中考物理一轮复习（全国通用）专题14机械效率试题含解析答案

这是一份中考物理一轮复习（全国通用）专题14机械效率试题含解析答案，共19页。试卷主要包含了单选题，多选题，计算题，填空题，实验题等内容，欢迎下载使用。


一、单选题
1．如图所示，小明利用两个倾角不同的斜面进行实验，将同一木块分别从两斜面底端匀速拉至斜面顶端，下列说法正确的是（ ）
A．若斜面粗糙程度相同，拉力所做的额外功W甲额＝W乙额
B．若斜面粗糙程度相同，拉力所做的额外功W甲额＞W乙额
C．若甲、乙斜面光滑，则拉力F甲＞F乙
D．若甲、乙斜面光滑，则拉力所做的总功W甲总＜W乙总
2．用同一滑轮组分别将物体M和N匀速提升相同的高度。不计绳重与摩擦，若提升M的过程滑轮组的机械效率较大。则提升M的（ ）
A．额外功较小B．和N的额外功相同
C．有用功较小D．总功较小
3．关于功的原理和机械效率的说法正确的是（ ）
A．使用机械提升物体可以省功
B．提升同一物体，使用省力杠杆一定比用等臂杠杆的机械效率大
C．提升同一物体，使用动滑轮一定比用定滑轮的机械效率大
D．使用任何机械提升物体，机械效率都不可能达到100%
4．如图所示，快递小哥为了把较重的货物装入运输车，用同样的器材设计了甲、乙两种方式提升货物。若把同一货物匀速提升到同一高度，忽略绳重和摩擦。下列分析正确的是（ ）
A．甲方式可以省力
B．乙方式不能改变力的方向
C．甲、乙两种方式做的有用功相等
D．甲、乙两种方式的机械效率相等
5．关于功率、机械效率的说法正确的是（ ）
A．功率大的机器做功一定多B．额外功占总功比值小的机器机械效率高
C．做功多的机器机械效率一定高D．功率大的机器做功时间一定短
6．甲乙两个滑轮组如图所示，其中的每一个滑轮都相同，用它们分别将重物G1、G2提高相同的高度，不计滑轮组的摩擦，下列说法中错误的是（ ）
A．若G1=G2，拉力做的有用功相同
B．若G1=G2，拉力做的总功不相同
C．若G1=G2，甲的机械效率大于乙的机械效率
D．用甲乙其中的任何一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变
7．在建筑工地，用如图所示的滑轮组把建筑材料运送到高处。当电动机用1000N的力拉钢丝绳，使建筑材料在10s内匀速上升1m的过程中，额外功为300J，g取10N/kg。则下列说法中正确的是（ ）
A．动滑轮重为300N
B．电动机对钢丝绳做功的功率为100W
C．滑轮组的机械效率为70%
D．建筑材料的质量为270kg
8．如图所示，小华用滑轮组水平向左匀速拉动A物体，A物体5s内移动了100cm，且A物体与水平地面的摩擦力大小为12N，已知滑轮组的机械效率为80%，则下列说法错误的是（ ）
A．拉力F大小为4NB．绳子自由端移动的速度为0.6m/s
C．拉力F做功的功率为3WD．拉力F在5s内对滑轮组做的额外功为3J
9．如图所示，斜面高为1m，长为4m，用沿斜面向上大小为75N的拉力F，将重为200N的木箱由斜面底端匀速缓慢拉到顶端，下列关于做功的判断正确的是（ ）
A．木箱受到的重力做功的大小为800J
B．拉力F对木箱做功的大小为300J
C．木箱受到的合力做功的大小为125J
D．木箱受到斜面的支持力做功的大小为200J
10．小明用如图所示的实验装置研究“杠杆的机械效率”时，将总重为G=100N的钩码挂在铁质杠杆上，弹簧测力计作用于P点，现竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使杠杆从水平位置开始逐渐上升，带动钩码上升的高度为h=0.2m，弹簧测力计的示数为F=50N，其移动的距离为s=0.5m（钩码重不变）则下列说法正确的是（ ）
A．此时杠杆的机械效率η为60%
B．实验过程中测力计拉力的力臂长短不变
C．若将钩码移动到Q点，测力计的示数将增大
D．若增加钩码的重力，重复实验，则杠杆的机械效率不变
11．以下方法不能提高滑轮组的机械效率的是（ ）
A．在滑轮的转动轴中加润滑油，以减小摩擦力
B．减小动滑轮的自重
C．尽量增大所提升物体的重力
D．尽量使物体移动的距离增大
二、多选题
12．质量为60kg的工人站在水平地面上，利用如图滑轮组竖直向下拉动绳子自由端，将一质量为80kg的重物A以0.2m/s的速度匀速上升1m，不计摩擦力及绳重，此时该滑轮组的机械效率为80%（g取10N/kg）。对此工作过程及装置以下说法正确的是（ ）
A．动滑轮重为200NB．拉力F的功率为100W
C．工人对绳的拉力做功1000JD．工人对地面的压力为100N
三、计算题
13．如图甲所示，用水平拉力 F1=20N 拉着重为 500N 的物体在水平路面上匀速移动 1m 的距离， 如图乙所示，用水平拉力 F2=12.5N 拉着同一物体在同一路面上也匀速移动 1m 的距离，求图乙中使用动滑轮时的：
（1）有用功；
（2）总功；
（3）机械效率。
四、填空题
14．如图所示，斜面与水平地面夹角为30°，某快递员用500N的力，将重800N的货物沿斜面匀速推上车厢，不考虑斜面形变，货物所受摩擦力方向沿斜面向 ；斜面的机械效率为 。不改变斜面与地面夹角和货物质量，采用 的方法可以提高斜面的机械效率。
15．如图所示，斜面长，高。工人在6s内将重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 。
16．如图所示，一根质地均匀的细木棒OC，，B为细木棒的中点．在C点用始终竖直向上的50N的拉力将挂在A点的重为180N的物体匀速提升0.1m．提升该物体做的有用功是 Ｊ，总功是 Ｊ，木棒的机械效率为 （不计摩擦）．
五、实验题
17．某实验小组利用图示装置研究杠杆的机械效率，实验的主要步骤如下：
①用轻绳悬挂杠杆一端的D点作为支点，在A点用轻绳悬挂总重为G的钩码，
在占点用轻绳竖直悬挂一个弹簧测力计，使杠杆保持水平；
②竖直向上拉动弹簧测力计缓慢匀速上升(保持0点位置不变)，在此过程中弹
簧测力计的读数为F，利用刻度尺分别测出A、B两点上升的高度为h1、h2。
回答下列问题：
(1)杠杆机械效率的表达式为η= ．(用已知或测量的物理量符号表示)
(2)本次实验中，若提升的钩码重一定，则影响杠杆机械效率的主要因素是:
(3)若只将钩码的悬挂点由A移至C，O、B位置不变，仍将钩码提升相同的高度，则杠杆的机械效率将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)．
18．在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，实验小组用如图所示的装置进行了实验，实验数据记录如表所示，第三次实验时的拉力如图所示。
（1）实验中应竖直向上 拉动弹簧测力计使钩码上升；
（2）表格中编号①的数据应为 ；编号②的数据应为 ；
（3）比较实验数据可得出的实验结论是：使用同样的滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越 ；
（4）如果在第一次实验时，忽略绳重和摩擦，可以计算出动滑轮的重力为 N；
（5）结合生产生活实际，用滑轮组提升重物时，下列选项中也可提高机械效率的是 。
A．增大绳重
B．减轻动滑轮重
C．加快物体提升的速度
19．用图甲滑轮组做“探究动滑轮的重对滑轮组机械效率的影响”实验。实验中把不同的磁铁吸附在动滑轮边框上以改变滑轮的重，每次实验都匀速拉动绳端使物体上升10cm。不计绳重，实验数据如表。
（1）每次实验绳端移动距离为 cm；
（2）第2次实验中拉力F的示数如图乙，读数为 N，第2次实验滑轮组的机械效率为 %。分析数据可知：在物重不变的情况下，动滑轮越重滑轮组的机械效率越 ；
（3）实验中若仅增大绳端移动的距离，则滑轮组的机械效率将 ；
（4）本实验中，在物重不变的情况下，动滑轮变重时，由摩擦引起的额外功占总额外功的比例 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
实验
次数
钩码所受的
重力G/N
钩码上升的
高度h/cm
拉力F/N
绳自由端移动
的距离s/cm
机械效率η
1
2
10
0.8
30
83.3%
2
4
10
1.5
30
②
3
6
10
①
30
*
次数
G物/N
G动/N
F/N
η/%
1
6.0
0.3
2.2
90.9
2
6.0
1.0
3
6.0
1.9
2.9
69.0
4
6.0
3.2
3.4
58.8
参考答案：
1．B
【详解】AB．因为两斜面的粗糙程度相同，甲斜面的倾斜程度较小，所以甲斜面的摩擦力较大，同时甲斜面长度较大，由公式
W额=fs
可知拉力做的额外功
W甲额＞W乙额
故A错误，B正确；
CD．同一木块在高度相同的光滑斜面上运动，所以拉力做的功等于克服重力做的功，即
Fs=Gh
木块的重力和斜面的高度相同，所以拉力所做的总功相同，即
W甲总=W乙总
由于甲斜面长度较大，所以甲斜面上的拉力较小，即
F甲＜F乙
故CD错误。
故选B。
2．B
【详解】AB．用同一滑轮组分别将物体Ｍ和N匀速提升相同的高度，不计绳重与摩擦，则克服动滑轮自重做的功为额外功的来源，根据，两种情况下做的额外功相同，故A错误，B正确；
CD．滑轮组的机械效率
因相同，提升M的过程滑轮组的机械效率较大，故提升M的过程中做的总功大；两种情况下做的额外功相同，故提升M的过程中做的有用功也较大，故CD错误。
故选B。
3．D
【详解】A．根据功的原理，使用任何机械提升物体时，都不能省功，因为不可避免的会做额外功，故A错误；
B．提升同一物体，使用省力杠杆不一定比用等臂杠杆的机械效率大，机械效率指的是有用功与总功之比，与是否省力无关，故B错误；
C．提升同一物体，使用动滑轮不一定比用定滑轮的机械效率大，机械效率指的是有用功与总功之比，与是否省力无关，故C错误；
D．使用任何一个机械提升物体时，不可避免的会做额外功，故D正确。
故选D。
4．C
【详解】A．由图可知，甲方式是两个定滑轮，定滑轮的本质是等臂杠杆，不能省力，故A错误；
B．乙方式是一个动滑轮和定滑轮组成的滑轮组，不仅可以省力，也可以改变力的方向，故B错误；
C．由题可知，甲乙两滑轮组均将相同物体提升相同高度，由可知；故C正确；
D．由图可知，甲方式是两个定滑轮，乙方式是一个动滑轮和定滑轮组成的滑轮组，乙方式做的额外功大于甲方式，有用功相同、总功不相同，根据可知，两个滑轮组的机械效率不相等，故D错误。
故选C。
5．B
【详解】A．功率是指做功的快慢，功率大的机器做功并不一定多，故A错误；
B．根据机械效率公式
可知额外功占总功比值小的机器，有用功占比大，则其机械效率高，故B正确；
C．功率大的机械、做功多的机械，额外功不一定小，机械效率不一定高，故C错误；
D．功率大的机器说明做功快，但做功时间不一定短，故D错误。
故选B。
6．D
【详解】A．若G1=G2，将两个重力相同的物体提高相同的高度，据W=Gh知，拉力做的有用功相同，故A正确，不符合题意；
B．由图示知，不计滑轮组摩擦，甲滑轮组提起一个动滑轮，乙滑轮组提起两个动滑轮，甲所做的额外功比乙所做的额外功小，G1=G2时，所做的有用功相同，所以拉力所做的总功不相同，故B正确，不符合题意；
C．若G1=G2，则两个滑轮组所做的有用功相同，甲的额外功小于乙的额外功，甲的总功小于乙的总功，据 知，甲的机械效率大于乙的机械效率，故C正确，不符合题意；
D．用相同的滑轮组提起不同的重物，物重起重，机械效率越高，故D错误，符合题意。
故选D。
7．D
【详解】A．由图知，n=3，额外功为300J，若忽略绳重和摩擦，动滑轮的重力

但题目中缺少条件“忽略绳重和摩擦”，则动滑轮的重力不等于300N，故A错误；
B．绳子自由端移动的距离
s=3h=3×1m=3m
电动机对钢丝绳做功
W总=Fs=1000N×3m=3000J
电动机对钢丝绳做功的功率为

C．滑轮组的机械效率为

D．建筑材料的重力

建筑材料的质量为

故D正确。
故选D。
8．A
【详解】B．动滑轮上有三段绳子，则n=3，5s内绳子自由端移动的距离
s绳=ns物=3×100×10-2m=3m
绳子自由端移动的速度
故B正确，不符合题意；
AC．物体克服摩擦力做的有用功
W有=fs物=12N×100×10-2m=12J
拉力做的总功
拉力F大小
拉力F做功的功率
故A错误，符合题意；C正确，不符合题意。
D．拉力F在5s内对滑轮组做的额外功
W额=W总-W有=15J-12J=3J
故D正确，不符合题意。
故选A。
9．B
【详解】A．由题意知，木箱的重力G=200N，斜面高h=1m，则克服重力做功
W有用=Gh=200N×1m=200J
故A错误；
B．拉力F做的功
W总=Fs=75N×4m=300J
故B正确；
C．木箱沿斜面匀速缓慢运动，处于平衡状态，则木箱所受合力为零，由W=Fs可知，合力做功大小为0J，故C错误；
D．木箱移动方向与支持力方向垂直，木块没有在支持力的方向上通过一定的距离，所以斜面的支持力做功为0J，故B错误。
故选B。
10．C
【详解】A．根据题意可知，G=100N，h=0.2m，F=50N，s=0.5m则杠杆的机械效率
故A错误；
B．根据图示可知，杠杆在水平位置时，拉力与OP垂直，则此时的力臂最长，当竖直向上匀速拉动弹簧测力计时，拉力不再与OP垂直，则力臂会减小，故B错误；
C．图示可知，若钩码的重量不变，将弹簧测力计移动到Q点时，阻力和阻力臂都不变，动力臂减小，由F1L1=F2L2可知，动力将增大，故C正确；
D．若增加钩码的重量，重复实验，因不计转轴O处的摩擦，克服铁质杠杆重力做的功为额外功，则有用功增大，额外功不变，根据，则杠杆的机械效率将变大，故D错误。
故选C。
11．D
【详解】A．在滑轮的转动轴中加润滑油，以减小摩擦力，可以减小克服摩擦力做的额外功，能提高机械效率，故A不符合题意；
B．提升滑轮做的功为额外功，所以减小滑轮的自重，即减小了额外功，可以提高效率，故B不符合题意；
C．使用同一滑轮组做功时，额外功是基本不变的，当尽量增大所提升物体的重力时，有用功增加，有用功占的比例增加，即机械效率会提高，故C不符合题意；
D．根据可知，距离在计算效率时会约去，即机械效率跟提升物体的高度无关，故D符合题意。
故选D。
12．ACD
【详解】A．由图中滑轮组的结构知道 n=2，物体A的质量m=80kg，则A的重力
GA=mg=80kg×10N/kg=800N
不计绳重和摩擦时，滑轮组的机械效率
解得
G动=200N
故A正确；
C．工人对绳子的拉力为
则工人对绳的拉力做的功为
W=Fs=F×2h=500N×2×1m=1000J
故C正确；
B．已知物体A移动的速度vA=0.2m/s，则工人拉绳子的速度
v人=2vA=2×0.2m/s=0.4m/s
则拉力F的功率为
故B错误；
D．工人对绳子的拉力和绳子对人的拉力是一对相互作用力，则绳子对人的拉力为
F人=F=500N
工人的质量
m人=600kg
工人的重力为
G人=m人g=600kg×10N/kg=600N
则地面对人的支持力为
F支=G人-F人=600N-500N=100N
则人对地面的压力为
F压=F支=100N
故D正确。
故选ACD。
13．（1）20J；（2）25J；（3）80%
【详解】解：（1）由图甲：用水平拉力 F1=20N 拉着重为 500N 的物体在水平路面上匀速运动，可知物体在水平面上受到的摩擦力为
对滑轮组分析，可知绳子的股数为，物体水平方向移动的距离为
故有用功为
（2）总功为
（3）根据机械效率公式可得滑轮组的机械效率为
答：（1）有用功为20J；
（2）总功为25J；
（3）机械效率为80%。
14． 下 80% 减小木板粗糙程度
【详解】[1]货物相对斜面向上运动，所受的斜面的摩擦力沿斜面向下。
[2]如图所示，斜面的长度为l，其高度
斜面的机械效率
[3]斜面与地面夹角和货物质量不变，即有用功保持不变，可通过减少额外功来提高斜面的机械效率。为了减少额外功，可减小摩擦力，压力不变时，可通过改变接触面的粗糙程度来改变摩擦，所以可通过减小木板表面的粗糙程度来提高机械效率。
15． 360 80
【详解】[1] 工人利用斜面提升重物，所做的有用功
W有用=Gh=600N0.6m=360J
即此过程中工人做的有用功为360J。
[2]斜面的机械效率
η=== 80
即斜面的机械效率为80。
16． 18 20 90%
【详解】[1] 有用功为克服物体重力所做的功，所以提升该物体做的有用功为：
W有=Gh=180N×0.1m=18J
[2] 总功为拉力所做的功，由题意可知：，由相似三角形的性质可知，拉力端（C端）上升的高度：
s=4h=4×0.1m=0.4m
提升该物体做的总功：
W总=Fs=50N×0.4m=20J
[3] 木棒的机械效率：
17． 杠杆的自重 变大
【详解】（1）有用功为W有=Gh1，总功W总=Fh2，则机械效率的表达式η=×100%=×100%．
（2）有用功是提升钩码所做的功，额外功主要是克服杠杆重力做的功，影响机械效率的因素主要是有用功和总功所占的比例；提升的钩码重一定说明有用功一定，所以影响杠杆机械效率的主要因素是杠杆自身的重力．
（3）钩码的悬挂点在A点时，由杠杠的平衡条件得G•OA=F•OB；悬挂点移至C点时，由杠杠的平衡条件得G•OC=F•OB，经对比发现，由OA到OC力臂变大，所以拉力F也变大，杠杆提升的高度减小，额外功减小，因此杠杆的机械效率变大．
18． 匀速 2.2 88.9% 高 0.4 B
【详解】（1）[1]实验中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计使钩码上升，此时系统处于平衡状态，测力计示数大小才等于拉力大小。
（2）[2]由图知，1N之间有10个小格，每个小格代表0.1N，弹簧测力计的分度值为0.1N，测力计的示数为2.2N，故拉力为2.2N。
[3]第2次实验的机械效率为
（3）[4]实验选用的同一滑轮组，动滑轮的重力不变，由表中实验数据分析可知，同一滑轮组提升的物体越重，即做的有用功越大，因为做的额外功不变，故滑轮组的机械效率越高。
（4）[5]根据表中数据，在第一次实验做的总功
做的有用功为
做的额外功为
因忽略绳重和摩擦，故所做额外功是克服动滑轮重力所做的功，则动滑轮的重力为
（5）[6]A．增大绳重，增大了额外功，有用功与总功的比值变小，机械效率变小，故A不符合题意；
B．减轻动滑轮重，减小了额外功，有用功与总功的比值变大，机械效率大，故B符合题意；
C．滑轮组的机械效率为
可知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关，再根据可知，机械效率与物体提升的速度无关，故C不符合题意。
故选B。
19． 30 2.5 80 低 不变 变小
【详解】（1）[1]从图甲可以看出，绳子承重股数为n=3，因此绳端移动距离为
（2）[2]测力计的分度值为0.1N，从图乙看出，其读数为2.5N。
[3]第2次实验中，滑轮组的机械效率为
[4]分析数据可知，在物重不变的情况下，从实验1至实验4，动滑轮的重力逐渐变大，滑轮组的机械效率逐渐变小，故动滑轮越重滑轮组的机械效率越低。
（3）[5]实验中若仅增大绳端移动的距离，根据
可知，滑轮组的机械效率将不变。
（4）[6]四次实验中，物体上升的高度为
有用功为
第1次实验中，克服动滑轮的重力所做的额外功
总功为
摩擦引起的额外功为
摩擦引起的额外功占总额外功的比例为
第3次实验中，克服动滑轮的重力所做的额外功
总功为
摩擦引起的额外功为
摩擦引起的额外功占总额外功的比例为
第4次实验中，克服动滑轮的重力所做的额外功
总功为
摩擦引起的额外功为
摩擦引起的额外功占总额外功的比例为
由此可知，在物重不变的情况下，动滑轮变重时，由摩擦引起的额外功占总额外功的比例变小。