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图像题 03 浮力、机械效率
一．选择题（共20小题）
1．如图甲所示的装置，A是重15N的空吊篮，绳子 B和C能承受的最大拉力分别为 100N和
50N。质量为50kg的小张同学将A提升到高处，施加的拉力F随时间变化关系如图乙所示，A
上升的速度v随时间变化关系如图丙所示。忽略绳重及摩擦。下列说法错误的是（ ）
A．第2s内拉力F的功率为40W
B．此装置最多能匀速运载80N的货物
C．此装置提升重物的最大机械效率为85%
D．动滑轮的重力为5N
2．用如图甲所示的滑轮组从水中提升物体 M，已知被提升的物体M重力为760N，M的体积为
3×10﹣3m3，在物体M未露出水面的过程中，绳子自由端的拉力F将物体M以0.5m/s的速度匀速
提升了10m的高度，此过程中，拉力F做的功W随时间t的变化图象如图乙所示，不计绳重和
摩擦力大小（g取10N/kg），下面结论正确的是（ ）
A．当物体M没有露出水面的过程中，该滑轮组提升货物的机械效率为91.25%
B．动滑轮的重力为50N
C．此过程中，绳子自由端的拉力F大小为380N
D．当物体M没有露出水面时，动滑轮下端挂钩上绳子的拉力为760N3．如图甲所示，虚线框内是由两个相同的滑轮安装成的滑轮组。利用该滑轮组提升重力为270N的
物体所用的拉力为100N。物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，不计绳重和摩擦，则（
）
A．绳子自由端移动的速度为0.5m/s
B．拉力的功率为150W
C．该滑轮组的机械效率为66.7%
D．滑轮组中动滑轮重10N
4．如图甲，用滑轮组将重为120N的物体匀速提起，在5s内绳子自由端移动的距离为3m，如图乙
是拉力F与绳自由端移动距离s的关系图象，不计绳重和摩擦。则下列说法正确的是（ ）
A．物体上升的速度是0.6m/s
B．拉力的功率为40W
C．动滑轮重是20N
D．该滑轮组的机械效率为80%
5．如图甲，某同学利用滑轮组将4kg的实心正方体物块从空气中匀速缓慢的放入水中（图中柱形
容器足够高），绳子末端拉力F随正方体浸入水中的深度h变化的关系如图乙。不计绳重和摩擦，
下列选项正确的是（ ）
①动滑轮的重力为10N
②物块浸没在水中时受到的浮力为5N
③物块的密度为4g/cm3④物块浸没后在水中匀速下降时，该滑轮组的机械效率为75%
A．只有①② B．只有①③ C．只有②④ D．只有①③④
6．如图甲所示，某工程队在一次施工作业中，沿竖直方向向河底以恒定速度投放一圆柱形石料，
石料下降的速度v＝0.1m/s，图乙是直接拉着石料的绳子所受拉力T随石料高度变化的图像（从t
＝0s时刻开始下放石料到石料刚好接触河底），石料入水前滑轮组的机械效率为 80%，若轮轴
间摩擦、空气阻力、水的摩擦阻力不计、忽略放入石块后水面的变化，水的密度为
1×103kg/m3，则下列说法正确的是（ ）
A．河底受到水的压强为1.2×105Pa
B．石料入水前滑轮组的有用功率为140W
C．动滑轮重为500N
D．全部放入水中后绳子自由端的拉力F＝900N
7．如图甲所示，一个滑轮组竖直固定在水平支架上，已知每个滑轮均重20N，滑轮组下端挂有重
为G的物体A，用力F通过滑轮组绳的末端竖直向上匀速提升重物 A，重物A向上运动的速度
为v，力F做功的功率P随物体上升速度v之间的关系图象如图乙所示。滑轮与轴的摩擦、绳的质量忽略不计，g取10N/kg。则下列说法正确的是（ ）
A．拉力F的大小为120N
B．滑轮组对水平支架的拉力为140N
C．拉力F的功率为1.2W时，10s内滑轮组对物体A做功12J
D．若在物体A下再加挂30N的重物，滑轮组的机械效率可以达到86.7%
8．甲装置中，空吊篮A重25N，B处绳子承受的拉力足够大，C处绳子承受的最大拉力为100N。
小壮将A提升到高处，施加拉力F随时间变化关系如图乙，A上升速度随时间变化关系如图丙。
忽略绳重、摩擦、空气阻力。下列说法不正确的是（ ）
A．动滑轮所受的重力为15N
B．在1～2s内克服滑轮重做的额外功为30J
C．此装置最多能匀速运载160N重的货物
D．此装置运载货物最高机械效率为92.5%
9．如图所示，用甲、乙两个滑轮组将同一物体匀速提升相同高度，拉力分别为 F甲 、F乙 ，此过程
相关数据如图，则下列判断正确的是（ ）A．F甲 比F乙 大
B．甲滑轮组的机械效率比乙的低
C．两滑轮组绳子自由端移动距离相等
D．乙滑轮组的机械效率为25%
10．用如图甲所示的滑轮组将放置在水平地面上重为90N的物体提升一定高度，拉力F＝40N，物
体上升的高度h随时间变化的关系如图乙所示。不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．相同情况下，提升物体的重增大，滑轮组的机械效率减小
B．动滑轮的重为10N
C．拉力F做功的功率为200W
D．滑轮组的机械效率为75%
11．用如图甲所示的装置提升重物A，A的重力为560N，底面积为50cm2，施加的拉力F随时间变
化关系如图乙所示，A上升的速度v随时间变化关系如图丙所示。（忽略绳重和摩擦）下列结论
错误的是（ ）A．物体匀速上升时拉力F的功率为40W
B．动滑轮的重力为40N
C．2～3s时，此装置的机械效率约为93%
D．0.5s时，物体A对地面的压强为3×104Pa
12．用如图甲所示的装置提升重物，空吊篮A重25N，将A提升到高处，施加的拉力F随时间变化
关系如图乙所示，空吊篮A的上升速度随时间变化关系如图丙所示，忽略绳重、摩擦、空气阻
力 ， 下 列 说 法 不 正 确 的 是 （ ）
A．动滑轮所受的重力为15N
B．第2秒内拉力做的功为80J
C．当货物的重是160N时，匀速提升时，所需拉力是100N
D．当货物的重是160N时，匀速提升时，机械效率为92.5%
13．如图甲所示，用一个动滑轮匀速提升重为 800N的物体A，在卷扬机拉力F的作用下，绳子自
由端竖直移动的距离随时间变化的关系如图乙中图线a所示；用该装置匀速提升物体B时，绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系如图乙中图线 b所示。已知动滑轮受到的重力为
200N，在这两次提升物体的过程中，卷扬机拉力 F的功率保持不变，且不计绳重和轮与轴间的
摩擦。下列说法正确的是（ ）
A．物体A上升的速度为10m/s
B．拉力F的功率为50W
C．物体B受到的重力为4000N
D．提升物体B时动滑轮的机械效率为95%
14．如图甲所示，某同学利用滑轮组将4kg的实心正方体物块从空气中匀速缓慢的放入水中（图中
柱形容器足够高），绳端拉力F随正方体浸入水中的深度h变化的关系如图乙所示。不计绳重和
摩擦，p水 ＝1.0×103kg/m3，g＝10N/kg，下列选项正确的是（ ）
A．每个滑轮的重力为15N
B．物块浸没在水中时受到的浮力为 5NC．物块的密度为 4g/cm3
D．物块浸没后在水中匀速下降时，该滑轮组的机械效率为80%
15．某同学用滑轮组提升物体，绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系如图中图线 a所示，
物体上升的高度随时间变化的关系如图中图线b所示。已知物体的质量为900g，所用动滑轮的
质量为100g，绳子自由端的拉力F为2.8N。g取10N/kg。在0～2s的过程中，下列说法中正确
的是（ ）
A．绳子自由端移动的速度为5m/s
B．拉力F的功率为0.56W
C．有用功为90J
D．滑轮组的机械效率为90%
16．用如图甲所示的滑轮组缓慢提升不同物体，每次物体被提升的高度均为0.5m，滑轮组的机械
效率与物体受到重力的关系如图乙所示，不计绳重和摩擦，下列分析正确的是（ ）
A．滑轮组的机械效率越高，功率越大
B．该滑轮组的机械效率能达到100%
C．动滑轮的重力为20N
D．每次提升重物时，滑轮组做的额外功均为5J
17．如图甲所示，用电动机和滑轮组将一块矿石从水底匀速竖直打捞起来，矿石露出水面前，电动机对绳子拉力的功率为60W，矿石露出水面后，电动机对绳子拉力的功率80W。矿石上升全过
程中，矿石运动的s﹣t图象如图乙，动滑轮质量为10kg，不计绳重及摩擦，g＝10N/kg，
水
＝
1×103kg/m3。下列说法正确的是（ ） ρ
A．矿石浸没时受到的浮力为200N
B．矿石在空气中所受重力为500N
C．矿石的密度为2.5×103kg/m3
D．矿石露出水面后，滑轮组的机械效率83.3%
18．如图甲所示，用动滑轮将正方体物块从装有水的容器底部缓慢匀速提起，拉力 F随提升高度h
变化关系如图乙所示。物块完全离开水面后，动滑轮的机械效率为87.5%，绳重和摩擦忽略不计。
（ ＝1.0×103kg/m3，g＝10N/kg）下列选项正确的是（ ）
ρ
A．物块的边长为0.6m
B．动滑轮重为300N
C．物块的密度为1.6×103kg/m3
D．提升物块完全离开水面前，动滑轮的机械效率小于87.5%
19．如图甲所示，一个滑轮组竖直固定在水平支架上，已知每个滑轮均重 20N，滑轮组下端挂有重
为G的物体A，用力F通过滑轮组绳的末端竖直向上匀速提升重物 A，重物A向上运动的速度
为v，力F做功的功率P随物体上升速度v之间的关系图像如图乙所示。不计绳重与摩擦，g＝
10N/kg。则下列说法正确的是（ ）A．拉力F的大小为120N
B．滑轮组对A的拉力为140N
C．拉力F的功率为1.2W时，10s内滑轮组对物体A做功12J
D．若在物体A下再加挂80N的重物，滑轮组的机械效率可以达到90%
20．如图甲所示，质量为40kg的小林同学站在高台上竖直向上匀速拉动绳子，脚与地面的总接触
面积为0.04m2，现改变G物 ，计算并绘出机械效率 与G物 的关系图象，如图乙所示，不计绳重
和摩擦，下列说法正确的是（ ） η
①此滑轮组动滑轮的重力为20N
②当G物 ＝150N时，小林对绳子的拉力为60N
③当G物 ＝120N时，若此时的拉力的功率为15W，则物体上升的速度为0.3m/s
④若水平高台能承受的最大压强为12500Pa，则该滑轮组所能提升物体的最大机械效率为90%
A．只有②④ B．只有② C．只有①③ D．只有①②
二．实验探究题（共1小题）
21．在“测定动滑轮机械效率”的实验中，同学们用如图所示的滑轮组提升钩码，他和同学们做出
了如下猜想：
猜想一：滑轮组机械效率与被提升物体所受的重力有关；猜想二：滑轮组机械效率与动滑轮所受的重力有关；
（1）为了验证猜想一，准备器材如下：两个相同的滑轮、一根细绳、钩码若干、刻度尺和
。用该滑轮组提升不同数量的钩码进行了三次实验，数据如下表所示：
实验序号 钩码重G/N 钩码上升高度 拉力F/N 绳端移动的距离
h/cm s/cm
① 1.0 20.0 0.7 40.0
② 2.0 20.0 1.2 40.0
③ 3.0 20.0 1.7 40.0
（2）分析表中数据通过计算可知：由表中实验数据分析可知，现改变物体的重力 G，则动滑轮
的机械效率 与物体重力G的关系可能符合图象 。
η
（3）为了验证猜想二，还需增加的实验器材是 。
（4）根据题中数据可知道如果绳子能承受的最大拉力是2.2N，保持省力的情况下提升物体，请
通过推理写出机械效率的范围。（写出必要的文字说明，表达式及最后结果）
三．计算题（共2小题）
22．如图甲所示，一辆装满物资的运输车总重为10t，沿ABCD路线运至D处。AB段长为100m，
BC段长为600m，B点与C点的高度差为168m。在整个运输过程中，运输车的输出功率与时间
的关系如图乙所示，速度与时间的关系如图丙所示，汽车在t ＝0时经过A处，t 时经过B处，
0 1
t 时经过C处。（g＝10N/kg）
2
求：（1）t 的大小；
1
（2）运输车从C点到D点过程中的牵引力；
（ 3 ） 运 输 车 从 B 点 到 C 点 做 功 的 机 械 效 率 。23．小雨想用滑轮组提升重物，每个滑轮等重，不计绳重、摩擦和液体的阻力，g取10N/kg。
（1）如图甲所示，物体A的质量为50kg，小雨对绳子自由端的拉力为150N时，地面对物体A
的支持力是100N。则此时天花板上受到拉力大小为多少？
（2）为了提起物体A，他增加了滑轮个数，组装了如图乙所示的滑轮组，并利用它将物体 A在
空气中匀速提升了2m，求小雨做的功是多少？
（3）小雨用图乙所示的滑轮组，将另一密度为 1.5×103kg/m3的物体B从某液体中匀速向上拉至
空气中，拉力F随时间t变化的图像如图丙所示。已知F 与F 之差为50N，在空气中提升B时
2 1
滑轮组的机械效率为75%。求液体密度是多少？
