初中物理人教版八年级下册12.3 机械效率优秀测试题

【单元专题卷】人教版物理8年级下册

 第十二章 简单机械

专题02 机械效率

第I卷（选择题）

一、单选题

1．关于机械效率，下列说法正确的是（　　）

A．机械效率大的机器功率大

B．最优秀的机器的机械效率可达到

C．所做有用功越多，机械效率越高

D．有用功永远小于总功，所以机械效率小于1

2．如图，用此装置提升重物，不计绳重和摩擦，当拉力F=20N时，重50N的物体被匀速提起，10s内物体升高5m，则（　　）

A．有用功是100J       B．动滑轮重15N

C．该装置的机械效率为80%    D．拉力的功率等于30W

3．如图所示，小明用两个不同的滑轮组，在相同时间内分别用大小相等的拉力F将同一物体匀速提高了相同的高度，若两个滑轮组的动滑轮重分别为G动1和G动2，机械效率分别为η1、η2，不计绳重和摩擦。则（　　）

A．G动1＜G动2，η1＜η2 B．G动1＜G动2，η1＞η2

C．G动1＞G动2，η1＜η2 D．G动1＝G动2，η1＝η2

4．如图所示，用拉力F使物体竖直匀速上升，下列说法正确的是（　　）

A．拉力对物体做的功是额外功

B．拉力F做的功是有用功

C．拉力F移动的距离是物体移动距离的3倍

D．增加物体重力可以增加滑轮组的机械效率

5．如图所示，小丽用滑轮组匀速提升一个重为600N的物体，物体上升的速度为0.1m/s，人拉绳的力F为250N，不计绳重和摩擦，下列说法不正确的是（　　）

A．人拉绳做功的功率为75W

B．滑轮组的机械效率为80%

C．动滑轮重为100N

D．绳子自由端移动的速度为0.3m/s

6．工人师傅用如图所示的装置将水泥从地面匀速运至高处，若水泥重为G0，桶重为G1，动滑轮重为G2，该装置的机械效率为η（不计绳重和摩擦），求工人师傅作用在绳子自由端的拉力F。下列表达式中正确的是（　　）

A．F＝ B．

C． D．F＝

7．小明用两个相同的滑轮组成不同的滑轮组（如图所示），分别将同一物体以相同速度匀速提高到相同高度，滑轮组的机械效率分别为η1、η2，拉力分别为F1、F2，拉力的功率分别为P1、P2。下列关系正确的是（忽略绳重及摩擦）（　　）

A．F1>F2 ，η1=η2，P1=P2 B．F1<F2 ，η1>η2，P1<P2

C．F1>F2 ，η1=η2，P1>P2 D．F1>F2 ，η1>η2 ，P1=P2

8．如图所示，用300N的力沿斜面把600N的重物匀速拉到顶端，重物在斜面上移动的距离为4m，上升的高度为1m。下列说法正确的是（　　）

A．运动过程中，重物共受到三个力的作用 

B．重物受到的摩擦力是100N

C．运动过程中，重物的机械能不变 

D．斜面的机械效率是

二、多选题

9．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10cm/s

B．拉力F的功率为100W

C．物体B受到的重力为2000N

D．提升物体B时动滑轮的机械效率为90%

10．如图所示的滑轮组，在不计绳重和摩擦的情况下，均将重为G的物体匀速提升h的高度，且每个滑轮的重力都等于G0（），下列说法正确的是（　　）

A．绳子自由端拉力的大小关系为

B．甲图和丙图中的装置消耗的额外功相等为G0h

C．甲图和乙图中的装置总功相等为Gh+G0h

D．乙图中的装置机械效率最高为100%

第II卷（非选择题）

三、填空题

11．学校升国旗的旗杆顶上安装一个滑轮如图，最大好处是___________，升旗仪式上，升旗手在10s内，将重15N的国旗升上10m高的旗杆顶端做了200J的功，升旗手拉绳子的功率是___________，滑轮的机械效率是___________。

12．如图所示，斜面长3m，高1m，工人用沿斜面方向大小为400N的力将重900N的物体匀速推到车上，用时10s。在此过程中，工人做的有用功是 _____J，推力的功率是 _____W，斜面的机械效率是 _____；使用斜面的优点是可以省 _____（选填“力”或“功”）。

13．如图所示，工人们用同一滑轮组，根据需要用两种方式来提起等重的建筑材料，若不计摩擦和绳重，则F1________F2，机械效率ηA_________ηB（两空均选填“>”“=”或“＜”），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）。

14．建筑工地上，起重机吊臂上的滑轮组如图所示，在匀速起吊重的物体时，物体5s内上升了6m，此过程中有用功为____J，若滑轮组的机械效率为70%，则额外功为____J，拉力F做功功率为____W。

16．小金用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率：重为5N的钩码挂在A点时，人的拉力F为4N，钩码上升0.3m时，动力上升0.5m（支点和杠杆的摩擦不计），此时机械效率η1为______；若将钩码移到B点，再次缓慢提升杠杆使动力仍然上升0.5m，此时的机械效率______（选填“不变”、“变大”、“变小”）。

四、作图、实验探究题

17．如图所示，通过定滑轮，在竖直向下的力F3作用下，将装满沙子的盒子水平匀速拉动。盒子重为G，受到的水平拉力为F1经过的路程为s1（忽略绳长变化）。

（1）此过程，定滑轮做的有用功W有用=________；机械效率=______（用题目中的符号，写出表达式）；

（2）如图所示，盒子倒去部分沙后放在水平B面，在水平拉力F2（F2=F1）的作用下盒子做匀速直线运动，则A面对盒子的摩擦力________B面对盒子的摩擦力（选填“大于”“等于”“小于”）；

（3）如图所示，原杠杆水平平衡，现用10N的力F拉杠杆，同时在杠杆上吊了一个5N的盒子（图中没画出），使得杠杆仍水平平衡，已知杠杆每格等长。

①画出：F的力臂；

②在确定的位置，画出盒子（用" "表示）______。

18．某小组通过实验得知滑轮组的机械效率与许多因素有关，有同学想进一步探究滑轮组的机械效率是否与滑轮组中细绳的绕法有关。根据探究目的，他们先通过实验测算出如图（甲）所示的滑轮组的机械效率，请你在图（乙）中画出下一步实验所需的组装图。

19．在“探究影响滑轮组机械效率的因素”的实验中，小明用同一滑轮组进行了三次实验，实验数据如表：

（1）根据表格中的数据，在图甲种画出滑轮组的绕绳方法；______

（2）实验中，沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，使物体缓缓上升，在测量绳端所受的拉力时，弹簧测力计应______（选填“保持静止”或“匀速上升”）；

（3）第三次试验时，测力计示数如图乙所示，此时绳端受到的拉力为______N，所做的有用功为______J，滑轮组的机械效率为______%；

（4）根据表格中的数据分析可知：

①随着物重的增大，额外功______（选填“变小”、“不变”或“变大”），原因是______；

②要提高同一滑轮组机械效率，可以采取______的措施。

20．斜面是一直简单机械，在生活和生本中有很多应用，小明利用左图所示的装置探究斜面的机械效率，测得的数荐记录在右侧的表格中。

（1）根据表格中记录的数据，可以推测小明在探究斜面的机械效率跟斜面______的关系；

（2）根据表格中记录的数据，斜面的倾斜程度越大，使用斜面越________（选填“省力”或“不省力”）；

（3）第一次实验中物体在斜面上受到的摩擦力为________N；

（4）该小组又进行了第4次实验，他们在斜面上铺上棉布，使斜面变粗糙，斜面的倾斜程度与第3次相同，保持斜面高和长分别是0.5m和1m，物体重为10N，用弹簧测力计拉动同一物块沿斜面向上做匀速直线运动，读出此时弹簧测力计的示数为10N，他们测得这种情况下斜面的机械效率为________，证明了，在其他条件一定时，斜面越粗糙，斜面的机械效率越低。

五、简答题

21．阅读短文，回答下列问题：

斜面

斜面是古代希腊人提出的六种简单机械之中的一种，能够将物体以相对较小的力从低处提升至高处，但提升这个物体的路径长度也会增加若斜面与水平面之间的夹角越小，则需施加于物体的作用力会越小，但移动距离也越长。

盘山公路是斜面的一种应用盘山公路修得弯弯曲曲如盘龙，汽车沿着盘山公路，可以驶上高耸入云的山峰，把一张纸裁成直角三角形，模拟盘山公路的形状，如图所示这条“模拟盘山公路”相当于这个直角三角形的斜边，汽车沿这条边爬上山峰斜面被应用在生活的很多方面，如挡风玻璃滑梯、楼梯、公路转弯处内低外高、传送带等。

（1）为什么上山的路要修得弯弯曲曲，而不是从山下直通山顶？

（2）若斜面与水平面的夹角越小，将同一物体沿斜面升至同一高度，其机械效率怎么变化？

（3）除过文中提到的生活中斜面的应用，请你再写出一种。

六、计算题

22．如图，塔式起重机上的滑轮组将重为1.6×104N的重物匀速吊起2m时，用时20s，滑轮组的机械效率为80%。

（1）求提升重物做的有用功；

（2）求绳端拉力的功率；

（3）若克服摩擦和钢丝绳重所做的功是7000J，求动滑轮的重。

23．人们往车上装重物时，常常用长木板搭个斜面，把重物沿斜面推上去，以节省体力，如图所示，工人用3m长的斜面，把120kg的重物提高1m，则：

（1）假设斜面很光滑，需要施加的推力是多少？

（2）若实际用力为500N，斜面的机械效率是？

（3）若实际用力为500N，重物受到的摩擦力（g取10N/kg）？

24．如图是为了上山方便而修建的盘山公路。一辆质量为6.3t的小型货车以36km/h的速度匀速行驶，经过6min从山脚到达竖直高度为500m的山顶。已知从山脚开上山顶，货车的牵引力保持2.5×104N不变，汽油热值q=4.6×107J/kg，g取10N/kg。

（1）小货车从山脚开到山顶的过程中，牵引力所做的功；

（2）该盘山公路的机械效率；

（3）小货车在匀速爬坡的过程中，汽车的功率；

（4）假如汽油完全燃烧放出热量的40%用于牵引力做功，则货车从山脚到山顶消耗的汽油质量。（结果保留一位小数）

25．如图甲所示为一款升降装置，虚线框内是由两个相同的滑轮组成的滑轮组。用该滑轮组提升重为的物体，绳子自由端的拉力为。物体上升的高度和绳子自由端移动的距离随时间的变化关系如图乙所示。（不计绳重和摩擦）求：

（1）在图甲中画出此装置的示意图。

（2）拉力的功率。

（3）动滑轮的重力。

（4）滑轮组的机械效率（保留一位小数）。

26．某楼盘工地，工人用如图甲所示的滑轮组运送建材上高的工作面，滑轮组的机械效率随建材重量G变化的图像如图乙。当滑轮组的机械效率为时，求：（g取）

（1）工人将建材送上工作面所做的有用功和总功。

（2）工人将建材送上工作面需拉动绳子的长度和拉力F的大小。（结果保留整数）

（3）不计摩擦和绳重，则动滑轮和载物台的总重量。

参考答案

1．D

2．D

3．B

4．D

5．C

6．D

7．A

8．D

9．ABD

10．BD

11．改变力的方向     20W     75%

12．900     120     75%     力

13．＜     =     所提建筑材料的重力

14．          7200

16．75%     变大

17．  （1）         （2）等于  （3）

18．

19．    （1）如图所示   （2）匀速上升     （3）1.8     0.4     74.1     （4）①变大     摩擦变大    ②增大提升的物重、减小摩擦等

20．（1）倾斜程度     （2）不省力     （3）4     （4）50%

21．（1）上山的路修得弯弯曲曲是利用斜面来减小上山需要的动力，从而更容易爬上山顶；

（2）夹角越小，升至同一高度，斜面越长，有用功不变，额外功增加，机械效率减小；

（3）残疾人通道、将车厢内笨重的货物沿斜面滑下等。

22．解：（1）提升重物做的有用功

W有＝Gh＝1.6×104N×2m＝3.2×104J

（2）由可知，拉力做的总功

绳端拉力的功率

（3）总的额外功

W额＝W总﹣W有＝4×104J﹣3.2×104J＝8000J

则克服动滑轮重力做的功

W动＝W额﹣Wf＝8000J﹣7000J＝1000J

由W动＝G动h可知，动滑轮的重力

答：（1）提升重物做的有用功为3.2×104J；

（2）绳端拉力的功率为2×103W；

（3）动滑轮的重力为500N。

23．解：（1）人对重物做的有用功

斜面很光滑，则推力做的功等于人做的有用功

则需要施加的推力

（2）实际用力为500N，人所做的总功

斜面的机械效率

（3）克服摩擦力所做的额外功

由可得，重物受到的摩擦力

答：（1）假设斜面很光滑，需要施加的推力是400N；

（2）斜面的机械效率为80%；

（3）重物受到的摩擦力为100N。

24．解：（1）小型货车运动的路程为

牵引力做的功为

（2）小型货车的重力为

小型货车克服重力做的功为

盘山公路的机械效率

（3）小货车在匀速爬坡的过程中，汽车的功率为

（4）假如汽油完全燃烧放出热量的40%用于牵引力做功，燃料完全燃烧放出的热量为

则货车从山脚到山顶消耗的汽油质量为

答：（1）小货车从山脚开到山顶的过程中，牵引力所做的功为；

（2）该盘山公路的机械效率35%；

（3）小货车在匀速爬坡的过程中，汽车的功率2.5×105W；

（4）假如汽油完全燃烧放出热量的40%用于牵引力做功，则货车从山脚到山顶消耗的汽油质量4.89kg。

25．解：（1）由图乙可知，绳子自由端移动的距离为物体上升高度的倍，所以，由于此滑轮组由两个相同的滑轮组成，故滑轮组及其绕线方式如答图所示

（2）绳子自由端移动的速度是

拉力的功率

（3）根据可得，动滑轮的重力为

（4）根据题意可得，该滑轮组的机械效率为

26．解：（1）根据题意，由图乙知，此时，则有

（2）根据题意可知，拉力做功的距离为

则有

（3）因为不计绳重和摩擦时，所以动滑轮和载物台的总重量为