2023年中考物理真题分类汇编: 机械效率1

试卷更新日期：2023-08-13 类型：二轮复习

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一、单选题

1. 某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组（每个滑轮等重），在相同时间内把重物G提升相同高度，F₁和F₂大小相等，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是

A、力F₁和F₂做功的功率相同 B、力F₁和F₂做的总功相同 C、乙滑轮组更省力，两个滑轮组机械效率一样大 D、甲滑轮组的机械效率比乙滑轮组高

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2. 如图所示是我国《农书》中记录的槽碓（dui）。大木勺积水较多会下沉，使石锤上升；当大木勺内的水流出变轻后，石锤落下击打石白内的谷物。该槽碓（　　）

A、机械效率可达100% B、是杠杆 C、机械效率可超过100% D、是热机

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3. 工人师傅使用如图所示的清轮组，将重为450N的建筑材料在10s内匀速提升4m，此次滑轮组的机械效率为75%，忽略绳重和摩擦。下列有关这次提升过程说法正确的是（）

A、所做的有用功为1800J B、在绳端的拉力F为150N C、动滑轮所受的重力为75N D、拉力F的功率为180W

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4. 如图所示，小潘用动滑轮将重为8N的物体匀速提升，绳子自由端移动的速度为0.2m/s，动滑轮的重力为2N，忽略绳重和摩擦。下列说法正确的是（　　）

A、经过5s，物体被提升1m B、经过5s，小潘做的有用功为5J C、小潘对绳子的拉力F大小为4N D、此过程中该动滑轮的机械效率为80%

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5. 用如图所示的滑轮组，把重1200N的货物在4s内匀速提高2m，每个滑轮重为300N，不计摩擦及绳重。下列说法正确的是（　　）

A、所做的有用功为7200J B、拉力F大小为750N C、拉力F的功率为250W D、滑轮组的机械效率为80%

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6. 用如图所示的装置提升重为800N的物体A，动滑轮重为200N。在卷扬机对绳子的拉力F作用下，物体A在10s内竖直匀速上升了2m。在此过程中，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　）

A、物体A上升的速度为0.4m/s B、滑轮组的有用功为2000J C、拉力F的功率为100W D、滑轮组的机械效率为80%

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7. 在小区改造工程中，工人师傅用滑轮组提升建筑材料，如图所示。滑轮组挂在固定的钢架上，每个滑轮重为150N。绳子自由端受到的拉力F为500N，材料在30s内匀速上升了3m，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　）

A、绳子自由端的速度为0.1m/s B、拉力F的功率为50W C、滑轮组的机械效率为90% D、钢架受到的拉力为1500N

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8. 小刚用如图所示的滑轮组，将重为10N的物体匀速提升0.5m，已知动滑轮重2N，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　）

A、拉力F为5N B、有用功为10J C、绳子自由端移动的距离为1.5m D、该滑轮组的机械效率为83.3%

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9. 如图所示，在 $200 N$ 的拉力F作用下，用滑轮组将重为 $300 N$ 的货物匀速提升，在 $20 s$ 内货物竖直上升了 $2 m$ ，不计绳重及滑轮上的摩擦。下列说法正确的是（）

A、滑轮组做的有用功为 $400 J$ B、拉力 $F$ 做功的功率为 $30 W$ C、滑轮组的机械效率为 $75 %$ D、此滑轮组提升的货物越轻、机械效率越大

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10. 用滑轮组进行“一瓶水提升一个人”活动，如图，水瓶匀速直线下降10m，使人匀速升高0.5m，水瓶对绳a的拉力为 $F_{1} = 30 N$ ，绳b对人的拉力为 $F_{2} = 480 N$ 。此过程（）

A、有用功为300J B、 $F_{1}$ 做的功等于 $F_{2}$ 做的功 C、 $F_{1}$ 做的功小于 $F_{2}$ 做的功 D、滑轮组的机械效率为80%

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11. 小明学习了滑轮知识后，利用滑轮设计了一个升降装置，如图所示。在爸爸的帮助下，通过它把一个重为100N的物体从地面提升到9m高的阳台上，所用拉力F为60N，用时10s，关于提升过程描述正确的是（）

A、做的有用功为900J B、拉力F做功的功率为54W C、机械效率为60% D、用升降装置可以省功

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二、多选题

12. 如图所示，重100N的物体A在F=10N的拉力作用下， 3s内沿水平地面匀速直线运动了1.5m，不计绳和滑轮自重，滑轮组的机械效率为 90%。下列说法正确的是（　　）

A、绳自由端移动的速度为 1m /s B、在此过程中所做的额外功为15J C、物体与地面间的滑动摩擦力为 18N D、拉力F增大时，物体A受到地面的摩擦力一定变大

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13. 工人用如图所示的滑轮组将重为800N的物体在5秒内匀速提升2m，其中动滑轮重100N（不计绳重和摩擦），下列判断正确的是（）

A、绳端移动的距离为8m B、此滑轮组的机械效率为80% C、拉力做功的功率为360W D、若工人对绳子最大拉力为500N，则他最多可提起重为1400N的物体

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14. 用如图所示的装置匀速提升浸没在容器底部的正方体物块A，物块A的质量为5kg，棱长为10cm，水的深度为60cm。物块A露出水面前滑轮组的机械效率为80%，在水中上升的时间为5s。物块A与容器底部未紧密接触，水对物块A的阻力、绳子的重力、绳子与滑轮间摩擦都忽略不计， $ρ_{水} = 1.0 \times 1 0^{3} k g / m^{3}$ ， $g = 10 N / k g$ 。下列分析正确的是（）

A、物块A的重力为50N B、物块A上升的速度为0.12m/s C、物块A露出水面前，拉力所做的有用功为20J D、物块A完全露出水面后，滑轮组的机械效率约为83.3%

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三、填空题

15. 如图所示，供轮椅上下的斜坡长 $L = 4 m$ ，高 $h = 2 m$ 。小明用 $120 N$ 的拉力平行于斜坡向上将重为 $200 N$ 的木箱从底端匀速拉到顶端。他所做的有用功为 $J$ ，斜坡的机械效率为 $($ 精确到 $0.1 %)$ ，木箱所受摩擦力的大小为 $N$ 。

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16. 如图所示，物体的重力是1600N，图中拉力F是1000N，物体在10s内上升了5m，物体的运动速度是m/s，该滑轮组的机械效率是。

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17. 两个滑轮按如图所示的方式组合，用5N的拉力F拉动绳端，使物体在5s内水平向左匀速滑动1m，物体与地面间的摩擦力为9N，则拉力F的功率为W，滑轮组的机械效率为。

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18. 如图为某景区的盘山公路，汽车行驶过程中遇到陡坡时司机常常要换用低速档，这样做是因为在发动机的输出功率一定时可以增大。一辆总重为1×10⁵N的汽车经过某一长为200m的路段时，竖直高度上升了20m，如果汽车的牵引力恒为2.5×10⁴N，此过程中盘山公路斜面的机械效率为。

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19.

(1)、利用图甲装置测量“滑轮组的机械效率”，需要的测量工具有刻度尺和；实验中，要想提高滑轮组的机械效率，可采取的措施有（写出一种方法即可）。


(2)、如图乙，用装满水的玻璃瓶、橡皮塞和细玻璃管可制成多功能演示器。用力挤压瓶身，玻璃管内液面上升，说明力可以改变物体的；将此装置分别放入热水和冷水中，由于液体的，玻璃管内液面会随之升降，这就是一个简易温度计；将装置内的水倒掉小部分，又可制作成简易的气压计，如图丙所示。将它从山脚移到山顶，细玻璃管内液柱将（选填“上升”或“下降”）。


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20. 如图所示，将重力为10N的物体沿斜面向上从底端匀速拉到顶端。若斜面长L为1m，斜面高h为0.3m，拉力F为4N，拉力的功率为2W，则此过程中，斜面的机械效率是%，物体从斜面底端运动到斜面顶端所用的时间是s。

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21. 小聪探究斜面的机械效率时，将粗糙程度均匀的长木板用支架支撑构成斜面，如图所示。用刻度尺量出斜面底端 $A$ 点到斜面上 $B$ 点的距离 $L$ 为 $80 c m$ ， $B$ 点距水平地面高度 $h$ 为 $20 c m$ 。沿斜面向上用 $0.8 N$ 的拉力 $F$ 将重为 $2 N$ 的木块匀速拉到 $B$ 点，用时 $2 s$ ，则这段过程中拉力 $F$ 做功的功率 $P =$ $W$ ，斜面的机械效率 $η =$ $%$ ，木块在该斜面上受到的滑动摩擦力 $f =$ $N$ 。

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四、实验探究题

22. 如图所示，在“测量滑轮组机械效率”的实验中，利用甲、乙、丙三个实验装置进行实验，测得的实验数据如下表。（钩码规格相同、动滑轮个数越多重力越大）

实验次数
钩码重力G/N
提升高度h/m
绳端拉力F/N
绳端移动距离s/m
机械效率η
1
4
0.1
0.3
2
8
0.1
3.2
0.3
83.3%
3
8
0.1
2.0
0.5
80.0%

(1)、在实验中，应沿竖直方向拉动弹簧测力计；

(2)、第一次实验中，如图所示，弹簧测力计的示数是N，机械效率是（精确到0.1%）；

(3)、由1、2两次实验数据可得出结论：；

(4)、由两次实验数据可得出结论：使用不同滑轮组提升相同重物，动滑轮越重，机械效率越低；

(5)、在第三次实验操作的基础上，如图丁所示改变绳端拉力方向，测得的滑轮组机械效率将。（选填“偏高”“偏低”或“不变”）

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23. 用图所示装置测量滑轮组的机械效率，部分实验数据如下表：

实验次数	钩码重力Ｇ/Ｎ	钩码上升高度h/cm	拉力Ｆ/Ｎ	绳子自由端移动距离s/cm	机械效率η
1	2.0	5	1.0	15	66.7%
2	4.0	5	1.8	15	74.1%
3	4.0	10	1.8	30	74.1%
4	6.0	5	2.5	15

(1)、实验过程中，缓慢竖直拉动弹簧测力计，使钩码向上做运动。第1次实验时，钩码上升的时间为3s，此过程中，绳子自由端上升的速度为m/s．

(2)、第4次实验时所做的有用功为J，滑轮组的机械效率是%。

(3)、分析1、2、4次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物重力越（选填“大”或“小”），滑轮组的机械效率越高；分析2、3次实验的数据可知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度（选填“有关”或“无关”）。

(4)、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、换用更轻的动滑轮 B、加快提升物体的速度

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五、计算题

24. 工人用一个定滑轮匀速提升质量为18kg的物体，所用的拉力为200N，物体升高2m，g取10N/kg。求：

(1)、物体受到的重力；

(2)、定滑轮的机械效率。

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25. 新时代中国科技飞速发展，激发了广大学生学习和研究的热情。某兴趣小组在实验室中模拟深水打捞过程。装置如图甲所示， $A$ 为封闭的圆柱金属罐，横截面积 $S$ 为 $250 c m^{2}$ ， $B$ 滑轮重力为 $50 N$ ，横截面积为 $2 S$ 的圆柱槽中装有某种未知密度的液体。现将金属罐 $A$ 从槽底匀速捞起，在向上捞起过程中，绳索拉力 $T$ 与金属罐底面到槽底的距离 $h$ 关系如图乙所示，图丙为金属罐顶面刚到液面的位置，图丁为金属罐底面离开液面的位置 $($ 已知 $g = 10 N / k g$ ，不计绳重和摩擦及液体的阻力，不计物体表面附着液体的影响，捞起过程中金属罐不与槽侧壁接触 $)$ 。求：

(1)、 $h_{1} - h_{2}$ 过程中滑轮组的机械效率；

(2)、金属罐 $A$ 浸没在液体内部时受到浮力的大小；

(3)、金属罐 $A$ 在 $h_{2}$ 位置时液体对容器底部的压强。

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26. 一桶沙总重200N，工人在高处用绳在30s内将其匀速提升了6m。求：

(1)、工人做功的功率为多大？

(2)、若徒手提着这桶沙，沿着楼梯爬高6m，比较工人两次做功的机械效率大小，并简述理由。

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27. 重力为 $1680 N$ 的建筑材料，放在工地的水平地面上，与地面的接触面积为 $0.4 m^{2}$ 。用如图所示的滑轮组将建筑材料匀速提升了 $3 m$ ，滑轮组的机械效率是 $84 %$ 。试求：

(1)、建筑材料放在地面上时，对地面的压强是多少？

(2)、滑轮组做的有用功是多少？

(3)、电动机对钢丝绳的拉力 $F$ 是多少？

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28. 早在3000年前我们的祖先就设计了结构很合理的辘轳，通常用于从井中提水。如图所示是古代民间的提水设施辘轳，由辘轳头、支架、井绳、水桶等部分构成。某次取水时井绳拉着质量为10kg的水缓慢上升了4m，水桶的质量为1kg，在这一过程中，人做的总功为500J，g取10N/kg。求此次取水的过程中

(1)、人做的有用功为多少？

(2)、辘轳的机械效率多大？

(3)、人克服井绳重力与摩擦阻力做的功是多少？

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29. 以“‘荆歌’铁马，奔向未来”为主题的2023荆州马拉松3月26日在荆州体育中心鸣枪起跑。在开赛场地建设过程中，工人利用长度L=3m的斜面把质量为240kg的重物匀速推到h=1m高处，如图所示，工人所用推力F=1000N。g取10N/kg。求：

(1)、推力做的有用功；

(2)、斜面的机械效率；

(3)、工人将另一质量为300kg的重物匀速推到同一高度，为了省力，换用长度为5m的斜面，此时重物与斜面间的摩擦力与原来的摩擦力之比为6∶5，共用时20s，工人推力做功的功率。

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30. 如图所示，在斜面上将一个重10N的物体匀速拉到顶端所用的时间为 $4 s$ 。沿斜面向上的拉力 $F = 9 N$ ，斜面中 $A B = 5 m$ ， $A C = 4 m$ ，物体与斜面的接触面积为100cm² ，斜面对物体的支持力为 $8 N$ 。求；

(1)、物体在斜面上的速度；

(2)、物体对斜面的压强；

(3)、斜面的机械效率。（计算结果保留一位小数）

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实验次数	钩码重力G/N	提升高度h/m	绳端拉力F/N	绳端移动距离s/m	机械效率η
1	4	0.1		0.3
2	8	0.1	3.2	0.3	83.3%
3	8	0.1	2.0	0.5	80.0%