初中教科版（2024）机械效率测试题

这是一份初中教科版（2024）机械效率测试题，共12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.如图是用一些简单机械，使物重同为G的物体都处于静止状态，不计摩擦、机械自重及绳重，其中用力最小的是（ ）
A .
B .
C .
D .
2.搬运工人为了将笨重的物体装进汽车车厢，常使用如图所示的装置把物体从斜面底端匀速推上顶端，已知斜面长3m，高1.2m，物体重1000N，沿斜面向上的推力为500N，则下列判定不正确的是（ ）
A . 物体在斜面上运动的过程中受3个力的作用，合力为0
B . 推力所做的功是1500J
C . 斜面的机械效率为80%
D . 物体受到斜面的摩擦力为100N
3.小明用滑轮组把一箱货物从一楼提升到三楼，感到很“吃力”，他在滑轮组的轴上加润滑油后，感觉好多了。则加上润滑油后，小明做功的（ ）
A . 有用功减小，总功不变
B . 有用功增加，总功增加
C . 有用功减小，总功减小
D . 有用功不变，总功减小
4.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
5.小明用两个相同的滑轮组成不同的滑轮组（如图所示），分别将同一物体匀速提高到相同高度，滑轮组的机械效率分别为η 1、η 2 ． 下列关系正确的是（忽略绳重及摩擦）（ ）
A . F1＞F2 ， η1=η2
B . F1＞F2 ， η1＞η2
C . F1＜F2 ， η1=η2
D . F1＜F2 ， η1＞η2
6.实验时，小芳用图所示的滑轮组，将重为8N的物体匀速提升0.5m。已知动滑轮的重为2N，不计绳重和摩擦，则（ ）
A . 拉力F为4N
B . 有用功为5J
C . 绳子自由端移动距离为1.5m
D . 该滑轮组的机械效率为80%
7.将质量相同的甲、乙两物体，分别沿BA和CA两个光滑斜面从底端匀速拉到顶端，如图所示。如果所用的时间相同，则拉力（ ）

A . F甲做的功较多，功率较大
B . F甲做的功较多，功率较小
C . F甲和F乙做的功相同，功率不同
D . F甲和F乙做的功和功率均相同
二、多选题
1.小明和兴趣小组的同学们利用如图所示的装置探究斜面的机械效率，同学们对实验过程和装置发表了下列不同的看法，其中正确的有（ ）
A . 匀速拉动木块时，拉力与摩擦力是一对平衡力
B . 斜面的机械效率与木块被拉动的距离是无关的
C . 匀速拉动木块的过程中，木块的机械能是不变的
D . 匀速拉动时，木块是要克服摩擦力做额外功的
2.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
3.学习了简单机械知识后，某同学自制了如图所示的晾衣架。他将100N的衣物挂在横杆上，拉绳使衣物匀速上升2m，用时10s（上升过程中，横杆保持水平），此过程该装置的机械效率为80%（不计绳重及摩擦）。下列分析正确的是（ ）
A . 拉力做功200J
B . 拉力的功率为25W
C . 动滑轮和横杆重25N
D . 若增大衣物的质量，机械效率将减小
4.小果家自建新房，小果用如图所示的滑轮组帮助家人搬运建材。他将重力和他同为490N的物体匀速提升了3m，用时10s，这个过程滑轮组机械效率为98%。不计绳重及滑轮与轴之间的一切摩擦，下列结论正确的是（ ）

A . 小果施加的拉力大小为245N
B . 动滑轮对物体做的功为1470J
C . 小果施加拉力的功率为147W
D . 小果用该滑轮组竖直向下施力，不能提升重1000N的物体
5.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%
三、填空题
1.《天工开物》是我国古代的科学著作，书中记载着大量的古代农业机械。其中描述了筒车这样一种以水流作动力，用来取水的机械，如图所示。若接水槽离取水处高3m，水轮上有12个取水筒，一个取水筒每次可取水5kg，筒车旋转一周所用时间为60s。水流冲击的机械能转化为筒车转动的机械能和提水的 ________ 。若水流冲击筒车的功率为50W，求筒车旋转一周取水的机械效率是 ________ %。

2.小杰和小华在科技馆里看到一种升降座椅，它由滑轮组控制升降，其简化图如图所示。已知座椅和动滑轮总重为150N，小华在10s内将小杰匀速拉高2m，小华拉力的功率为150W（不计绳重和摩擦），则小杰的体重为 ________ N，该滑轮组的机械效率为 ________ 。
3.在老旧小区改造中，工人用如图所示的装置把质量为60 kg的材料从地面竖直匀速提高10 m，则绳子自由端移动的距离是 ________ m，若拉力 F 为400 N，这个装置的机械效率是 ________ %.(g取10 N/ kg)
4.修建房屋时，某建筑工人使用滑轮组提升建材，如图所示。他用竖直向下的拉力在15s内将重为480N的建材匀速提升了3m，每个滑轮重20N，不计滑轮摩擦和绳重，该过程中工人对绳子拉力的功率为 ________ ，装置的机械效率为 ________ 。（g取10N/kg）
5.工人用如图装置搬运石块A。已知A重1200N，在20s内沿水平方向匀速移动3m，工人所用拉力F为120N，那么A移动速度为 ________ m/s，此过程拉力F做功为 ________ J；如果此装置机械效率为75%，则石块A受到的摩擦力为 ________ N。
四、实验探究题
1.在一次研究性学习活动中，我校某课外活动兴趣小组对街上行驶的电动自行车和摩托车做了一个调查．下表中所列的是某品牌电动自行车和摩托车的部分技术参数：
（1） 与摩托车相比，电动自行车有哪些优势？（说出两个方面）
（2） 假设给电动自行车的蓄电池充电时，消耗的电能全部转化为蓄电池的化学能．那么，电动自行车每行驶1km电动机平均做的有用功大约是多少？当自行车以最高车速匀速行驶时，电动机的有用功率大约是多大？
（3） 摩托车每行驶1km大约要消耗多少能量？（汽油的密度：0.71×10 3kg/m 3；汽油的热值：4.6×10 7J/kg；g取10N/kg）
2.小明用右图装置探究斜面的机械效率与哪些因素有关．
（1） 要测量斜面的机械效率，除了长木板和木块（如图所示）外，还需要的主要测量工具是弹簧测力计和 ________ ．
（2） 小明先后用两木块做实验探究重力对机械效率的影响，测量并计算得到下表所示的两组数据：
①小明第二次实验所用时间为3s，拉力的功率是 ________ W． 斜面的机械效率是 ________ %．
②根据表中数据，能否得出斜面的机械效率与物体的重力关系的结论？如能，写出结论，如不能，请说明理由．
答： ________ (能/不能)．结论或理由： ________ ．
五、计算题
1.新能源汽车可以提供“油”“电”两种驱动模式。“电动”模式以蓄电池为车上的电动机供电，电动机为汽车提供动力。某品牌新能源汽车的质量M=1.15×10 3 kg，电动机功率P=45 kW，驾驶员质量m=50 kg，当汽车在水平路面以v=20 m/s的速度匀速行驶时，汽车所受阻力f为总重力的k=0.15倍。g取10 N/kg。求：
（1） 汽车通过l=1.5 km长的桥梁所用的时间t。
（2） 电动机工作的机械效率 η 。
2.随着人们生活水平的提高，不少居民小区都配备了健身房．小明每个周末回家都会到健身房锻炼，如图所示是小明最喜爱的用于锻炼臂力的健身拉力器结构示意图．如果小明每次向下拉动拉杆时，拉力为F=250N，在0.4s内使质量为m=20kg的配重块匀速升高到h=40cm后放手让其自由落下．不计拉杆和绳的重力，g取10N/kg．求：
（1） 小明拉动拉力器的功率P；
（2） 小明拉动拉力器过程中克服摩擦所做的功；
（3） 在小明锻炼过程中拉力器的机械效率η．
3.工人用滑轮组提升水中物体A，如图所示，当物体A完全在水面下被匀速提升的过程中，工人对绳子竖直向下的拉力为220N。当物体A完全打捞出水面后被匀速提升的过程中，滑轮组的机械效率为η，工人对绳子竖直向下的拉力为F。已知：物体A所受重力为1000 N，体积为8.0×10 -2 m 3 ， 水的密度为ρ 水＝1.0×10 3 kg/m 3。滑轮与轴的摩擦、水的阻力以及绳重不计，g取10N/kg。求：
（1） 物体A完全在水面下时受到的浮力；
（2） 工人对绳子竖直向下的拉力F；
（3） 滑轮组的机械效率η（结果保留一位小数）。
4.在新农村建设中，小张要将沙子运到6m高的三楼施工处，用如图所示的滑轮组．已知：沙子重为500N，装沙的桶重80N，动滑轮重为20N，（g取10N/kg）求：
（1） 小张做的有用功多大？
（2） 不考虑绳重和摩擦，该滑轮组的机械效率多大？
（3） 实际工作中，绳重和摩擦不能忽略，现知道将500N的沙子运上三楼克服绳重和摩擦做的额外功为120J，则实际工作中的拉力多大？
六、综合题
1.在生产、生活中，人们会用到轮轴，如图甲所示是古代的辘轳，它就是轮轴的一种，现将其简化为图乙所示的轮轴。一个质量分布均匀的轮轴，它由具有共同转动轴O的两个半径不等的圆柱组成。通常把大的称为轮，小的称为轴。研究轮轴特点时可忽略它的质量，将其简化成一个轮轴模型（图丙），R是轮的半径，r是轴的半径，拉力F和重力G分别是作用在轮和轴上的力。

（1）轮轴的实质是一个可连续转动的 ________ ；
（2）如图所示的生活实例中，不属于轮轴应用的是 ________ ；

A．自行车脚踏板与牙盘 B． 螺丝刀拧螺丝 C． 转动的齿轮 D． 盘旋而上的盘山公路
（3）轮轴是科技发展史上很重要的发明。使用轮轴 ________ ；
A．一定省力 B．一定费力
C．可将直线运动和圆周运动相互转化 D．可能省功
（4）如图丙，轮轴的轴半径 r=5cm ， 轮半径 R=0.2m ， 作用在轮上的力为250N时，可将质量为80kg的重物匀速提升5m，用时2min，该轮轴的机械效率是 ________ 。
2.小鑫同学发现小区安装了一批新健身器材，如图甲所示，其中有一种的叫单人坐拉器的健身器械。这种器材的使用方法是：运动者坐在坐拉器座椅上，双脚离地，双手握住手柄A并用力向下拉，操作杆AB会绕着转轴O 1转动，带动连杆BC拉动杆CD绕转轴O 2转动，将座椅向上抬起，简化图如图乙，试分析该坐拉器并回答下列问题。已知锻炼过程中上身保持竖直。
（1）当使用者用力向下拉时，从省、费力的角度来看，操作杆AO1B是一个 ________ 杠杆；
（2）关于单人坐拉器，下列说法正确的是 ________ ；
A． 人的体重越轻，坐拉器使用过程中的机械效率越高
B. 该坐拉器在使用过程中，当人缓慢落下时，人的拉力省了功
C. 当人下拉A点的力逐渐增大时，人对座椅的压强会逐渐变小
D. 当座位和人被匀速抬起时，手柄对人的拉力大于人的重力
（3）若小鑫的重力G=700N，他用400N 竖直向下的拉力F 将手柄下拉了40cm， 座椅竖直升高了20cm， 则该装置的机械效率是 ________ ；
（4）小鑫注意到，在杠杆AO1B 中有一小段圆弧形结构，此结构最可能的作用是 ________ 。
3.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）
电动自行车
摩托车
最高车速
≤20km/h
最高车速
≤90km/h
一次充电耗电量
0.6kW•h
一次加油量
10L
一次充电连续行驶里程
50km
一次加油连续行驶里程
400km
电动机效率
75%
发动机效率
30%
最大骑行噪声
≤62dB
行驶噪声
≥90dB
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%