初中物理沪粤版（2024）九年级上册（2024）11.3 机械效率练习

这是一份初中物理沪粤版（2024）九年级上册（2024）11.3 机械效率练习，共22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.估测是物理学习中一种非常重要的能力。王睿同学对生活中的一些现象进行了观察、估测，其中符合生活实际的是（ ）
A . 一名中学生受到的重力大约是50N
B . 一名中学生从一楼上到二楼克服重力所做的功约为1.5×103J
C . 教室里的大气压强约为1000Pa
D . 建筑工地上塔吊的机械效率可达100%
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5m，高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2500J
C . 斜面的机械效率为80%
D . 物体受到斜面的摩擦力为100N
3.在抗洪抢险行动中，小军需要帮老百姓把一个质量为240kg的重物搬到2m高的车上，为了省力他采用5m的长木板搭了一个斜面（如图）。搬运过程中，他用沿斜面向上1200N的力，历时5min将重物匀速地推到车上。关于此简易斜面装置，下列说法中正确的是（ ）
A . 小军做的功为2400J
B . 小军做功的功率为1200W
C . 小军对重物做的有用功为6000J
D . 此简易斜面装置的机械效率为80%
4.用如图甲、乙两种方式匀速提升重为100N的物体，已知滑轮重20N、绳重和摩擦力不计．则（ ）
A . 手的拉力：F甲=F乙；机械效率：η甲=η乙
B . 手的拉力：F甲＜F乙；机械效率：η甲＜η乙
C . 手的拉力：F甲＞F乙；机械效率：η甲＜η乙
D . 手的拉力：F甲＞F乙；机械效率：η甲＞η乙
5.用如图所示的滑轮组拉着物体A在水平桌面上做匀速直线运动。如果拉力F=12N，忽略滑轮重、绳重和滑轮摩擦，下列说法中正确的是（ ）
A . 物体A对动滑轮的拉力为12N
B . 物体A受到的拉力为4N
C . 物体A受到的摩擦力为24N
D . 竖直墙受到的拉力为24N
二、多选题
1.如图，把由相同滑轮组装成的两个滑轮组挂在天花板下，用它们在相等时间内提升不同数量的物块到相同高度处，每个滑轮的重力都为G 0 ， 不计摩擦与绳重，若两次提升物体的效率之比η 1∶η 2＝5∶6，下列说法正确的是（ ）
A . 绳端两次拉力之比F1∶F2＝9∶10
B . 动滑轮与物块重力比G0∶G＝1∶3
C . 天花板两次受拉力之比T1∶T2＝27∶20
D . 两次拉力的功率之比P1∶P2＝3∶5
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.某款“手摇晾衣架”其简化结构图如图所示，晾晒衣服时转动摇柄，衣架平稳上升。小张在家用2个衣架晾晒一床重20N的被子，被子在10s内竖直匀速提升了1m。已知摇柄对绳子施加的拉力 F=10 N ， 每个衣架重 1 N ， 每个滑轮重 1 N ， 杆重 1 N ， 不计摇柄与绳之间的摩擦， g取 10 N/kg。在该过程中，下列说法正确的是（ ）
A . 拉力 F的功率为0.4 W
B . 该装置的机械效率为50%
C . 克服绳重和摩擦做的额外功为15J
D . 若将被子再拧干一些挂上去，该装置的机械效率会更高
4.为了将放置在水平地面上重为150N的物体提升到高处，小阳设计了如图甲所示的滑轮组装置。小阳用竖直向下拉力F拉绳，拉力F随时间的变化关系图像如图乙所示。物体上升的高度h随时间t变化的关系图像如图丙所示。若物体与地面的接触面积 S=5×10−2m2 ， 不计绳重和摩擦。下列说法中正确的是（ ）
A . 动滑轮受到的重力为10N
B . 在0~1s内，重物对地面的压强为800Pa
C . 在0~1s内，拉力F做的功为250J
D . 在2~3s内，滑轮组的机械效率为83.3%
5.如图，工人往车上装重物时，用长木板搭个斜面，把重物沿斜面推上去。斜面长2m，斜面最高处高度为1m。工人师傅在5s时间内，用大小为600N的力将一个重为1000N的物体沿着斜面从底端匀速推到顶端。则下列说法正确的是（ ）
A . 使用斜面，既可以省力，也可以省功
B . 物体所受到斜面的摩擦力方向沿斜面向下，大小为100N
C . 若仅增大斜面的倾斜程度，此斜面装置的机械效率不改变
D . 推力做功的功率为240W
6.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
7.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600N，物块重为200N，动滑轮重为20N，当甲的绳自由端拉力为500N，乙的绳自由端拉力为200N时，物块以0.1m/s匀速水平向左移动；当甲的绳端拉力为500N，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200N
B . F乙'＝260N
C . 物块以0.1m/s匀速向右移动，乙绳端拉力的最小功率为14W
D . 物块匀速移动时，乙的最大机械效率为83.3%
8.某科技小组设计了一种测量浑水密度的装置，如图所示，A是体积为10 -3m 3的均匀正方体浮子，B是圆形容器，C是固定在容器底部的定滑轮，通过细绳将A与滑轮组连接。当容器中盛有适量密度为1.0×10 3kg/m 3的清水，连接浮子的绳子恰好不受拉力时，浮子 25的体积浸在清水中；当绳子末端拉力为F 1时，浮子在清水中浸没后能缓慢匀速向下运动：把清水换成待测浑水后，绳子末端拉力为F 2=3.1N时，浮子浸没后也能缓慢匀速向下运动。已知动滑轮质量为30g，g=10N/kg，不计绳子质量，伸缩，摩擦及水的阻力则（ ）
A . 浮子的密度为0.6×103kg/m3
B . 绳子拉力F1为2.1N
C . 清水中浮子浸没后匀速运动时滑轮组的机械效率约为95%
D . 浑水密度为1.2×103kg/m3
9.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
三、填空题
1.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）
2.送水工将两桶纯净水送上位于五楼的小明家，可以有两种方法：一是将两桶水一起送上楼；二是分两次，每次送一桶水上楼．假设送水工上楼的速度相同，前后两种送水方法的功率和机械效率分别为：P 1、P 2和η 1、η 2 ． 则：P 1 ________ P 2 ， η 1 ________ η 2（选填“大于”、“小于”或“等于”）．
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.用动力臂是阻力臂2倍的杠杆将重400N的货物抬高20cm，手向下压杠杆的力是220N，手下降的高度是 ________ cm，人做的总功是 ________ J，这根杠杆的机械效率是 ________ ．
5.斜面长4m、高1m，把重为800N的物体匀速推向斜面顶端。若斜面是光滑的，则推力做功为 ________ J。如果斜面不光滑，沿斜面所用推力为250N，则斜面的机械效率为 ________ 。
6.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 ________ 。
7.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。
8.如图是人抬起独轮车车把时的简化示意图，此时独轮车相当于一个 杠杆（选填“省力”或“费力”）；若动力臂是阻力臂的3倍，物体和车总重G为1200N，抬起车把的力F=500N，则此杠杆的机械效率为 ________ ，请提出一个提高该装置机械效率的方法： ________ ．
四、实验探究题
1.小刚在测量如图所示的滑轮组的机械效率，实验数据如下表所示（忽略绳重和摩擦）。
（1）第1次实验中，滑轮组的机械效率为 ________ %（结果保留整数）；
（2）分析第2、3次实验数据可知：滑轮组的机械效率与物体 ________ 无关。分析第1、2组实验数据可知：可采用 ________ 的方法来提高滑轮组的机械效率。
2.某同学用弹簧测力计、刻度尺、钩码等实验器材，测量如图甲、乙所示的滑轮组的机械效率，正确进行实验后，测出的数据如下表：
（1） 通过分析表中数据可知，实验2获得的数据，是使用 ________ （选填“甲”或“乙”）图所示装置获得的；
（2） 对比实验1和实验2的数据，可以得出（ ）（选填序号）
A . 提升相同重量的钩码，滑轮组中动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率越低
B . 提升相同重量的钩码，滑轮组中动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率越高
C . 同一滑轮组的机械效率随钩码重力的变化而变化，钩码重力越大，机械效率越低
D . 同一滑轮组的机械效率随钩码重力的变化而变化，钩码重力越大，机械效率越高
（3） 实验3中滑轮组的机械效率是 ________ 。
3.小李和同学们进行测量滑轮组机械效率的实验：
（1） 他们按照如图所示的顺序进行实验，其中甲、乙实验用的是同一滑轮组．在实验过程中，应 ________ 拉动弹簧测力计．
（2） 他们记录的数据如表所示，丙实验中滑轮组的机械效率为 ________ ．
（3） 对比分析实验甲、乙，可得出：同一滑轮组，提升的钩码 ________ ，机械效率越高．
五、计算题
1.为了建设精致城市，每到春天园林工人要在过街天桥上放置花草，为城市增添一抹绿色。如图所示，工人用长木棒、滑轮、轻绳组装提升装置。木棒放置在天桥栏杆上始终保持水平，与栏杆M接触点为O；用沙袋将木棒B端压在栏杆N上，在木棒A端吊装滑轮组。OA：OB＝1：2，每个沙袋重300N，每个滑轮重24N。（木棒和绳的重力、滑轮与轴的摩擦均忽略不计）
（1） 若A点受到竖直向下的拉力为1000N，为了保持木棒水平平衡，在B端至少需要放置几个沙袋？
（2） 若某次工人利用滑轮组竖直向下拉绳子，将重为376N的花架匀速提升5m。求：
①滑轮组的机械效率。
②滑轮组对绳AC的拉力。
2.图甲所示的塔吊是施工建设中最常见的设备，其结构可简化为图乙所示的滑轮组模型。已知物体质量为300kg，在绳子自由端施加1250N拉力，物体以0.5m/s的速度匀速上升10s。求：
（1） 绳子拉力端移动的距离；
（2） 拉力的功率；
（3） 在此过程中滑轮组的机械效率。
3.工人师傅利用如图甲所示的滑轮组搬运石材，质量为1.8×10 3kg的石材放在水平地面上，在10 3N拉力F的作用下沿水平方向做匀速直线运动，其速度随时间变化的图像如图乙所示；石材在水平方向上受到的阻力为石材重的0.1倍，滑轮组和绳子的自重不计；（g取10N/kg）求：
（1） 石材受到的阻力；
（2） 工人做功的功率；
（3） 滑轮组的机械效率。
六、综合题
1.实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如表所示，实验装置如图所示．请回答下列问题：
（1） 通过分析表中数据可知第2次实验使用的是 ________ （选填“甲”或“乙”）图所示的装置．
（2） 根据表中数据，可以计算出第2次实验中的机械效率应为η= ________ ．
（3） 通过对第1次实验和第2次实验的数据分析可得出结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的个数越多（或动滑轮的质量越大），滑轮组的机械效率 ________ （选填“越高”、“不变”或“越低”）．
2.图a所示为一种搬运建筑材料的机械装置，其右端滑轮组的组装方式有两种，分别如图a的甲、乙所示，不计绳重与摩擦。
(1)甲、乙两种方式，向上运送材料时其中比较省力的是方式 ________ ；
(2)若采用乙方式，某次提升3000N的材料时，材料上升的高度与时间的关系如图b所示，材料在上升过程中电动卷扬机拉钢丝绳的力F=1200N。问：
①动滑轮的重力为多大 ________ ？
②材料在上升过程中电动卷扬机拉钢丝绳的力的功率为多大 ________ ？
③该装置的机械效率是多大 ________ ？（结果保留至0.1%）
3.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 ________ 。
4.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
钩码总重G/N
钩码上升高度h/m
测力计示数F/N
测力计移动距s/m
机械效率η
1
4
0.1
1.8
0.3
2
6
0.1
2.5
0.3
80%
3
6
0.15
2.5
0.45
80%
物理量
实验1
实验2
实验3
钩码所受总重力G/N
4
6
4
钩码上升的高度h/m
0.1
0.1
0.1
绳端拉力F/N
2.0
2.8
1.4
绳端移动的距离s/m
0.3
0.3
0.5
机械效率η
67%
71%
？
实验次序
钩码总重G/N
钩码上升高度h/m
弹簧测力计的示数F/N
绳子自由端移动距离s/m
机械效率
甲
1.0
0.1
0.5
0.3
67%
乙
2.5
0.1
1.0
0.3
83%
丙
1.0
0.1
0.5
0.4
试验次数
1
2
钩码重G/N
4
4
钩码上升高度h/m
0.1
0.1
绳端拉力F/N
1.8
1.6
绳端移动的距离s/m
0.3
0.4
机械效率η
74.1%
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