2024年中考一轮复习10：机械效率
试卷更新日期：2024-03-31 类型：一轮复习
一、选择题
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1. 关于功、功率、机械效率，下列说法中正确的是A、机械做功少，功率一定小 B、功率小的机械，做功一定慢 C、功率大的机械，机械效率一定高 D、功率大的机械一定比功率小的机械做功多2. 如图所示，小冯分别用甲、乙两滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面。用甲滑轮所做的总功为W1 ， 机械效率为η1；用乙滑轮所做的总功为W2 ， 机械效率为η2。若不计绳重和摩擦，则（ ）
A、W1＝W2 ， η1＝η2 B、W1＝W2 ， η1＜η2 C、W1＜W2 ， η1＞η2 D、W1＞W2 ， η1＜η23. 同一滑轮用如图甲、乙两种方式匀速提升重为100N的物体，已知滑轮重20N、绳重和滑轮的摩擦力不计．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4. 如图所示，用完全相同的四个滑轮和两根相同的细绳组成甲、乙两个滑轮组，在各自的自由端均施加大小相等的拉力 ， 将、两个不同的物块匀速提升相同的高度不计绳重和摩擦 ， 已知、两物块重分别为、 ， 动滑轮重为 ， 下列说法正确的是（ ）
A、甲、乙两滑轮组的机械效率相等 B、物块的重力大于物块的重力 C、若 ， 则甲、乙滑轮组一定都是省力机械 D、甲滑轮组的机械效率为5. 小明用如图所示的实验装置研究杠杆的机械效率，实验时，将重为G的钩码挂在铁质杠杆A点上，弹簧测力计作用于C点，现竖直向上匀速拉动弹簧测力计，此时拉力为F1 ， 杠杆的机械效率为η1 ， 不计摩擦，则（ ）
A、仅将测力计移到B点，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，机械效率为 η2 ， 则 η2＝η1 B、仅将钩码移到B点，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，机械效率为 η3 ， 则 η3＝η1 C、仅将测力计移到B点，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，此时拉力为F2 ， 则F2＝F1 D、仅将钩码移到B点，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，此时拉力为F3 ， 则F3＝F16. 在探究“影响滑轮组机械效率高低的因素”时，同学们提出了下列猜想，小明同学设计了如图所示的两个滑轮组，进行对比实验来验证提出的猜想，则该实验验证的猜想是（ ）
A、滑轮组机械效率高低可能与动滑轮重有关； B、滑轮组机械效率高低可能与被提升的物重有关； C、滑轮组机械效率高低可能与物体提升高度有关； D、滑轮组机械效率高低可能与承重绳子股数有关。7. 如图所示，装修工人正在利用动滑轮和木框匀速向上搬运水泥。以下做法可以提高动滑轮机械效率的是（ ）
A、提高拉动绳子的速度 B、将木框换成质量更大的金属框 C、换用更轻质的滑轮 D、减小每次木框中所装水泥的质量二、填空题
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8. 刘鑫同学学习物理知识后模拟某建筑工地上塔吊的工作情景，设置了如图所示的滑轮组来提升装修材料，若他用200N的拉力将500N的材料以0.4m/s匀速提升了20s（不计绳重和摩擦）。则他做的功为 J，该滑轮组的机械效率为 %。（保留小数点后一位）
9. 如图，这是一种塔式起重机，已知起重机上的滑轮组在匀速起吊660kg的物体时，其机械效率是60%，g取10N/kg。物体上升2m时，滑轮组所做有用功是 J，动滑轮总重力为 N（忽略绳重及摩擦）；若增加起吊物体的质量，滑轮组的机械效率将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
10. 小金用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率。实验时竖直向上拉动杠杆，使挂在杠杆下面的钩码缓缓上升（支点和杠杆的摩擦不计）。问：
(1)、重为5N的钩码挂在A点时，人的拉力F为2.5N，钩码上升0.15m时，动力作用点C上升0.5m，此时机械效率η1为 ；(2)、小金为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关，仍用该实验装置，将钩码移到B点，再次缓慢提升杠杆使动力作用点C仍然上升0.5m，拉力变为4N，钩码上升0.3m。实验测得，此时的机械效率η（选填“＞”“＜”或“＝”）η1。请你进一步分析，简述此过程中杠杆效率变化的原因 。11. 用如图所示滑轮组拉着重为30N的物体A匀速前进0.2m，则绳子自由端移动的距离为m；若物体A与地面的摩擦力为9N，则拉力所做的有用功是J； 若实际拉力F=4N，则该滑轮组的机械效率为 ．
12. 工人用如图所示的滑轮组来提升重物。已知重物G＝1000N，不计绳重和摩擦，当绳子自由端的拉力F＝400N时，可将重物匀速提升2m。在此过程中，有用功为 J，滑轮组的机械效率为 （保留一位小数）。
13. 如图所示，是采用滑轮组水平向右移动重物的场景，已知A物体重为20N，在水平面滑动时受到的摩擦力为15N，拉力F＝6N，A物体在10s内匀速移动的距离为0.6m，则重力做功J，克服摩擦力做的有用功是J，滑轮组的机械效率％（保留一位小数）。
14. 如图所示，在200N的竖直拉力F作用下，用滑轮组将重为300N的货物匀速提升，在20s内货物竖直上升了2m，不计绳重及滑轮上的摩擦。滑轮组的机械效率为 ， 动滑轮的重为 ， 此滑轮组提升的货物越轻，机械效率越。
15. 如图所示，在测定杠杆机械效率的实验中，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在杠杆OB下面的物块缓慢上升至虚线位置，测力计的示数F为N，测力计上升的高度s为0.2m．物块重G为1.5N，物块上升的高度h为0.3m，则杠杆的机械效率为%，使用该杠杆做额外功的一个原因是 ．
16. 如图所示，质量为的工人通过滑轮组用的竖直拉力在内将重为的重物匀速提升。已知工人双脚与地面的接触面积为 ， 取 ， 则工人所做的功为、做功的功率为、对地面的压强为 ， 该滑轮组的机械效率为。
17. 斜面是在生活和生产中常见的简单机械，也是物理实验中常用的实验器材。
使用斜面提升物体可以省力。如图，将重力为60N的木块放在长1m、高0.2m的斜面上，沿斜面向上匀速拉动弹簧测力计记下测力计的示数为16N，则该斜面的机械效率%，木块在斜面上运动时受到的滑动摩擦力为N。继续探究可以得出斜面越缓，省力越（选填“多”或“少”）。
18. 如图所示，用大小为F的拉力将重为G的物体沿倾角为30°的斜面由底端匀速拉至顶端（不考虑物体的大小），已知物体与斜面间的摩擦力大小f为物重G的0.5倍，该过程中斜面的机械效率为。
19. 如图所示，工人们用同一滑轮组，根据需要用两种方式来提起等重的建筑材料，若不计摩擦和绳重，则 ， 机械效率两空均选填“”“”或“” ， 摩擦及绳重忽略不计，影响滑轮组机械效率的原因有写出一点即可。
20. 如图是工人师傅用滑轮组提升建筑材料的示意图，在400N的拉力作用下，使质量为70kg的建筑材料匀速竖直上升了2m，不计绳重和摩擦、则滑轮组的机械效率为%，动滑轮自重为N。若提升的建筑材料质量增大，则滑轮组的机械效率会。（选填“增大”、“减小”或“不变”）（g＝10N/kg）
21. 在建筑工地上，小明同学利用如图所示的装置，用25N的拉力使重为300N的物体A沿着水平地面匀速运动。A在运动时受到地面的摩擦力为60N，不计绳重及滑轮与绳间的摩擦。动滑轮上有段绳子承担对物体A的拉力，该滑轮组的机械效率为；若增加物体A的重力，仍使物体A匀速运动，则该装置的机械效率将（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
三、实验探究题
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22. 小明在测量滑轮组机械效率的实验中，所用装置如图所示，实验中的每一个钩码重2N，测得的数据如下表所示：
实验次数
钩码总重G/N
钩码上升的高度h/m
测力计示数F/N
测力计移动距离s/m
机械效率/η
1
4
0.1
1.8
0.3
74%
2
6
0.1
2.4
0.3
83%
3
4
0.1
1.4
0.5
57%
4
4
0.2
1.1
1.0
57%
(1)、实验中测绳端拉力F时，应沿竖直方向尽量缓慢拉动弹簧测力计；(2)、在实验时，小明认为测力计运动时不好观察读数，可以在静止时再读数，同组的小华认为这样不行，因为这样会使滑轮的机械效率偏（选填“高”或“低”）；(3)、分析表中数据可知：第3次实验是用图做的（选填“a”、“b”或“c”）；(4)、分析第1、2次实验数据可知：使用同一滑轮组，可以提高滑轮组的机械效率；(5)、分析第次实验数据可知，滑轮组的机械效率与物体被提升的高度关（选填“有”或“无”）。23. 小明用图甲所示的实验装置测量杠杆的机械效率。实验时，竖直向上匀 速拉动弹簧测力计，使挂在杠杆下面的钩码缓缓上升。
(1)、已知OC上升0.3m，钩码总重为1.0N，实验中，弹簧测力计的示数为N，钩码上升高度为0.1m，杠杆的机械效率为%；(2)、若只将钩码的悬挂点由A移至B，仍将钩码提升相同的高度，则弹簧测力计的示数将 ， 杠杆的机械效率将（均选填“变大”“变小”或“不变”）；(3)、如图乙，用始终竖直的力把重物提升至虚线所示的位置，拉力F的大小将（选填“变大”“变小”或“不变”）。24. 如图所示，小明分别使用甲、乙图中两种不同的机械将同一物体M匀速提升同样高度。测得两次拉力F甲、F乙和物体M所受的重力GM如下表所示。当使用乙机械时，测得绳子自由端移动的距离是物体M上升高度的2倍。F甲
F乙
GM
8N
5N
8N
(1)、从表中数据可知：甲机械 （选填“省力”“费力”或“不省力也不费力”），甲机械所做的有用功 （选填“大于”“等于”或“小于”）乙机械所做的有用功；(2)、乙提升物体M时的机械效率是多少？请写出计算过程。(3)、小明认为滑轮组的机械效率和动滑轮重有关，动滑轮越重，机械效率越低。请你设计实验（写步骤或画图），并论证小明的猜想是否正确。25. 小潜在探究斜面的机械效率可能与哪些因素有关时，小潜提出了以下的猜想：A.斜面的机械效率可能与物体的重力有关
B.斜面的机械效率可能与斜面的倾斜角有关
为了解决以上问题，小潜与几位同学一起用如图所示的装置
进行了多次实验探究，记录部分实验数据如表：
实验
次数
斜面倾角θ
物块重力G/N
斜面高度h/m
沿斜面拉力F/N
斜面长s/m
有用功W有/J
总功W总/J
斜面的机械效率η
1
30°
5.0
0.6
4.2
1.2
①
5.0
②
2
30°
3.0
0.6
2.5
1.2
1.8
3.0
60%
3
45°
3.0
0.8
2.8
1.2
2.4
3.4
71%
(1)、在实验操作过程中，应平行于斜面向上 拉动物块；实验时要使木板的倾角变大，应该把木板下面的木块A向 （选填“左”或“右”）移动。(2)、根据表格数据，第1次实验中①、②数据分别为 、。(3)、分析实验1、2的数据，可以得出的结论，对于同一斜面（选填“无关”或“有关”）。分析实验2、3的数据，可验证小潜的猜想 （填写字母）是 （选填“正确”或“错误”）的。
26. 用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率。（不考虑摩擦）
(1)、实验时，弹簧测力计挂在D点，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在杠杆下面的钩码缓缓上升；①实验中，将一个质量为m的钩码悬挂在A点，匀速将杠杆拉至图中虚线位置，弹簧测力计示数为F，钩码上升高度h，弹簧测力计移动距离s，则杠杆的机械效率：η1=；（用字母表示）
②取下质量为m的钩码，将一个质量为2m的钩码悬挂在A点，匀速提升相同的高度，杠杆的机械效率为η2 ， 则η2η1；（</=/>）
③若将同一物体分别悬挂在A、B两点，匀速提升相同的高度，杠杆机械效率分别为ηA和ηB ， 则ηAηB；（</=/>）
(2)、若将同一物体悬挂在A点，弹簧测力计分别挂在C点和D点时，竖直向上匀速使物体提高相同高度时，杠杆的机械效率分别为ηC和ηD ， 则ηCηD。（</=/>）四、计算题
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27. 工人用如图17所示的滑轮组提升建筑材料，将重800N的建筑材料以0.2m/s的速度匀速提升了5s，在这个过程中，拉力F为500N。（不计绳重与摩擦）求：
(1)、工人做的有用功；(2)、滑轮组的机械效率。28. 如图所示，某工人利用滑轮组将一个重为300N的货箱在6s内匀速提升4m。此过程中，绳子自由端所受的拉力为F，工人做功的功率恒定为0.25kW，动滑轮自重为60N，求：
(1)、工人所做的功是多少？(2)、滑轮组机械效率是多少？(3)、拉力F是多少？29. 如图，为能够绕点转动、质量分布均匀的杠杆， ， 在处用细线悬挂一重物 ， 在杠杆末端点施加一个始终竖直向上的拉力 ， 使质量为的重物在内匀速上升 ， 杠杆重为。忽略支点处的摩擦。
(1)、求拉力的大小；(2)、求杠杆对重物做功的功率；(3)、若仅将拉力的作用点向中点处移动一段距离，其他条件均保持不变，请判断杠杆的机械效率是否改变，并说明理由。30. 如图，小王站在高3m、长6m的斜面上，将重200N的木箱沿斜面匀速从底端拉上顶端，拉力大小恒为120N，所花时间是10s。
求：
(1)、木箱A沿斜面方向的运动速度；(2)、小王对木箱做功的功率；(3)、斜面的机械效率。