2021年中考物理高分一轮复习课时训练 简单机械 机械效率（含答案解析）

2021年中考物理高分一轮复习课时训练

简单机械 机械效率

1.关于下列四种情况说法正确的是              (　　)

A.图甲中,物体在2~7 s内的平均速度为2 m/s

B.图乙中,a、b两种物质的密度之比为1∶4

C.图丙中,物块M向左做匀速直线运动,该装置的机械效率为75%

D.图丁中,杠杆在水平位置平衡,OA∶AB=1∶2,则F∶G=1∶2

2.如图所示,斜面长3 m、高0.6 m,建筑工人用绳子在6 s内将重500 N的物体从其底端沿斜面向上匀速拉到顶端,拉力是150 N(忽略绳子的重力),则下列说法正确的是              (　　)

A.斜面上的摩擦力是50 N

B.拉力的功率是50 W

C.拉力所做的功是300 J

D.斜面的机械效率是80%

3.如图所示,重400 N的物体在30 N的水平拉力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10 s,滑轮组的机械效率为80%,则在此过程中,下列说法不正确的是              (　　)

A.绳子自由端移动的距离为3 m

B.有用功为400 J

C.拉力F的功率为9 W

D.物体与地面间的滑动摩擦力为72 N

4.如图所示,小华用250 N的力将重400 N的物体匀速提升2 m,共用10 s,在此过程中忽略绳重和摩擦,下列说法正确的是              (　　)

A.绳子自由端下降了6 m

B.动滑轮重是10 N

C.滑轮组的机械效率为80%

D.提升的重物变为500 N时,此滑轮组的机械效率将变小

5.为探究动滑轮和定滑轮的特点,设计如图K14-5所示的两种方式拉升重物。下面关于探究的做法和认识正确的是              (　　)

A.用动滑轮提升重物上升h高度,弹簧测力计也上升h高度

B.若拉升同一物体上升相同高度,用动滑轮拉力更小,且做功更少

C.减小动滑轮质量可以提高动滑轮机械效率

D.若用定滑轮提升重物,当拉力竖直向下时最省力

6.《墨经》最早记述了秤的杠杆原理。图K14-4中“标”“本”表示力臂,“权”“重”表示力。以下说法符合杠杆平衡原理的是              (　　)

A.“权”小于“重”时,A端一定上扬

B.“权”小于“重”时,“标”一定小于“本”

C.增大“重”时,应把“权”向A端移

D.增大“重”时,应换用更小的“权”

7.如图所示,在轻质杠杆OA的中点悬挂一个重物,在右端施加一个始终与OA垂直的力F,由水平位置匀速提到如图虚线所示的位置,在这个过程中,拉力F的大小(　　)

A.一直变大       B.始终不变        C.一直变小        D.先变小后变大

8.图(a)所示的杠杆是水平平衡的,如果在支点两侧的物体下方分别加挂一个等重的物体,如图(b)所示,则杠杆              (　　)

A.右端下沉

B.左端下沉

C.要保持平衡应将左端的物体向右移动

D.要保持平衡应在右端再加挂一个物体

9.下图为一健身器材模型,杠杆AB可绕O点在竖直平面内转动,OA∶OB=1∶4,质量为60 kg的小明站在水平放置的体重计上,通过该杠杆提起吊篮中的重物,吊篮重80 N,当边长为20 cm的正方体重物甲刚被提起时,体重计示数为43 kg;当边长为40 cm的正方体重物乙刚被提起时,体重计示数为18 kg,杠杆始终在水平位置保持平衡,AB两端绳子拉力保持竖直。不计绳重、杠杆自重和摩擦,g取10 N/kg。则重物甲与重物乙的密度之比为              (　　)

A.1∶3         B.2∶3          C.3∶2         D.3∶1

10.如图为吸盘式挂杆,将吸盘压在瓷砖上排尽其中的空气,挂杆就能被固定在瓷砖上。挂有平底锅的挂钩沿光滑水平横杆从P点开始向吸盘B移动,若吸盘与横杆的重力、吸盘大小均忽略不计,设挂钩与吸盘A的距离为l,则吸盘B受到的摩擦力F的大小与l的关系图像为              (　　)

11.如图所示,用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置,分别用FA、FB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。(均选填“>”“<”或“=”) 

12.如图所示,小强同学用动滑轮将重400 N的物体匀速提升2 m,已知动滑轮的机械效率是80%,则小强同学做的有用功是　　　J,绳子末端的拉力是　　　　N。 

13.如图所示,用滑轮组提起一个重为7 N的物体,在拉力F=4 N的作用下,10 s内物体沿竖直方向匀速升高了2 m,不计绳重和摩擦,可知拉力F的功率为　　　　W,此滑轮组的机械效率为　　　　。 

14.如图所示的是滑轮组,每个滑轮的重为10 N(绳重、摩擦不计),用此滑轮组匀速提起重为490 N的重物A,人的拉力F大小为　　N;此滑轮组的机械效率为　　　　%。 

15.如图所示,用40 N的力向下拉绳子,使物体在5 s内匀速上升0.3 m,滑轮组的机械效率为80%,则物体的重力为　　　　N,拉力的功率为　　　　W,动滑轮的重力为　　　N。(不计摩擦和绳重) 

16.如图所示,一张重90 N的笔记本电脑桌放在水平地面上,桌面上不放任何物品时,工字型底座右侧两个滚轮对地面的压力共50 N,则左侧两个滚轮对地面的压力共　　　N。若底座的长度为63 cm,则桌子中间支柱到底座右侧的水平距离为　　　cm。 

17.斜面是在生活和生产中常见的简单机械,也是物理实验中常用的实验器材。

(1)使用斜面提升物体可以省力。如图甲所示,将重力为5 N的木块放在长1 m、高0.2 m的斜面上,沿斜面向上匀速拉动弹簧测力计,记下弹簧测力计的示数为1.6 N,则该斜面的机械效率η=　　　　%;木块在斜面上运动时受到的滑动摩擦力为　　　　N。继续探究,可以得出斜面越陡,省力越　　　　(选填“多”或“少”),机械效率越　　　　(选填“高”或“低”)。 

(2)用斜面探究“物体的动能跟哪些因素有关”的实验,如图乙所示,使一个小球从斜面上不同高度由静止开始滚下,撞击水平面上的小木块,通过观察　　　　　　　　　　　比较小球动能的大小,可以探究物体的动能跟　　　　这一因素的关系。 

18.下图是小华利用杠杆提升浸没在水中的物体B的示意图。杠杆CD可绕支点O在竖直平面内转动,OC∶OD=1∶2,物体A为配重,其质量为200 g,烧杯的底面积为75 cm2,物体B的质量是320 g,体积是40 cm3。当物体B浸没在水中时,水对杯底的压强为p1。当用力拉物体A,将物体B从容器底提出水面一部分以后,杠杆恰好在水平位置平衡,此时,竖直向下拉物体A的力为F,水对杯底的压强为p2。若p1与p2之差为40 Pa,则:(g取10N/kg)

(1)物体B浸没在水中时受到的浮力多大?

(2)水对烧杯底部的压力差多大?

(3)拉力F是多少?(杠杆的质量、悬挂物体A和物体B的细绳的质量均忽略不计)

答案解析

1.答案为：C；

2.答案为：A；

3.答案为：B；

[解析] 由图可知,摩擦力由3段绳子承担,即n=3。物体10 s内移动的距离s1=vt=0.1 m/s×10 s=1 m,则绳子自由端移动的距离为s2=ns1=3×1 m=3 m;拉力F做的功为总功其大小为W总=Fs2=30 N×30 m=90 J,则此过程中有用功为W有=W总η=90 J×80%=72 J;拉力F的功率为P===9 W;物体与地面间的滑动摩擦力f===72 N。故选B。

4.答案为：C；

[解析] 由图可知,滑轮的承重绳n=2,物体上升2 m,绳端应该下降2h=2×2 m=4 m,故A错误;因2F=G物+G动,故G动=2F-G物=2×250 N-400 N=100 N,故B错误;W总=G总h=(400 N+100 N)×2 m=1000 J,W有=G物h=400 N×2 m=800 J,则η===80%,故C正确;由以上分析可知重物越重,滑轮组的机械效率越高,故D错误。

5.答案为：C；

6.答案为：C；

7.答案为：C；

[解析] 由图可知,O为杠杆的支点,动力F始终与OA垂直,杠杆长即为动力臂。将杠杆缓慢地由位置A拉到位置B,动力臂不变,重物对杠杆的拉力为阻力,大小等于重物的重力,其力臂在杠杆由位置A到位置B过程中逐渐变小,根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2可知拉力F一直变小,故选C。

8.答案为：A；

9.答案为：D；

10.答案为：D；

11.答案为：>　<

[解析] 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,滑轮组的机械效率η=×100%=×100%=×100%=×100%,物体的重力G越大,1+越小,越大,且动滑轮的重力相等,所以,GA>GB时,η甲>η乙;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。

12.答案为：800　250；

13.答案为：1.6　87.5%；

14.答案为：250　98；

15.答案为：96　7.2　24；

16.答案为：40　28；

[解析] 桌子重90 N,由左右两侧各两个滚轮支持,右侧两个滚轮对地面的压力为50 N,则对桌子的支持力为50 N,可知左侧两个滚轮对桌子的支持力为90 N-50 N=40 N,对地面的压力共40 N;由杠杆的平衡条件F1l1=F2l2可得50 N·l1=40 N·l2①,且l2+l2=63 cm②,联立①②可得l1=28 cm。

17.答案为：

(1)62.5　0.6　少　高

(2)小木块移动的距离　速度

[解析] (1)木块在斜面上运动时,拉力做的总功为W总=Fs=1.6 N×1 m=1.6 J,

有用功为W有=Gh=5 N×0.2 m=1 J,则斜面的机械效率η===62.5%,

额外功为W额=W总-W有=1.6 J-1 J=0.6 J,滑动摩擦力为f===0.6 N。

继续探究,可得结论:斜面越陡,省力越少,机械效率越高。

18.解:

(1)由阿基米德原理可知,

物体B浸没在水中时的浮力F浮=ρ水V排g=1×103 kg/m3×40×10-6m3×10 N/kg=0.4 N。

(2)前后两次水对烧杯底的压强差Δp=40 Pa,

则前后两次水对烧杯底的压力差ΔF=Δp×S=40 Pa×75×10-4 m2=0.3 N。

(3)物体A的重力为GA=mAg=200×10-3 kg×10 N/kg=2 N,

物体B的重力为GB=mBg=320×10-3 kg×10 N/kg=3.2 N;

当用竖直向下的力F拉物体A,将物体B提出水面一部分后,杠杆在水平位置平衡时,

物体B受到的浮力减小;

因为容器中水的重力不变,容器底受到压力的变化是由浮力变化引起的,

故浮力减小值为ΔF浮=ΔF=0.3 N;

物体受到的浮力减小,则杠杆右端受到拉力增大量为ΔF'=ΔF浮=0.3 N,

此时杠杆恰好在水平位置平衡,由杠杆的平衡条件可得(GA+F)×OC=(GB-F浮+ΔF')×OD,

即(2 N+F)×OC=(3.2 N-0.4 N+0.3 N)×OD①,

已知OC∶OD=1∶2②,

联立①②解得F=4.2 N。