初中沪粤版（2024）11.3 机械效率精练

这是一份初中沪粤版（2024）11.3 机械效率精练，共15页。试卷主要包含了选择题，多选题，填空题，实验探究题，计算题，综合题等内容，欢迎下载使用。
1.用四只完全相同的滑轮组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，把相同的物体匀速提升相间的高度。若用η 甲、η 乙表示甲、乙两滑轮组的机械效率，W 甲、W 乙表示拉力所做的功（不计绳重与摩擦），则（ ）
A . η甲＝η乙 ， W甲＝W乙
B . η甲＞η乙 ， W甲＞W乙
C . η甲＜η乙 ， W甲＜W乙
D . η甲＞η乙 ， W甲＜W乙
2.如图在测定动滑轮机械效率的实验中，下列要求错误的是（ ）
​
A . 弹簧测力计必须先校零
B . 弹簧测力计必须竖直向上拉
C . 弹簧测力计必须在静止时读数
D . 实验时装置旁的直尺必须竖直放置
3.甲乙两个滑轮组如图所示，其中每一个滑轮的重量都相同，用它们分别将重物G 1、G 2提高相同的高度，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ）
A . 用甲、乙中的任何一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变
B . 若G1=G2则拉力做的总功相同，若G1=G2则拉力做的总功相同
C . 若G1=G2 ， 则甲的机械效率大于乙的机械效率
D . 若G1＞G2 ， 则拉力做的有用功相同
4.如图所示，下列说法正确的是（ ）
A . 用筷子夹菜时，筷子是一个省力杠杆
B . 拔钉子时，羊角锤是一个省力杠杆
C . 手握扳手的位置越靠近螺母，越省力
D . 盘山公路是一种斜面，既省力又省距离
5.用滑轮组提起重物，下列做法中能提高机械效率的是（不考虑绳重及摩擦）（ ）
A . 减少重物的物重减少重物的物重
B . 不改变物重把滑轮组换成另一绕法
C . 增加重物的物重
D . 增加提升重物的高度
6.下列机械效率的说法正确的是（ ）
A . 机械效率可以提高到100%
B . 机械效率总小于1
C . 功率大的机械机械效率高
D . 机械效率越高，有用功就越多
7.如图所示的装置中，重 600 N、双脚与地面的接触面积为 400 cm2的人，用拉力 F拉着绳子使重 200 N的长方体 A以 0.2 m/s的速度匀速向左运动，拉力 F的功率为 12 W；已知每个滑轮重均为 10 N，A受到的滑动摩擦力为其重力的 15 ， 装置中绳子的方向始终为水平或竖直，下列说法中正确的是（ ）
A . 人对地面的压强为1.425×104 Pa
B . 克服绳重和绳与滑轮间摩擦的功率为1 W
C . 该滑轮组的机械效率为80%
D . 天花板对定滑轮的拉力为60 N
8.甲柴油机的效率为 35% ， 乙柴油机的效率为 30% ， 这说明了（ ）
A . 甲柴油机比乙柴油机的功率大
B . 甲柴油机比乙柴油机做的有用功多
C . 使用甲柴油机比乙柴油机省力
D . 甲把燃料燃烧时释放的内能转化为机械能的百分比较大
9.重500N的小明站在地面上，利用如图甲所示的滑轮组在建筑工地提升一批不同重力的货物。此时，小明正在用竖直向下的拉力F使重为450N的货物A以0.2m/s的速度匀速上升，拉力F所做的功W与时间t的关系如图乙所示。已知缠绕滑轮组的绳子最多只能承受550N的拉力，在不计绳重和摩擦的情况下，下列说法中正确的有（ ）
A . t=3s时，拉力F的功率为300W
B . 匀速提升货物过程中，拉力F始终为500N
C . 此人使用该滑轮组最多能使重为1050N的货物匀速上升
D . 此人使用该滑轮组匀速提升货物时，最大的机械效率为95%
二、多选题
1.体重750N的工人用如图甲装置提升重物，每次运送量不定，动滑轮的机械效率随提升物体重力变化的关系如图乙所示。提升重物过程中绳子始终竖直，不计绳重与摩擦，g取10N/kg，下列说法正确的是（ ）
A . 动滑轮的重力是500N
B . 用该装置匀速提起1100N的物体，人对地面压力为250N
C . 若工人用300N拉力将重物匀速提升0.4m，拉力做功为120J
D . 该装置的机械效率为68%时，提升重物的重力是850N
2.小莉用图甲的滑轮组将放置在水平地面上重为400N 的物体4提升到高处。他用竖 直向下的力F 拉绳，图乙是F 随时间t变化的关系图像，图丙是A 上升的高度h 随时间t 变化的关系图像，A 与地面的接触面积为5×10 - 2m 2 ， 不计绳重和摩擦。下列说法正确的是
（ ）
A . 动滑轮受到的重力为20N
B . 在0～1s 内，重物对地面的压强为3200Pa
C . 在1～2s内，拉力F 做的功为300J
D . 在2～3s 内，滑轮组的机械效率约为83.3%
3.下列哪种措施可以提高滑轮组的机械效率（ ）
A . 增加物体移动的距离
B . 改变绳子的绕法
C . 增加物体的重力
D . 减少动滑轮的个数
4.如图的装置，甲、乙分别表示两个滑轮组，连接滑轮和物体的细绳相同，绳子能承受的最大拉力为500N，物块重为200N，动滑轮重为20N，当甲的绳自由端拉力为400N，乙的绳自由端拉力为150N时，物块以0.2m/s匀速水平向左移动；当甲的绳端拉力为340N，乙的绳端拉力为F 乙'时，物块处于静止状态，且物块与地面之间的摩擦力为0N，物块与水平地面粗糙程度均匀，忽略绳重及滑轮转轴摩擦，则下列说法正确的是（ ）

A . 物块与地面之间的滑动摩擦力为120N
B . 物块以0.2m/s匀速向右移动，乙绳端拉力的最小功率为14W
C . F乙'＝260N
D . 物块匀速移动时，乙的最大机械效率为96.2%
5.小华在实验室完成了“测量滑轮组的机械效率”的实验后，利用现有器材设计了如图所示的实验进行进一步探究。实验中每个钩码重0.5N，每个滑轮重0.5N，两个弹簧测力计量程均为0～5N，绳能承受的最大拉力为3N。当竖直匀速提升5个钩码时，钩码在10s内匀速向上运动了0.2m。弹簧测力计自重、绳重及滑轮处的摩擦等次要因素均忽略不计。下列说法正确的是（ ）
A . 拉力的功率为0.06W
B . 滑轮组的机械效率为33.3%
C . 弹簧测力计a的示数为2.5N
D . 用此滑轮组进行实验，最多能同时挂17个钩码
6.某建筑工地，用如图所示滑轮组、吊篮、卷扬机吊运材料。两滑轮重均为40N，当吊篮中不装重物时，卷场机拉动吊篮匀速上升的拉力为50N。吊篮内最多装入90kg的重物，每根绳子能承受的最大拉力均为900N。在一次吊运中，用此滑轮组匀速将重为50kg的砖运到了10m高的楼上，不计绳重和摩擦，g取10N/kg。下列结果正确的是（ ）
A . 此次吊运，天花板A点受到的拉力为600N
B . 此次吊运，卷扬机做的有用功为5600J
C . 此次吊运若用时50s，卷扬机做功的功率为120W
D . 该滑轮组的机械效率最高约为89.4%
7.小红看见邻居正在修建楼房，她通过交流了解到：质量为80kg的工人站在水平地面上，利用如图所示的滑轮组，在20s的时间内将重900N的红砖匀速提升到6m高的地方供砌墙用，滑轮组中大滑轮重120N，小滑轮重60N。忽略绳重和机械之间的摩擦。小红计算的结果中正确的是（ ）
A . 工人对水平地面的压力为800N
B . 绳子端运动的速度为0.6m/s
C . 20s内工人做的额外功为720J
D . 若提升重240N的红砖，滑轮组的机械效率为80%
8.某学校物理兴趣小组组装了如图所示的装置。一辆质量为0.3kg的玩具电动小车放置在粗糙水平桌面上，其与桌面间的滑动摩擦力为2N，一根不可伸长的细绳一端固定在小车尾部，另一端依次跨过定滑轮、动滑轮后固定在O点，两滑轮质量都为0.05kg。当小车向右运动，借助细绳、滑轮带动质量为0.2kg的物体以0.1m/s的速度沿竖直方向匀速上升，不计细绳与两滑轮之间的摩擦，不考虑空气阻力，g＝10N/kg，则正确的是（ ）
A . 细绳的拉力F为1.25N
B . 小车所受牵引力为3.25N
C . 滑轮组的机械效率为83.3%
D . 玩具电动小车牵引力的功率为0.65W
9.世界大运会将于2022年6月在成都开幕。在某场馆建设中，采用如图所示的装置，滑轮组悬挂在水平支架上，工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，使物体A在6s内匀速上升了1.2m。已知物体A重480N，该工人重500N，两个滑轮质量相等，提升重物过程中，不计滑轮组的摩擦和绳重，滑轮组的机械效率为80%。关于该过程，下列说法正确的是（ ）
A . 该工人对地面的压力为300N
B . 绳子自由端拉力的功率为120W
C . 支架受到滑轮组的拉力为900N
D . 若绳子足够结实，该滑轮组的最大机械效率为88%
三、填空题
1.重450N的箱子，在20N水平推力的作用下，沿水平路面做匀速直线运动，箱子受到的阻力大小为 ________ N。如果用如图所示的滑轮组匀速提升该箱子，拉力 F=250N，滑轮组的机械效率为 ________ 。箱子以0.1m/s的速度匀速上升的过程中，拉力的功率为 ________ W。
2.小明用动滑轮和弹簧测力计将静止在桌面上的笔袋慢慢匀速向上提高10cm，如图甲所示，弹簧测力计的读数随时间的变化如图乙所示。已知动滑轮的重力为1N，不计绳重和摩擦，则笔袋的重力为 ________ N，动滑轮的机械效率为 ________ 。
3.如图斜面长6m、高1.5m，工人用沿斜面向上500N的力，以1.5m/s的速度把重1600N的箱子匀速推到车上，则推力的功率是 ________ W；该斜面机械效率是 ________ %．
4.如图装置，横杆连接在两个滑轮上（滑轮重均相等），杆重不计，杆下悬重物G=120牛。在不计摩擦和绳重的情况下，要匀速提起重物，需要加拉力为40牛。若把重物在10秒内提升2米，则每个滑轮重为 ________ 牛，这个滑轮组的机械效率为 ________ %。
5.如图是小江“测量滑轮组的机械效率”的实验装置。实验时小江沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，使钩码上升10cm，弹簧测力计的示数如图所示。若每个钩码重0.5N，则滑轮组的机械效率为 ________ 。若用此滑轮组提升4个相同钩码，则滑轮组的机械效率将 ________ 。
6.《墨经》里记载的一种斜面引重车，可以将重物拉举到所需的高度.如图所示为这种引重车的侧面示意图，该装置是一种 ________ (选填“省力”或“费力”)机械.若用该引重车将重为1 000 N 的木箱从斜面的底端匀速拉到顶端用时20s.已知斜面长2m，高0.8m，此时后轮轴上绳子受到的拉力为500 N(不计绳重、轴处的摩擦)，此过程中对重物所做的有用功为 ________ J，拉力的功率为 ________ W.
四、实验探究题
1.如图-甲，一人正用轮椅推着他年迈的母亲，通过无障碍通道进入单元楼。为了解在通道上推轮椅所用力的大小，小红和小华来到该处进行探究。
（1） 他们首先选用实验室小车，进行了如下操作：
①正确使用弹簧测力计，测出小车重为3.0N；
②将弹簧测力计与斜面平行放置并进行 ________ ，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0.4N；
③他们让小车沿斜面向上运动1m，测得小车升高的高度为10cm，此过程中斜面的机械效率为 ________ ；
（2） 他们又选用另一辆车轮与轮椅相同材质、花纹的小车，逐渐添加车载重物，测出小车的总重G，测出沿斜面匀速拉动小车需要的力，计算出小车从A点到B点拉力所做的功W 1；竖直向上将装货的小车从水平地面匀速提升到B点所做的功W 2 ， 建立如图丙所示的平面直角坐标系，作出W 1和W 2与小车总重G的关系图像，分别如中的线段a和b
①用该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75kg，所坐的轮椅质量为15kg，则中年人用沿着通道斜面方向的力推轮椅匀速上坡时，推力的大小为 ________ N。（g取10N/kg）
2.小明在做测量滑轮组的机械效率的实验中，用同一滑轮组进行了3次实验，如图所示，实验数据记录如表。
(1)提升重物时，弹簧测力计应 ________ 向上缓慢拉动。
(2)第2次实验中，有用功是 ________ J，滑轮组的机械效率为 ________ （结果保留一位小数）。
(3)如图丙所示，第3次实验中弹簧测力计的示数为 ________ N。分析表格中的数据得出结论：同一滑轮组， ________ 。
(4)在第3次实验时，如果拉力方向与竖直方向有一定夹角，那么所测得的滑轮组的机械效率将会 ________ （选填“变大”“变小”或“不变”）。
五、计算题
1.许昌体育会展中心即将完工。如图甲是工人用所示的滑轮组向体育馆楼上运送建材，每次运送量不定，不计钢绳与容器的重力和摩擦，（g=10N/kg）。
（1）若工人将建材匀速竖直向上提升了 12m，作用在钢绳上的拉力为200N，求拉力做的功；
（2）如图乙所示：若某次运送建材的重力为400N，效率为50%，求动滑轮的重力；
（3）当运送建材的重力是600N时，求滑轮组的机械效率。
2.图甲是用滑轮组匀速提升物体的示意图，卷扬机对绳子竖直向下的拉力F与卷扬机拉动绳子的速度v的关系如图乙所示。当使用这个装置提升重为850N的物体A时，卷扬机拉动绳子的速度为0.2m/s，不计绳重及摩擦，卷扬机的拉动绳子的功率保持不变。
（1）求提升物体A时卷扬机对绳子的拉力FA；
（2）求动滑轮受到的重力G动；
（3）若用该装置提升另一物体B时，卷扬机拉动绳子的速度为0.5m/s，求此时滑轮组的机械效率η。（计算结果保留数）
3.图甲是某大型起吊装置，图乙是其机械起吊部分的简化示意图。已知物体A重为2700N，底面积为0.675m 2 ， 不计绳重、机械部分摩擦和水的阻力。（g取10N/kg）求：
（1）起吊前物体A静止在水平地面时对水平地面的压强；
（2）如图乙所示，动滑轮的总重为650N，在绳子自由端施加拉力后物体A被匀速提升2m，此时整个机械的机械效率；（计算结果保留到1%）
（3）工人师傅利用该装置将A以0.1m/s的速度匀速放入水中过程中，绳子拉力的功率随时间变化关系如图丙所示，则物体A的密度。（ρ水=1.0×103 kg/m3）

六、综合题
1.在去年4月初，国家针对校车发布了相关的安全强制性标准，并且已于去年的5月1日起正式实施．字通专用校车ZK6100DA的部分技术参数如下表，请仔细阅读并完成下列问题．已知每个轮胎与地面的接触面积为0.05m 2 ． （g=10N/kg）
（1） 该校车的每个座位上均配有安全带，这是为了防止汽车 ________ （选填“启动”或“刹车”）时，由于 可能对孩子造成的伤害．
（2） 该校车（空车）静止在水平地面上时对地面的压强是多大？
（3） 当汽车以最高车速在水平地面上匀速行驶时，所受阻力为6000N．则连续行驶6min，汽车所做的有用功是多大？
（4） 校车行驶一定要遵守交通规则，严禁超员．请你运用所学物理知识，说明汽车为什么不能超载？（写出一条即可）
2.小明用木板搭成一个长度S=0.5m、高度为h=0.22m的斜面，用弹簧测力计将重力G=0.5N的物块从斜面底端匀速拉至斜面顶端，弹簧测力计的示数F=4.0N．
（1） 小明在实验中，将物块从斜面底端匀速拉至顶端的过程中，斜面机械效率为 ________ ．
（2） 小明利用上述器材进一步研究发现，木板搭成倾角不同的斜面时，将同一物块从斜面底端匀速拉至斜面顶端的过程中，额外功W 额外与斜面的水平长度L（木板在水平面上的正投影长度）有如下关系：
通过数据分析，小明得出初步结论：W额外与L成 ________ 比，小明查阅资料后证实此结论是正确的．根据此结论，当斜面的水平长度L=0.4m时，斜面的机械效率为 ________ ，此时物块受到的摩擦力为 ________ N．
3.最近，中央电视台科教频道播出了在我市拍摄的“汽车落水后如何水下逃生”的纪录片．纪录片中，实验人员开着小车从高处落入滚滚的岷江，并在门窗紧闭的车中，尝试用不同的方法砸碎车窗玻璃逃生，惊心动魄．为了确保实验人员的安全，摄制组精心设计了紧急救援装置，用于当实验人员无法从车中逃生时迅速吊起汽车．现某课外活动小组，照此设计了如图所示的简单机械，模拟紧急救援落水汽车．实验中用实心圆柱体A代替小车，已知A的体积为0.12m 3 ， 质量为210kg．（g取10N/kg，设整个过程A均为匀速运动状态，忽略钢缆绳重及滑轮摩擦，不考虑风浪、水流等因素的影响．）
（1） 求A完全浸没在水中时受到的浮力是多大？（ρ 水=1.0×10 3kg/m 3）
（2） 若A完全浸没在水中时，滑轮组的机械效率为 60%．那么A完全打捞出水面后，岸上钢绳的拉力F为多大？
（3） 若A完全打捞出水面后，以0.5m/s的速度被匀速提升，求岸上钢绳拉力F的功率．
（4） 从A上表面刚出水面到A完全离开水面的过程中，滑轮组机械效率如何变化？请简述理由．
4.小欣对“斜面的机械效率与什么因素有关”的问题，提出了如下猜想：
A．斜面的机械效率与斜面的粗糙程度有关；
B．斜面的机械效率与斜面的长度有关；
C．斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关；
D．斜面的机械效率与物体的重力有关．
请你结合图所示的装置，请你解答下列问题：
（1） 由下表中的实验数据可以看出小明探究的是猜想 ________ （填写序号），实验中需要控制不变的量是： ________ ．
（2） 要完成小欣的实验，需要的测量仪器是： ________ ．
（3） 在实验中，要求拉小车沿斜面向上做 ________ 运动．实验中需要测量的物理量是（用字母表达）： ________ ．
（4） 请将表格中空格处的数据填写完整：
较陡时机械效率η= ________ ；最陡时有用功W有用= ________ J．
（5） 斜面在我们生活中的应用有 ________ （只写出一条即可）
次数
钩码重/N
钩码上升距离/cm
弹簧测力计示数/N
弹簧测力计上升距离/cm
机械效率
1
2
10
0.8
30
83.8%
2
4
10
1.5
30
？
3
6
10
？
30
90.9%
外形（mm）
9980×2430×31050
整备质量（kg）
9000
座位数
48～51
百公里油耗（L）
≤19
行李舱（m3）
0.4
轮胎数（条）
6
最高时速（km/h）
105
L（m）
0.45
0.40
0.35
0.30
W额外（J）
0.90
0.80
0.70
0.60
斜面倾斜程度
木块重
G/N
斜面高度h/m
拉力
F/N
斜面长
S/m
有用功
W有/J
总功
W总/J
机械
效率
较缓
5.0
0.1
1.5
0.5
0.5
0.75
66.67%
较陡
5.0
0.2
2.5
0.5
1
1.25
？
最陡
5.0
0.3
3.4
0.5
？
1.7
88.24%