面的粗糙程度不变，因此木块受到的滑动摩擦力不变，因为木块向左做匀速直线运动，所以，由二力平衡条件可知，此时动滑轮对木块的拉力
F拉=F示-f=3N-f
因为不计绳重和摩擦时，绳子自由端的拉力
SKIPIF 1 < 0
即
SKIPIF 1 < 0 ②
由①②解得F=0.75N，由二力平衡条件可知，小桶和水的总重力
G总=F=0.75N
此时桶中水的重力
G水=G总-G桶=0.75N-0.5N=0.25N
桶中水的质量
SKIPIF 1 < 0
桶中水的体积
SKIPIF 1 < 0
故B正确；
C．木块移动的速度
SKIPIF 1 < 0
弹簧测力计拉力的功率
SKIPIF 1 < 0
故C正确；
D．因为两次拉动木块的过程中木块的重力不变，即木块对水平桌面的压力大小不变，以及接触面的粗糙程度不变，因此木块受到的滑动摩擦力不变，故D错误。
故选ABC。
三、填空题
12．建筑工地上，起重机吊臂上的滑轮组如图所示，其货箱重400N，当用1000N的拉力将重为2400N的货物以0.6m/s的速度匀速提升5s的过程中，有用功是 J，机械效率是 ；若钢丝绳能承受的最大拉力为3000N，则该起重机一次最多能匀速提起的货物重 （选填“>”、“