中考物理總復(fù)習(xí)《簡單機(jī)械的機(jī)械效率的計(jì)算》專項(xiàng)測試卷帶答案

第第頁答案第=page22頁，共=sectionpages1414頁中考物理總復(fù)習(xí)《簡單機(jī)械的機(jī)械效率的計(jì)算》專項(xiàng)測試卷帶答案類型一、滑輪組1．南寧港是一個(gè)重要的交通樞紐，擔(dān)負(fù)著西南地區(qū)及南昆鐵路大量貨物的轉(zhuǎn)運(yùn)，如圖甲所示，起重機(jī)正在對(duì)貨物進(jìn)行作業(yè)，該貨物的質(zhì)量是1.2×103kg，起重臂下滑輪組的簡化結(jié)構(gòu)如圖乙所示，鋼絲繩上的拉力F為5000N，貨物被勻速向上吊起2m，繩重和摩擦不計(jì)，求：(1)拉力F所做的有用功；(2)動(dòng)滑輪所受的重力；(3)滑輪組的機(jī)械效率。2．工人師傅用如圖所示的滑輪組提升重為100N的物體時(shí)，在10s內(nèi)物體被勻速提升了3m，已知人對(duì)繩子的拉力F為60N，不計(jì)繩重和滑輪轉(zhuǎn)軸處的摩擦，則在此過程中（

）A．繩子自由端移動(dòng)的距離為9mB．拉力F所做的有用功是180JC．拉力F的功率是36WD．滑輪組的機(jī)械效率是60％3．中國在建的航空母艦“福建艦”利用模塊化建造的方法能夠大大縮短工時(shí)，如圖是龍門吊起重機(jī)在一次作業(yè)中起重某構(gòu)件的示意圖，起重機(jī)通過上方的電動(dòng)機(jī)牽引繩子自由端來控制構(gòu)建的升降。在此作業(yè)中，電動(dòng)機(jī)牽引繩子自由端的拉力為12000N，動(dòng)滑輪及其附屬裝置的總重力為8000N，構(gòu)件的質(zhì)量為8t，構(gòu)件在1min內(nèi)上升15m，求此次作業(yè)中：（g取10N/kg）(1)電動(dòng)機(jī)牽引繩子自由端的功率；(2)滑輪組的機(jī)械效率；(3)電動(dòng)機(jī)克服鋼絲繩重力和滑輪組各處摩擦所做的這部分額外功。4．如圖所示，重為600N的工人將重800N的物體勻速提高2m。此過程中，滑輪組的機(jī)械效率為80%。不計(jì)繩重與摩擦，g=10N/kg。求：(1)提升重物做的有用功是多少？(2)工人的拉力為多少？(3)動(dòng)滑輪的重力是多少？(4)若要工人不被拉離地面，此滑輪組的最大機(jī)械效率是多少？5．如圖，通過滑輪組用200N的拉力將重為480N的物體在2s內(nèi)勻速提高2m。不計(jì)繩重和摩擦，求：(1)這個(gè)過程中滑輪組做的有用功；(2)該滑輪組的機(jī)械效率；(3)動(dòng)滑輪的重力；(4)若要?jiǎng)蛩偬嵘貫?00N的物體，繩自由端的拉力。類型二、水中的滑輪組6．如圖所示，小明利用滑輪組以0.2m/s的速度勻速提升沉在水底的長方體物件，已知物件高為h=2.5m，底面積為S=2×10-2m2，質(zhì)量為135kg。（不計(jì)繩重、輪與軸的摩擦及水的阻力，取g=10N/kg）（1）求物件上表面未露出水面前連接物件的繩的拉力？（畫出受力分析圖）（2）若物件上表面未露出水面之前，滑輪組的機(jī)械效率為85%，求小明拉繩的功率？（3）若小明的質(zhì)量為60kg，當(dāng)物件有十分之七的體積露出水面時(shí)，小明對(duì)地面的壓力多大？

7．如圖甲用一輛汽車打撈深井中的物體。汽車始終以2m/s的速度沿水平路面向右勻速直線運(yùn)動(dòng)，直到剛好把物體完全打撈出井口。汽車牽引力的功率P與時(shí)間t的關(guān)系圖象如圖乙所示，t=0s時(shí)繩子剛好拉緊（忽略物體出水時(shí)對(duì)井中水面高度的影響，不計(jì)水的阻力、繩重和滑輪軸處摩擦）。已知汽車受到地面的摩擦阻力為1000N，動(dòng)滑輪重為1000N，g取10N/kg。求：（1）物體的重力；（2）從提出水面到剛好到井口的過程中，利用滑輪組提升物體所做的有用功；（3）在前10s提升物體的過程中，滑輪組的機(jī)械效率。

8．如圖所示，是一輛汽車通過滑輪組將深井中的物體拉至井口的裝置圖。已知井深12m，物體質(zhì)量為200kg，密度為5×103kg/m3，汽車重為3×104N，汽車受到的阻力恒為車重的0.05倍，汽車以0.6m/s的速度勻速前進(jìn)，物體完全浸沒在水中時(shí)滑輪組的機(jī)械效率80%（不計(jì)繩與滑輪間的摩擦及繩重），求：（1）將物體提至井口需要多少時(shí)間？（2）物體浸沒在水中時(shí)受到的浮力是多少？（3）物體離開水面后汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率為多少？（4）物體完全離開水面后滑輪組機(jī)械效率為多少？（結(jié)果保留1位小數(shù)）

9．有一根繩子，通過如圖甲所示的滑輪組，能夠提起的最重物體是A，物體比A再重繩子將會(huì)斷裂（不計(jì)繩重和摩擦）。求：（1）將A勻速提高2m做的有用功為470J，則物重為多大？（2）若此時(shí)滑輪組的效率為92.5%，人的重力為600N，每只腳與地面接觸面積為2×10-2m2，則人對(duì)地面的壓強(qiáng)多大？（3）若用這根繩子和這些滑輪，組成如圖乙所示滑輪組，利用它從水中緩慢勻速提起（不計(jì)水的阻力）一個(gè)邊長為3×10-1m的正方體B，當(dāng)提到B的下表面所受水的壓強(qiáng)為2×103Pa時(shí)，繩子斷裂，則正方體的密度多大？10．如圖甲所示，2020年5月2日，G85銀昆高速敘州區(qū)柏溪金沙江大橋附屬排污管道突然發(fā)生脫落，部分掉入江中，導(dǎo)致金沙江封航。相關(guān)部門立即組織了對(duì)脫落物的打撈清理工作。圖乙是宜賓奧海打撈公司通過水下切割后用起重機(jī)打撈脫落重物的情景（重物不吸水），在整個(gè)過程中重物以的速度勻速上升，繩重、摩擦和水的阻力忽略不計(jì)，g取。求：（1）重物露出水面前，滑輪組對(duì)重物拉力，重物上升1m，拉力所做的功；（2）重物完全露出水面后，繩端拉力，起重機(jī)對(duì)繩端拉力的功率；（3）重物完全露出水面后，滑輪組的機(jī)械效率為，動(dòng)滑輪的重力；（4）重物的體積。類型三、斜面11．小鈺用如圖所示的裝置，用5N的拉力F將重20N的物體，沿長5m高1m的斜面，從底端勻速拉到頂端，用時(shí)5s。求：（1）拉力F移動(dòng)的速度；（2）拉力所做的功；（3）該裝置的機(jī)械效率。12．如圖所示，工人將底面積為0.25m2的一箱貨物裝到卡車上，需要用木板搭建一個(gè)斜面?？ㄜ囓噹撞侩x地的高度為1.2m，所用木板長5m。工人沿著斜面勻速將重為1000N的貨物推上車，用時(shí)1min，若該斜面的機(jī)械效率為40%，求：(1)工人沿斜面的推力；(2)工人推力所做的功率；(3)貨物受到斜面的摩擦力。13．如圖甲，為一種超大型礦山工地液壓挖掘機(jī)，質(zhì)量為，履帶與地面的總接觸面積約為。求：(1)給挖掘機(jī)安裝寬大的履帶是為了減小挖掘機(jī)對(duì)地面的。(2)某次作業(yè)時(shí)，挖掘機(jī)從礦坑中挖出的土，其靜止時(shí)對(duì)水平礦坑地面的壓強(qiáng)約為多大？()(3)作業(yè)完成后，空載的挖掘機(jī)通過斜坡（如圖乙）勻速返回地面，若挖掘機(jī)受到的摩擦阻力恒為，則該過程中挖掘機(jī)的牽引力是多少？()斜坡的機(jī)械效率為多大？()14．如圖所示，小聰同學(xué)用力F將重物勻速拉至斜面頂端用時(shí)20s。已知該過程中所做的有用功為300J，斜面的機(jī)械效率為60%，斜面的傾角為30°，斜面的高度為2m。請(qǐng)計(jì)算：（1）拉力F所做的功；（2）拉力F的功率；（3）物體與斜面之間的摩擦力大小。15．在斜面上將一個(gè)重150N的物體從底端勻速拉到頂端（如圖所示），沿斜面向上的拉力為50N，斜面長1.2m、高0.3m，求：（1）拉力所做的功；（2）斜面的機(jī)械效率。參考答案1．(1)2.4×104J(2)3000N(3)80%【詳解】（1）貨物的重力為G＝mg＝1.2×103kg×10N/kg＝1.2×104N有用功為W有＝Gh＝1.2×104N×2m＝2.4×104J（2）由圖可知，繩子段數(shù)為n＝3，對(duì)動(dòng)滑輪受力分析知，動(dòng)滑輪的重力為G動(dòng)＝3F－G＝3×5000N－1.2×104N＝3000N（3）滑輪組的機(jī)械效率為2．C【詳解】A．由圖可知，動(dòng)滑輪上的繩子段數(shù)n=2，繩子自由端移動(dòng)的距離s=nh=2×3m=6m故A錯(cuò)誤；B．拉力F克服物體重所做的有用功W有=Gh=100N×3m=300J故B錯(cuò)誤；C．拉力所做的總功W總=Fs=60N×6m=360J拉力的功率故C正確；D．滑輪組的機(jī)械效率故D錯(cuò)誤。故選C。3．(1)(2)(3)【詳解】（1）由圖可知，有效繩子段數(shù)，則繩子自由端移動(dòng)距離為則繩子拉力做功為則電動(dòng)機(jī)牽引繩子自由端的功率為（2）有用功為則滑輪組的機(jī)械效率為（3）額外功為克服動(dòng)滑輪及其附屬裝置總重力所做的額外功為則電動(dòng)機(jī)克服鋼絲繩重力和滑輪組各處摩擦所做的這部分額外功為4．(1)1600J(2)500N(3)200N(4)83.3℅【詳解】解：（1）提升重物做的有用功為（2）滑輪組機(jī)械效率為80%，由可知由圖知，繩子股數(shù)為2，由知（3）動(dòng)滑輪的重力為（4）工人能施加的最大拉力不能超過自身重力，即則能拉起的重物的最大重力為則最大機(jī)械效率為答：（1）提升重物做的有用功為1600J。（2）工人的拉力為500N。（3）動(dòng)滑輪的重力為200N。（4）最大機(jī)械效率為83.3%。5．(1)(2)(3)(4)【詳解】（1）這個(gè)過程中滑輪組做的有用功為（2）由圖可知，由3段繩子吊著動(dòng)滑輪，繩子自由端移動(dòng)的距離為滑輪組做的總功為該滑輪組的機(jī)械效率為（3）不計(jì)繩重和摩擦，則動(dòng)滑輪的重力為（4）若要?jiǎng)蛩偬嵘貫?00N的物體，繩自由端的拉力為6．（1）850N

（2）200W；（3）150N【詳解】解：（1）物件的重力為G=mg=135kg×10N/kg=1350N物件的體積為V=Sh=2×10-2m2×2.5m=0.05m3物件浸沒在水中時(shí)排開水的體積為V排=V=0.05m3根據(jù)阿基米德原理可得，物件上表面未露出水面前受到的浮力為F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×0.05m3=500N此時(shí)物件受到豎直向下的重力、豎直向上的拉力和浮力，由力的平衡條件可知，連接物件的繩的拉力為F拉=G-F浮=1350N-500N=850N此時(shí)物件的受力分析圖如圖所示

（2）由圖可知，滑輪組繩子承重股數(shù)為n=3，由可知，繩子自由端的拉力為繩子自由端移動(dòng)的速度為v=nv物=3×0.2m/s=0.6m/s小明拉繩的功率為（3）因?yàn)椴挥?jì)繩重、輪與軸的摩擦及水的阻力時(shí)所以動(dòng)滑輪的重力為小明的重力為G人=m人g=60kg×10N/kg=600N物件有十分之七的體積露出水面時(shí)，物體排開液體的體積為根據(jù)阿基米德原理可得，此時(shí)物件受到的浮力為F浮'=ρ水gV排'=1×103kg/m3×10N/kg×0.015m3=150N由力的平衡條件可知，連接物件的繩的拉力為F拉'=G-F浮'=1350N-150N=1200N因?yàn)椴挥?jì)繩重、輪與軸的摩擦及水的阻力，所以，此時(shí)繩子自由端的拉力為由力的平衡條件可知，地面對(duì)小明的支持力為F支=G人-F′=600N-450N=150N由力的作用是相互的可知，小明對(duì)地面的壓力為F壓=F支=150N答：（1）物件上表面未露出水面前連接物件的繩的拉力為850N，受力分析圖見解析圖；（2）小明拉繩的功率為200W；（3）小明對(duì)地面的壓力為150N。7．（1）2.9×104N；（2）7.25×105J；（3）95%【詳解】解：（1）汽車始終以2m/s的速度沿水平路面向右勻速直線運(yùn)動(dòng)，由圖乙知，10s～25s汽車牽引力的功率變大，根據(jù)可知10s～25s汽車牽引力變大，可知物體受到的浮力變小，由阿基米德原理，物體排開水的體積變小，即物體10s～25s在水中上升，25s～50s功率不變，牽引力不變，物體在空中勻速上升。物體被打撈出水后，汽車功率為P=3.2×104W由P=Fv可得，此時(shí)汽車的牽引力為以汽車為研究對(duì)象，由力的平衡，繩子對(duì)車的拉力大小為F拉=F牽﹣f=1.6×104N﹣1000N=1.5×104N根據(jù)力的相互性，汽車對(duì)繩端接力為1.5×104N，不計(jì)水的阻力、繩重和滑輪軸處摩擦，由可知物體的重力G=2F拉﹣G動(dòng)=2×1.5×104N﹣1000N=2.9×104N（2）由圖甲知，動(dòng)滑輪繩子的段數(shù)n=2，由速度公式和s=nh可得，將物體提出水面到剛好到井口的過程中上升高度所以，滑輪組提升物體從提出水面到井口的有用功為W有=Gh=2.9×104N×25m＝7.25×105J（3）在前10s內(nèi)，如圖乙可知，汽車的功率P′=2.2×104W，汽車的牽引力為繩子對(duì)車的拉力大小為F拉′=F牽′﹣f＝1.1×104N﹣1000N=1×104N由力的相互性，滑輪組繩端的拉力為1×104N，根據(jù)，此時(shí)動(dòng)滑輪掛鉤提升物體的拉力F物=2F拉′﹣G動(dòng)=2×1×104N﹣1000N=1.9×104N滑輪組的機(jī)械效率答：（1）物體的重力為2.9×104N；（2）從提出水面到剛好到井口的過程中，利用滑輪組提升物體所做的有用功為7.25×105J；（3）在前10s提升物體的過程中，滑輪組的機(jī)械效率為95%。8．（1）60s；（2）400N；（3）1380W；（4）83.3%【詳解】解：（1）由圖可知，滑輪組繩子的有效股數(shù)n=3，由v繩=nv物可得，物體上升的速度由可得，將物體提至井口需要的時(shí)間（2）由可得，物體的體積因物體浸沒時(shí)排開液體的體積和自身的體積相等，所以，物體浸沒在水中時(shí)受到的浮力F浮=ρ水gV排=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.04m3=400N（3）物體的重力G=mg=200kg×10N/kg=2000N不計(jì)繩與滑輪間的摩擦及繩重，物體完全浸沒在水中時(shí)滑輪組的機(jī)械效率解得，動(dòng)滑輪重力G動(dòng)=400N，物體離開水面后汽車對(duì)滑輪組的拉力汽車受到的阻力f=0.05G車=0.05×3×104N=1500N因汽車向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，受到向右的牽引力、向左繩子的拉力和阻力作用處于平衡狀態(tài)，所以，此時(shí)汽車的牽引力F牽=F+f=800N+1500N=2300N汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率（4）物體完全離開水面后滑輪組機(jī)械效率答：（1）將物體提至井口需要60s；（2）物體浸沒在水中時(shí)受到的浮力是400N；（3）物體離開水面后汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率為1380W；（4）物體完全離開水面后滑輪組機(jī)械效率為83.3%。9．（1）235N；（2）11825Pa；（3）2×103kg/m3【詳解】解：（1）根據(jù)W=Gh可得，物體的重力（2）根據(jù)可得，拉力做的總功由甲圖可知，n=2，則繩端移動(dòng)的距離s=2h=2×2m=4m根據(jù)W=Fs可得，繩子拉力人對(duì)地面的壓力為F壓=G﹣F=600N﹣127N=473N人對(duì)地面產(chǎn)生的壓強(qiáng)（3）在甲裝置中，動(dòng)滑輪上的繩子股數(shù)為2，不計(jì)繩重和摩擦，拉力則動(dòng)滑輪的重力G動(dòng)=2F﹣GA=2×127N﹣235N=19N由p=ρgh得，正方體浸入水中的深度正方體排開水的體積V排=a2h=(3×10-1m）2×0.2m=1.8×10-2m3正方體受到的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.8×10﹣2m3=180N在乙裝置中，動(dòng)滑輪上的繩子股數(shù)n=3，此時(shí)繩子斷裂，則拉力仍然為127N，不計(jì)繩重和摩擦，則拉力則正方體B的重力GB=3F′+F浮﹣G動(dòng)=3×127N+180N﹣19N=542N正方體B的質(zhì)量正方體B的密度答：（1）物體的重力為235N；（2）人對(duì)地面的壓強(qiáng)為11825Pa；（3）正方體B的密度為2×103kg/m3。10．（1）8000J；（2）2000W；（3）500N；（4）0.15m3【詳解】解：（1）拉力所做的功為（2）整個(gè)過程中重物以的速度勻速上升，由圖可知，有四段繩子拉著動(dòng)滑輪，則繩子自由端的速度為起重機(jī)對(duì)繩端拉力的功率為（3）由圖可知，有四段繩子拉著動(dòng)滑輪，繩重、摩擦和水的阻力忽略不計(jì)，機(jī)械效率為則根據(jù)可知，動(dòng)滑輪的重力為（4）重物露出水面前，滑輪組對(duì)重物拉力，物體的重力為，則重物在水中受到的浮力為由得，重物的體積即排開的水的體積為答：（1）拉力所做的功為8000J；（2）重物完全露出水面后，繩端拉力，起重機(jī)對(duì)繩端拉力的功率為2000W；（3）重物完全露出水面后，滑輪組的機(jī)械效率為，動(dòng)滑輪的重力為500N；（4）重物的體積為。11．（1）1m/s；（2）25J；（3）80%【詳解】解：（1）拉力F移