初中物理人教版（2024）八年级下册第十二章 简单机械12.3 机械效率习题

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1．（2021•丰泽区校级模拟）甲、乙两个滑轮组如图所示，其中每一个滑轮的重量都相同，用它们在相同时间内分别将重物G1、G2提高相同的高度，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．若G1＝G2，则拉力做的总功相同
B．若G1＝G2，则甲机械效率大于乙机械效率
C．若F1＝F2，则拉力做功的功率相同
D．用甲、乙中的任何一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变
2．（2023•庐江县二模）傍晚小雯将略有褪色国旗降下，准备明早在团委拿一面新的升起。她乘机做了个实验，用市场上的测力计测得自己的书包重30N，用绳子将书包系好，并在绳子的另一端系住测力计，将书包匀速拉上去，测得拉力为40N，此时提升书包的机械效率是 。
3．（2022•榆林模拟）如图是液压起重车的示意图。使用时液压杆将起重臂顶起，同时通过与钢索连接的电动机工作，可将重物吊起到需要的地方。
（1）如图所示的滑轮是 滑轮，液压杆顶起起重臂的过程中，该起重臂可看做一个 杠杆。
（2）当起重臂在如图位置稳定后，电动机将重为6000N的物体以0.5 m/s的速度匀速吊起，此时滑轮组的机械效率是80%，若此过程中不计绳重和摩擦，则电动机对钢索的拉力为 ；在不超过钢索的承受范围，被提升的重物越重，滑轮组的机械效率越 （选填“小”或“大”）。
4．（2023•翠屏区校级自主招生）如图所示，爬梯式混凝土搅拌机是用于一般建筑工地、桥梁水电等工程的建筑机械，由搅拌部分和提升部分组成，工作时，搅拌机将原料加工成混凝土后自动倒入运料斗，在提升电机的带动下，运料斗通过顶端的定滑轮竖直爬梯上升到一定位置，然后将混凝土卸下。已知某型号爬梯式搅拌机部分参数如表所示。（g＝10N/kg）求：
（1）若运料斗每完成一次运料平均耗时1min，每次所装混凝土质量为400kg，则运送30m3的混凝土需要多长时间？（已知混凝土的密度为2×103kg/m3）
（2）在（1）问条件下，每次运送混凝土时认为运料斗是以0.5m/s的速度匀速提升到某高度，用时为16s，则每次运送过程中所做的有用功是多少？
（3）某次将装有4000N混凝土的运料斗提升到某高度，提升部分的机械效率为80%，则提升过程中运料斗受到爬梯的阻力是多大？（不计绳重、滑轮摩擦及空气阻力）
5．（2022秋•雁塔区校级期中）元代王祯《农书》记载的高转筒车是一种提水机械，须借助湍急的河水来推动。水轮转动推动竹索，水筒也随竹索上下运动，当水筒下行到水中时，兜满水后随竹索上行，到达上轮高处时，水筒将水倾泻到水槽内，如此循环往复。
若接水槽离取水处高4m，竹索上共有18个取水筒，一个取水筒每次可取水3kg，竹索运行一圈所用时间为60s。（接水槽离取水筒倒水处的高度忽略不计，g取10N/kg）
（1）高转筒车的工作原理是利用水的 能转化为水的 能；
（2）求一个取水筒运行一周对进入筒的水所做的功；
（3）若水流冲击筒车的功率为45W，求竹索运行一圈提水的机械效率。
6．（2023•西安模拟）为了将一重为2000N的物块送到高处，工人师傅用木板和滑轮搭建了如图所示的装置。用大小为1000N的拉力F拉动绳端，物块在20s内从地面沿斜面匀速向上运动到高处。已知s＝8m，h＝3m。下列分析与计算错误的是（ ）
A．该装置使用滑轮是为了改变施力的方向
B．拉力F做的有用功为6000J
C．拉力F做功的功率为400W
D．该装置的机械效率为37.5%
7．（2023•新泰市校级一模）如图所示，斜面长20m、高10m，固定在水平地面上。一位同学用平行于斜面向上，大小为40N的拉力，在20s内把重60N的物体沿斜面向上匀速拉动了10m，在此过程中，下列判断正确的是（ ）
①斜面对物体的摩擦力为20N ②斜面的机械效率是75%
③该同学对物体做功是300J ④该同学对物体做功的功率是20W
A．只有①④正确B．只有③④正确C．只有①③正确D．只有②④正确
8．（2023•泗水县一模）如图所示，为了将小车运送到平台上，工人将绳子一端固定在A处，在B处通过连接在小车上的滑轮，施加150N的拉力使小车沿斜面匀速运动，已知斜面长5m，高2m，小车重600N，两股绳子均与斜面平行（不计绳重、绳与滑轮间的摩擦），整个过程中工人做的功是 J，该斜面的机械效率是 。
9．（2023•西安校级三模）如图﹣1所示，将一个长为1m。质量为50kg的长方体箱子沿着长为s＝3m的斜面推到高为h＝1.8m的车厢中的A处，推动箱子的s﹣t图像如图﹣2所示，所用推力如图﹣3所示，则整个过程中箱子的平均速度为 m/s；物体在斜面上运动时所受摩擦力为 N；在斜面上推动箱子的机械效率为 ；在车厢里推动箱子时，推力的功率为 W。
10．（2023•碑林区校级模拟）临潼有条“陕西最美环山公路”是网红打卡地，整个环山路犹如一条玉带缠绕在骊山之上，公路全长大约8.4km，公路的海拔落差高度约1000m。为助力“2022年兵马俑石榴节旅游发展大会“，骊山景区购置了一批新能源纯电动客车，客车质量为5000kg，满载时人的总质量2000kg。现有一辆满载的新能源客车，以84kW的恒定功率，沿盘山公路从山底匀速行驶至山顶用时20分钟。（行驶过程中客车所受重力和阻力大小恒定不变，g取10N/kg）请完成下列问题：
（1）电动客车的运行速度是多少？
（2）整个过程中电动机对游客所做的有用功为多少？效率为多少？
（3）整个过程中，电动机的牵引力为多少？
​
11．（2022秋•惠山区校级期中）如图所示，在探究“斜面的机械效率”实验中，以下说法错误的是（ ）
A．利用斜面提升物体，既可以省力，又可以省功
B．用弹簧测力计沿着斜面向上拉木块时，应尽量匀速
C．本实验中，用小车替代木块，可提高斜面的机械效率
D．斜面的倾斜程度越小，所需的拉力越小
12．（2023•渝北区校级自主招生）图甲是某居民楼前的无障碍通道，一位中年人正用轮椅推着他年迈的父亲缓缓上行，图乙是该通道斜面示意图。为了解中年人推轮椅时所用力的大小，小红和小华进行了探究.她们从斜面底端A点沿斜面确定了距A点1m处的B点。（g取10N/kg）
（1）将刻度尺“0”刻度线与水平地面对齐，正确测量B点高度，结果如图乙，为 cm。
（2）选取车轮与轮椅轮胎材质、花纹均相同的小车为研究对象，进行了如下操作：
①正确使用弹簧测力计，测出小车重为2.0N；
②将弹簧测力计与斜面平行放置并 ，然后沿斜面匀速直线拉动小车，如图乙所示，弹簧测力计示数为 N；
③将小车从A点拉到B点的过程中，拉力所做的功为 J；利用斜面将小车从水平地面提升到B点的机械效率为 。
（3）在小车上逐渐添加重物，测出小车的总重G，测出沿斜面匀速直线拉动小车需要的力，计算出拉小车从A点到B点所做的功W1，计算出将小车从水平地面提升到B点所做的有用功W2，以功为纵坐标，以小车总重为横坐标，建立平面直角坐标系，作出W1和W2与小车总重G的关系图像，分别如图丙中的a和b。
①由图像可知：用该通道斜面提升物体时的机械效率与物重 （选填“有关”或“无关”）；
②若这位父亲的质量为70kg，所坐的轮椅质量为10kg，则中年人用沿着通道斜面方向的力推轮椅匀速上坡时，力的大小为 N。
13．（2023•景德镇一模）图甲所示是“之”字形盘山公路，公路修成这种形状有什么好处呢？王磊将木板搭在木块上模拟盘山公路（如图乙），发现只要2N的力就能将5N的重物拉上木板，这说明盘山公路可以 。
通过查阅资料，王磊知道斜面也是一种机械，那么它的效率会跟什么因素有关呢？他提出了如下猜想：
A.与斜面的倾斜程度有关； B.与斜面的粗糙程度有关；
C.与物体所受的重力有关。
王磊设计方案，并利用图乙装置进行探究，他通过移动木板下的木块来改变斜面的倾斜程度，通过在木板表面铺上棉布来改变斜面粗糙程度，用弹簧测力计将重物匀速拉上斜面，记录相关数据，如下表。
①第三次实验斜面的机械效率为 。
②若要探究猜想C，则必须要保持斜面长及 、 等不变。
③分析王磊同学的探究数据可知：他的猜想 、 是正确的；物体的重力和斜面的粗糙程度均相同时，斜面的倾斜程度越大，机械效率越 。
14．（2022秋•常州期中）两人用同样的水桶从同一处提水，给同样远处、同样的水桶注满水。其中一个人每次都将水桶装满，另一个人每次都不装满，则两人做功的大小情况是（ ）
A．装满水桶者做的功多 B．不装满水桶者做的功多
C．两人做的功一样多 D．装满水桶者做的有用功多
15．（2022春•沈河区期末）（多选）如图所示，大人利用滑轮将重物吊到二楼，孩子想帮忙，却把自己提了上去。下列说法中正确的是（ ）
A．该滑轮是定滑轮，使用它可以改变力的方向
B．大人拉绳的力所做的功是有用功
C．孩子受到的重力小于重物受到的重力
D．图中被吊到二楼窗户的重物具有能量
16．（2023•东明县一模）用图甲的滑轮组提升重200N的物体，已知拉力F为80N，不计绳重和摩擦，物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，反映绳子自由端运动的图线是
（选填“A”或“B”），3s内对物体做的有用功为 J。
17．（2022秋•越秀区期末）如图甲所示，为了使磁性物体A紧贴在铁质墙壁上，并沿墙壁向上匀速直线运动（因磁力作用使墙壁与A间有摩擦），需用竖直向上的拉力F1，F1的大小为300N，A受到的重力为240N。
（1）在F1的作用下，A向上移动的距离为s时，此过程中F1做功60J，则s＝ m；
（2）改用滑轮组拉动A，使之沿同一墙壁向上匀速直线运动相同的距离s，如图乙所示。此过程中对滑轮组绳端的拉力F2的大小为250N。
①使用此滑轮组 （选填“省力”或“不省力”）；
②此滑轮组的有用功是 J，总功是 J。
18．（2022秋•金寨县期末）关于功、功率和机械效率，下列说法正确的是（ ）
A．改进机械的性能可以使机械效率达到100%
B．做功多的机械，功率一定大
C．功率大的机械，做功一定快
D．做功快的机械，机械效率一定高
19．（2022秋•广陵区校级期中）下列是有关小明同学对于有关物理量的估测，符合实际的是（ ）
A．小明骑自行车上学时的功率约为1000W
B．小明将一本物理书从地上捡起到课桌上，对物理书做功约为2J
C．对起重机的性能进行改良后，其机械效率可高达110%
D．一个普通家庭烧一顿饭，大约需要消耗天然气10千克
20．（2023•济南一模）2022年6月5日，神舟十四号载人飞船成功发射。在飞船发射升空过程中，以飞船为参照物，飞船内的航天员处于 （填“静止”或“运动”）状态；在升空的不同阶段，要分别抛掉逃逸塔、助推器、整流罩等，以减小箭船的总重力，提高火箭做功的 （填“功率”或“效率”）。
21．（2023•临淄区一模）如图是小明家阳台上的手摇晾衣架装置，若衣服和晾衣架的总重为120N，不计滑轮重、绳重及摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．使用该装置能省功
B．使用装置中A滑轮的主要目的是为了省力
C．若使衣服上升0.2m，则人需通过摇柄将绳拉过0.8m
D．衣服匀速上升时，人通过摇柄作用在绳上的拉力F为24N
22．（2023•新华区模拟）对如图所示实验的分析错误的是（ ）

A．甲：白磷燃烧红磷不燃烧，说明燃烧的条件之一为温度达到可燃物的着火点
B．乙：集气瓶②中溶液更浑浊，说明呼出气体中CO2含量比空气中高
C．丙：利用杠杆提起砝码的过程中省力但费距离，说明杠杆不省功
D．丁：物体在力的作用下做圆周运动，说明物体运动需要力
23．（2023•高新区校级模拟）图甲中盘山公路修得弯弯曲曲，其主要目的是 ；图乙是用螺丝刀将螺纹钉旋进木板的情景，使用它 （选填“能”或“不能”）省功，手柄 （选填“粗”或“细”）一些的螺丝刀用起来更省力；图丙中，用剪刀将一张纸片缓慢地一刀剪断的过程中，阻力臂L阻和动力F动的变化情况是L阻 ，F动 。（选填“变大”或“不变”或“变小”）
24．（2023•临江市一模）如图所示，用完全相同的两个滑轮绕成了甲、乙两个滑轮组（不计绳重和摩擦），在F1、F2的拉力作用下分别将重为G1、G2的两个物体匀速提升相同的高度，若G1＞G2，提升重物中拉力F1、F2所做的功分别为W1、W2，机械效率分别为η1、η2，则正确的是（ ）
A．W1＞W2，η1＞η2B．W1＜W2，η1＝η2
C．W1＞W2，η1＜η2D．W1＝W2，η1＝η2
25．（2023•荔湾区一模）如图所示，工人用相同材质的木板搭建了AB、CD两个斜面，他用沿斜面向上的推力分别将两件相同货物从两斜面的底端匀速推到顶端，推力大小分别为FAB、FCD，期间工人克服重力做功分别记为WAB、WCD，工人克服重力做功的功率分别记为PAB、PCD，机械效率分别记为ηAB、ηCD，下列判断一定正确的是（ ）
A．FAB＝FCDB．WAB＝WCDC．PAB＝PCDD．ηAB＝ηCD
26．（2022•泰安二模）如图所示装置中，每一个滑轮的质量都相同，提升相同的重物，绳子自由端移动速度相同。忽略绳重、摩擦、空气阻力、水的阻力。下列说法中（ ）
①甲、乙两个滑轮组的机械效率相同
②丙、丁两个滑轮组的机械效率相同
③甲滑轮组拉力做功的功率最大
④丙、丁物体升高的速度相同
A．只有③④正确B．只有①③④正确
C．只有①④正确D．只有②④正确
27．（2022秋•天河区校级期末）如图所示，分别使用甲、乙、丙三种方式把同一物体M匀速提升至相同高度（绳长不变），测得各拉力大小如图：
（1）利用机械丙提升物体M时 （选填“省力、费力、不省力也不费力”）。
（2）F乙和F丙两个力所做的功分别为W乙、W丙，则W乙 W丙（选填“＞、＜、＝”）。
（3）机械乙与机械丙的效率分别为η乙、η丙，则η乙 η丙（选填“＞、＜、＝”）。
28．（2022秋•东莞市期末）图所示，是建筑工地常用来搬运砖块的两种机械（滑轮组和起重机）。观察图中甲、乙两图，可知 图的机械功率较大，观察图中丙图和 图可得出：在相等的时间内，起重机比滑轮组做的功 。（选填“多”或“少”）
29．（2023•大足区模拟）用如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率η与G物的关系，改变G物，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，计算并绘出η与G物的关系如图乙所示，若不计绳重和摩擦，则下列说法正确的是（ ）
A．此滑轮组动滑轮的重力为5N
B．当G物＝4N时，滑轮组机械效率为η＝75%
C．当G物＝18N时，弹簧测力计的示数是7N
D．η随G物的增大而增大，最终将达到100%
30．（2023•南川区二模）如图所示，在某方舱医院的建设中，工人站在水平地面上，向下拉动绳子自由端，将重900N的物体在10s内匀速提升2m。已知工人重600N，不计绳重和摩擦，绳子足够结实，该过程滑轮组的机械效率为90%。关于工人利用该滑轮组提升重物，下列说法正确的是（ ）
A．动滑轮受到的重力为50N B．绳子自由端的拉力为450N
C．自由端拉力的功率为100W D．重物的重力不能超过1100N
31．（2023•西安模拟）如图是一种塔式起重机上的滑轮组，它既可以 ，又可以改变力的方向。现将重1.5×104N的物体沿竖直方向向上吊起3m，不计绳重和摩擦，已知动滑轮总重为5000N，则此过程提升物体的有用功为 J，绳端拉力为 N，滑轮组机械效率为 %。
32．（2023春•威远县校级期中）用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼（楼高3m），每件货物重100N，每次运送的量不定，图乙记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图像，则动滑轮重为 N；当某次运送4件货物时，滑轮组的W额外是 J。（不考虑绳重和摩擦）
33．（2023•惠山区校级二模）（1）如图甲，盘山公路是 （选填“杠杆”、“滑轮”、“斜面”）模型。
（2）一个体重为700N的工人，在建筑工地用如图乙所示的装置提升石板，已知托盘重200N，容量足够大，每块石板重100N，绳能承受的最大拉力为800N，滑轮的摩擦和绳重忽略不计。当工人站在地面上用此装置在4s内将10块石板匀速提升2m时，此装置的机械效率为80%，则此装置的动滑轮重为 N；该工人用此装置提升石板的机械效率最高可达到 （保留一位小数）。
34．（2023•东莞市校级模拟）如图所示，甲工人用水平推力F甲推动重为600N的货物，在水平路面上匀速直线运动1m至仓库门口A处，用时3s，此过程中甲工人做功的功率P甲＝30W；乙工人接着使用滑轮组拉动该货物在同样的路面上匀速直线运动1m到达指定位置B处，此过程滑轮组的机械效率为75%。求：
（1）甲工人做的功；
（2）地面对货物的摩擦力；
（3）乙工人在绳子自由端的拉力F乙的大小。
35．（2023•黑龙江一模）如图甲所示是建造大桥时所用的起吊装置示意图，若使用柴油机和滑轮组将实心长方体A从海底以0.1m/s的速度匀速吊出海面；图乙是物体A所受拉力F1随时间t变化的图象。 （ρ＝1.0×103kg/m3，不计水的阻力）求：
（1）物体A的密度。
（2）当物体A在计时起点的位置时，上表面受到海水的压强。
（3）物体A露出水面前，柴油机对绳的拉力F做的功W随时间t的变化图象如图丙所示，则此过程中滑轮组的机械效率是多少？
36．（2023•工业园区一模）如图甲是工人使用升降平台进行高空玻璃幕墙清洗的场景，该平台结构简图如图乙所示，吊篮和动滑轮质量为20kg，吊篮由电动机控制升降，电动机输出功率恒为600W。在某次吊升过程中，两名工人及所带工具总质量200kg，30s内吊篮匀速上升6m，g＝10N/kg。求：
（1）该过程中的有用功；
（2）平台的机械效率；
（3）判断该平台中绕绳的重力及各处摩擦能否忽略。在平台各器材不可替换的情况下，欲提高该平台使用时的机械效率，可采用什么方法？（说出一种）
37．（2022秋•太仓市期末）为了研究机械效率与哪些因素有关，小明同学提出两个猜想：猜想一：机械效率是否与G物有关；猜想二：机械效率是否与G动有关。为了验证猜想，小明先用如图甲所示的装置不断改变G物，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，计算并绘出η与G物关系如图乙（a）所示；然后换另一个不同重量的动滑轮，不断改变G物，计算并绘出η与G物关系如图乙（b）所示。根据图象他（ ）
A．只能验证猜想一
B．只能验证猜想二
C．既不能验证猜想一，也不能验证猜想二
D．既能验证猜想一，也能验证猜想二
38．（2023•宁明县一模）（1）如图甲所示，温度计的读数为 ℃。常见的温度计是利用液体 的性质制成的。
（2）如图乙所示是做“探究光的反射规律”实验的装置。实验中，从纸板前不同的方向都能看到纸板上光的径迹，是因为光在纸板上发生了 （选填“镜面”或“漫”）反射；入射光线AO靠近法线ON时，反射光线OB将 （选填“靠近”或“远离”）法线ON。
（3）使用如图丙所示的装置可探究滑轮组的机械效率，某次实验数据记录如表：
实验中应竖直向上 拉动弹簧测力计，此次实验的机械效率为 %。
39．（2022秋•丹阳市校级期中）小华用如图甲所示的装置测滑轮组的机械效率（忽略绳重和摩擦）。
（1）实验中，应 拉动绳子的自由端，若偏离这个方向，测得机械效率将 。
（2）通过改变动滑轮的重力，提升同一物体，多次实验，将获得的数据绘制出如图乙所示的图像。分析图像可知：被提升的物体重力相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越 （填“高”或“低”）。
（3）根据图乙中的A点提供的数据可知，此时被提升的物体重力为 N。
40．（2023春•通州区期中）在探究“动滑轮的机械效率与被提升物体的重力是否有关”的实验中，小明用如图所示的装置，分别竖直匀速提升重力不等的钩码，做了两次实验，并将数据记录在表中。
（1）在第2次测量中，动滑轮的机械效率η＝ %。（计算结果保留1位小数）
（2）分析表中数据可得到的结论是：
。
41．（2022秋•环江县期末）测量如图所示滑轮组的机械效率，部分实验数据如表：
（1）由图知弹簧测力计的分度值为 N；第1次实验时，示数如图所示，为 N。
（2）第2次实验时，拉力所做的有用功为 J；滑轮组的机械效率是 %。
（3）分析表中的实验数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，提升的重物越 ，滑轮组的机械效率越高；这是因为，拉力对动滑轮所做的额外功占总功的比值变 了。
（4）结合生活实际，用滑轮组提升重物时，下列选项中可提高机械效率的是 。
A．增大绳重 B．减轻动滑轮重 C．加快物体提升的速度
型号
JZM×××
整机质量/kg
1970
空的运料斗重/N
600
提升电机功率/kW
4.5
实验次数
斜面材料
物重G/N
斜面高度h/m
斜面长s/m
沿斜面拉力F/N
有用功W有/J
总功W总/J
机械效率η/%
1
木板
2
0.6
1
1.6
1.2
1.6
75
2
木板
2
0.4
1
1.4
0.8
1.4
57.1
3
木板
4
0.6
1
3.2
2.4
3.2
4
棉布
2
0.6
1
1.8
1.2
1.8
66.7
序号
物重G/N
物体上升高度h/m
拉力F/N
机械效率η
1
6
0.10
2.5
钩码的
重力
G/N
钩码被提
升的高度
h/m
自由端
的拉力
F/N
自由端移
动的距离
s/m
动滑轮的
机械效率
η
2
0.1
1.5
0.2
66.7%
6
0.1
3.6
0.2
实验次数
钩码重力G/N
钩码上升高度h/cm
拉力F/N
绳端移动距离s/cm
机械效率η
1
1.0
20
60
55.6%
2
1.5
20
0.8
60
3
2.0
20
1.0
60
66.7%