2021年中考物理必考点专项训练机械效率含解析

机械效率

一、选择题

1.关于功率和机械效率，下列说法正确的是（   ）           

A. 机械效率高的机械，功率一定大                                   B. 做功时间长的机械，功率一定小
C. 由于存在机械重和摩擦，机械的机械效率小于100%     D. 功率大的机械，做功一定多

2.如图所示,甲、乙两套装置所用滑轮质量均相等,用它们分别将所挂重物在相等时间内竖直向上匀速提升相同高度。若G1=G2,所用竖直向上的拉力分别为F1和F2,拉力做功的功率分别为P1和P2,两装置的机械效率分别为η1和η2(忽略绳重和摩擦),则下列选项正确的是(     ) 

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

3.在图所示的滑轮组中，用110N的力在5s内把重为200N的物体匀速提高2m，则（）
 

A. 对重物做的有用功约为200J                                B. 滑轮组的机械效率约为90％
C. 拉力做的总功约为220J                                       D. 拉力的功率约为44W

4.如图所示，用滑轮组提升重物时，重800N的物体在10s内匀速上升了1m。已知拉绳子的力F为500N，则提升重物的过程中（   ） 

A. 绳子自由端被拉下3m
B. 滑轮组的机械效率是
C. 拉力F的功率是80W
D. 做的有用功是800J 

5.用如图甲、乙两种方式匀速提升重为100N的物体，已知滑轮重20N、绳重和摩擦力不计。则下面判断正确的是（   ） 

A. F甲＜F乙                            B. η甲＜η乙                            C. η甲＞η乙                            D. F甲＝F乙

6.如图所示，货物G重260N，动滑轮重40N，为使杠杆平衡，则竖直向上的力F的大小为（扛杆重、绳重、摩擦都忽略不计）（   ） 

A. 100N                                  B. 200N                                  C. 300N                                  D. 400N

7.如图所示，当水平拉力F=5N时，恰好可以使物体A沿水平地面向左做匀速直线运动。已知物体A重为30N，所受地面的摩擦力为9N，物体A水平移动了1m，下列说法正确的是（   ） 

A. 该装置的机械效率为90%          B. 拉力F移动了0.5m          C. 拉力做功5J          D. 该滑轮为定滑轮

8.如图所示，用手沿竖直方向匀速拉一个动滑轮，使挂在下面重为G的物体缓慢上升，动滑轮的重力不可忽略，现改变物体的重力G，则动滑轮的机械效率η与物体重力G的关系可能符合下列图中的（　　）
 

A.         B.         C.         D. 

9.分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组，在5s内将重为100N的物体G匀速提升2m，每个滑轮的重均为10N．不计绳重及摩擦，此过程中（　　）

A. 拉力F甲小于拉力F乙                                            B. F甲做的功大于F乙做的功
C. 甲滑轮组的机械效率小于乙滑轮组的机械效率    D. F甲做功的功率等于F乙做功的功率

10.如图，工人沿斜面把一箱货物（重为G）从斜面底端缓慢匀速地拉进车厢，拉力恒为F，斜面高为h，斜面倾角为θ，用此斜面拉升货物的机械效率为η，则下列选项正确的是（  ）

A. 总功为W总=Gh                        B. η=                         C. η=                         D. η=

11.某建筑工地要将同一个箱子从地面搬上二楼，如果分别采用如图所示的两种搬运方式，关于F1和F2做功的相关情况，以下判断正确的是（   ） 

A. 两种方式所做的有用功一定相等                         B. 两种方式功率一定相等
C. 两种方式机械效率一定相等                                D. 两种方式所做的总功一定相等

12.如图所示,斜面高2m、长4m,小明用平行于斜面的拉力F,将重400N的物体从斜面底端拉到顶端,已知拉力F=250N.对此过程,下列结果中正确的是（    ） 

A. 有用功为1000J                B. 总功为1600J                C. 额外功为200J                D. 机械效率为60%

13.一个滑轮组经改进后提高了机械效率，现用它把同一个物体提升相同的高度，则改进后与改进前相比（   ）           

A. 有用功减少，总功减少了                                    B. 总功减少，额外功增加了
C. 有用功不变，额外功减少了                                D. 总功、有用功、额外功均减少了

14.如图所示，用力F拉着重为G的物体竖直匀速上升，在时间t内物体上升的高度为h（物体未拉出水面），若物体的体积为V，水的密度为ρ，则下列算式正确的是（   ） 

A. η=                       B. η=                       C. W有=Gh                      D. P有=

二、填空题

15.如图所示，分别用图甲、乙两种形式滑轮组合组合，把重为500N的物体以0.5m/s的速度匀速向上提起，忽略绳子的重力以及滑轮与绳子的摩擦，图甲中车对绳子的拉力为________N，图乙中人所做有用功的功率为________W。 

16.用如图所示的滑轮组提升重2000N的物体，绳子自由端匀速上升10m，已知滑轮组机械效率为80%，则拉力F为________N，拉力F做功为________J． 

17.扫地机器人是智能家用电器的一种，它利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫。如图是一款集自动清扫技术和人工智能设计于一体的地面清扫机器人。对该机器人在室内运动场上试用发现，该机器人在1min内沿直线匀速清扫的距离为18m，若它在运动中所受阻力为105N，则此机器人在清扫地面过程中机器的水平推力所做的功的大小为________，功率大小是________。

18.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。如图所示，工人用3m长的斜面，把120kg的重物提高lm，假设斜面很光滑，则需要施加的推力为________，若实际用力为500N，斜面的机械效率为________（g取10N/kg）。 

三、实验探究题

19.如图是小宇同学做“探究斜面的机械效率”的实验装置。实验时他用弹簧测力计拉着同一物块沿粗糙程度相同的斜面向上做匀速直线运动。实验的部分数据如表二: 

（1）小宇探究的是斜面的机械效率跟________的关系，第1次实验中斜面的机械效率为________。   

（2）分析表二中的数据可以得出结论：在斜面粗糙程度相同时，斜面越陡，机械效率越________ (选填“高”或“低”)   

（3）斜面在我们生活中的应用有:________(写出一条即可)   

20.某小组同学测量滑轮组的机械效率。实验步骤有：
（i）按照如图所示安装滑轮组，测钩码重力G并记钩码和绳端的位置

（ii）用弹簧测力计缓慢拉动绳端，使钩码上升，读出拉力F的值，并测出钩码上升的高度h和绳端移动的距离s；
（iii）记录实验数据填入表格中（表格略）；
（iv）多次改变钩码的数量，重复上述实验；
（v）用动滑轮质量不同的两个滑轮组吊相同的钩码，分别测机械效率；
（vi）分析测量结果，讨论影响机械效率的因素
回答以下问题：   

（1）除了如图所示器材和弹簧测力计外，还需要的器材是________。   

（2）滑轮组机械效率的计算公式是η=________（用直接测得的物理量符号表示）。   

（3）关于影响滑轮组机械效率的因素，该小组同学讨论后得到以下认识，你认为正确的有_______（填序号，可能不止一项正确）。           

A. 在相同情况下，摩擦越大，机械效率越小
B. 在相同情况下，摩擦越大，机械效率越大
C. 忽略摩擦，定滑轮质量相同，则机械效率相同
D. 忽略摩擦，动滑轮质量相同，则机械效率相同
E. 忽略摩擦，动滑轮质量相同，所吊重物质量越大，则机械效率越大
F. 忽略摩擦，动滑轮质量相同，所吊重物质量越大，则机械效率越小

四、计算题

21.如图是用动滑轮运送建筑材料A的示意图，在卷扬机对绳子的拉力F作用下，建筑材料A在10s内匀速竖直上升了2m。在这个过程中，拉力F做的功为2000J，动滑轮匀速提升建筑材料A的机械效率为80%．求：
 

（1）拉力F的功率P。   

（2）建筑材料A所受重力G的大小。   

22.如图甲所示，卷扬机通过滑轮组打捞水中的重物，卷扬机的拉力与时间的关系如图乙所示，已知滑轮重800N，水的阻力、绳重及滑轮转动时的摩擦忽略不计，g取10N/kg 

（1）已知自身高度为10m的重物在打捞过程中匀速提升，则卷扬机的最大功率为多少？   

（2）重物出水前滑轮组的机械效率是多少。   

23.如图所示，物体重1800N，动滑轮重30N，绳重和摩擦不计。在拉力
F的作用下，物体正以0.1m/s的速度匀速上升。求：
（1）拉力做功的功率；
（2）滑轮组的机械效率。
 

参考答案

一、选择题

1. C   2. B   3. B   4. D   5. C   6. B   7. A   8.A  9.D  10. D   11. A   12. C   13. C   14.D 

二、填空题

15. 500；250       16.500；5000      17.1890J；31.5W        18. 400N；80%  

三、实验探究题

19. （1）斜面的倾斜程度；20%（2）高（3）盘山公路   

20.（1）刻度尺（2）（3）A,D,E 

四、计算题

21.（1）解：根据题意知道，10秒拉力F做的功是2000J，所以拉力F的功率是：P=W总/t=2000J/10s=200W；
（2）解：由η=W有/W总×100%知道，动滑轮匀速提升建筑材料A的有用功是：W有=ηW总 =80%×2000J=1600J，
又因为W有=Gh  ， 所以建筑材料A所受重力G的大小是：G=W有/h=1600J/2m=800N。 

22. （1）解：由图乙可知，重物从15s开始露出水面，25s时全露出水面，则重物从刚露出水面到刚全露出水面用的时间t＝25s﹣15s＝10s，重物上升的速度v物＝ ＝ ＝1m/s，  

由图甲可知，n＝2，则拉力端移动速度：

v＝2v物＝2×1m/s＝2m/s，

由图乙可知最大拉力F最大＝3200N，

最大功率：

P最大＝F最大v＝3200N×2m/s＝6400W

答：卷扬机的最大功率为6400W
（2）解：由图乙可知，最小拉力F最小＝2800N，此时重物未露出水面，  

水的阻力、绳重及滑轮转动时的摩擦忽略不计，拉力F最小＝ （F拉+G轮），

则重物对滑轮组的拉力：

F拉＝2F最小﹣G轮＝2×2800N﹣800N＝4800N，

重物出水前滑轮组的机械效率：

η＝ ＝ ＝ ＝ ＝ ×100%≈85.7%

答：重物出水前滑轮组的机械效率是85.7%

23.解：（1）绳重和摩擦不计时，
拉力：
绳子自由端移动的速度：
v绳=nv物=3×0.1m/s=0.3m/s，
拉力做功的功率：
P=Fv=610N×0.3m/s=183W；
（2）滑轮组的机械效率：