2023年中考物理真题分类汇编: 机械效率2

试卷更新日期：2023-08-13 类型：二轮复习

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一、单选题

1. 关于下列四幅图的说法中，（   ）
①  如图甲，向下压活塞使筒内的硝化棉燃烧，说明压缩空气做功，空气的内能增加

②  如图乙，从纸条上方吹气使纸条飘起来，说明气体流速大的位置压强小

③  如图丙，奥斯特实验说明通电导线周围存在磁场

④  如图丁，古人用桔槔提水既省力又省功

A、只有②③正确 B、只有①④正确 C、只有②③④正确 D、只有①②③正确

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2. 下列关于机械效率的说法正确的是（）

A、越省力的机械，机械效率越高 B、做功越快的机械，机械效率越高 C、所做有用功越多的机械，机械效率越高 D、有用功与总功的比值越大的机械，机械效率越高

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3. 用如图所示的电动起重机将6000N的重物匀速提升了4m，电动机的功率为5000W，此过程用时10s。下列说法正确的是（）

A、起重机对重物做的有用功是 $2 \times 1 0^{4} J$ B、起重机的电动机做的总功是 $6 \times 1 0^{4} J$ C、起重机的机械效率是48% D、若减小动滑轮的重力，起重机的机械效率将变小

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4. 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50N的衣物挂在横杆上，拉绳使其匀速上升1.6m，用时5s（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80J B、拉力的功率为20W C、动滑轮重12.5N D、若增大衣物的质量，机械效率将减小

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5. 如图甲所示，用拉力F竖直向上匀速提升重720N的货物，货物移动的距离与时间的关系如图乙所示。动滑轮重80N，不计绳重和摩擦，则（）

A、绳子自由端移动的速度为0.5m/s B、拉力F为800N C、拉力F的功率为360W D、动滑轮的机械效率为90%

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6. 在美丽乡村建设的工地上，如图所示，工人借助动滑轮用250N的拉力，将450N的重物匀速提升2m，用时10s。则（）

A、重物上升的速度为0.4m/s B、动滑轮做的有用功为1000J C、工人的拉力的功率为90W D、动滑轮的机械效率为90%

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7. 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

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8. 如图所示，为了把两件相同货物搬运到汽车上，工人用相同材质的木板搭建了AB、CD两个斜面，用沿斜面向上的力将其中一件货物从斜面 $A B$ 的底端匀速推到顶端，另一件货物用同样的方法沿斜面 $C D$ 搬运。下列说法正确的是（）

A、沿斜面 $A B$ 推动更省力 B、沿斜面 $C D$ 推动，工人克服货物重力做的功更多 C、无论利用哪个斜面，工人克服货物重力做功的功率一定相同 D、沿斜面推动货物的过程中，货物的机械能增大

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二、多选题

9. 在测量滑轮组机械效率的实验中，用如图所示的滑轮组先匀速提升重为是G₁的物体，额外功与有用功之比为1︰3；再匀速提升重为G₂的物体。先后两次绳子自由端的拉力之比为2︰5。若不计绳重和摩擦，则（）

A、 $G_{1} ： G_{2} = 2 ： 5$ B、 $G_{1} ： G_{2} = 1 ： 3$ C、先后两次滑轮组的机械效率之比为3︰4 D、先后两次滑轮组的机械效率之比为5︰6

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10. 如图甲所示装置，小欢用力F向下拉绳子，使物体M在水平地面匀速移动，地面ab、bc粗糙程度不同。物体M重为400N，动滑轮重为5N， $a b = 2 m$ ， $b c = 3 m$ 。物体M从a点到c点过程中，拉力F与M移动距离的关系如图乙，不考虑物体大小对运动的影响，忽略绳子重力及滑轮转轴摩擦，对此过程的分析，下列结论正确的是（）

A、绳子自由端移动的距离为15m B、拉力F做的功为840J C、拉力F在ab段做的额外功等于在bc段做的额外功 D、物体从ab段到bc段，滑轮组的机械效率变大

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11. 如图所示，斜面长为s，高为h，用沿斜面向上的力把一个重为G的物体匀速拉到坡顶，下列说法中正确的是（）

A、若斜面的机械效率η＝1，则拉力F＝G B、若斜面的机械效率η＝1，则拉力 $F = \frac{G h}{s}$ C、若斜面的机械效率η＜1，则拉力 $F = \frac{G h}{η s}$ D、若斜面的机械效率η＜1，则物体与斜面间的摩擦力 $f = \frac{G h (1 - η)}{s}$

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12. 如图所示，用滑轮组提升质量为12kg的物体时，物体在10s内匀速竖直上升2m。所用拉力F为50N。则在提升物体的过程中（不计绳重和摩擦，g=10N/kg）。下列说法正确的是（）

A、绳子自由端移动的速度为0.6m/s B、滑轮组提升物体做的有用功为300J C、拉力做功的功率为30W D、该滑轮组的机械效率为80％

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三、填空题

13. 用如图所示的滑轮组在10s内将200N的重物匀速提升3m，滑轮组的机械效率为80%，不计绳重和摩擦，拉力F的功率为W。

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14. 某重物的质量为80kg，体积为 $0.05 m^{3}$ ，则该重物的密度为 $k g / m^{3}$ ，该重物放在水平地面上时，与地面的接触面积为 $0.025 m^{2}$ ，则它对地面的压强为Pa。工用如图所示的滑轮组将该重物竖直向上匀速提升5m，用时50s，此过程中重物上升的速度是m/s。若增大提升重物的质量，该滑轮组的机械效率将变。（g取10N/kg）

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15. 在长为1000m，高为100m的爬坡路段，一辆质量为1800kg的电动汽车在3000N的牵引力作用下匀速上坡，电动汽车受到的重力方向是，斜面的机械效率为， g取10N/kg。

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16. 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，地面对箱子的支持力大小为N，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。

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17. 如图所示，是小智同学在劳动实践基地体验的场景。他用 $160 N$ 的拉力将重 $240 N$ 的重物匀速提升 $2 m$ ，用时 $10 s$ ，此过程中重物上升的速度为 $m/s$ ，滑轮组的机械效率为。

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18. 某校科技小组设计了如图所示的装置来探究浮力和机械效率的相关问题，B是放置在水平桌面上的盛水玻璃杯，总重力为30N，与桌面的接触面积为25cm² ， A物体重力为50N，体积为1.25×10^-3m³ ，当物体A浸没在水中匀速上升时，该装置的机械效率为75%，则物体完全拉出水面后（物体不吸水、不沾水），B容器对水平桌面的压强变化了Pa，该装置的机械效率变为。（不计绳重、摩擦和水的阻力，g取10 N/kg，ρ_水=1×10³kg/m³）

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19. 如图所示，用滑轮组拉着质量为50kg的物体A在10s内匀速直线运动了4m，已知水平拉力F=40N，物体A运动时受到地面的阻力是物体重力的0.2倍，则拉力端运动的速度为m/s，滑轮组的机械效率为（结果保留一位小数）。

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20. 用如图所示的滑轮组（不计绳重及摩擦）把重350N的货物竖直匀速提高10m，用时40s，所用拉力为200N，此时滑轮组的机械效率为，拉力的功率为W。若用此滑轮组竖直匀速提升重450N的货物则滑轮组的机械效率为。

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四、实验探究题

21. 提高机械效率能够充分发挥机械设备的作用，一组同学在“测量滑轮组的机械效率”实验中，实验测得的数据如表所示。
次数
物体的重力 $G / N$
提升的高度 $h / m$
拉力 $F / N$
绳端移动的距离 $s / m$
机械效率 $η$
1
2
0.1
1
0.3
66.7%
2
3
0.1
1.4
0.3
71.4%
3
4
0.1
1.8
0.3
4
4
0.2
1.8
0.6
74.1%

(1)、实验中应尽量竖直向上（选填“匀速”或“加速”）拉动弹簧测力计；

(2)、计算出第3组实验的有用功J，机械效率是（结果精确到0.1%）；

(3)、分析比较第1、2、3次实验数据可以判定，使用同一个滑轮组提升物体时，被提升的物体越重，滑轮组的机械效率（选填“越高”或“越低”或“不变”）；分析比较第3、4次实验数据可得，机械效率与物体上升的高度（选填“有关”或“无关”）。

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22. 在学习了机械效率的相关知识后，课外研究小组有同学猜想：同一个机械的机械效率是不变的。为了验证猜想，他们用如图所示的滑轮组进行实验，改变钩码个数，用弹簧测力计沿竖直方向拉着细绳，使钩码匀速向上运动，测得的数据如表1。

表1

实验次数	钩码重 $G / N$	钩码上升的高度 $h / m$	绳端拉力 $F / N$	绳端移动距离 $s / m$	有用功 $W_{有用} / J$	总功 $W_{总} / J$	机械效率 $η / %$
1	2	0.1	1.0	0.3	0.2	0.30	66.7
2	3	0.1	1.4	0.3	0.3	0.42	71.4
3	5	0.1	2.2	0.3	0.5	0.66	75.8

(1)、分析表中的数据，他的猜想是（选填“正确”或“错误”）的；

(2)、实验小组又进行了如下的探究：改变滑轮的个数组成不同的滑轮组，仍用弹簧测力计沿竖直方向向上匀速拉动细绳，测得的数据如表2；

表2

实验次数	动滑轮个数	钩码重 $G / N$	绳端拉力 $F / N$	钩码上升的高度 $h / m$	绳端移动距离 $s / m$	有用功 $W_{有用} / J$	总功 $W_{总} / J$	机械效率 $η / %$
4	1	6	3.6	0.2	0.4	1.2	1.44	83.3
5	2	6	2.4	0.2	0.8	1.2	1.92	62.5
6	3	6	2.2	0.2	1.2	1.2	2.64	45.5

分析数据可知：物重相同，动滑轮个数越多越省力，但机械效率越。进一步分析还发现，当滑轮组越来越省力时，它的额外功越来越大，甚至会出现额外功有用功的情况，所以设计一个机械模型时，既要考虑省力，还要考虑；

(3)、根据表2中的数据，如果增加动滑轮个数继续实验，将会出现的困难是，你的改进方法是。

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23. 提高机械效率可以充分发挥机械设备的作用，对节能减排、提高经济效益有重要的意义。某科技创新小组根据生活经验和客观事实，对影响滑轮组机械效率的因素作出如下猜想：
猜想I：滑轮组的机械效率与物体被提升的高度有关
猜想Ⅱ：滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关
猜想Ⅲ：滑轮组的机械效率与所提物体的重力有关
根据猜想，运用如图甲、乙、丙所示的装置进行了实验探究，测得的实验数据如下表所示。
实验次数
钩码的重力G/N
钩码上升高度h/m
绳端拉力F/N
绳端移动的距离S/m
机械效率η
1
2
0.1
0.90
0.3
74.1%
2
4
0.1
1.50
0.3
88.9%
3
4
0.1
1.25
0.4
4
4
0.2
1.50
0.5
88.9%

(1)、实验时应沿竖直方向缓慢向上拉动弹簧测力计；

(2)、分析表中数据可知：第3次实验是利用了图的装置完成的，它的机械效率η=；

(3)、比较2、4两次实验数据，可验证猜想I是（选填“正确”或“错误”）的；

(4)、通过比较（填实验序号）两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高；

(5)、通过比较2、3两次实验数据可得出结论：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率。

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24. 某同学用如图所示的实验装置测量滑轮组的机械效率，相关数据记录在下表中。

实验次数	钩码重 G/N	钩码上升高度 h/cm	拉力 F/N	绳端移动距离 s/cm	机械效率 η
1	1.0	10	0.6	30	55.6%
2	2.0	10	1.0	30
3	4.0	10	1.6	30	83.3%

(1)、实验中，使用滑轮组提升重物时，应竖直向上拉动弹簧测力计；

(2)、第二次实验中，滑轮组的机械效率为；

(3)、分析1、2、3次实验数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物越（选填“重”或“轻”），滑轮组的机械效率越高；

(4)、小琪同学在仅改变提升物体速度的情况下，又做了上述第三次实验，结果会发现滑轮组的机械效率（选填“变大”“变小”或“不变”）。

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五、计算题

25. “秋收冬藏”是自古以来劳动人民智慧的结晶。又到一年收获粮食的季节，刚初中毕业的小明帮爸爸设计了一个提玉米上楼的装置，如图。已知每袋玉米质量为50kg，一楼和二楼之间的高度为3.2m，使用功率恒定的电动机将一袋玉米从一楼匀速提升到二楼需要8s，小明家使用的绳子最大承受拉力为800N，要把20袋玉米提到二楼。（ $g = 10 N / k g$ ）

(1)、该装置提升一袋玉米上升时的速度为多大?

(2)、求20袋玉米的总重力?

(3)、该装置把20袋玉米全部提上楼，总共对玉米做多少功?

(4)、如果该电动机的机械效率为80%，要把20袋玉米提上楼，电动机的电功率为多少?

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26. 如图所示，利用斜面将箱子推进车厢，通常要比把箱子直接从地面搬进车厢省力多了，某同学用 $100 N$ 的力沿斜面向上匀速推动箱子，已知箱子质量为 $20 k g$ ，斜面长 $3 m$ ，斜面高 $1.2 m$ ， $g = 10 N / k g$ 。求：

(1)、箱子受到的重力；

(2)、箱子受到的摩擦力；

(3)、斜面的机械效率；

(4)、使用斜面推箱子时有哪些更省力的方法。

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27. 邛海湿地公园湖边的一个圆台形花岗石墩（形状如图甲）不慎落入1.9m深的湖底，该石墩的上表面积为 $0.9 m^{2}$ ，下表面积为 $0.4 m^{2}$ ，高为0.9m，质量为1.482t。工人师傅用起重机将其匀速吊出水面，起重机的功率为440W。石墩从刚好脱离湖底上升到上表面与水面相平共耗时50s（如图乙）。花岗石密度 $ρ_{石} = 2.6 \times 1 0^{3} k g / m^{3}$ ，不考虑石墩在水中运动受到的阻力。求：

(1)、石墩的体积；

(2)、石墩上升过程中，起重机的效率；

(3)、若起吊前石墩与平整的湖底紧密接触（如图丙），湖底对石墩的支持力。

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28. 如图所示，某工人利用滑轮组将一个工件沿水平地面匀速拉动到加工点。拉动过程中，工人对绳的拉力始终沿竖直方向，工人双脚始终与水平地面接触且接触面积为 $300 c m^{2}$ 。工人对地面的压强为 $2.0 \times 1 0^{4} P a$ ；此工人的质量为70kg，两个动滑轮的质量共为10kg，绳重、绳与滑轮之间的摩擦均忽略不计，g取10N/kg。求：

(1)、工人的手对绳的拉力大小；

(2)、工件移动过程中，地面对工件摩擦力的大小；

(3)、滑轮组在此次工作中的机械效率。

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29. 某人始终双脚站在地上，用滑轮组从水池底匀速提起实心圆柱体A，如示意图甲。A从离开池底到刚要离开水面的过程中，其底面受到水的压强与时间关系P_A-t如图乙。A从刚离开池底到拉出水面并继续向上运动的过程中，人对地面的压强与时间关系P_人-t如图丙。A未露出水面之前装置的机械效率为η₁；A离开水面后装置的机械效率为η₂。已知人的质量为60kg，人双脚站地时，与地面的接触面积为500cm² ， A的底面积为200cm² ， η₁∶η₂=15∶16，ρ_水=1.0×10³kg/m³。不计摩擦和绳重及水的阻力，g=10N/kg，A不吸且不溶于水，A底部与池底不密合，忽略液面高度变化，图甲中①②③④段绳均竖直。

(1)、求池水深度和A的上升速度；

(2)、求A的高度和未露出水面受到的浮力；

(3)、求A未露出水面前人对绳的拉力和A全部露出水面后人对绳的拉力；

(4)、求动滑轮的重力。

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30. 如图所示，用拉力F通过动滑轮将重90N的货物匀速提升1m，动滑轮的机械效率为90%，不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦，求；

(1)、上述过程中的有用功W_有；

(2)、上述过程中拉力所做的功W_总；

(3)、动滑轮所受的重力G_动。

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次数	物体的重力 $G / N$	提升的高度 $h / m$	拉力 $F / N$	绳端移动的距离 $s / m$	机械效率 $η$
1	2	0.1	1	0.3	66.7%
2	3	0.1	1.4	0.3	71.4%
3	4	0.1	1.8	0.3
4	4	0.2	1.8	0.6	74.1%

实验次数	钩码的重力G/N	钩码上升高度h/m	绳端拉力F/N	绳端移动的距离S/m	机械效率η
1	2	0.1	0.90	0.3	74.1%
2	4	0.1	1.50	0.3	88.9%
3	4	0.1	1.25	0.4
4	4	0.2	1.50	0.5	88.9%