中考冲刺必刷：机械效率专练
试卷更新日期：2024-05-22 类型：三轮冲刺
一、选择题
-
1. 用一个动滑轮和一个定滑轮组成滑轮组甲和乙，分别匀速提升同一重物时，滑轮组甲和乙的机械效率分别为80%和75%，不计绳重和摩擦，滑轮组甲和乙中的动滑轮重力之比为（ ）A、4：3 B、3：4 C、5：4 D、4：52. 油电混合动力汽车逐渐走进普通家庭，混动汽车搭载了传统的内燃机，高效的电动机、发电机和蓄电池组。行驶过程中内燃机提供动力，同时可为蓄电池充电，也可以由蓄电池和电动机提供动力。下列说法正确的是（ ）A、油电混动汽车的工作效率可以达到 B、发电机的工作原理是利用电流能产生磁场 C、蓄电池组充电时实现了化学能转化为电能 D、电动机的工作原理是磁场对通电导体有力的作用3. 实验时，小芳用图所示的滑轮组，将重为8N的物体匀速提升0.5m。已知动滑轮的重为2N，不计绳重和摩擦，则（ ）
A、拉力F为4N B、有用功为5J C、绳子自由端移动距离为1.5m D、该滑轮组的机械效率为80%4. 使用如图所示的滑轮组，沿水平方向匀速拉动质量为300kg的物体，弹簧测力计的示数为200N，物体在10s内移动1m。物体所受的摩擦力为物重的0.1倍。不计绳重和滑轮组内的摩擦，下列说法正确的是（ ）
A、滑轮组的机械效率为50% B、动滑轮重为100N C、绳子自由端拉力的功率为20W D、增大物重机械效率不变5. 如图甲所示，用动滑轮将正方体物块从装有水的容器底部缓慢匀速提起，拉力F随提升高度h变化的关系如图乙所示。物块完全离开水面后，动滑轮的机械效率为87.5%，绳重和摩擦忽略不计，下列选项正确的是（ ）
A、物块的边长为0.6m B、动滑轮重为300N C、提升物块完全离开水面前，动滑轮的机械效率大于87.5% D、将物块提升至上表面与水面相平的过程中拉力F做的功为1650J6.如图所示，小明探究滑轮组的机械效率，动滑轮重1N，用3N的拉力F通过该滑轮组匀速拉起重4N的物体，物体沿竖直方向上升0.2m．此过程中，额外功和机械效率分别是（ ）
A、0.2J 83.3% B、0.2J 80% C、0.4J 80% D、0.4J 66.7%7. 如图所示，在快递仓库内工人把重为600N的货物用滑轮组以0.2m/s的速度匀速提升，忽略摩擦及绳重，该过程中滑轮组的机械效率为80%，则（ ）
A、工人所用的拉力为200N B、动滑轮的重力为100N C、拉力的功率为150W D、提升重力不同的货物时，此滑轮组机械效率不变8. 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%9. 如图所示，工人用滑轮组将重为的货物内匀速提升 ， 拉力为。忽略绳重及摩擦，下列说法正确的是
A、绳子自由端移动的速度是 B、该滑轮组的机械效率为 C、拉力做功的功率是 D、该滑轮组的动滑轮重为10. 工人用如图所示装置把重为1000N的物体，从斜面底部匀速拉到2m高的平台上(斜面与水平地面的夹角为30°)，用时20s。工人对绳子的拉力为400N，动滑轮重为20N，不考虑绳重和滑轮转轴的摩擦，下列计算结果正确的是（ ）
A、绳子对物体的拉力为780N B、绳子对物体做的功为 4000J C、工人做功的功率为100W D、整个装置的机械效率为72.5%11. 如图1所示，用甲、乙两个滑轮组分别将物体M、N匀速提升1m，所做有用功相同，拉力分别为 ， 此过程相关数据如图2所示。已知将物体M、N匀速提升1m所用时间相等，下列有关此过程的说法中，正确的是（ ）
A、提升物体时两拉力的功率大小关系为 B、甲、乙两个滑轮组中，绳子自由端移动的距离之比为2∶3 C、物体M、N的重力大小关系为 D、乙滑轮组的机械效率为40%12. 如图1所示是我国古代科学技术著作《天工开物》记载的水碓图。水流冲击水轮转动，水轮上离支架比较近的板通过碓尾把碓头的石杵举起、落下，不断舂米，如图2所示。水轮一小时可提升质量为2880kg的水升高3.5m，每分钟水对水轮做功为2400J，g取10N/kg，忽略摩擦力，下列说法正确的是（ ）
A、水流冲击水轮的功率为2487W B、水轮能连续转动是受到惯性的作用 C、水轮旋转一小时提升水的机械效率为70% D、若考虑木杆的自重，将B向左移动时，杠杆的机械效率不变13. 用功率恒为160W的拉力，使质量为5kg的物体以4m/s的速度沿30°角的斜坡匀速拉到坡顶，已知斜坡长60m，则下列说法错误的是（ ）
A、物体从斜坡底端到达坡顶的时间是15s B、物体上坡时的牵引力是40N C、物体上坡时受到的摩擦力为15N D、斜面的机械效率是50%14. 如图所示，用F1的力直接将物体A匀速提升h ， 做功300J；若借助长5m的斜面用F2＝100N的力在3s内把A匀速提升到相同高度，下列说法正确的是（ ）
A、借助斜面做的有用功为500J B、物体克服斜面摩擦力做的额外功是300J C、物体A受到斜面的摩擦力是100N D、斜面的机械效率是60%15. 小明分别尝试用如图所示的两个滑轮组提升不同重物，使其在相同时间内提升了相同的高度，所用的拉力分别为和。图中每个滑轮的质量均相等，不计绳重及摩擦。下列说法全部正确的是（ ）①一定大于
②甲的额外功一定等于乙的额外功
③若重物的重力相同，则甲的机械效率小于乙的机械效率
④若做功的功率大于做功的功率，则甲的机械效率大于乙的机械效率
A、①③④ B、②④ C、②③ D、①②③二、填空题
-
16. 明代学者宋应星（江西人）著有《天工开物》，如图所示，是书中描绘古代劳动人民用桔槔汲水的场景，桔槔属于（选填“杠杆”“滑轮”或“轮轴”），使用时，机械效率η1（选填“>”“<”或“=”）。
17. 利用如图所示的滑轮组将重的重物竖直匀速提升 ， 若滑轮组的机械效率为80%，不计绳重和摩擦，则绳子自由端移动的距离为 ， 拉力N。增大重物的重力，滑轮组的机械效率将会（选填“提高”、“降低”或“不变”）。
18. 如图所示滑轮组中定滑轮的作用是 。小铭用该滑轮组将重的物体匀速提高，动滑轮重为 ， 不计绳重和摩擦，则小铭所用拉力 ；若物重增大，该滑轮组机械效率将 选填“变大”、“变小”或“不变”。
19. 如图所示，工人师傅用沿斜面向上1000 N的推力。将重为2000 N的物体从斜面底端匀速推至斜面顶端。已知斜面长4m、高1.5m，则此过程中的有用功为J ，斜面的机械效率为。使用斜面可以 （选填“省力”或“省功”）。
20. 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）
21. 某工人用如图所示的装置提升一堆砖。已知每块砖重40N，工人的质量为70kg，他的双脚与地面的接触面积为400cm3（不计绳重和摩擦）。当工人匀速提升20块砖时，此装置的机械效率为80%，则工人对地面的压强为Pa。在此过程中，砖块上升的速度是0.2m/s，则工人做功的功率是W。当工人用此装置提升块砖时，该装置的机械效率最高。（g取10N/kg）
三、实验探究题
-
22. 在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，实验小组用如图所示的装置进行了实验，实验数据记录如表所示，第三次实验时的拉力如图所示。
实验次数
钩码所受的重力G/N
钩码上升的高度h/cm
拉力F/N
绳自由端移动的距离s/cm
机械效率η
1
2
10
0.8
30
83.3%
2
4
10
1.5
30
②
3
6
10
①
30
*
(1)、实验中应拉动弹簧测力计使钩码上升；(2)、表格中编号①的数据应为；编号②的数据应为；(3)、比较实验数据可得出的实验结论是：使用同样的滑轮组，；(4)、如果在第一次实验时，忽略绳重和摩擦，可以计算出动滑轮的重力为N。23.某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．
实验次数
1
2
3
钩码重G/N
4
4
6
钩码上升高度h/m
0.1
0.1
0.1
绳端拉力F/N
1.8
1.6
1.8
绳端移动距离s/m
0.3
0.4
机械效率η
74.1%
62.5%
(1)、实验中应沿竖直方向拉动弹簧测力计．(2)、通过表中数据可分析出第2次实验是用（选填“甲”或“乙”）图所示装置做的实验．(3)、通过第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（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”）．(4)、小组同学再用第2次实验中使用的装置做第3次试验，表中第3次实验中绳端移动距离s漏记，但仍然计算出第3次的机械效率η=（保留3位有效数字）．24. 在日常生活和工农业生产中，提高机械效率有着重要的意义。提高机械效率，要从研究影响机械效率的因素出发，寻求办法。
(1)、为了探究影响机械效率的因素，小明选取了大小相同的滑轮，利用图甲和图乙装置进行实验，并把数据整理记录在下表中。实验
次数
滑轮
材质
钩码重
G/N
提升的高度
h/m
有用功
W有用/J
拉力
F/N
绳端移动的距离
S/m
总功
W总/J
机械效率
η
1
铝
1
0.1
0.1
0.6
0.3
0.18
56%
2
铝
2
0.1
0.2
1.0
0.3
0.3
67%
3
铝
2
0.2
0.4
1.0
0.6
0.6
67%
4
塑料
2
0.2
0.4
0.8
0.6
0.48
83%
5
塑料
2
0.2
0.4
2.1
0.2
0.42
95%
①比较1和2两次实验发现：在所有滑轮组一定时，提升的钩码 ， 机械效率越高。
②比较3和4两次实验发现：滑轮组的机械效率还与有关。
③比较两次实验发现：在所用滑轮组一定时，机械效率与提升钩码的高度无关。
④第5次实验是利用了图的装置完成的，判断依据是。
⑤利用图甲的装置，把重6N的物体用2.5N的拉力迅速拉起，滑轮组的机械效率为。可见如果没有刻度尺，只有测力计，也可以测量出滑轮组的机械效率。
(2)、小明利用图丙装置实验发现：斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和摩擦有关，与物重无关。保持斜面倾斜程度不变，可以采用的方法减小摩擦，从而提筒斜面的机械效率。(3)、实验表明：额外功越小，总功越接近有用功；进一步推理得出：假设没有额外功，总功等于有用功；可见使用任何机械都。下列物理规律的得出运用了这种研究方法的是。A、焦耳定律 B、牛顿第一定律 C、阿基米德原理 D、欧姆定律
25. 在湛江港码头，小华看到工人利用斜面把货物推到车上，联想到上物理课时老师讲过的知识，小华想探究斜面的机械效率可能与哪些因素有关？小华提出了以下的猜想：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程度有关．
小华同学为了证实自己的猜想是否正确，于是他用同一块木板组成如图所示的装置进行了实验探究，记录的实验数据如下表：
实验
次数
斜面倾角θ
物块重量
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
1
30°
5.0
0.6
4.2
1.2
3.0
5.0
2
30°
3.0
0.6
2.5
1.2
1.8
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，应沿斜面向上拉动木块；实验时要使木板的倾斜角变大，应该把木板下面的木块向移动（填“左”或“右”）．(2)、根据表格中数据，第①次实验斜面的机械效率为 %，第②次实验中总功为 J．(3)、通过对比实验①、②数据，可验证小华的猜想（填写字母）；通过对比实验②、③数据，可以得出的探究结论是： ．(4)、此实验主要用到的研究方法是 ．(5)、除了小华的猜想以外，请你猜想斜面的机械效率还可能与（写出一个）有关．四、计算题
-
26. 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。27. 小强用如图所示装置在10s内将重为450N的货物匀速提升2m，此过程中拉力F的功率为120W。求：
(1)、提升装置所做的有用功；(2)、拉力F做的功；(3)、该滑轮组的机械效率。28. “国之重器”中的起重船在我国很多伟大的工程中发挥着重要作用。起重船的工作就是将重物起吊移至指定位置。如图甲所示，一艘起重船自身质量m1=10000t，要吊装的重物质量m2=1000t。（取g=10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3）
(1)、起重船带着重物一起漂浮在水面上时，排开水的体积是多少？(2)、起重机将该重物匀速提升了30m，它的电动机所做的功是7.5×108J，则起重机的机械效率是多少？(3)、为了防止起重船吊装重物时发生倾斜，在起重船的船体两侧建造了由许多小舱室组成的水舱。起重船吊起重物后，就通过抽水机将一侧水舱里的水抽向另一侧水舱来保持起重船平衡，示意图如图乙所示。小海设计了一种用力传感器感知抽水量的长方体水舱模型，其底面积为2m2 ， 示意图如图丙所示，其中A是固定的力传感器，能够显示B对它的压力或拉力的大小；B是质量和体积均可忽略的细直杆，B的上端固定在A上，下端固定在物体C上；物体C是质量为20kg、高度为2m的圆柱体。水舱中装有4.2m3的水，抽水机将水抽出的过程中，力传感器示数F的大小随抽出水的体积V变化的图象如图丁所示。当力传感器示数为0时，剩余的水对舱底的压强是多少？
29. 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。工人对地面的压强为；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。五、综合题
-
30. 在更换家用轿车的轮胎时，剪式千斤项是一种常用工具，图中是某型号剪式千斤顶的结构示意图。使用时，将底部支撑台置于水平地面，保持千斤顶竖直，将顶升置于汽车车身下，用手摇动板手使板手绕O点不断旋转，带动丝杆转动。通过杠杆水平拉动左端铰链，使支架向内收缩，顶升升高，从而将汽车车身顶起，丝杆上刻有梯形扣，图乙是梯形扣的实物图。
(1)、该型号的剪式千斤顶是由一些简单机械组合而成的，在顶起车身的过程中，丝杆上的梯形扣属于下列哪一种简单机械？________A、滑轮 B、滑轮组 C、杠杆 D、斜面(2)、现使用该剪式千斤顶更换轮胎，顶起汽车车身后，若顶升受到车身竖直向下的压力大小始终为10000N，且等于顶升对车身的支持力，千斤顶自身重量忽略不计。①若底部支撑台与地面接触面积为0.04m2 ， 顶起汽车车身后手不再用力，则千斤顶对地面产生的压强是多大？
②顶起汽车车身后，为了方便更换轮胎，需要继续摇动扳手，使顶升继续升高一段距离，若人摇动扳手使顶升在1min内升高12cm，用千斤顶顶起车身时的机械效率为80%，则人做功的功率是多大？