2021年春人教版物理中考第一轮专题训练专题 简单机械　机械效率（含答案）

这是一份2021年春人教版物理中考第一轮专题训练专题 简单机械　机械效率（含答案），共13页。试卷主要包含了选择题，填空题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1. (2020·山西)如图所示，快递小哥为了把较重的货物装入运输车，用同样的器材设计了甲、乙两种方式提升货物。若把同一货物匀速提升到同一高度，忽略绳重和摩擦。下列分析正确的是（ ）
A．甲方式可以省力
B．乙方式不能改变力的方向
C．甲、乙两种方式做的有用功相等
D．甲、乙两种方式的机械效率相等
2. (2020·滨州改编)如图所示，重800 N的物体在100 N水平拉力F的作用下，以0.1 m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了20 s，滑轮组的机械效率为60%。在此过程中，下列说法正确的是（ ）
A．拉力F做的功为400 J
B．物体与地面间的滑动摩擦力为120 N
C．额外功的功率为12 W
D．若物体的重力和运动速度不变，只增大水平地面的粗糙程度，则滑轮组的机械效率会降低
3. (2019·郴州)材料相同的甲、乙两个物体分别挂在杠杆A、B两端，O为支点(OA＜OB)，如图所示，杠杆处于平衡状态。如果将甲、乙物体(不溶于水)浸没于水中，杠杆将会（ ）
A．A 端下沉 B．B 端下沉
C．仍保持平衡 D．无法确定

第3题图 第4题图
4. (2019·广安)如图所示，甲、乙两个滑轮组，其中每个滑轮的质量都相同，分别用拉力F1、F2将重物G1、G2提升相同高度，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．若G1＝G2，则拉力F1、F2做的总功相同
B．若G1＝G2，则拉力F2做的有用功多
C．若G1＞G2，则甲的机械效率大于乙的机械效率
D．若G1＞G2，则甲、乙两个滑轮组的机械效率相等
5. (2020·云南)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。利用该滑轮组提升质量为27 kg的物体所用的拉力为100 N。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．拉力的功率为50 W
B．滑轮组中动滑轮重10 N
C．该滑轮组的机械效率为90%
D．绳子自由端移动的速度为0.5 m/s
6. (2020·成都B卷改编)如图甲所示的装置，A是重15 N的空吊篮，绳子B和C能承受的最大拉力分别为100 N和50 N。质量为50 kg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，常数g取10 N/kg。下列结论正确的是（ ）

A．动滑轮的重力为9 N
B．第2 s内拉力F的功率为20 W
C．此装置最多能匀速运载80 N的货物
D．此装置提升重物的最大机械效率为85%
二、填空题
7. (2020·常德)农忙时节小明帮爷爷挑谷子，初次干农活的他在左筐中装了20 kg，右筐中装了25 kg，如果扁担的长度为1.8 m，则他在距扁担左端
m处将谷子挑起来才能使挑担水平(扁担和筐的重力均不考虑)；为了方便行走，小明将两筐谷子同时向内移动了0.1 m，则需要_ 筐(选填“左”或“右”)增加约 kg(保留1位小数)谷子，才能基本保持挑担水平。
8. (2020·南京)如图是过去农村用的舂米工具的结构示意图。O为固定转轴，A处连接着石球，脚踏杆的B处可使石球升高，抬起脚，石球会落下去击打稻谷。石球重50 N，不计摩擦和杆重。
(1)脚沿与杆垂直方向至少用力F1，才能将石球抬起。F1的力臂为 m，此时舂米工具是一个_ _(选填“省力”或“费力”)杠杆。
(2)脚竖直向下至少用力F2为_ N，才能将石球抬起。F2和F1的大小关系为F2 1。
9. (2019·咸宁)如图所示，杠杆AB放在钢制圆柱体的正中央水平凹槽CD中，杠杆AB能以凹槽两端的C点或D点为支点在竖直平面内转动，长度AC＝CD＝DB，左端重物G＝12 N。当作用在B点竖直向下的拉力F足够大时，杠杆容易绕_ (选填“C”或“D”)点翻转，为使杠杆AB保持水平位置平衡，拉力的最小值F1＝_ N，最大值F2＝ N。(杠杆、细绳的质量及摩擦均忽略不计)
第9题图 第10题图
10. (2019·达州)救援车工作原理如图所示，当车载电机对钢绳施加的拉力F大小为2.5×103 N时，小车A恰能匀速缓慢地沿斜面上升。已知小车A的质量为1 t，斜面高为2 m，斜面长为5 m(不计车长、钢绳重、动滑轮重、钢绳与滑轮间的摩擦和滑轮与轴间的摩擦，g＝10 N/kg)。在小车A由水平路面被拖上救援车的过程中，钢绳所做的有用功为 _J，整个装置的机械效率为
_ _，小车A与斜面间的摩擦力大小为 _N。
11. (2019·十堰)质量为m的工人用如图甲所示的滑轮组将建筑材料运送到楼顶，滑轮组的机械效率随建筑材料重力变化的图象(如图乙)，机械中摩擦及绳重忽略不计，影响滑轮组机械效率的原因有 _(写出一点即可)，动滑轮的重力为_ ；该工人竖直向下拉绳子自由端运送建筑材料时，此滑轮组机械效率的最大值为___ _ 。(后两空均用已知量符号表示)

甲 乙
三、计算题
12. (2020·南充)图甲为某自动注水装置的部分结构简图，杠杆AOB始终在水平位置保持平衡，O为杠杆的支点，OA＝3OB，竖直细杆a的一端连接在杠杆的A点，另一端与高为0.2 m的长方体物块C固定；竖直细杆b的下端通过力传感器固定，上端连接在杠杆的B点(不计杠杆、细杆及连接处的重力和细杆的体积)。圆柱形水箱中有质量为3 kg的水，打开水龙头，将水箱中的水缓慢放出，通过力传感器能显示出细杆b对力传感器的压力或拉力的大小；图乙是力传感器示数F的大小随放出水质量m变化的图象。当放出水的质量达到2 kg时，物块C刚好全部露出水面，此时装置由传感器控制开关开始注水。(g＝10 N/kg)求：
(1)物块C的重力。
(2)物块C受到的最大浮力。
(3)从开始放水到物块C上表面刚好与液面相平时，水对水箱底部的压强变化了多少？
简单机械 机械效率
一、选择题
1. (2020·山西)如图所示，快递小哥为了把较重的货物装入运输车，用同样的器材设计了甲、乙两种方式提升货物。若把同一货物匀速提升到同一高度，忽略绳重和摩擦。下列分析正确的是( C )
A．甲方式可以省力
B．乙方式不能改变力的方向
C．甲、乙两种方式做的有用功相等
D．甲、乙两种方式的机械效率相等
2. (2020·滨州改编)如图所示，重800 N的物体在100 N水平拉力F的作用下，以0.1 m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了20 s，滑轮组的机械效率为60%。在此过程中，下列说法正确的是( C )
A．拉力F做的功为400 J
B．物体与地面间的滑动摩擦力为120 N
C．额外功的功率为12 W
D．若物体的重力和运动速度不变，只增大水平地面的粗糙程度，则滑轮组的机械效率会降低
3. (2019·郴州)材料相同的甲、乙两个物体分别挂在杠杆A、B两端，O为支点(OA＜OB)，如图所示，杠杆处于平衡状态。如果将甲、乙物体(不溶于水)浸没于水中，杠杆将会( C )
A．A 端下沉 B．B 端下沉
C．仍保持平衡 D．无法确定

第3题图 第4题图
4. (2019·广安)如图所示，甲、乙两个滑轮组，其中每个滑轮的质量都相同，分别用拉力F1、F2将重物G1、G2提升相同高度，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是( C )
A．若G1＝G2，则拉力F1、F2做的总功相同
B．若G1＝G2，则拉力F2做的有用功多
C．若G1＞G2，则甲的机械效率大于乙的机械效率
D．若G1＞G2，则甲、乙两个滑轮组的机械效率相等
5. (2020·云南)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。利用该滑轮组提升质量为27 kg的物体所用的拉力为100 N。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( C )
A．拉力的功率为50 W
B．滑轮组中动滑轮重10 N
C．该滑轮组的机械效率为90%
D．绳子自由端移动的速度为0.5 m/s
6. (2020·成都B卷改编)如图甲所示的装置，A是重15 N的空吊篮，绳子B和C能承受的最大拉力分别为100 N和50 N。质量为50 kg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，常数g取10 N/kg。下列结论正确的是( C )

A．动滑轮的重力为9 N
B．第2 s内拉力F的功率为20 W
C．此装置最多能匀速运载80 N的货物
D．此装置提升重物的最大机械效率为85%
二、填空题
7. (2020·常德)农忙时节小明帮爷爷挑谷子，初次干农活的他在左筐中装了20 kg，右筐中装了25 kg，如果扁担的长度为1.8 m，则他在距扁担左端__1__m处将谷子挑起来才能使挑担水平(扁担和筐的重力均不考虑)；为了方便行走，小明将两筐谷子同时向内移动了0.1 m，则需要__右__筐(选填“左”或“右”)增加约___0.7_ kg(保留1位小数)谷子，才能基本保持挑担水平。
8. (2020·南京)如图是过去农村用的舂米工具的结构示意图。O为固定转轴，A处连接着石球，脚踏杆的B处可使石球升高，抬起脚，石球会落下去击打稻谷。石球重50 N，不计摩擦和杆重。
(1)脚沿与杆垂直方向至少用力F1，才能将石球抬起。F1的力臂为___1__m，此时舂米工具是一个___省力___(选填“省力”或“费力”)杠杆。
(2)脚竖直向下至少用力F2为__20__ N，才能将石球抬起。F2和F1的大小关系为F2___＞__F1。
9. (2019·咸宁)如图所示，杠杆AB放在钢制圆柱体的正中央水平凹槽CD中，杠杆AB能以凹槽两端的C点或D点为支点在竖直平面内转动，长度AC＝CD＝DB，左端重物G＝12 N。当作用在B点竖直向下的拉力F足够大时，杠杆容易绕__D______(选填“C”或“D”)点翻转，为使杠杆AB保持水平位置平衡，拉力的最小值F1＝__6________N，最大值F2＝__24________N。(杠杆、细绳的质量及摩擦均忽略不计)
第9题图 第10题图
10. (2019·达州)救援车工作原理如图所示，当车载电机对钢绳施加的拉力F大小为2.5×103 N时，小车A恰能匀速缓慢地沿斜面上升。已知小车A的质量为1 t，斜面高为2 m，斜面长为5 m(不计车长、钢绳重、动滑轮重、钢绳与滑轮间的摩擦和滑轮与轴间的摩擦，g＝10 N/kg)。在小车A由水平路面被拖上救援车的过程中，钢绳所做的有用功为__2×104__J，整个装置的机械效率为__80%____，小车A与斜面间的摩擦力大小为__1×103__N。
11. (2019·十堰)质量为m的工人用如图甲所示的滑轮组将建筑材料运送到楼顶，滑轮组的机械效率随建筑材料重力变化的图象(如图乙)，机械中摩擦及绳重忽略不计，影响滑轮组机械效率的原因有__物重(或动滑轮重)__(写出一点即可)，动滑轮的重力为__G0______；该工人竖直向下拉绳子自由端运送建筑材料时，此滑轮组机械效率的最大值为___eq \f(3mg－G0,3mg)_ 。(后两空均用已知量符号表示)

甲 乙
三、计算题
12. (2020·南充)图甲为某自动注水装置的部分结构简图，杠杆AOB始终在水平位置保持平衡，O为杠杆的支点，OA＝3OB，竖直细杆a的一端连接在杠杆的A点，另一端与高为0.2 m的长方体物块C固定；竖直细杆b的下端通过力传感器固定，上端连接在杠杆的B点(不计杠杆、细杆及连接处的重力和细杆的体积)。圆柱形水箱中有质量为3 kg的水，打开水龙头，将水箱中的水缓慢放出，通过力传感器能显示出细杆b对力传感器的压力或拉力的大小；图乙是力传感器示数F的大小随放出水质量m变化的图象。当放出水的质量达到2 kg时，物块C刚好全部露出水面，此时装置由传感器控制开关开始注水。(g＝10 N/kg)求：
(1)物块C的重力。
(2)物块C受到的最大浮力。
(3)从开始放水到物块C上表面刚好与液面相平时，水对水箱底部的压强变化了多少？
解：(1)分析图象乙可知：当放出水的质量达到2 kg时，物体全部露出水面，力传感器受到6 N拉力；此时细杆a对杠杆A点的拉力等于物块C的重力大小，由杠杆的平衡条件得：
FA×OA＝FB×OB
FA＝eq \f(FB×OB,OA)＝eq \f(1,3)×6 N＝2 N
所以Gc＝FA＝2 N
(2)分析图象乙可知：当放出水的质量≤1 kg时，物体浸没在水中，物块C所受浮力最大，此时压力传感器受到24 N的压力，由杠杆的平衡条件得：FA′×OA＝FB′×OB
FA′＝eq \f(FB′×OB,OA)＝eq \f(1,3)×24 N＝8 N
物体C在竖直方向平衡，F浮＝Gc＋FA′＝2 N＋8 N＝10 N
(3)物体C全部浸入水中时，浮力等于10 N
VC＝V排＝eq \f(F浮,ρ水g)＝eq \f(10 N,1.0×103 kg/m3×10 N/kg)＝1×10－3m3
物体C的底面积：SC＝eq \f(VC,hC)＝eq \f(1×10－3 m3,0.2 m)＝5×10－3 m3
当物块C上表面与液面相平到全部露出水面，放出1 kg水
V水＝eq \f(m,ρ水)＝eq \f(1 kg,1.0×103 kg/m3)＝1×10－3 m3
S水＝eq \f(V水,hC)＝eq \f(1×10－3 m3,0.2 m)＝5×10－3 m2
S箱＝S水＋SC＝5×10－3 m2＋5×10－3 m2＝1×10－2 m2
压力差ΔF＝m水g＝1 kg×10 N/kg＝10 N
Δp＝eq \f(ΔF,S箱)＝eq \f(10 N,1×10－2m2)＝1 000 Pa