初中物理沪粤版（2024）九年级上册（2024）11.3 机械效率同步练习题

这是一份初中物理沪粤版（2024）九年级上册（2024）11.3 机械效率同步练习题，共16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.为了方便残疾人乘公交，公交公司专门购置了无障碍公交车（如图所示），无障碍公交车斜面长1m，高20cm，乘车时，连同轮椅共80kg的乘客只需要用200N的力就可以把轮椅匀速推上公交车，则该过程中（ ）（g取10N/kg）
A . 推力做的总功为800J
B . 推力做的额外功为160J
C . 斜面对轮椅的摩擦力为200N
D . 斜面的机械效率为80%
2.近期我国长江流域许多省份因连续大雨发生洪涝灾害。抗洪抢险小分队成员李明在一次行动中需要帮老百姓把一个质量为240kg的重物搬到2m高的车上。为了省力采用5m的长木板搭了一个斜面(如图所示)。用1200N的力用了5min将重物匀速推到车上。取g=10N/kg，关于此简易斜面装置，下列说法中正确的是（ ）
A . 他对重物做了4800J的功
B . 此次简易斜面装置的机械效率为50%
C . 他做功的功率为16W
D . 他做功的功率为20W
3.小明直接用水桶装着水从一楼提到三楼的家中，克服水的重力所做的功和克腰桶的重力所做的功分别是（ ）
A . 总功和有用功
B . 总功和额外功
C . 有用功和额外功
D . 均是有用功
4.如图，这是小静设计的一款无需电池和燃料的无碳小车。在重物下落驱动无碳小车运动的过程中，下列说法正确的是（ ）
A . 顶部的定滑轮可以省力
B . 机械效率可达到100%
C . 主要是利用重力势能转化为动能
D . 给车轮轴承加润滑油可以增大摩擦力
5.凉山有丰富的旅游资源，吸引大量游客前来游玩。“五一”假期，小明同学一家前往昭觉县谷克德景区游玩。下列关于他们一家在游玩过程中涉及的物理知识说法正确的是（ ）
A . 修建盘山公路是利用斜面省力
B . 拍摄风景使用的照相机镜头是凹透镜
C . 当小明对着山崖大喊一声，0.05s后听见了回声
D . 小明利用手机视频通话功能给奶奶观看美景，利用超声波传递信息
6.小叶同学用如图所示的滑轮组提升重物A，不计绳重和机械之间的摩擦，每个滑轮的重力均为10N，与地面固定的细绳a的拉力F 2=105N，他通过细绳b用F 1的拉力将重物A匀速提升1.5m，所用时间10s。下列说法中正确的是（ ）

A . 物体A的重力为200N
B . 拉力F1做功的功率为32.5W
C . 该装置由两个定滑轮和一个动滑轮组成
D . 该滑轮组在使用过程中的机械效率为80%
7.在探究“斜面的机械效率”的实验中，测得图中斜面的机械效率为80%，这表示（ ）
A . 若物重为1N，则沿斜面向上的拉力为0.8N
B . 若斜面长度为1m，则斜面的高度为0.8m
C . 若拉力做功1J，则有0.8J的功用于提升重物
D . 若拉力做功1J，则有0.8J的功用于克服摩擦力
二、多选题
1.小月在小组实验“测量滑轮组的机械效率”中使用如图甲所示装置，拉动静止在水平面上的重为100N的木箱，小月记录数据并绘制了拉力 F随时间 t的变化关系图像如图乙所示，木箱上升速度 v和上升高度 h随时间 t的变化关系图像分别如图丙和丁所示，不计绳重和滑轮摩擦。下列说法正确的是（ ）
A . 1s∼2s内，拉力 F做的功为62.5J
B . 0∼1s内，木箱受到向上的拉力为90N
C . 2s∼3s内，滑轮组的机械效率约为83.3%
D . 2s∼3s内，拉力 F的功率为300W
2.体重为450N的小明用如图滑轮组提升质量为50kg的重物A，小明竖直向下拉力 F=150N时，A处于静止状态，地面对物体A的支持力是60N；接着小明增大绳子自由端的拉力使物体A匀速上升2m，用时10s（每个滑轮等重，不计绳重与摩擦），g取10N/kg，下列说法正确的是（ ）
A . 小明竖直向下拉力 F=150N时，小明对地面的压力为300N
B . 物体A匀速上升2m时，人对绳子自由端的拉力做功的功率为102W
C . 物体A匀速上升时，滑轮组的机械效率为97%
D . 若绕在滑轮上的绳子能承受的最大拉力为220N，匀速提升的最大物重为640N
3.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
4.在劳动实践中，小孙在水平地面与车厢间用木板搭一斜面，并用平行于斜面的推力将重G=600 N的货物匀速地从斜面底端推到顶端的车厢，如图所示.已知斜面长L=6m，斜面高h=1.5m ，斜面的机械效率η=60%.下列叙述中正确的是 （ ）
A . 小孙推动货物所用推力大小为150 N
B . 货物受到斜面的摩擦力大小为 100 N
C . 若增大推行速度，则货物受到的摩擦力将变大
D . 若h不变、减小L，则斜面的机械效率将升高
5.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%
三、填空题
1.救援车工作原理如图所示，当车载电机对钢绳施加的拉力F大小为2.5×10 3N时，小车A恰能匀速缓慢地沿斜面上升。已知小车A的质量为1t，斜面高为2m，斜面长为5m（不计车长、钢绳重、动滑轮重、钢绳与滑轮间的摩擦和滑轮与轴间的摩擦，g＝10Nkg）在小车A由水平路面被拖上救援车的过程中，钢绳所做的有用功为 ________ J，整个装置的机械效率为 ________ ，小车A与斜面间的摩擦力大小为 ________ N．
2.如图所示的斜面高为1m，长为5m，工人用大小为500N，方向沿斜面向上的力将重为2000N的箱子匀速推到车上。该过程中斜面的机械效率是 ________ ；重物受到的摩擦力是 ________ N。
3.如图是巴中市通江县至诚段的盘山公路，盘山公路实际是一种特殊的 ________ (填写简单机械名称 ) ， 汽车沿着盘山公路可以驶上高耸入云的山峰，盘山公路修得弯弯曲曲的主要目的是 ________ 。
4.有一长2m，高0.8m的斜面。明明同学用100N平行于斜面向上的推力，将重力为200N的物体从底端匀速推到斜面顶端 ________ 。
5.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 ________ %。
6.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。
7.生活中我们使用的筷子是杠杆，它是属于 ________ （选填“省力”或“费力”“等臂”）杠杆，如图所示，工人师傅用80N的力将重120N的物体匀速提升1m，不计绳重及摩擦，在此过程中滑轮组的机械效是 ________ ．
8.截至2019年4月14日，泸州云龙机场已开通31条航线。从云龙机场飞往北京的某航班在水平跑道上加速的初始阶段，牵引力沿水平方向，大小为9.2×10 4 N ， 经过的路程为1000 m ， 则牵引力所做的功为 ________ J；若飞机发动机的效率为25%，在此过程中，消耗的汽油为 ________ kg ， 这些汽油的体积为 ________ m 3 ． （取汽油的密度ρ=0.7×10 3 kg/ m 3 ， 汽油的热值 q=4.6×10 7 J/ kg）
9.利用机械工作时，因为额外功是不可避免的，故总功总是 ________ （选填“大于”“小于”或“等于”）有用功，所有机械效率总是 ________ （选填“大于”“小于”或“等于”）1．
10.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 ________ 。
四、实验探究题
1. 汉巴南高铁某建筑工地上矗立的塔吊，是用电动机来带动滑轮组提升重物的设备.如何提高滑轮组机械效率，节约电能呢？为此同学们进行了“影响滑轮组机械效率因素”的实验探究，用到的装置如图，实验数据记录如下表所示：

（1） 实验中应沿竖直方向 ________ 拉动弹簧测力计.
（2） 分析表中数据可知：第4次实验是用 ________ 图所示装置来完成的.
（3） 通过比较1、2两次实验数据可得出：使用同一滑轮组提升相同重物，滑轮组的机械效率与重物上升高度 ________ （选填“有关”或“无关”）.
（4） 通过比较 ________ 两次实验数据可得出：同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组机械效率越高(填实验次数的序号).
（5） 通过比较3、4两次实验数据可得出：不同滑轮组提升相同重物，机械效率与 ________ （选填“物体”“定滑轮”或“动滑轮”）的重力有关.
（6） 为提高滑轮组机械效率节约电能，根据以上结论和生活经验，你建议可采取的措施有（多选）______.
A . 减轻动滑轮重
B . 增加所提物体重
C . 机械加润滑油
D . 增加重物上升高度
2.小明和小组同学进行了“测量滑轮组的机械效率”的实验.
（1） 本实验的实验原理是 ________ .除了如图所示器材外，还需要的测量仪器是 ________ .
（2） 小明实验前先用弹簧测力计测出 ________ 的重力，弹簧测力计在使用前应在 ________ 方向进行调零.他按照图示组装滑轮组，接下来他分别记下绳端和钩码的起始位置，是为了 ________ .
（3） 实验时匀速缓慢拉动弹簧测力计，在 ________ (选填“拉动过程中”或“弹簧测力计静止时”)读数，此时拉力大小 ________ 弹簧测力计示数.
（4） 利用如图所示的装置分别进行实验，将测得的实验数据记录在表中.
①根据表格数据可知，第5次实验是用 ________ 图装置进行实验的，该装置的机械效率为 ________ %；
②通过分析第1、2两次实验数据，可得出结论：使用相同滑轮组提升同一物体时，滑轮组的机械效率与绕绳方式 ________ (选填“有关”或“无关”)；
③通过比较第 ________ (填序号)两次实验数据可得出结论：使用相同滑轮组提升物体时，物体越重，滑轮组机械效率越 ________ (选填“大”或“小”)；
④通过比较第4、5两次实验数据可得出结论：不同滑轮组提升相同物体时，动滑轮越重，滑轮组机械效率越 ________ (选填“大”或“小”).
（5） 下列能粗略反映同一滑轮组的机械效率η与提升物重G的关系的图像是 ________ .(填字母)
（6） 为提高滑轮组机械效率，结合表格数据和生活经验， 不可采取的措施有____.(填字母)
A . 减轻动滑轮重
B . 增加所提物体重力
C . 机械加润滑油
D . 增加重物上升高度
3.如图是小海同学“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验装置。他按如图所示方向拉动测力计，即在图甲中拉动测力计匀速向上移动，在图乙中拉动测力计匀速向下移动，在图丙中拉动测力计匀速向上运动。测得的实验数据如下表所示。
（1）比较测力计示数的大小，可知使用动滑轮的好处是 ________ ；
（2）比较测力计拉力的方向，可知使用定滑轮的好处是 ________ ；
（3）把钩码升高相同的高度，比较乙和丙实验测力计移动的距离，可知使用动滑轮 ________ ；
（4）在图丙中，实验时将绳子自由端匀速拉动时弹簧测力计的读数记为F，钩码重记为G，动滑轮重记为 G' ， 绳自由端移动距离记为s，钩码提升高度记为h，不计绳子重及摩擦。则下列计算该装置机械效率的表达式中错误的是 ________ 。
A. η=GhFs×100% B.η=GF×100%
C. η=GG+G'×100% D.η=1−G'Fs×100%
五、计算题
1.我国南宋远洋商贸船“南海一号”于2007年成功打捞出水，为复原我国海上丝绸之路历史提供了及其珍贵的实物资料，采用沉井包裹沉船的整体打捞方式．在世界水下考古也是一大创新．某同学为了体验“南海一号”的打捞过程，特利用滑轮组从水下打捞一重物．如图所示，用一个底面积S=0.05m 2 ， 高h=0.2m的长方体形状的重物模拟“南海一号”，该同学站在岸边拉动绳子的自由端，使重物从水底开始向上运动．假定重物一直做竖直向上的匀速直线运动，并经历三个运动阶段：第一阶段，从重物在水底开始运动到重物的上表面刚露出水面．绳对重物的拉力F 1=140N，用时t 1=40s，第二阶段，从重物上表面刚露出水面到其下表面刚离开水面，用时t 2=4s：第三阶段，从重物下表面离开水面后在空中上升．已知动滑轮所受重力G=60N，ρ 水=1.0×10 3kg/m 3 ， g=10N/kg，不计绳重、轮与轴之间的摩擦及水的阻力，不考虑重物出水前后质量的变化．求：
（1） 在第一阶段运动中，水对重物的浮力F 浮为多大？
（2） 在第一阶段运动中，绳对重物做功W 1为多大？
（3） 滑轮在第一阶段运动中的机械效率η 1和在第三阶段运动中的机械效率η 2分别为多大？
2.某款纯电新能源汽车进行道路测试，以72km/h的速度匀速直线行驶，共持续行驶10min，行驶时汽车所受阻力为600N，其电动机工作的效率为80%。求：
（1） 汽车行驶的路程s；
（2） 汽车牵引力做的功W 牵；
（3） 电动机消耗的电能W 电。
3.一头质量为180kg的海豚在长江受伤搁浅，被救援人员送至科研基地治疗，救援过程中，利用如图所示的滑轮组，在40s时间内，救援人员用800N的拉力F拉动绳端，把轻质布兜内的海豚沿竖直方向匀速提升2m；g取10N/kg，问，此过程中：
（1）滑轮组对海豚做的有用功有多大？
（2）拉力F做功的功率有多大？
（3）滑轮组的机械效率有多大？
（4）动滑轮的质量是多少？
4.小夏利用如图的滑轮组，将重量为280N的物体匀速提升了2m。已知他自身的重量为500N，对绳子施加的拉力F=200N，两脚与地面接触的总面积S=400cm 2 ． 求此过程中：
（1） 小夏对地面的压强；
（2） 拉力F做的功；
（3） 该滑轮组的机械效率。
六、综合题
1.小雨站在水平地面上，通过如图所示的滑轮组从井中提水（不计绳重及摩擦）．已知小雨的质量为50kg、双脚与地面的接触面积为0.04m 2 ， 圆柱形水桶的底面积为0.2m 2、容积为0.1m 3（不计桶的厚度）．
（1） 小雨的重力是多少？
（2） 将空桶匀速下放的过程中（桶底未接触水面），小雨对地面的压强为1.15×10 4Pa，则桶和动滑轮总重是多少？
（3） 向上提水，当桶底受到水向上压强为2.5×10 3Pa时，小雨对地面压强为1×10 4Pa；将水桶拉离水面后，匀速拉动过程中滑轮组的机械效率是多少？
2.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 ________ 。
3.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．
4.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 ________ 。
5.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）
实验次数
钩码重G/N
钩码上升高度h/m
绳端拉力F/N
绳端移动距离s/m
机械效率η
1
2
0.1
1.2
0.3
55.60%
2
2
0.2
1.2
0.6
55.60%
3
4
0.1
1.9
0.3
70.20%
4
4
0.1
1.3
0.5
61.50%
实验次数
钩码的总重力G/N
钩码上升的高度 h/m
绳端拉力F/N
绳端移动的距离s/m
机械效率η
1
4
0.1
2.7
0.2
74%
2
4
0.1
1.8
0.3
74%
3
4
0.2
1.8
0.6
74%
4
8
0.1
3.2
0.3
83%
5
8
0.1
2.5
0.4
钩码重G/N
钩码升高高度h/m
测力计示数F/N
测力计移动距离s/m
甲
0.98
0.2
0.98
0.2
乙
0.98
0.2
1.02
0.2
丙
0.98
0.2
0.55
0.4
L（m）
0.45
0.40
0.35
0.30
W额外（J）
0.90
0.80
0.70
0.60
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