2022届中考物理知识点梳理精炼：机械效率练习题

这是一份2022届中考物理知识点梳理精炼：机械效率练习题，共15页。试卷主要包含了单项选择题，填空题，简答题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、单项选择题（共20小题）
1. 简单机械的机械效率高是指
A. 有用功多B. 额外功少
C. 总功多D. 额外功在总功中占的比例小

2. 用一个动滑轮提升重物时，做的额外功为 240 J，若滑轮的机械效率是 60%，则做的有用功为
A. 600 JB. 400 JC. 360 JD. 160 J

3. 做值日时，小阳将一桶水从一楼提到二楼。此过程中，关于做功的说法正确的是
A. 对桶做的功是有用功B. 对桶做的功为额外功
C. 对水做的功是额外功D. 克服自身重力做的功是总功

4. 对同一滑轮组，下列各措施中不能提高机械效率的是
A. 增加提升重物的重力B. 改用质量小的动滑轮
C. 减少提升高度，减少做功D. 在轮轴处加润滑油，减小摩擦

5. 如图所示。把重为 G 的物体甲从 A 点竖直向上匀速拉至 B 点，此过程绳的拉力对甲做的功为 WAB；用平行于斜面的拉力把重也为 G 的物体乙沿斜面从 C 点匀速拉至与 B 等高的 D 点，在此过程中绳的拉力对乙做的功为 WCD。斜面的机械效率为
A. WABWCDB. WCDWABC. GHWCD−WABD. GHWCD+WAB

6. 关于功和机械效率，下列说法中错误的是
A. 完成同一项工作，额外功越少，机械效率越大
B. 使用机械，可以尽可能减小额外功，但是不可能让额外功为 0
C. 使用滑轮组提升物体，所用力越大、物体运动速度越快，机械效率越大
D. 用机械做功时，有用功总是会小于总功，因此机械效率总是小于 1

7. 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 1
B. 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

8. 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

9. 通过测量滑轮组机械效率的实验，可得出下列各措施中能提高机械效率的是
A. 增加提升重物的重力B. 改用质量小的定滑轮
C. 减小提升高度，减少做功D. 改变绳子的绕法

10. 如图所示，小明分别用甲、乙两种不同方式把同一桶砂子从他家一楼地面提到二楼地面，若绳重和滑轮的摩擦均可忽略不计。关于 F1 和 F2 做功的情况，以下判断正确的是
A. 两种方式功率一定相等B. 两种方式所做的有用功一定相等
C. 两种方式所做的总功一定相等D. 两种方式机械效率一定相等

11. 如图甲所示，用动滑轮将正方体物块从装有水的容器底部缓慢匀速提起，打拉力 F 随提升高度 ℎ 变化的关系如图乙所示，物块完全离开水面后，动滑轮的机械效率为 87.5%，绳重和摩擦忽略不计。下列选项正确的是
A. 物块的边长为 0.6 m
B. 动滑轮重为 300 N
C. 提升物块完全离开水面前，动滑轮的机械效率大于 87.59%
D. 将物块提升至上表面与水面相平的过程中拉力 F 做的功为 1650 J

12. 如图所示，把重为 G 的物体甲从 A 点竖直向上匀速拉至 B 点的过程中，绳的拉力对甲做的功为 WAB；用平行于斜面的拉力把重也为 G 的物体乙沿斜面从 C 点匀速拉至与 B 等高的 D 点，在此过程中的拉力对乙做的功为 WCD，斜面的机械效率为
A. WABWCDB. WCDWABC. WCD−WABWCDD. WABWCD+WAB

13. 如图所示，在斜面上将一个重 4.5 N 的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力为 1.8 N，斜面长 s=1.2 m 、高 ℎ=0.3 m。把重物直接提升 ℎ 所做的功作为有用功，则
A. 有用功为 1.35 J，机械效率为 75%
B. 有用功为 2.16 J，机械效率为 62.5%
C. 有用功为 1.35 J，机械效率为 62.5%
D. 有用功为 1.35 J，机械效率为 100%

14. 如图所示，斜面高 2 m 、长 4 m，小明用平行于斜面的拉力 F，将重 400 N 的物体从斜面底端拉到顶端，已知拉力 F=250 N，对此过程，下列结果中正确的是
A. 有用功为 1000 JB. 总功为 1600 J
C. 额外功为 200 JD. 机械效率为 60%

15. 小华用图装置测量动滑轮的机械效率，下列说法正确的是
A. 实验中为测量方便，让弹簧测力计在静止时读数
B. 弹簧测力计对绳子的拉力与物体的重力是一对平衡力
C. 增大物体被提升的高度，可以提高动滑轮的机械效率
D. 增大物体重力与动滑轮重力的比值，可以提高动滑轮的机械效率（不计绳重和摩擦）

16. 将一个重为 4.5 N 的物体沿斜面从底端匀速拉到顶端（如图所示），斜面长 1.2 m，高 0.4 m，斜面对物体的摩擦力为 0.3 N（物体大小可忽略）。则下列说法正确的是
A. 沿斜面向上的拉力 0.3 NB. 有用功 0.36 J，机械效率 20%
C. 有用功 1.8 J，机械效率 20%D. 总功 2.16 J，机械效率 83.3%

17. 如图所示，甲、乙分别为同一滑轮组的不同绕法，忽略绳重及一切阻力。用图甲绕法匀速提升重为 900 N 的物体时，机械效率为 90%。下列判断正确的是
A. 拉力 F1 的大小为 450 N
B. 用图乙绕法匀速提升 400 N 重物时，机械效率为 80%
C. 分别用两种绕法匀速提升相同重物时，图乙绕法机械效率大
D. 分别用两种绕法匀速提升相同重物升高相同高度，F2 做功少

18. 小勇体重 600 N，利用如图所示的滑轮组在 10 s 内使物体 A 匀速上升 5 m。已知物体 A 重为 800 N，小勇作用在绳端的拉力大小为 500 N，在此过程中，下列说法正确的是
A. 水平地面对小勇的支持力做功为 6000 J
B. 小勇做的有用功为 3000 J
C. 小勇拉力的功率为 250 W
D. 此滑轮组的机械效率为 80%

19. 如图所示，用滑轮组提升重物时，5 s 将重 90 N 的物体匀速提升了 2 m。已知动滑轮重为 10 N（不计绳重和摩擦），则提升重物的过程中正确的是
A. 绳子自由端拉力 F 的大小为 90 N
B. 提升物体的过程中，拉力 F 做的有用功为 200 J
C. 绳子自由端拉力 F 的功率为 36 W
D. 此滑轮组的机械效率为 90%

20. 建筑工地上，工人用如图所示的滑轮组，将 500 N 的重物在 5 s 内匀速提升 3 m，所用拉力 F 为 300 N，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是
A. 动滑轮的重力为 50 N
B. 工人做的总功为 1800 J
C. 滑轮组的机械效率为 91.7%
D. 提升更重的物体，滑轮组的机械效率会变小

二、填空题（共5小题）
21. 在使用机械做功的过程中，物理学中，把有用功和总功的比值称为 ，用符号 来表示，所以 η= 。

22. 用定滑轮匀速提升质量为 10 kg 的物体，所用的拉力为 110 N，物体在 2 s 内升高 0.5 m，此过程中的有用功是 J，定滑轮的机械效率是 %，拉力的功率是 W。（g 取 10 N/kg）

23. 如图所示，一根均匀的细木棒 OC，OC=4OA，B 为 OC 的中点。在 C 点施力将挂在 A 点的重为 180 N 的物体匀速提升 0.2 m，木棒的机械效率为 90%，不计摩擦。提升该物体做的有用功是 J，总功 J，木棒重为 N。

24. 在斜面上拉一个重 4.5 N 的物体到高处，沿斜面向上的拉力为 1.8 N，斜面长 1.2 m 、高 0.3 m。把重物直接提升 ℎ 所做的功作为有用功，这个斜面的机械效率是 ；因物体在斜面上受到的摩擦力是一个“不可直接测量”，但是能通过“可测量”量求出摩擦力 f 的大小。对于倾斜程度不同的斜面，如图，斜面的长 s 和斜面的高 ℎ 均为“可测量”量，在拉力 F 作用下（拉力方向沿斜面向上）使重为 G 的滑块沿斜面匀速移动时，物体受到的摩擦力 f 的大小可能是 。

25. 利用如图所示的滑轮组，小明在 50 s 内将重 450 N 的物体匀速吊起 10 m 高，已知动滑轮重 50 N，不计绳重及摩擦，绳端处拉力 F 做功的功率为 W，滑轮组的机械效率为 。

三、简答题（共3小题）
26. 如图所示两小儿之辩，关于机械省力、省功以及机械效率的辩论，你支持哪一方的说法?不支持另外一方的原因是什么?

27. 有没有机械效率为 100% 的机械?为什么?举例说明，通过什么途径可以提高机械效率。

28. 如图用 4 股绳子组成的滑轮组，用 F 的拉力将重力为 G 的物体竖直向上提升了 ℎ 米，若动滑轮的重力为 G0，忽略摩擦和绳重，求证：当 G≥F 时，机械效率 η≥14．

四、计算题（共4小题）
29. 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作用下，重 800 N 的建筑材料 A 在 50 s 的时间里，匀速竖直上升了 10 m。在这个过程中，动滑轮提升建筑材料 A 所做的有用功为 W有，卷扬机对绳子的拉力 F 做功的功率为 200 W，绳重可忽略不计。求：
（1）有用功 W有。
（2）动滑轮匀速提升建筑材料 A 的机械效率 η。

30. 某工人利用如图所示的滑轮组提升重 2700 N 的物体，物体上升了 2 m，绳子末端的拉力为 750 N，不计绳重和摩擦力，求：
（1）工人做的有用功是多少?
（2）该滑轮组的机械效率是多少?

31. 如图甲所示，滑轮组在竖直向上的拉力 F 作用下，将重为 105 N 的物体匀速提起，在 5 s 时间内绳子自由端移动的距离为 s=3 m。如图乙是滑轮组工作时的拉力 F 与绳自由端移动距离 s 的关系图。（绳重和摩擦忽略不计）
（1）如图乙中阴影部分的面积表示的物理量是 ，计算出该物理量的值和单位是 。
（2）计算滑轮组提升该重物时的机械效率。
（3）求出动滑轮重力。

32. 如图，某同学用 40 N 的拉力 F，在 6 s 内将重 90 N 的物体匀速提升 2 m，不计绳重和摩擦。在此过程中，求：
（1）拉力 F 做的有用功是多少?
（2）该滑轮组的机械效率是多少?
（3）拉力 F 的功率是多少?
（4）若绳子所能承受的最大拉力是 45 N，请计算说明，使用该滑轮组能否提起重 120 N 的物体?
答案
第一部分
1. D
2. C
3. B
4. C
【解析】A．增加提升重物的重力，可以提高有用功，这样有用功在总功中所占的比值增大，即增加提升重物重力可以提高滑轮组的机械效率，故A不符合题意；
B．改用质量小的动滑轮，所做的额外功减少，机械效率提高，故B不符合题意；
C．由 η=W有W总×100%=GℎFs×100%=GnF×100% 可知，减少提升高度，减少做功，不能改变有用功和总功比值，即滑轮组的机械效率不变，故C符合题意；
D．在轮轴处加润滑油，减小摩擦，可以减少所做的额外功，可以提高机械效率，故D不符合题意。
故选C。
5. A
【解析】斜面的机械效率 η=W有W总，根据题意，用绳子把物体甲从 A 点拉到 B 点，绳子的拉力对甲做的功 WAB 是有用功，沿斜面把物体乙从 C 点拉到 D 点，绳子的拉力对乙做的功 WCD 是总功，故A正确。
6. C
【解析】A、完成同一项工作，额外功越少，由 η=W有用W总，故A正确；
B、使用机械，所以可以尽可能减小额外功，故B正确；
C、机械效率与物体运动速度无关；
D、因为 W总=W有用+W额外，所以用机械做功时，有用功总是会小于总功，故D正确。
故选：C。
7. D
【解析】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不符合题意；减小机械内部摩擦可以减小无用功所占总功的比例，从而提高其效率，故B不符合题意；提高机械设备的效率可以提高有用功所占总功的比例，从而节能减排，故C不符合题意；用机械设备做功越快，其功率越高，与机械效率无关，故D符合题意。
8. C
9. A
【解析】在不考虑摩擦的情况下，由效率计算公式
η=W有W总=G物ℎ(G物+G滑)ℎ=G物G物+G滑=G物+G滑−G滑G物+G滑=1−G滑G物+G滑
可知机械效率大小与物体重力和动滑轮重力大小有关，与其他因素无关，增大提升重物的重力可增大机械效率，改变高度和定滑轮质量以及绕线方式无法改变机械效率。
10. B
【解析】AC．用定滑轮不需要提升滑轮，用动滑轮需要把滑轮提起，且和物体提升高度一样，所以乙比甲多了提升滑轮做的功，根据 P=Wt，不知道时间，无法判断功率，故AC错误；
BD．有用功是提升物体做功，把同一桶砂子从他家一楼地面提到二楼地面，根据 W=Gℎ 可知，有用功相同，但是乙要提升滑轮，额外功多，根据
η=W有W有+W额×100 %
甲机械效率大，故B正确，D错误。
11. D
【解析】A项，动滑轮绳子的有效股数 n=2，由图乙可知，物块浸没时绳子的拉力 F1=1375 N，
绳重和摩擦忽略不计，由 F=12(g+g动−G浮) 可得：1375 N=12(g+g动−G浮)，当物块完全离开水面后绳子的拉力为 F2=2000 N，联立解得 F浮=1250 N，因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等，由 F浮=ρ液gV排 可得物块的体积为 V=V排=F浮ρ水g=1250 N1.0×103 kg/m3×10 N/kg=0.125 m3，由可 V=L3 得物块的边长为 L=3V=30.125 m3=0.5 m，故A项错误。
B项，绳重和摩擦忽略不计，物块完全离开水面后，动滑轮的机械效率为 η=W有W总×100%=Gℎ(G+G动)ℎ，=GG+G动×100%，联立解得 G=3500 N，G动=500 N，故B项错误。
C项，绳重和摩擦忽略不计，提升物块完全离开水面前，滑轮组的机械效率为 ηʹ=W有ʹW总ʹ×100%=G−F浮G+G动−F浮×100%=81.8%，则动滑轮的机械效率小于 87.5%，故C项错误。
D项，将物块提升至上表面与水面相平的过程中，由图乙可知物体上升的高度 ℎ=0.6 m，拉力 F=1375 N，绳子自由端移动的距离为 s=nℎ=1.2 m，此过程中拉力 F 做的功为 W=Fs=1375 N×1.2 m=1650 J，故D项正确。
综上所述，本题正确答案为D。
12. A
【解析】不用机械时，克服物体重力所做功为有用功，W有=WAB，利用斜面时，拉力做的功为总功，即 W总=WCD，则斜面的机械效率：η=W有W总=WABWCD，故A正确，B、C、D错误。
13. C
14. C
【解析】小明对物体做的有用功：W有=Gℎ=400 N×2 m=800 J，故A错；
拉力 F 做的总功：W总=Fs=250 N×4 m=1000 J，故B错；
额外功：W额=W总−W有=1000 J−800 J=200 J，故C正确；
斜面的机械效率：η=W有W总×100%=800 J1000 J×100%=80%，故D错。
15. D
【解析】测量动滑轮的机械效率，需要匀速拉动弹簧测力计，不能在弹簧测力计静止时读数，故A错误；弹簧测力计对绳子的拉力，作用在绳子上，物体的重力，作用在提升的物体上，即二力作用在两个物体上，不是一对平衡力，故B错误；使用动滑轮承担物重的绳子股数 n=2，滑轮组的机械效率 η=W有W总=GℎFs=GℎF⋅2ℎ=G2F，增大物体被提升的高度，不能提高动滑轮的机械效率，故C错误；不计绳重和摩擦，动滑轮的机械效率 η=W有W总=Gℎ(G+G动)ℎ=GG+G动=11+G动G，增大物体重力与动滑轮重力的比值，可以提高动滑轮的机械效率。（不计绳重和摩擦）
16. D
【解析】此过程所做额外功为：W额=fs=0.3 N×1.2 m=0.36 J；
有用功为：W有=Gℎ=4.5 N×0.4 m=1.8 J；
所做总功为：W总=W额+W有=0.36 J+1.8 J=2.16 J；
由 W总=Fs 可得拉力：F=W总s=2.16 J1.2 m=1.8 N；
斜面的机械效率为：η=W有W总=1.8 J2.16 J×100%≈83.3%；故ABC错误，D正确。
17. B
【解析】忽略绳重及一切阻力，用图甲绕法匀速提升重为 900 N 的物体时，机械效率为 90%，图甲中 n=2，由 η=W有用W总=GℎFs=GℎFnℎ=GnF，可得拉力 F1 的大小：F1=Gnη=900 N2×90%=500 N，故A错误；
图甲中，根据 F1=12(G+G动) 可得动滑轮的重力：G动＝2F1−G=2×500 N−900 N=100 N；忽略绳重及一切阻力，滑轮组的机械效率 η=W有用W总=GℎGℎ+G动ℎ=GG+G动，则用图乙绕法匀速提升 400 N 重物时，其机械效率为：ηʹ=GʹGʹ+G动=400N400N+100N×100%=80%，故B正确；
分别用两种绕法匀速提升相同重物时，有用功相同，忽略绳重及一切阻力，克服动滑轮做的功是额外功，因同一滑轮组中动滑轮的重不变、提升高度相同，额外功相同，总功相同（即 F1 和 F2 做功相同），机械效率也相同，故CD错误。
18. D
【解析】由题意知，小勇在支持力的方向上没有移动距离，根据做功的两个必要条件可知，水平地面对小勇的支持力做功为 0 J。故A错误；
小勇做的有用功 W有用=Gℎ=800 N×5 m=4000 J。故B错误；
由图可知，绳子的有效股数 n=2，则 s=2ℎ=2×5 m=10 m，
拉力做的功 W总=Fs=500 N×10 m=5000 J，
功率为 P=W总t=5000 J10 s=500 W。故C错误；
此滑轮组的机械效率：η=W有用W总×100%=4000 J5000 J×100%=80%。故D正确。
19. D
20. B
第二部分
21. 机械效率；η；W有用W总×100%
22. 50；90.91；27.5
【解析】[ 1 ]有用功是
W有=Gℎ=mgℎ=10 kg×10 N/kg×0.5 m=50 J
[ 2 ]因为是定滑轮，所以总功为
W总=Fℎ=110 N×0.5 m=55 J
则机械效率是
η=W有W总=50 J55 J=90.91%
[ 3 ]拉力的功率是
P=W总t=55 J2 s=27.5 W。
23. 36；40；10
【解析】有用功：W有=G物ℎ=180 N×0.2 m=36 J；总功：W总=W有η=36 J90%=40 J；因为 OC=4OA，B 为 OC 的中点，所以 OB=2OA，故当物体上升 0.2 m 时，B 点（杠杆的重心）将上升 0.4 m；不计摩擦，根据 η=W有W总=W有W有+W额 和 W额=G木ℎʹ 可得：90%=36 J36 J+G木×0.4 m，解得 G木=10 N。
24. 62.5%；物体沿斜面向上匀速运动时，f=F−Gℎs 或物体沿斜面向下匀速运动时，f=Gℎs−F。
25. 100；90%
【解析】由图可知，n=2，不计绳重及摩擦，拉力：
F=12(G+G动)=12×(450 N+50 N)=250 N，
拉力端移动的距离：
s=nℎ=2×10 m=20 m，
小明做的总功：
W总=Fs=250 N×20 m=5000 J，
拉力做功功率：
P=W总t=5000 J50 s=100 W；
小明做的有用功：
W有用=Gℎ=450 N×10 m=4500 J，
滑轮组的机械效率：
η=W有用W总=4500 J5000 J=90%。
第三部分
26. 支持乙的说法。原因：（1）使用任何机械都不能省功；（2）使用机械要多做额外功，效率更低。
【解析】正确解答本题需要从题干中获取有效信息，对物理观念、科学思维、科学探究等素养进行了综合考查。使用任何机械都不能省功，同时因为要多做一些额外功，使用机械比直接做功时，机械效率会更低一些。
27. 没有。因为使用机械做功时，必然要克服机械受到的重力、摩擦等做额外功，即有用功一定小于总功，机械效率一定小于 100%。使用滑轮组提升重物时，尽量使用轻质的动滑轮和绳子，尽量减小滑轮和轴间的摩擦，增大重物质量，这样可以减小额外功，增大有用功，提高机械效率。
28. 答案见解析
【解析】提起物体做的有用功 W有用=Gℎ，绳子自由端拉力做的总功 W总=Fs
因此机械效率：η=W有用W总=GℎFs=GℎFnℎ=GFn=GF×1n
当 G≥F 时，GF≥1，绳子段数 n=4，
因此该滑轮组的机械效率 η≥14
第四部分
29. （1） 8000 J
【解析】有用功 W有=Gℎ=800 N×10 m=8000 J。
（2） 80%
【解析】拉力 F 做功 W总=Pt=200 W×50 s=10000 J，使用动滑轮匀速提升建筑材料 A 的机械效率 η=W有W总=8000 J10000 J=80%。
30. （1） 5400 J
（2） 90%
31. （1） 拉力 F 所做的总功；150 J
（2） 70%
【解析】由图可知，n=3，则物体提升的高度 ℎ=sn=3 m3=1 m，滑轮组提升该重物时的机械效率 η=W有用W总×100%=GℎFs×100%=105 N×1 m50 N×3 m×100%=70%。
（3） 45 N
【解析】由题可知，滑轮组的机械效率 η=W有用W总=G物ℎ(G物+G动)ℎ=G物G物+G动，则动滑轮的重力 G动=G物η−G物=105 N70%−105 N=150 N−105 N=45 N。
32. （1） 180 J
【解析】拉力 F 做的有用功 W有=Gℎ=90 N×2 m=180 J。
（2） 75%
【解析】该滑轮组的机械效率
方法一：
η=W有W总=GℎFs=GnF=90 N3×40 N×100%=75%；
方法二：
W总=Fs=40 N×3×2 m=240 J，
η=W有W总=180 J240 J×100%=75%。
（3） 40 W
【解析】拉力 F 的功率
方法一：
P=W总t=Fst=40 N×3×2 m6 s=40 W；
方法二：
v=st=3×2 m6 s=1 m/s，
P=Fv=40 N×1 m/s=40 W。
（4） 不能
【解析】该滑轮组能否提起重 120 N 的物体
方法一：
F=1n(G物+G动)，40 N=13(90 N+G动)，
G动=30 N，
Fʹ=1n(G物ʹ+G动)=13(120 N+30 N)=50 N，
因为 50 N>45 N，所以该滑轮组不能提起重 120 N 的物体。
方法二：
η=GℎFs=GG+G动，75%=90 N90 N+G动×100%，
G动=30 N，
Fʹ=1n(G物ʹ+G动)，
45 N=13(G物ʹ+30 N)，
G物ʹ=105 N，
因为 105 N