苏科版九年级全册5 机械效率同步测试题

2023年中考九年级物理高频考点 拔高训练——机械效率的计算附答案

一、单选题

1．如图所示，小明分别使用甲、乙、丙、丁四种机械匀速提升物体（绳长不变），测得拉力和物体M、N所受的重力如表所示，则（　　）

A．甲的机械效率比丙的大

B．乙、丁的机械效率相同

C．使用丙提升物体M时省力

D．实验测得的数据无法算出机械效率

2．建筑工地上需要将6块相同的砖从地面运送到楼顶，工人师傅利用如图所示的装置分三次运送，第一次运1块，第二次运2块，第三次运3块。每次运送时，砖都以相同的速度匀速上升相同高度，绳重及摩擦均忽略不计。这三次拉力依次为F1、F2、F3，拉力做的功为W1、W2、W3，有用功率为P1、P2、P3，机械效率为η1、η2、η3，则（　　） 

A．F1+F2＝F3 B．W1+W2＝W3

C．η1+η2＝η3 D．P1+P2＝P3

3．如图所示，在拉力F的作用下，物体A被竖直向上匀速提起，已知A重为8N，1s内被提升了0.2m.定滑轮重2N，动滑轮重1N.如果不计绳重和摩擦，则以下计算结果正确的是（　　）

A．绳子自由端移动距离为0.6m B．滑轮组的机械效率为80%

C．拉力F的功率为1.8W D．拉力F的大小为5N

4．图1中，一段弹簧固定在水平桌面上（如图1甲所示），将一个小球放在弹簧上使其处于静止状态（如图1乙所示），用竖直向下的力F压小球至图1丙的位置，然后撤去力F，小球向上运动到A点后下落（如图1丁所示），不计空气阻力的影响。则从撤去力F到小球运动到A点的过程中，下列说法中正确的是(　　) 

A．小球一直做加速运动

B．小球在A点处于静止状态

C．小球离开弹簧时的速度最大

D．小球离开弹簧前，受到的合力先减小后增大

5．如图所示，两个底面积相同的圆形容器甲和乙中分别盛有两种质量相等的不同液体，两容器中的液面刚好相平。现将一金属小球分别放入甲、乙两容器的液体中，金属球都沉在甲、乙两容器的底部，金属球在甲中受的浮力为F甲，在乙中受的浮力为F乙，则正确的是（　　） 

A．F甲>F乙

B．F甲<F乙

C．放入球前，甲容器底液体压强大

D．放入球后，甲容器底液体压强增加的多

6．两台机械所做的总功之比为2：1，它们的机械效率之比为4：3，则它们所做的有用功之比（　　）  

A．2：1 B．3：4 C．8：3 D．3：2

7．如图所示，拉力F为5N，物体A以0.1m/s的速度在物体B表面向左做匀速直线运动（B表面足够长）；物体B静止在地面上，受到地面水平向左4N的摩擦力，弹簧测力计示数为12N。下列说法正确的是（　　） 

A．物体A受到的摩擦力为16N

B．拉力F的功率为1.5W

C．滑轮组的机械效率为80%

D．拉力F增大到10N时，物体B开始向左运动

8．由于流体具有黏滞性，因而物体在流体中运动要受到流体的阻力。科学家们已测得半径为R的球在流体中以速度v 运动时受流体阻力大小为F=6πηRv，其中η为流体的黏滞系数，不同流体η不同，它由流体的性质决定。某课外兴趣小组在研究性学习活动中为了测定某种流体的黏滞系数，设计如下实验：让密度为r=1.2×103 kg/m3 半径为R=3cm的实心球在密度为r0=0.8×103 kg/m3的透明液体中竖直下落，发现球先加速下落后匀速下落，该兴趣小组的同学用频闪摄影的方法测出球匀速下落时的速度为v=4.9m/s。若球的体积计算式为V=πR3， g=9.8N/kg。则该流体的黏滞系数η为（）

A．0.16 N·s/m B．0.48N·s/m

C．0.16 N·s/m2 D．0.48 N·s/m2

9．如图所示，小明用力F1拉动绳子使重为10N的物体A以速度v1匀速上升，此时滑轮组的机械效率为η1，拉力F1做的功为W1、功率为P1；若他将一个与A完全相同的物体B系在A下端，并用力F2拉动绳子使它们一起以v2的速度匀速上升，此时滑轮组的机械效率为η2，拉力F2做的功为W2、功率为P2，η1：η2=3:4，v1:v2=1:2，不计绳重及摩擦，则（　　）

A．动滑轮重G动=5N B．拉力的功率P1:P2=1:3

C．拉力F1:F2=3:5 D．拉力做的功W1:W2=2:3

10．某同学用滑轮组提升物体，绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系如图中图线a所示，物体上升的高度随时间变化的关系如图中图线b所示。已知物体的质量为450g，所用动滑轮的质量为50g，绳子自由端的拉力F为3.2N．g取10N/kg。在0~2s的过程中，下列说法中正确的是（　　） 

A．物体上升的速度为0.1m/s B．机械提升动滑轮做的功0.2J

C．滑轮组的机械效率为90% D．拉力F的功率为0.64W

11．如图所示，滑轮组悬挂在水平钢架上，某工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，5s内使物体A匀速上升1m，提升过程中拉力F的功率为160W。已知物体A重720N，该工人重600N。关于该过程，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　）

A．绳子自由端移动的速度为0.2m/s

B．动滑轮重120N

C．该工人对地面的压力为200N

D．工人利用该滑轮组提升物体的最大机械效率为90%

12．如图所示，用滑轮组提升重物时，重400N的物体在10s内匀速上开了1m。已知拉绳子的力F为250N，则提升重物的过程中（　　） 

A．做的总功是400J B．拉力F的功率是25W

C．绳子自由端被拉下1m D．滑轮组的机械效率是80%

二、填空题

13．如图所示，滑轮组悬挂在水平支架上，某工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，使物体A以0.2m/s的速度匀速上升，提升物体A的过程中，滑轮组的机械效率为90%。绳子自由端受到竖直向下的拉力为300N，该工人重500N，两个滑轮质量相等，不计滑轮组的绳重和摩擦，绳子自由端拉力的功率为　     　W，支架受到滑轮组的拉力为　     　N。

14．滑轮组将重500N的物体，举高80cm的过程中，机械效率为80％，则此过程中有用功为　     　J，额外功为　     　J。若不计滑轮摩擦及拉线质量的影响，则可知动滑轮重　     　N，当提升重物为400N时，滑轮组的机械效率为　     　。  

15．如图所示，滑轮组在拉力F1的作用下，拉着重60N的物体A在水平面上匀速移动，F1=150N，物体A运动的速度为0.6m/s，滑轮组的机械效率为80%，物体A匀速运动时受的阻力为f1，拉力F1的功率为P1。当滑轮组在拉力F2的作用下，拉着物体A以速度v2在此水平面上匀速移动时，物体A所受摩擦力为f2，拉力F2的功率为P2，P2=3P1。滑轮自重和绳重忽略不计，则f2=　     　N，P2=　     　W，F2=　     　N。

16．某同学家新房装修时，在地面与窗台间放置一斜木板，将瓷砖沿木板用时10s，从地面匀速拉上窗台。如图所示，已知窗台高3m，木板长5m，瓷砖重500N，沿斜面所用拉力为400N。拉力F运动的速度是　     　m/s，所做的有用功是　     　J；物体受到的摩擦力为　     　N；斜面的机械效率为　     　。

17．某工人用如图所示的装置提升一堆砖。已知每块砖重40N，工人的质量为70kg，他的双脚与地面的接触面积为400cm3（不计绳重和摩擦）。当工人匀速提升20块砖时，此装置的机械效率为80%，则工人对地面的压强为　     　Pa。在此过程中，砖块上升的速度是0.2m/s，则工人做功的功率是　     　W。当工人用此装置提升　     　块砖时，该装置的机械效率最高。（g取10N/kg）

18．如图所示，站在水平面上的建筑工人竖直拉着绳，通过滑轮组将540N的重物在5s内匀速提升1m。已知工人重600N，与地面的接触总面积为0.04m2，动滑轮重100N，不计绳重和滑轮的摩擦。重物被匀速提升过程中，绳自由端的速度为　     　m/s， 人对地面的压强为　     　Pa。若用该滑轮组竖直匀速提升更重的物体，则滑轮组的机械效率将　     　（ 选填“变大”“变小”或“不变”）。

三、综合题

19．如图所示，是建筑工人利用滑轮组从竖直深井中提取泥土的情形．某次操作中，工人用400N的拉力F在1分钟内将总重为900N的泥土匀速提升5m．在这段时间内： 

（1）拉力F所做的有用功是多少？ 

（2）拉力F做功的功率是多少？ 

（3）滑轮组的机械效率是多大？ 

20．某厂家研制一种以蓄电池为驱动能源的环保汽车，总质量为2.5×103 kg，该汽车蓄电池充满电一次，测试时可供汽车以某一速度匀速行驶150km，蓄电池提供给电动机的工作电流为50A，工作电压为300V，汽车受到的阻力为车重的0.04倍．求：

（1）汽车在匀速行驶时受到的牵引力．

（2）若汽车动力装置（包含蓄电池、电动机）的效率为75%，则蓄电池充满一次电，使动力装置储蓄的能量为多少焦？

（3）太阳光照射到电池板上的辐射功率为l000W/m2，电池板将太阳能转换为电能的效率为l5%，如果用太阳能电池作为该环保汽车的驱动能源，其它条件不变，求太阳能电池板的最小面积？

21．小黄同学帮助邻居残疾人老章叔叔买来了一辆电动轮椅，小黄和章叔叔一起研究说明书，电动轮椅的原理简图如图所示。他们了解到，操纵杆可操纵双刀双掷开关 S 以及滑动变阻器 R1的滑片 P。前推操纵杆时轮椅慢慢前进，继续前推操纵杆时轮椅快速前进；后拉操纵杆时轮椅慢慢后退。蓄电池的电压为 U（保持不变），R2为定值电阻：

（1）原理图中双刀双掷开关 S 中间的连接物（深色部分）为　     　 （选填“导体”或“绝缘体”）；  

（2）从原理图和以上描述可知，当开关接到　     　两个接线柱时，轮椅前进。若轮椅以v0 的速度匀速前进，此过程中轮椅受到的平均阻力为 f，电池的输出功率为 P0，求此过程中轮椅工作的效率　     　；  

（3）当轮椅后退时电动机的功率是 P1，此时电流表示数为 I，求 R2的阻值　        　。  

22．遵义国际商贸城位于遵义市红花岗区，距中心城区南部10公里，将在今年5月正式投入运营．在建设的过程中，挖掘机发挥了重要的作用．在工程施工中使用的某型号挖掘机如图所示，它的有关数据如表所示．挖掘机在运送砂土过程中，用了6s的时间把装有1.8×104N砂土提高了7m卸到汽车上．求： 

（1）若从中心城区到商贸城驱车只需要10min，则汽车的平均速度； 

（2）挖掘机静止不工作时，对水平地面的压强； 

（3）如果挖掘机在上述运送砂土过程中的平均功率为60kW，此过程中挖掘机的机械效率． 

23．阅读短文，回答问题：

客机C919是我国研制的大客机，于2017年5月5日首飞成功。它机舱内覆有一层高孔率“超细航空级玻璃棉”，能很好地保温与吸收噪音，其单丝纤维直径只有 ， 的质量为 。机舱内先进的“呼吸系统”。使飞机在气压只有 左右的万米高空时，能将机外 以下的冷空气不断压缩，导致送入舱内的空气温度达到 以上，同时系统依常传感器的自动控制，使舱内气压和温度达到舒适值。

该机有较大的翼载（飞机的最大起飞质量与机翼面积的比值）；机上搭载的新一代涡扇发动机的热效率（发动机获得的机械能与燃料完全燃烧产生的内能之比）和推进效率（发动机传递给飞机的推力所做的功与其获得的机械能之比）比一般客机高。下表是飞机的部分技术参数。

（1）阳光下，机舱尾部呈现蓝色，是因为其表面材料　     　蓝光；若机翼面积为 ，则飞机的翼载是　         　；

（2）下列关于“超细航空级玻璃棉”性质的描述中，不正确的一项是_________； 

A．单丝纤维直径小于一张A4纸的厚度

B．内有细小间隙，吸音性能好

C．密度是水的密度的5倍

D．复合材料，保温隔热能力相对较好

（3）在万米高空时，飞机上一透视窗（面积约为 ）上承受内外气体的压力差约为　     　N；为确保机舱内的温度维持体感舒适值，机上空调需要不断　     　（选填“加热”或“制冷”）；

（4）飞机水平匀速巡航时，受到的阻力为　         　N；若此时飞机发动机的热效率为40%，推进效率为60%，飞行 发动机耗油　     　t（燃油热值q取 ）。

24．如图甲所示，用滑轮组提升重物M。拉力F随时间的变化关系如图乙所示，重物上升的速度v随时间t变化的关系如图丙所示。不计绳重及绳子与轮间的摩擦，已知在2s~6s内，滑轮组的机械效率为80%。

（1）在2~6s内，以动滑轮为参照物，重物M是　     　（选填“静止”或“运动”）的，重物M的机械能　     　（选填“变大”“不变”或“变小”）；

（2）滑轮组中的动滑轮重为　     　N。若将重物M的重力减小为900N，则提升重物匀速上升时，滑轮组的机械效率为　     　。

答案解析部分

1．【答案】A

2．【答案】D

3．【答案】C

4．【答案】D

5．【答案】B

6．【答案】C

7．【答案】C

8．【答案】C

9．【答案】B

10．【答案】D

11．【答案】C

12．【答案】D

13．【答案】120；960

14．【答案】400；100；125；76.2%

15．【答案】40；90；150

16．【答案】0.5；1500；100；75

17．【答案】5000；200；30

18．【答案】0.4；7×103；变大

19．【答案】（1）解：拉力F所做的有用功为： 

W有用=Gh=900N×5m=4500J；

（2）解：由图知n=3，拉力F移动的距离s为：s=3h=3×5m=15m； 

拉力F所做的总功为：W总=Fs=400N×15m=6000J；

拉力F做功的功率P为：

用P= = =100W；

（3）解：滑轮组的机械效率为： 

η= = ×100%=75%．

20．【答案】（1）解：∵汽车受到的阻力为车重的0.04倍，∴汽车受到的阻力：f＝0.04G＝0.04mg＝0.04×2.5×103kg×10N/kg＝1×103N，∵匀速度行驶时，汽车受到的牵引力与阻力大小相等，∴受到的牵引力F＝f＝1×103N；

（2）解：该汽车蓄电池充满电一次，可供汽车行驶距离：s＝150km＝1.5×105m，则动力装置对汽车做的功：W有用＝Fs＝1×103N×1.5×105m＝1.5×108J，由η＝ ×100%得，动力装置储存的电能：W总＝ ＝2×108J

（3）解：汽车行驶时电动机的功率为P1，太阳光辐射到电池板的辐射功率为P2，太阳能电池板的最小面积为S，则P1＝UI＝300V×50A＝1.5×104W，∵P2S×15%＝P1，∴S＝ ＝100m2

21．【答案】（1）绝缘体

（2）2、3；

（3）

22．【答案】（1）解：10min= h，所以汽车的平均速度v= = =60km/h

（2）解：挖掘机对地面的压力F=G=mg=10000kg×10N/kg=1×105N；

挖掘机静止不工作时，对水平地面的压强p= = =2×104Pa

（3）解：挖掘机做的有用功W有用=Gh=1.8×104N×7m=1.26×105J；挖掘机做的总功W总=pt=60×103W×6s=3.6×105J；

挖掘机的机械效率η= ×100%= ×100%=35%

23．【答案】（1）反射；

（2）C

（3）4400；制冷

（4）；3

24．【答案】（1）静止；变大

（2）300；75%