圖像題03浮力、機(jī)械效率

一.選擇題（共20小題）

1.如圖甲所示的裝置，A是重15N的空吊籃，繩子B和C能承受的最大拉力分別為100N

和50N。質(zhì)量為50kg的小張同學(xué)將A提升到高處，施加的拉力F隨時(shí)間變化關(guān)系如圖

乙所示，A上升的速度v隨時(shí)間變化關(guān)系如圖丙所示。忽略繩重及摩擦。卜列說法錯(cuò)誤

的是（）

甲乙丙

A.第2s內(nèi)拉力F的功率為40W

B.此裝置最多能勻速運(yùn)載80N的貨物

C.此裝置提升重物的最大機(jī)械效率為85%

D.動(dòng)滑輪的重力為5N

2.用如圖甲所示的滑輪組從水中提升物體M,已知被提升的物體M重力為760N,M的體

積為3X10-3m3,在物體M未露出水面的過程中，繩子自由端的拉力F將物體M以0.5nVs

的速度勻速提升了10m的高度，此過程中，拉力F做的功W隨時(shí)間【的變化圖象如圖乙

A.當(dāng)物體M沒有露出水面的過程中，該滑輪組提升貨物的機(jī)械效率為91.25%

B.動(dòng)滑輪的重力為50N

C.此過程中，繩子自由端的拉力F大小為380N

D.當(dāng)物體M沒有露用水面時(shí)，動(dòng)滑輪下端掛鉤上繩子的拉力為760N

3.如圖中所示，虛線框內(nèi)是由兩個(gè)相同的滑輪安裝成的滑輪組。利用該滑輪組提升重力為

270N的物體所用的拉力為100N。物體和繩子自由端的運(yùn)動(dòng)情況如圖乙所示，不計(jì)繩重

和摩擦，則（）

A.繩子自由端移動(dòng)的速度為（）.5m/s

B.拉力的功率為I50W

C.該滑輪組的機(jī)械效率為66.7%

D.滑輪組中動(dòng)滑輪重10N

4.如圖甲，用滑輪組將重為120N的物體勻速提起，在5s內(nèi)繩子自由端移動(dòng)的距離為3m,

如圖乙是拉力F與繩自由端移動(dòng)距離S的關(guān)系圖象，不計(jì)繩重和摩擦。則下列說法正確

的是（）

A.物體上升的速度是0.6m/s

B.拉力的功率為40W

C.動(dòng)滑輪重是20N

D.該滑輪組的機(jī)械效率為80%

5.如圖甲，某同學(xué)利川滑輪組將4kg的實(shí)心正方體物塊從空氣中勻速緩慢的放入水中（圖

中柱形容器足夠高），繩子末端拉力F隨正方體浸入水中的深度h變化的關(guān)系如圖乙。不

計(jì)繩重和摩擦，下列選項(xiàng)正確的是（）

①動(dòng)滑輪的重力為10N

②物塊浸沒在水中時(shí)受到的浮力為5N

③物塊的密度為4g/cn?

④物塊浸沒后在水中勻速下降時(shí)，該滑輪組的機(jī)械效率為75%

C.只有②④D.只有①③④

6.如圖甲所示，某工程隊(duì)在一次施工作業(yè)中，沿豎直方向向河底以恒定速度投放一圓柱形

石料，石料下降的速度v=O.lm/s,圖乙是直接拉著石料的繩子所受拉力T隨石料高度變

化的圖像（從t=Os時(shí)刻開始下放石料到石料剛好接觸河底），石料入水前滑輪組的機(jī)械

效率為80%,若輪軸間摩擦、空氣阻力、水的摩擦阻力不計(jì)、忽略放入石塊后水面的變

化，水的密度為lX10%g/m3,則下列說法正確的是（）

A.河底受到水的壓強(qiáng)為1.2乂1（汽\

B.石料入水前滑輪組的有用功率為140W

C.動(dòng)滑輪重為500N

D.全部放入水中后繩子自由端的拉力F=900N

7.如圖甲所示，一個(gè)滑輪組豎直固定在水平支架上，已知每個(gè)滑輪均重20N,滑輪組下端

掛有重為G的物體A,用力F通過滑輪組繩的末端豎直向上勻速提升重物A,重物A向

上運(yùn)動(dòng)的速度為v,力F做功的功率P隨物體上升速度v之間的關(guān)系圖象如圖乙所示。

滑輪與軸的摩擦、繩的質(zhì)量忽略不計(jì)，g取10N/kg。則下列說法正確的是（）

P/W

A.拉力F的大小為120N

B.滑輪組對(duì)水平支架的拉力為140N

C.拉力F的功率為1.2W時(shí)，10s內(nèi)滑輪組對(duì)物體A做功12J

D.若在物體A下再加掛30N的重物，滑輪組的機(jī)械效率可以達(dá)到86.7%

8.甲裝置中，空吊籃A重25N,B處繩子承受的拉力足夠大，C處繩子承受的最大拉力為

100N。小壯將A提升到高處，施加拉力F隨時(shí)間變化關(guān)系如圖乙，A上升速度隨時(shí)間變

化關(guān)系如圖內(nèi)。忽略維重、摩擦、空氣阻力。下列說法不正確的是（）

B.在1?2s內(nèi)克服滑兔重做的額外功為30J

C.此裝置最多能勻速運(yùn)載160N重的貨物

D.此裝置運(yùn)載貨物最高機(jī)械效率為92.5%

9.如圖所示，用甲、乙兩個(gè)滑輪組將同一物體勻速提升相同高度，拉力分別為F甲、F乙,

此過程相關(guān)數(shù)據(jù)如圖，則下列判斷正確的是（)

功/J

1200

800

600

200

總功額外功總功額外功滑輪組

甲乙口甲滑輪組口乙沿輪組

圖1圖2

A.F甲比F乙大

B.甲滑輪組的機(jī)械效率比乙的低

C.兩滑輪組繩子自由端移動(dòng)距離相等

D.乙滑輪組的機(jī)械效率為25%

10.用如圖甲所示的滑輪組將放置在水平地面上重為90N的物體提升一定高度，拉力F=

40N,物體上升的高度h隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖乙所示。不計(jì)繩重和摩擦，卜.列說法正確

的是（）

A.相同情況下，提升物體的重增大，滑輪組的機(jī)械效率減小

B.動(dòng)滑輪的重為I0N

C.拉力F做功的功率為200W

D.滑輪組的機(jī)械效率為75%

II.用如圖甲所示的裝置提升重物A,A的重力為560N,底面積為50cm2,施加的拉力F隨

時(shí)間變化關(guān)系如圖乙所示，A上升的速度v隨時(shí)間變化關(guān)系如圖丙所示。（忽略繩重和摩

擦）下列結(jié)論錯(cuò)誤的是（）

A.物體勻速上升時(shí)拉力F的功率為40W

B.動(dòng)滑輪的重力為4CN

C.2?3s時(shí)，此裝置的機(jī)械效率約為93%

D.0.5s時(shí),物體A對(duì)地面的壓強(qiáng)為3X104pa

12.用如圖甲所示的裝置提升重物，空吊籃A重25N,將A提升到高處，施加的拉力F隨

時(shí)間變化關(guān)系如圖乙所示,A的上升速度隨時(shí)間變化關(guān)系如圖丙所示，忽略繩重、

摩擦、空氣阻下列說法不正確的是（

28

24

20

16

182

4

甲

A,動(dòng)滑輪所受的重力為15N

B.第2秒內(nèi)拉力做的功為80J

C.當(dāng)貨物的重是160N時(shí)，勻速提升時(shí)，所需拉力是100N

D.當(dāng)貨物的重是160N時(shí)，勻速提升時(shí)，機(jī)械效率為92.5%

13.如圖甲所示，用一個(gè)動(dòng)滑輪勻速提升重為8OON的物體A,在卷揚(yáng)機(jī)拉力F的作用下,

繩子自由端豎直移動(dòng)的距離隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖乙中圖線a所示；用該裝置勻速提升

物體B時(shí)，繩子自由端豎直移動(dòng)的距離隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖乙中圖線b所示。已知?jiǎng)?/p>

滑輪受到的重力為200N,在這兩次提升物體的過程中，卷揚(yáng)機(jī)拉力F的功率保持不變,

且不計(jì)繩重和輪與軸叵的摩擦。下列說法正確的是（）

4s/cm

A.物體A上升的速度為lOm/s

B.拉力F的功率為50W

C.物體B受到的重力為4000N

D.提升物體B時(shí)動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為95%

14.如圖甲所示，某同學(xué)利用滑輪組將4kg的實(shí)心正方體物塊從空氣中勻速緩慢的放入水中

（圖中柱形容器足夠高），繩端拉力F隨正方體浸入水中的深度h變化的關(guān)系如圖乙所

示。不計(jì)繩重和摩擦，p，K=1.0X103kg/m3,g=10N/kg,下列選項(xiàng)正確的是（）

甲乙

A.每個(gè)滑輪的重力為15N

B.物塊浸沒在水中時(shí)受到的浮力為5N

C.物塊的密度為4g/cm3

D.物塊浸沒后在水中勻速下降時(shí)，該滑輪組的機(jī)械效率為80%

15.某同學(xué)用滑輪組提升物體，繩子自由端豎直移動(dòng)的距離隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖中圖線a

所示，物體上升的高度隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖中圖線b所示。已知物體的質(zhì)量為900g,

所用動(dòng)滑輪的質(zhì)量為KX）g，繩子自由端的拉力F為2.8N。g取10N/kg。在。?2s的過程

B.拉力F的功率為O.56W

C.有用功為90J

D.滑輪組的機(jī)械效率為90%

16.用如圖甲所示的滑輪組緩慢提升不同物體，每次物體被提升的高度均為0.5m,滑輪組

的機(jī)械效率與物體受到承力的關(guān)系如圖乙所示，不計(jì)繩重和摩擦，下列分析正確的是

甲乙

A.滑輪組的機(jī)械效率越高，功率越大

B.該滑輪組的機(jī)械效率能達(dá)到100%

C.動(dòng)滑輪的重力為20N

D.每次提升重物時(shí)，滑輪組做的額外功均為5J

17.如圖甲所示，用電動(dòng)機(jī)和滑輪組將一塊礦石從水底勻速豎直打拼起來，礦石露出水面前,

電動(dòng)機(jī)對(duì)繩子拉力的功率為60W,礦石露出水面后，電動(dòng)機(jī)對(duì)繩子拉力的功率80W.礦

石上升全過程中，礦石運(yùn)動(dòng)的s-t圖象如圖乙，動(dòng)滑輪質(zhì)量為10kg,不計(jì)繩重及摩擦,

g=ION/kg,p水=1Xl()3kg/m3。下列說法正確的是()

A.礦石浸沒時(shí)受到的浮力為200N

B.礦石在空氣中所受重力為500N

C.礦石的密度為2.5XIO3kg/m3

D.礦石露出水面后，滑輪組的機(jī)械效率83.3%

18.如圖甲所示，用動(dòng)滑輪將正方體物塊從裝有水的容器底部緩慢勻速提起，拉力F隨提升

高度h變化關(guān)系如圖乙所示。物塊完全離開水面后，動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為87.5%,繩重和

摩擦忽略不計(jì)。（p=LOXl（）3kg/m3,g=10N/kg）下列選項(xiàng)正確的是（）

A.物塊的邊長(zhǎng)為0.6ni

B.動(dòng)滑輪重為300N

C.物塊的密度為L(zhǎng)6Xl（）3kg/m3

D.提升物塊完全離開水面前，動(dòng)滑輪的機(jī)械效率小于87.5%

19.如圖甲所示，一個(gè)滑輪組豎直固定在水平支架上，已知每個(gè)滑輪均重20N,滑輪組下端

掛有重為G的物體A,用力F通過滑輪組繩的末端豎直向上勻速提升重物A,重物A向

上運(yùn)動(dòng)的速度為v,力F做功的功率P隨物體上升速度v之間的關(guān)系圖像如圖乙所示。

不計(jì)繩重與摩擦，g=ION/kgo則下列說法正確的是（）

P/W

A.拉力F的大小為120N

B.滑輪組對(duì)A的拉力為140N

C.拉力F的功率為1.2W時(shí)，10s內(nèi)滑輪組對(duì)物體A做功12J

D.若在物體A下再加掛80N的重物，滑輪組的機(jī)械效率可以達(dá)到90%

20.如圖甲所示，質(zhì)量為40kg的小林同學(xué)站在高臺(tái)上豎直向上勻速拉動(dòng)繩子，腳與地面的

總接觸面積為0.04nA現(xiàn)改變Ga計(jì)算并繪出機(jī)械效率n與G物的關(guān)系圖象，如圖乙

所示，不計(jì)繩重和摩擦，下列說法正確的是（）

①此滑輪組動(dòng)滑輪的重力為20N

②當(dāng)G物=150N時(shí)，小林對(duì)繩子的拉力為60N

③當(dāng)G稗=120N時(shí)，若此時(shí)的拉力的功率為15W,則物體上升的速度為0.3m/s

④若水平高臺(tái)能承受的最大壓強(qiáng)為12500Pa,則該滑輪組所能提升物體的最大機(jī)械效率

為90%

C.只有①③D.只有①②

二.實(shí)驗(yàn)探究題（共1小題）

21.在“測(cè)定動(dòng)滑輪機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中，同學(xué)們用如圖所示的滑輪組提升鉤碼，他和同學(xué)

們做出了如下猜想：

猜想一：滑輪組機(jī)械效率與被提升物體所受的重力有關(guān)；

猜想二：滑輪組機(jī)械效率與動(dòng)滑輪所受的重力有美；

(1)為了驗(yàn)證猜想一，準(zhǔn)備器材如下：兩個(gè)相同的滑輪、一根細(xì)繩、鉤碼若干、刻度尺

和。用該滑輪組提升不同數(shù)量的鉤碼進(jìn)行了三次實(shí)驗(yàn)，數(shù)據(jù)如下表所示:

實(shí)驗(yàn)序號(hào)鈍碼重G/N鉤碼上升高度拉力F/N繩端移動(dòng)的距離

h/cms/cm

①1.020.00.740.0

②2.020.01.240.0

③3.020.01.740.0

(2)分析表中數(shù)據(jù)通過計(jì)算可知：由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可知，現(xiàn)改變物體的重力G,則

動(dòng)滑輪的機(jī)械效率n與物體重力G的關(guān)系可能符合圖象

秒％).0(%)仙(%)

()1.................I???*',I1>()1I…■…I—

AO(N)BO(N)cO(N)DO(N)

(3)為了驗(yàn)證猜想二，還需增加的實(shí)驗(yàn)器材是o

(4)根據(jù)題中數(shù)據(jù)可知道如果繩子能承受的最大拉力是2.2N,保持省力的情況下提升物

體，請(qǐng)通過推理寫出機(jī)械效率的范圍。(寫出必要的乂字說明，表達(dá)式及最后結(jié)果)

三.計(jì)算題(共2小題)

22.如圖甲所示，一輛裝滿物資的運(yùn)輸車總重為103沿ABC