【备考2022】2021中考物理真题分类汇编-机械能-斜面的机械效率（含答案10题）

【备考2022】2021中考物理真题分类汇编-机械能-斜面的机械效率（含答案10题）

一．选择题（共1小题）

1．（2021•德阳）在抗洪抢险行动中，小军需要帮老百姓把一个质量为240kg的重物搬到2m高的车上，为了省力他采用5m的长木板搭了一个斜面（如图）。搬运过程中，他用沿斜面向上1200N的力，历时5min将重物匀速地推到车上。关于此简易斜面装置，下列说法中正确的是（　　）

A．小军做的功为2400J 

B．小军做功的功率为1200W 

C．小军对重物做的有用功为6000J 

D．此简易斜面装置的机械效率为80%

二．填空题（共5小题）

2．（2021•宁夏）如图所示，斜面长3m，高0.6m。工人在6s内将重600N的物体从底端沿斜面向上匀速拉到顶端，拉力是150N。此过程中工人做的有用功为 　   　J，斜面的机械效率为 　   　。

3．（2021•攀枝花）如图所示，固定的斜面长s＝1.2m，高h＝0.3m。沿斜面向上用5N的拉力在2s内把一个重16N的物体从斜面底端匀速拉到顶端。拉力的功率为 　   　W，斜面的机械效率为 　   　。

4．（2021•泰州）如图，小明将一个重为3N的小车从斜面底端匀速拉到斜面顶端，沿斜面向上的拉力为1.25N，小车沿斜面移动的距离s＝1.6m，上升的高度h＝0.6m。则小明对小车做的有用功是 　   　J，斜面的机械效率是 　   　。

5．（2021•陕西）如图所示，工人师傅用沿斜面向上1000N的推力，将重为2000N的物体从斜面底端匀速推至斜面顶端。已知斜面长4m、高1.5m，则此过程中的有用功为 　   　J，斜面的机械效率为 　   　。使用斜面可以 　   　（选填“省力”或“省功”）。

6．（2021•邵阳）利用斜面把重60N的物体从斜面底端匀速拉到斜面顶端，已知斜面长1.5m，高0.4m，机械效率为80%，则拉力的大小为 　   　N。

三．实验探究题（共2小题）

7．（2021•绵阳）用如图所示装置探究斜面省力大小及机械效率是否与斜面倾角、表面粗糙程度有关。甲、乙斜面倾角相等，与丙的不相等；甲、丙斜面表面粗糙程度相同，与乙的不相同。先用弹簧测力计竖直向上匀速缓慢提升重物0.24m高，弹簧测力计示数F0＝20.0N；再分别在三个斜面上沿斜面向上匀速缓慢拉动这个重物到同一高度，弹簧测力计示数和斜面长度如表所示。

根据表中数据回答下列问题：

（1）斜面甲省力大小△F甲＝　   　N；

（2）斜面丙的机械效率η丙＝　   　%；

（3）比较甲、乙实验结果，可以认为 　   　；比较甲、丙实验结果，可以认为 　   　（选填序号，有可能不止一项正确）。

A.斜面省力大小与斜面倾角有关

B.斜面省力大小与斜面表面粗糙程度有关

C.斜面省力大小与斜面倾角和表面粗糙程度都有关

D.斜面机械效率与斜面倾角有关

E.斜面机械效率与斜面表面粗糙程度有关

F.斜面机械效率与斜面倾角和表面粗糙程度都有关

8．（2021•广元）小敏在利用斜面搬运物体A的过程中，提出了一个问题：“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有没有关系？”针对这个问题，他通过在斜面上匀速直线拉动物体进行了实验探究（如图所示），测得的实验数据如表所示：

（1）根据表中的数据可求出第③次实验中斜面的机械效率是 　   　%。

（2）通过对上述实验数据的分析可知，斜面的省力情况与斜面倾斜程度的关系是：斜面越陡，越 　   　。

（3）通过对上述实验数据的分析，对斜面机械效率的问题可获得的初步结论是：在其他条件不变的情况下，斜面越陡，机械效率 　   　。

四．计算题（共1小题）

9．（2021•淄博）在美丽乡村建设中，政府为某村购置一批健身器材。工人在往车上搬运装有健身器材的箱子时，用长木板搭了一个3m长的斜面，把120kg的箱子沿斜面匀速推到1m高的车厢上，如图所示。推箱子做的额外功是300J。（g取10N/kg）求：

（1）推箱子做的有用功；

（2）斜面的机械效率；

（3）沿斜面的推力。

五．综合能力题（共1小题）

10．（2021•无锡）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母亲缓缓上行，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点沿斜面确定了相距1m处的B点。（g取10N/kg）

（1）使刻度尺“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）选用车轮与轮椅相同材质、花纹的小车为研究对象，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 　   　，然后沿斜面方向匀速拉动小车，如图乙所示，弹簧测力计示数为 　   　N；

③计算出将小车从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点时的机械效率为 　   　。

（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；计算出竖直向上将小车从水平地面提升到B点所做的功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，分别如图丙中的线段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若这位母亲的质量为50kg，所坐的轮椅质量为20kg，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。

参考答案与试题解析

一．选择题（共1小题）

1．【解答】解：A、小军做的功为：W总＝Fs＝1200N×5m＝6000J，故A错误；、

B、小军做功的功率为：P20W，故B错误；

C、小军对重物做的有用功为：W有＝Gh＝mgh＝240kg×10N/kg×2m＝4800J，故C错误；

D、此简易斜面装置的机械效率为：η80%，故D正确。

故选：D。

二．填空题（共5小题）

2．【解答】解：工人做的有用功W有用＝Gh＝600N×0.6m＝360J，

工人做的总功W总＝Fs＝150N×3m＝450J，

斜面的机械效率：η100%100%＝80%。

故答案为：360；80%。

3．【解答】解：（1）拉力所做的总功为：W总＝Fs＝5N×1.2m＝6J；

拉力的功率为：P3W；

（2）此过程所做的有用功为：W有＝Gh＝16N×0.3m＝4.8J；

则斜面的机械效率为：η80%。

故答案为：3；80%。

4．【解答】解：（1）小明对小车做的有用功：

W有＝Gh＝3N×0.6m＝1.8J；

（2）拉力做的总功：

W总＝Fs＝1.25N×1.6m＝2J，

斜面的机械效率为：

η100%＝90%。

故答案为：1.8；90%。

5．【解答】解：（1）此过程所做有用功为：W有＝Gh＝2000N×1.5m＝3000J；

所做总功为：W总＝Fs＝1000N×4m＝4000J；

故机械效率为：η75%；

（2）使用斜面能够省力，但不能省功。

故答案为：3000；75%；省力。

6．【解答】解：已知机械效率η＝80%，物体重力G＝60N，斜面长s＝1.5m，高h＝0.4m，

由η可得，

80%，

解得F＝20N。

故答案为：20。

三．实验探究题（共2小题）

7．【解答】解：（1）由图1次实验数据知，斜面甲省力大小△F甲＝F0﹣F甲＝20.0N﹣17.4N＝2.6N；

（2）由题知，弹簧测力计竖直向上匀速缓慢提升重物高h＝0.24m，弹簧测力计示数F0＝20.0N，所以物体重力G＝F0＝20.0N，

由表数据，可得斜面丙的机械效率：

η丙85.7%；

（3）实验是为了斜面省力大小及机械效率是否与斜面倾角、表面粗糙程度有关。每次实验将同一物体拉到同一高度。

①由题知，甲、乙两次实验，斜面倾角相等，甲、乙的斜面表面粗糙程度不相同。

由表中数据知，△F甲＞△F乙，能说明B，即斜面省力大小与斜面表面粗糙程度有关；

同时，由表中数据知，两次实验的机械效率η甲＞η乙，能说明E，即斜面机械效率与斜面表面粗糙程度有关；

②甲、丙两实验，斜面表面粗糙程度相同，斜面倾角不相等。

由表中数据知，F甲＞F乙，能说明A，即斜面省力大小与与斜面倾角有关；

同时，由表中数据知，η甲＞η丙，能说明D，即斜面机械效率与斜面倾角有关。

故答案为：（1）2.6；（2）85.7；（3）BE；AD。

8．【解答】解：（1）第3次的有用功：W有＝Gh＝5N×0.25m＝1.25J，

机械效率：η100%≈80.6%；

（2）通过比较发现，实验1中力最小，实验3中力最大，而实验1中斜面最缓，实验3中斜面最陡，故可得：在粗糙程度一定时，斜面倾斜程度越缓越省力，越陡越费力；

（3）由数据分析可知，三次实验中，物体的重力相同，上升的高度不同，斜面的倾斜程度不同，斜面越陡，机械效率越高。

故答案为：（1）80.6；（2）费力；（3）越高。

四．计算题（共1小题）

9．【解答】解：（1）推箱子做的有用功为：W有＝Gh＝mgh＝120kg×10N/kg×1m＝1200J；

（2）所做总功为：W总＝W有+W额＝1200J+300J＝1500J；

故机械效率为：η80%；

（3）由W总＝Fs得，推力为：F500N。

答：（1）推箱子做的有用功为1200J；

（2）斜面的机械效率为80%；

（3）沿斜面的推力为500N。

五．综合能力题（共1小题）

10．【解答】解：（1）刻度尺上1cm之间有10个小格，所以一个小格代表的长度是0.1cm＝1mm，即此刻度尺的分度值为1mm，使刻度尺“0”刻度线与水平地面对齐，B点所处高度为9.00cm；

（2）②弹簧测力计使用前指针要指向零刻度线，如果没指向零刻度线，需要校零；

由图可知，弹簧测力计的分度值是0.02N，弹簧测力计的示数为0.3N；

③将小车从A点拉到B点的过程中，拉力做的功为：W总＝Fs＝0.3N×1m＝0.3J；

利用斜面将小车从水平地面提升到B点时所做的有用功为：W有用＝Gh＝2.0N×9.00×10﹣2m＝0.18J；

机械效率为：η100%100%＝60%；

（3）从图像读出当小车的总重G增大到5N时，拉小车从A点到B点所做的功W1＝0.75J，

竖直向上将小车从水平地面提升到B点所做的功W2＝0.45J，

利用斜面将小车从水平地面提升到B点时的机械效率为：η′100%100%＝60%，

η′＝η，所以由图像可知：用该通道斜面提升物体时的机械效率与物重无关；

②这位母亲和所坐的轮椅总重力为：G总＝m总g＝（50kg+20kg）×10N/kg＝700N，

中年人用沿着通道斜面方向的力推轮椅匀速上坡时，从A点到B点所做的有用功为：W有用′＝Gh＝700N×9.00×10﹣2m＝63J；

由η100%得，中年人用沿着通道斜面方向的力推轮椅匀速上坡时，从A点到B点所做的总功为：W总′105J；

由W＝Fs得，力的大小为F′105N。

故答案为：（1）9.00；（2）②校零；0.3；③0.3；60%；（3）①无关；②105。