人教版八年级下册12.3 机械效率同步达标检测题

这是一份人教版八年级下册12.3 机械效率同步达标检测题，共15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。
基础训练
一、选择题
1.关于机械效率的说法中正确的是（ ）。
A．越省力的机械，效率越高；
B．做有用功越多的机械，效率越高；
C．做相同的功，额外功的值越小，则机械效率一定越高；
D．做功越快的机械，机械效率越高
【答案】C。
【解析】A、机械效率与省力情况无关，定滑轮不省力，但它的机械效率比动滑轮要高，该选项说法不正确。
B、有用功越多的机械效率不一定高，机械效率是有用功在总功中所占的比例，该选项说法不正确。
C、做相同的功，额外功的值越小，额外功占的比值越小，效率越高，该选项说法正确。
D、机械做功越快，表示功率越大，单位时间内做的功越多，但机械效率不一定就高，该选项说法不正确。故选C。
2.小明用两个相同的滑轮组成不同的滑轮组（如图所示），分别将同一物体匀速提高到相同高度，滑轮组的机械效率分别为η1、η2。下列关系正确的是（忽略绳重及摩擦）（ ）。
A．F1＞F2，η1=η2 B．F1＞F2，η1＞η2 C．F1＜F2，η1=η2 D．F1＜F2，η1＞η2
【答案】A。
【解析】因为忽略绳重及摩擦，承担物重的绳子股数n1=2，n2=3。所以，两图所用拉力：
，，因为滑轮相同，提升的物体重相同，
所以F1＞F2；因为两图将同一物体匀速提高相同的高度，所以做的有用功W有相同；
因为忽略绳重及摩擦，所做的额外功W额=G轮h，额外功W额相同，又因为W总=W有+W额，所以总功相同，由，所以两图的机械效率η相同，即η1=η2。故选A。
3.如图所示的滑轮组中，动滑轮重1N，小强用6N的拉力F通过该滑轮组匀速拉起重10N的物体，物体沿竖直方向上升0.4m。此过程中，额外功和机械效率分别是（ ）。
A．0.4J、83.3% B．0.8J、91.7% C．0.8J、83.3% D．0.4J、91.7%
【答案】C。
【解析】（1）由图知，n=2，拉力端移动距离s=2h=2×0.4m=0.8m，W总=FS=6N×0.8=4.8J，
W有用=Gh=10N×0.4m=4J，W额=W总﹣W有用=4.8J﹣4J=0.8J；
（2）滑轮组的机械效率：。
4.如图所示，用相同的滑轮不同的绕法提起相同的重物，摩擦力可以忽略不计，在物体匀速上升的过程中（ ）。
A．甲图省力，机械效率甲图大；B．甲图省力，机械效率一样大；
C．乙图省力，机械效率乙图大；D．乙图省力，机械效率一样大
【答案】B。
【解析】（1）分析左图滑轮组的结构，得出承担物重的绳子股数n=3，则拉力端移动的距离S=3h，因摩擦力可以忽略不计，根据求拉力的大小；利用求机械效率大小；；（2）同理，求出右图的拉力和机械效率，通过比较得出答案。
分析左图可知，n=3，则s=3h，因为摩擦力可以忽略不计，所以，。
（2）分析右图可知，n=2，则s=2h，因为摩擦力可以忽略不计，所以，
，由此可知：F1＜F2，η1=η2，所以甲图省力，机械效率一样大。
5.用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，把相同的重物匀速提升相同的高度。若不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（ ）。
A．绳子受的拉力F1和F2大小相等，滑轮组的机械效率相同；
B．绳子受的拉力F1和F2大小不相等，滑轮组的机械效率不同；
C．绳子自由端移动的距离不相等，拉力对滑轮组所做的功相等；
D．绳子自由端移动的距离不相等，拉力对滑轮组所做的功不相等
【答案】C。
【解析】由图可知，甲滑轮组n=2，乙滑轮组n=3，；货物重相同，故，；甲图中，绳子自由端移动的距离是物体升高h的2倍，乙图中，绳子自由端移动的距离是物体升高h的3倍，所以，两个力对物体做功相同（忽略绳重及摩擦）。
所以，正确答案是C。
6.如图所示，小明分别用甲、乙两个滑轮把同一袋沙子从地面提到二楼，用甲滑轮所做的总功为W1，机械效率为η1；用乙滑轮所做的总功为W2，机械效率为η2。若不计绳重与摩擦，则（ ）。
A．W1=W2，η1=η2 B．W1=W2，η1＜η2 C．W1＜W2，η1＞η2 D．W1＞W2，η1＞η2
【答案】C。
【解析】根据总功等于有用功加上额外功，由图可知甲是定滑轮，乙是动滑轮，所以利用乙滑轮做的额外功多，可以比较出两种情况的总功大小；再根据两种情况的有用功相同，利用即可比较出二者机械效率的大小。
因为小明分别用甲、乙两个滑轮把同一袋沙子从地面提到二楼，所以两种情况的有用功相同；当有用功一定时，利用机械时做的额外功越少，则总功越少，机械效率越高；因为乙滑轮是动滑轮，所以利用乙滑轮做的额外功多，则总功越多，机械效率越低。
即W1＜W2，η1＞η2，所以C选项正确。
二、填空题
7.滑轮组将重500N物体，举高80cm的过程中，机械效率为80%，则此过程中有用功为 J；额外功为 J。若不计滑轮摩擦及拉线质量的影响，则可知动滑轮重 N；当提升重物为400N时，滑轮组的机械效率为 。
【答案】400、100、125、76.2%。
【解析】W有用1=G1h=500N×0.8m=400J，；
W额=W总1-W有用1=500J-400J=100J，
；
W有用2=G2h=400N×0.8m=320J，
W总2=W有用2+W额=320J+100J=420J，
。
故答案为：400、100、125、76.2%。
8.如图所示，用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置，分别用F1、F2匀速提升重力为GA、GB的A、B两物体，不计绳重和摩擦。若GA＞GB，则η甲 η乙；若FA=FB，则GA GB。（选填“＞”、“＜”或“=”）
【答案】＞、＜。
【解析】（1）不计绳重和摩擦，克服物体重力做的功为有用功，克服物体重力和动滑轮重力做的功为总功，则滑轮组的机械效率：
因物体的重力G越大，越小，越大，且动滑轮的重力相等，所以，GA＞GB时，η甲＞η乙；
（2）由图可知，n甲=2，n乙=3，由F=（G+G动）可得，提升物体的重力：G=nF﹣G动，
则FA=FB时，提升物体的重力关系为GA＜GB。
9.某人将一物体用F=40N的推力匀速将一个重200 N的物体推上高h=1m、长s=6m的斜面，则此人对物体做的总功为 J，额外功为_____J，斜面的机械效率_____，斜面和物体间的摩擦力是______N。
【答案】240；40；6.67；83.3%。
【解析】（1）推力做功：W总=Fs=40N×6m=240J，
克服物体的重力做的功：W有用=Gh=200N×1m=200J。
（2）克服摩擦力做功：W额=W总-W有用=240J-200J=40J。
（3）所以W额=fs，
故，摩擦力。
（4）机械效率：。
故答案为：240；40；6.67；83.3%。
三、计算题
10.利用如图所示的滑轮组，用F=1000N的力拉绳子自由端，货物A以0.1 m/s的速度匀速直线运动l0s，整个过程中，滑轮组的机械效率为75%。求：
（1）货物A在10 s内移动的距离；
（2）这个过程中拉力F的功率；
（3）水平地面对货物A的摩擦力大小。
【解析】（1）根据v=可知货物A在10 s内移动的距离：sA=vAt=0.1m/s×10s=1m；
（2）由图可知，动滑轮上绳子的有效股数：n=2，绳子自由端移动的速度：
v绳=nvA=2×0.1m/s=0.2m/s，
拉力的功率：；
（3）由η===得摩擦力：f=nηF=2×75%×1000N=1500N。
答：（1）货物A在10 s内移动的距离为1m；（2）这个过程中拉力F的功率200W；（3）水平地面对货物A的摩擦力大小1500N。
11.小华用如图所示的滑轮组拉动货箱，已知货箱的质量为60Kg，在F=50N的拉力作用下，货箱以0.1m/s的速度做匀速直线运动，地面对货箱的滑动摩擦力f为货箱重的0.2倍。求：
（1）货箱的重力是多少？
（2）拉力F的功率是多少？
（3）货箱运动了1min，克服摩擦所做的功是多少？
（4）此滑轮组的机械效率是多少？
【解析】（1）货箱所受重力：G=mg=60kg×10N/kg=600N。
（2）滑轮组n值为3，绳子自由端移动速度：v绳=3v=3×0.1m/s=0.3m/s，
拉力的功率是P=Fv绳=50N×0.3m/s=15W。
（3）f=0.2G=0.2×600N=120N；
由v=得，货箱移动距离：s=vt=0.1m/s×1×60s=6m，
克服摩擦做功：W有=fs=120N×6m=720J。
（4）1min内绳子自由端移动距离：s绳=3s=3×6m=18m，[来源：]
W总=Fs绳=50N×18m=900J，η=×100%=×100%=80%。
答：（1）货箱所受重力为600N；（2）拉力F做功的功率是15W；（3）货箱运动了1min，克服摩擦所做的功是720J；（4）该滑轮组的机械效率是80%。
能力提升
一、选择题
1.如图所示，小明分别使用甲、乙、丙、丁四种机械匀速提升物体（绳长不变），测得拉力和物体M、N所受的重力如表所示，则（ ）。
A. 甲的机械效率比丙的大；
B. 乙、丁的机械效率相同；
C. 使用丙提升物体M时省力；
D. 实验测得的数据无法算出机械效率
【答案】A。
【解析】A．设物体上升的距离为h，甲机械绳子自由端移动距离和物体上升的距离相等，所以甲机械的机械效率为
丙机械中绳子的有效段数n=2，所以丙机械的机械效率为
所以甲的机械效率比丙的大，故A符合题意；
B．设物体上升的距离为h，乙机械绳子自由端移动距离和物体上升的距离相等，所以乙机械的机械效率为
丁机械中绳子的有效段数n=2，所以丁机械的机械效率为
所以乙、丁的机械效率不相同，故B不符合题意；
C．由图可知， ，所以使用丙提升物体M时不省力，故C不符合题意；
D．实验测得的数据可以算出机械效率，故D不符合题意。故选A。
2.如图，是一位同学组装的提升重物装置，他用100N的拉力F，在10s内把重150N的重物G提升4m，则此过程中（ ）。
A. 该滑轮组的效率为75%B. 他做的总功为1200J
C. 他做的有用功为800JD. 他对滑轮组做功的功率为60W
【答案】A。
【解析】此过程中他做的有用功为
他做的总功为
他对滑轮组做功的功率为
该滑轮组的效率为；
A．该滑轮组的效率为75%，故A项符合题意；
B．他做的总功为800J，故B项不符合题意；
C．他做的有用功为600J，故C项不符合题意；
D．他对滑轮组做功的功率为80W，故D项不符合题意。故选A。
3.如图所示，用滑轮组提升重物，此时测力计示数为680N｡已知人的质量为50kg，每个滑轮的重力为20N，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（ ）。
A. 人的拉力大小为340NB. 物体的重力为420N
C. 滑轮组的机械效率为61.8%D. 人能够拉起的最大物重为980N
【答案】BD。
【解析】AB．由图知，n=2，不考虑绳重及摩擦，绳端的拉力F=(G+G轮)，测力计示数等于物体的重力、两个滑轮的重力和人的拉力的总和，即G +2G轮+F=G +2G轮+(G+G轮)=680N
G轮=20N，则动物体的重力G=420N
人的拉力大小F=(G+G轮)=(420N +20N)=220N；故A错误，B正确；
C．滑轮组的机械效率η======95.4%；故C错误；
D．人的重力G人=m人g=50kg×10N/kg=500N
人施加的最大拉力F最大=G人=500N
不考虑绳重及摩擦，绳端的最大拉力F最大= (G最大+G轮)
提起货物的最大重力G最大=2F最大−G动=2×500N−20N=980N；故D正确。故选BD。
4．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．动滑轮的重力为5N；
B．该滑轮组的机械效率可以达到100%；
C．滑轮组的机械效率越高，拉力做功越少；
D．每次提升重物时，滑轮组做的额外功为5J
【答案】D。
【解析】A、由图乙可知，提升物重G＝10N时，滑轮组的机械效率η＝50%，
不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率η＝＝＝＝＝50%，
解得动滑轮重力：G动＝10N，故A错误；
B、使用滑轮组时，需要提升动滑轮做额外功，使得有用功小于总功，滑轮组的机械效率总小于100%，故B错误；
C、滑轮组的机械效率越高，说明有用功与总功的比值越大，拉力做功不一定少，故C错误；
D、由题知，利用滑轮组每次物体被提升的高度均为0.5m，提升动滑轮上升的高度也都是0.5m，则每次提升重物时，不计绳重和摩擦，滑轮组做的额外功都为：W额＝G动h＝10N×0.5m＝5J，故D正确。故选：D。
5.体重为60kg的工人利用如图滑轮组将一质量为80kg的重物A匀速提升1m，此时该滑轮组的机械效率为80%（不计绳重与摩擦，g取10N/kg），小明对此工作过程及装置作出了以下论断：
①动滑轮重为200N；
②此过程中，工人对绳的拉力做功1000J；
③重物匀速上升过程中，它的机械能增大；
④若增大重物A的质量，该工人用此滑轮组匀速拉起重物时，机械效率不可能达到90%
关于小明的以上论断（ ）。
A. 只有①③正确 B. 只有②③正确 C. 只有①②③正确 D. ①②③④都正确
【答案】C。
【解析】由题意物体所受的重力
物体上升的高度，此时滑轮组做的有用功为
根据机械效率公式有，总功为
而有：
又因为可得；①②均正确。
机械能是动能和势能的总和，当重物匀速上升过程中，动能不变，势能增加，它的机械能增大，③正确。
若要滑轮组的机械效率达到，由效率公式有
化解可得当时，滑轮组的效率能到达，则若增大重物A的质量，用此滑轮组匀速拉起重物时，机械效率能达到90%，④错误。故选C。
6.生产生活中常常会用到各种机械设备，下列说法中不正确的是（ ）。
A. 任何机械设备的效率总小于1B. 减小机械内部摩擦可以提高其效率
C. 提高机械设备的效率可以节能减排D. 用机械设备做功越快，其效率越高
【答案】D。
【解析】A．任何机械设备都会有摩擦产生的无用功，故其机械效率不会达到100%，故A正确，A不符合题意；
B．减小机械内部摩擦可以减小无用功比例，从而提高其效率，故B正确，B不符合题意；
C．提高机械设备的效率可以提高有用功的比例，从而节能减排，故C正确，C不符合题意；
D．用机械设备做功越快，其功率越高，与机械效率无关，故D错误，D符合题意。故选D。
二、填空题
7．如图所示，在不计绳重和摩擦的情况下，用弹簧测力计沿竖直方向匀速拉起重为6N的物体，物体上升0.4m所用时间为4s。此过程中拉力的功率为 W，滑轮组的机械效率为 。
【答案】0.72；83.3%。
【解析】（1）由图知，n＝3，拉力端移动距离s＝3h＝3×0.4m＝1.2m，
由图知，弹簧测力计的分度值为0.2N，示数为2.4N，即拉力F＝2.4N，
拉力做的总功：W总＝Fs＝2.4N×1.2m＝2.88J，
拉力做功功率：P＝＝＝0.72W；
（2）拉力做的有用功：W有用＝Gh＝6N×0.4m＝2.4J，
滑轮组的机械效率：η＝＝×100%≈83.3%。
故答案为：0.72；83.3%。
8．小彬用如图所示滑轮组把重400N的货物匀速提升2m，若不计绳重和摩擦，所用的拉力是250N．此过程中绳端移动的距离为 m，滑轮组的机械效率是 。
【答案】4；80%。
【解析】（1）由图知，n＝2，绳端移动的距离：s＝2h＝2×2m＝4m；
（2）滑轮组的机械效率：
η＝＝＝＝＝×100%＝80%；
故答案为：4；80%。
9.如图所示，物体重210N，动滑轮重25N。工人用125N的拉力将物体匀速提升3m，用了10s，此过程中有用功是______J，拉力的功率是______W，滑轮的机械效率是______，克服动滑轮重所做的额外功占总功的______%。
【答案】(1)630；(2)75；(3)84%；(4)10。
【解析】此过程中有用功W有=Gh=210N×3m=630J
拉力做的功W总=Fs=F×2h=125N×2×3m=750J
拉力的功率P==75W
滑轮的机械效率=84%
克服动滑轮重所做的额外功W额=G动h=25N×3m=75J
克服动滑轮重所做的额外功占总功的=10%。
三、实验探究题
10．提高机械效率，能够更充分地发挥机械设备的作用，“测量机械效率”实验装置如图（每个动滑轮重相同。忽略摩擦及绳重）。
（1）实验中应 拉动弹簧测力计。
（2）实验过程中收集到a、b、c三组实验数据如下。
计算出a组实验的：有用功 J，机械效率 。
（3）比较a、b两组的机械效率，它们的关系是：η1 η2．若提升相同物重到相同高度，与a装置相比，b装置的优势是 。
比较b、c滑轮组，它们机械效率的关系是：η1 η2，影响它们机械效率高低的因素是 。
【答案】（1）竖直向上匀速；（2）0.2；66.7%；（3）＝；省力；＜；提升物体的重力不同。
【解析】（1）在实验操作中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计，这样弹簧测力计示数稳定，便于读数；
（2）由第三组数据知，有用功为：W有用＝Gh＝2N×0.1m＝0.2J；
总功为：W总＝Fs＝1.5N×0.2m＝0.3J；
则机械效率为：η＝×100%＝×100%≈66.7%；
（3）b的有用功为：W有用＝Gh＝2N×0.1m＝0.2J；总功为：W总＝Fs＝1.0N×0.3m＝0.3J；
ab的有用功和总功相同，机械效率相同；
根据数据可知，a的拉力大于b的拉力，所以b的优势是省力；
c的有用功为：W'有用＝G'h'＝5N×0.1m＝0.5J；总功为：W'总＝F's'＝2.0N×0.3m＝0.6J；
则机械效率为：η'＝×100%＝×100%≈83.3%；
b、c滑轮组，它们机械效率的关系是：η1＜η2，其原因是提升物体的重力不同。
故答案为：（1）竖直向上匀速；（2）0.2；66.7%；（3）＝；省力；＜；提升物体的重力不同。
四、计算题
11．在九年级物理拓展课上，李博同学模拟某建筑工地上塔吊的工作情景，设置了如图所示的滑轮组来提升装修材料，若他用250N的拉力在20s内将450N的材料提升了10m，（不计绳重和摩擦，g＝10N/kg）。求：
（1）拉力的功率是多少？
（2）提升450N材料时，此滑轮组的机械效率是多少？
（3）若绳子能承受的最大拉力为400N时，此滑轮组的机械效率最大可提高到多少？
【答案】（1）375W；（2）60%；（3）75%。
【解析】（1）由图知，n＝3，
则绳子自由端移动的距离：s＝nh＝3×10m＝30m，
拉力做的功：W总＝Fs＝250N×30m＝7500J，
则施加拉力的功率：P＝＝＝375W；
（2）有用功W有用＝Gh＝450N×10m＝4500J，
机械效率η＝×100%＝×100%＝60%；
（3）由F＝（G+G动）可得，
动滑轮的重力G动＝nF﹣G＝3×250N﹣450N＝300N；
由F＝（G+G动）可得，
最大物重G′＝nF′﹣G动＝3×400N﹣300N＝900N；
此滑轮组的最大机械效率η′＝＝＝＝＝75%。
答：（1）拉力的功率是375W；（2）提升450N材料时，此滑轮组的机械效率是60%；（3）若绳子能承受的最大拉力为400N时，此滑轮组的机械效率最大可提高到75%。装置
钩码重/N
钩码上升的高度/m
弹簧测力计示数/N
绳子自由端移动的距离/m
a
2
0.1
1.5
0.2
b
2
0.1
1.0
0.3
c
5
0.1
2.0
0.3