2024解析：第十二章機(jī)械效率-基礎(chǔ)練（解析版）

一、單選題1.如圖所示，用相同的滑輪安裝成甲、乙兩種裝置，分別用FA、FB勻速提升重力為GA、GB的A、B兩個物體。物體提升相同高度，不計(jì)繩重和摩擦，下列說法一定正確的是（）A若FA=FB，則GA>GB B.若GA=GB，則η甲>η乙C.若GA<GB，則FA>FB D.若FA=FB，則η甲<η乙【答案】A【解析】【詳解】由圖可知，甲滑輪組承重的繩子股數(shù)n甲=3，乙滑輪組承重的繩子股數(shù)n乙=2；AD．由題知各滑輪重相同，且不計(jì)繩重和摩擦，由可得，提升物體的重力G=nF-G動則兩物體的重力分別為GA=3FA-G動，GB=2FB-G動若FA=FB，由上式可知GA>GB，不計(jì)繩重和摩擦，克服物體重力做的功為有用功，克服物體和動滑輪總重力做的功為總功，根據(jù)可知η甲>η乙，故A正確，D錯誤；B．若GA=GB，且動滑輪重相同，根據(jù)可知η甲=η乙，故B錯誤；C．不計(jì)繩重和摩擦，兩滑輪組繩子自由端的拉力分別為，若GA<GB，且動滑輪重相同，則FA<FB，故C錯誤。故選A。2.在斜面上將一個質(zhì)量為5kg的物體勻速拉到頂端，如圖所示，若此時沿斜面向上的拉力為40N，斜面長2m、高1m，g取10N/kg。下列說法不正確的是（）A.拉力做的有用功為50JB.拉力做的總功為80JC.物體所受的摩擦力為30ND.此斜面的機(jī)械效率為62.5%【答案】C【解析】【詳解】A．物體重力拉力做的有用功故A正確，不符合題意；B．拉力F做的總功故B正確，不符合題意；C．克服摩擦力做的額外功由可得故C錯誤，符合題意；D．斜面的機(jī)械效率故D正確，不符合題意。故選C。3.關(guān)于功、功率和機(jī)械效率，下列說法正確的是（）A.有力作用在物體上，且物體移動了一段距離，說明就有力對該物體做功B.使用任何機(jī)械都不省功C.做功快的機(jī)械其機(jī)械效率一定高D.做功越多的機(jī)械其功率越大【答案】B【解析】【詳解】A．有力作用在物體上，但物體在力的方向上沒有移動距離，力就沒有對該物體做功，故A不正確；B．使用機(jī)械都不可避免的需要克服摩擦或機(jī)械自重而做額外功，所以使用任何機(jī)械都不省功，故B正確；C．功率表示物體做功的快慢，跟機(jī)械效率無關(guān)，所以做功快的機(jī)械其功率大，但機(jī)械效率不一定高，故C不正確；D．功率的定義：單位時間內(nèi)物體做功的多少，所以做功越多的機(jī)械其功率不一定越大，故D不正確。故選B。4.如圖所示，斜面長10m，高4m，用沿斜面方向的推力F，將一個質(zhì)量為50kg的貨物由斜面底端勻速推到頂端，運(yùn)動過程中摩擦力做功500J，下列說法正確的是（）A.機(jī)械效率為75% B.F=300NC.摩擦力為50N D.推力做的總功為3000J【答案】C【解析】【詳解】AD．推力做的有用功W有用=Gh=mgh=50kg×10N/kg×4m=2000J推力做的總功W總=W有用+W額=2000J+500J=2500J該斜面的機(jī)械效率故AD錯誤；B．由W總=Fs知道，推力大小故B錯誤；C．由W額=fs知道，摩擦力大小故C正確。故選C。5.如圖所示，物體重200N，動滑輪重20N。工人用125N的拉力將物體勻速提升3m，用了10s，在此過程中下列說法正確的是（）A.有用功是750JB.拉力的功率是37.5WC.滑輪的機(jī)械效率是80%D.克服動滑輪重所做的額外功占總功的20%【答案】C【解析】【詳解】A．滑輪組克服物體重力做的有用功W有＝Gh＝200N×3m＝600J故A錯誤；B．動滑輪承擔(dān)重物繩子的段數(shù)n＝2，繩端拉力做的總功W總＝Fs＝Fnh＝125N×2×3m＝750J所以拉力的功率故B錯誤；C．滑輪的機(jī)械效率故C正確；D．滑輪的機(jī)械效率為80%，說明額外功占總功的20%，即克服動滑輪重和摩擦做的功占總功的20%，故D錯誤。故選C。二、多選題6.工人用如圖所示的滑輪組，在時間t內(nèi)，將重為G的貨物勻速提升了h，人對繩子豎直向下的拉力恒為F。以下說法不正確的是（）A.拉力F的功率為B.額外功為GhC.滑輪組的機(jī)械效率為×100%D.滑輪組的機(jī)械效率隨h的增大而增大【答案】BCD【解析】【詳解】A．由圖可知，連接動滑輪繩子的股數(shù)n=2，繩端移動的距離為拉力F做的功為則拉力F的功率為故A正確，不符合題意；B．拉力做的有用功為則額外功為故B錯誤，符合題意；C．滑輪組的機(jī)械效率為故C錯誤，符合題意；D．根據(jù)可知，滑輪組機(jī)械效率與提升的高度h無關(guān)，故D錯誤，符合題意。故選BCD。三、填空題7.如圖所示，利用斜面將一個重600N的物體勻速拉到高處，沿斜面向上的拉力F=300N，拉動的距離s=5m，物體提升的高度h=2m。此過程中拉力做的功是___________J，該斜面的機(jī)械效率是___________，物體受到的摩擦力為___________（大于/等于/小于）300N。【答案】①.1500②.80%③.小于【解析】【詳解】[1]此過程中，拉力的做的總功W總=Fs=300N×5m=1500J[2]將物體提升所做的有用功W有=Gh=600N×2m=1200J斜面的機(jī)械效率[3]此過程克服摩擦力做的額外功W額=W總-W有=1500J-1200J=300J物體受到的摩擦力8.如圖所示，用滑輪組拉動重為40N的物體A，使物體A在水平方向上以2.5m/s的速度移動一段距離，用時2s，所用拉力F為20N，地面對物體A的摩擦力為30N，則滑輪組所做的有用功為___________J，拉力F的功率為___________W，滑輪組的機(jī)械效率為___________?！敬鸢浮竣?150②.100③.75%【解析】【詳解】[1]由速度公式可知，物體A移動的距離則滑輪組所做的有用功為克服摩擦力所做的功即[2]由圖可知n=2，繩子自由端移動的速度拉力做功的功率[3]滑輪組的機(jī)械效率四、計(jì)算題9.重為600N的裝卸工人用如圖所示的滑輪組勻速提升重力為900N的貨物，所用的拉力F為500N，物體以0.1m/s的速度上升10s，不計(jì)繩重及摩擦，求：（1）拉力F做的有用功；（2）滑輪組的機(jī)械效率；（3）拉力功率?！敬鸢浮浚?）900J；（2）90%；（3）100W?！窘馕觥俊驹斀狻拷猓海?）由可得，物體被提升的高度為拉力F做的有用功為（2）由圖知，承擔(dān)重物繩子的段數(shù)n＝2，由和可得，拉力做總功為滑輪組的機(jī)械效率為（3）拉力的功率為答：（1）拉力F做的有用功為900J；（2）滑輪組的機(jī)械效率為90%；（3）拉力的功率為100W。10.如圖甲所示，用滑輪組提升質(zhì)量為60kg的重物，物體在拉力F的作用下以0.4m/s勻速上升了8m。此過程中，拉力F做的功W隨時間t的變化圖像如圖乙所示。求：（1）拉力F的功率；（2）滑輪組的機(jī)械效率；（3）若克服摩擦與繩重所做的額外功占總額外功的三分之一，則動滑輪的重力為多少N?！敬鸢浮浚?）300W；（2）80%；（3）100【解析】【詳解】解：（1）由知道，物體上升8m所需的時間由圖乙知道，此時拉力做的總功W總＝6000J，則拉力做功的功率（2）物體的重力G＝mg＝60kg×10N/kg＝600N拉力做的有用功W有＝Gh＝600N×8m＝4800J滑輪組的機(jī)械效率（3）由W總＝W有+W額知道，總的額外功W額＝W總﹣W有＝6000J﹣4800J＝1200J根據(jù)題意知道，克服摩擦與繩重所做的額外功則克服動滑輪重力做的額外功W動＝W額﹣Wf＝1200J﹣400J＝800J由W動＝G動h知道，動滑輪的重力答：（1）拉力F的功率為300W；（2）滑輪組的機(jī)械效率為80%；（3）動滑輪的重力為100N。11.近期我國長江中下游許多省份因連續(xù)大雨發(fā)生洪澇災(zāi)害?？购閾岆U小分隊(duì)成員李軍在一次行動中需要幫老百姓把一個質(zhì)量為240kg的重物搬到2m高的車上、為了省力采用5m的長木板搭了一個斜面（如圖所示）。用1200N的力用了5min將重物勻速推到車上。（g＝10N/kg）（1）他對重物做了多少功？（2）他做總功的功率是多少？（3）此次簡易斜面裝置的機(jī)械效率為多少？【答案】（1）4800J；（2）20W；（3）80%【解析】【詳解】解：（1）重物的重力為他對重物做的有用功為（2）他做的總功為做功的功率為（3）簡易斜面裝置的機(jī)械效率為答：（1）他對重物做的有用功為4800J；（2）他做總功的功率為20W；（3）此次簡易斜面裝置的機(jī)械效率為80%。五、實(shí)驗(yàn)題12.某學(xué)習(xí)小組用幾個相同的滑輪來探究定滑輪、動滑輪和滑輪組的機(jī)械效率，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。他們將測得的鉤碼重G、拉力F、鉤碼上升的高度h、測力計(jì)移動的距離s，并將計(jì)算出的有用功W有用功、總功W總和機(jī)械效率η數(shù)據(jù)一并記入表中：次序G/NF/Nh/ms/mW有用/JW總/Jη122.10.10.10.20.2195.2%221.20.10.20.20.2483.3%320.90.10.30.20.27★（1）在實(shí)驗(yàn)操作中，應(yīng)沿豎直方向______拉動彈簧測力計(jì)；（2）比較實(shí)驗(yàn)1、2，第2次的機(jī)械效率較低，主要原因是需要克服______多做額外功；（3）表格中數(shù)據(jù)★＝______，比較實(shí)驗(yàn)2、3，這兩次實(shí)驗(yàn)機(jī)械效率不同的主要原因是______不同；（選填“與動滑輪相連繩子的股數(shù)”或“摩擦”）（4）在實(shí)驗(yàn)2的裝置下再加掛一只相同的鉤碼，裝置的機(jī)械效率將______；（選填“變大”、“變小”或“不變”）（5）在實(shí)驗(yàn)3中，若彈簧測力計(jì)沿豎直方向加速向上拉，其他條件不變，滑輪組的機(jī)械效率將______。（選填“變大”、“變小”或“不變”）【答案】①.緩慢勻速②.動滑輪重力③.74.1%④.摩擦⑤.變大⑥.變小【解析】【詳解】（1）[1]實(shí)驗(yàn)時，用手沿豎直方向拉動彈簧測力計(jì)，使其緩慢勻速上升，系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，拉力大小等于測力計(jì)示數(shù)。（2）[2]比較實(shí)驗(yàn)1、2，提升物體的重力和提升的高度相同，做的有用功相同，但第2次實(shí)驗(yàn)要克服動滑輪重力做更多的額外功，故第2次的機(jī)械效率較低。（3）[3][4]表格中數(shù)據(jù)，最后一次的機(jī)械效率由圖可知，第2、3兩次實(shí)驗(yàn)相比較，滑輪組的繞繩方法不同，使得其摩擦力的大小不同，這是造成其機(jī)械效率不同的主要因素。（4）[5]在實(shí)驗(yàn)2的裝置下再加掛一只相同的鉤碼，額外功不變，有用功增大，裝置的機(jī)械效率將變大。（5）[6]彈簧測力計(jì)沿豎直方向加速向上拉，其他條件不變，拉力偏大，從而使得總功變大，根據(jù)在有用功不變的情況下，總功增大，所以機(jī)械效率變小。一、單選題（2022·內(nèi)蒙古通遼·中考真題）13.用如圖甲所示的滑輪組提升物體M，已知物體M所受的重力為550N，卷揚(yáng)機(jī)加在繩子自由端的拉力F將物體M在20s內(nèi)沿豎直方向勻速提升10m，拉力F做的功W隨時間t的變化圖像如圖乙所示，忽略繩重及摩擦，下列說法正確的是（）A.拉力F為350N B.繩子自由端移動的速度為0.5m/sC.動滑輪重為50N D.該滑輪組的機(jī)械效率為83.3%【答案】C【解析】【詳解】A．如圖甲是由一個動滑輪和一個定滑輪組成的滑輪組，動滑輪上有二段繩子，則在20s內(nèi)拉力移動的距離為由圖乙可知拉力為故A錯誤；B．繩子自由端移動的速度為故B錯誤；C．忽略繩重及摩擦，由得動滑輪的重為故C正確；D．在20s內(nèi)克服物重做的有用功為該滑輪組的機(jī)械效率為故D錯誤。故選C。（2022·甘肅蘭州·中考真題）14.如圖所示，斜面長10m，高4m。用平行于斜面F=50N的拉力，將重100N的物體，從斜面的底端勻速拉到頂端。在此過程中，下列說法正確的是（）A.利用此裝置既可以省力，也可以省功 B.物體受到的摩擦力為50NC.對物體所做的有用功為500J D.該斜面的機(jī)械效率為【答案】D【解析】【詳解】A．使用任何機(jī)械都不省功，所以利用此裝置不能省功，故A錯誤；BC．由題意知，將物體從斜面底端勻速拉到頂端所做的有用功W有=Gh=100N×4m=400J所做的總功W總=Fs=50N×10m=500J額外功W額=W總-W有=500J-400J=100J物體所受的摩擦力故BC錯誤；D．該斜面的機(jī)械效率故D正確。故選D。（2022·黑龍江哈爾濱·中考真題）15.如圖所示，用一個動滑輪把重100N的沙袋從地面勻速提到6m高的樓上，所用拉力60N（繩重和摩擦不計(jì)），下列說法正確的是（）A.動滑輪重40NB.繩子自由端通過的距離為12mC.拉力做的有用功為720JD.動滑輪的機(jī)械效率為8.3%【答案】B【解析】【詳解】A．由圖知，n=2，因?yàn)椴挥?jì)繩重和摩擦?xí)r，所以動滑輪的重力G動=2F-G=2×60N-100N=20N故A錯誤；B．繩子自由端移動的距離s=nh=2×6m=12m故B正確；C．拉力做的有用功W有用=Gh=100N×6m=600J故C錯誤；

D．拉力做的總功W總=Fs=60N×12m=720J滑輪組的機(jī)械效率故D錯誤。

故選B。二、多選題（2022·山東青島·中考真題）16.如圖甲所示，工人師傅利用動滑輪將重360N的貨物勻速提起，拉力F＝200N，貨物上升的高度h與所用時間t關(guān)系的圖像如圖乙所示，不計(jì)繩重和摩擦。下列說法正確的是（）A.動滑輪的重力 B.貨物上升的速度v＝0.4m/sC.拉力F的功率P＝80W D.動滑輪的機(jī)械效率【答案】BD【解析】【詳解】A．一共有2段繩子分擔(dān)動滑輪和重物的總重力，故動滑輪的重力故A錯誤；B．由乙圖可知，貨物上升的速度故B正確；C．繩子自由端的速度為拉力F的功率故C錯誤；D．動滑輪的機(jī)械效率故D正確。故選BD。三、填空題（2022·山東淄博·中考真題）17.工人用如圖所示的滑輪組來提升貨物，已知貨物重400N，每個滑輪重50N，若物體在10s內(nèi)被提升了6m，不計(jì)繩重和摩擦，則拉力F是___________N，繩自由端移動的距離是___________m，物體上升的速度是___________m/s，滑輪組的機(jī)械效率是___________（精確到1%）?！敬鸢浮竣?225②.12③.0.6④.89%【解析】【詳解】[1]由圖可知，n=2，不計(jì)繩重和摩擦，作用在繩自由端的拉力[2]繩子自由端移動的距離[3]重物的速度[4]滑輪組的機(jī)械效率（2022·四川巴中·中考真題）18.用如圖所示的滑輪組（不計(jì)繩重及摩擦）把重350N的貨物豎直勻速提高10m，用時40s，所用拉力為200N，此時滑輪組的機(jī)械效率為___________，拉力的功率為___________W。若用此滑輪組豎直勻速提升重450N的貨物則滑輪組的機(jī)械效率為___________?！敬鸢浮竣?87.5%②.100③.90%【解析】【詳解】[1]把重350N的貨物豎直勻速提高10m，對物體做的有用功為滑輪組上承擔(dān)重量的繩子股數(shù)為n=2，所以繩子自由端移動的距離為拉力做的總功為滑輪組的機(jī)械效率為[2]拉力的功率為[3]由可知，動滑輪的重力為若用此滑輪組豎直勻速提升重450N的貨物，則滑輪組的機(jī)械效率為（2022·遼寧鞍山·中考真題）19.建筑工地的工人用如圖所示的滑輪組來提升重物。已知重物G＝900N，不計(jì)繩重和摩擦，當(dāng)繩子自由端的拉力F＝400N時，可將重物勻速提升2m。在此過程中，拉力F做功_______J，滑輪組的機(jī)械效率為_______；若將該滑輪組的機(jī)械效率提高5%，需要用此滑輪組提升_______N的重物。【答案】①.2400②.75%③.1200【解析】【詳解】[1]由圖可知，滑輪組繩子的有效股數(shù)n=3，則繩子自由端移動的距離s=nh=3×2m=6m拉力F做功W總=Fs=400N×6m=2400J[2]拉力做的有用功W有=Gh=900N×2m=1800J滑輪組的機(jī)械效率[3]不計(jì)繩重和摩擦，由可得，動滑輪的重力G動=nF-G=3×400N-900N=300N將該滑輪組的機(jī)械效率提高5%時，其機(jī)械效率為η′=80%，設(shè)提升重物的重力為G′，因克服重物重力所做功為有用功，克服重物重力和動滑輪重力做的功為總功，所以，滑輪組的機(jī)械效率解得G′=1200N（2022·廣西梧州·中考真題）20.如圖所示，工人師傅用250N的拉力，使重為2000N的物體以0.2m/s的速度在水平地面上做勻速直線運(yùn)動，已知物體在運(yùn)動時受到地面的摩擦力為物重的0.2倍，動滑輪受到的重力為80N，則工人師傅拉力的功率為___________W，該滑輪組的機(jī)械效率為___________。【答案】①.100②.80%【解析】【詳解】[1]由圖可知，n=2，則繩子自由端移動的速度v繩=nv物=2×0.2m/s=0.4m/s工人師傅拉力的功率[2]物體在運(yùn)動時受到地面摩擦力該滑輪組的機(jī)械效率四、實(shí)驗(yàn)題（2022·貴州銅仁·中考真題）21.課后延時服務(wù)社團(tuán)活動中，“勇創(chuàng)”興趣小組計(jì)劃探究“影響滑輪組機(jī)械效率的因素”的實(shí)踐活動，提出如下科學(xué)猜想；猜想一：滑輪組機(jī)械效率可能與被提升物體的重力大小有關(guān)猜想二：滑輪組機(jī)械效率可能與被提升物體的高度有關(guān)現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)器材支架、細(xì)繩、輕質(zhì)滑輪2個、彈簧測力計(jì)（量程合適）、規(guī)格2N的鉤碼多個，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示；請你協(xié)助“勇創(chuàng)”興趣小組完成實(shí)驗(yàn)；（1）除上述實(shí)驗(yàn)器材，完成該實(shí)驗(yàn)還需要的測量工具是______；（2）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下表：次數(shù)物體重力（N）物體上升的高度（cm）彈簧測力計(jì)的示數(shù)（N）繩子自由端移動的距離（cm）機(jī)械效率12101.03066.7524101.73036102.430833%①根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，第二次實(shí)驗(yàn)時滑輪組的機(jī)械效率為______；②分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得出結(jié)論同一滑輪組，物體提升相同高度，______，機(jī)械效率越高；③若要驗(yàn)證猜想二，你的關(guān)鍵操作是______?！敬鸢浮竣?刻度尺②.78.4％③.物體的重力越大④.控制物體的重力和動滑輪的個數(shù)不變，改變物體上升的高度【解析】【詳解】（1）[1]在探究影響滑輪組機(jī)械效率的因素的實(shí)驗(yàn)中，需要測量物體和繩子端移動的距離，故還需要刻度尺。（2）[2]由表格中的數(shù)據(jù)可知，物體上升的高度h=10cm=0.1m，繩子自由端移動的距離s=30cm=0.3m，則第二次實(shí)驗(yàn)時滑輪組的機(jī)械效率為[3]分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得，同一滑輪組，物體提升相同高度時，物體的重力越大，有用功越大，機(jī)械效率就越高。[4]要驗(yàn)證滑輪組機(jī)械效率可能與被提升物體的高度有關(guān)，需要控制物體的重力和動滑輪的個數(shù)不變，改變物體上升的高度從而探究機(jī)械效率的變化情況。（2022·山東濰坊·中考真題）22.許多實(shí)驗(yàn)器材在物理實(shí)驗(yàn)中能被重復(fù)利用，斜面就是其中之一。請完成下列利用斜面進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的有關(guān)內(nèi)容:（1）圖甲所示實(shí)驗(yàn)中，為便于測量小車在斜面上的運(yùn)動時間，應(yīng)使斜面保持__________（選填“很大”或“很小”）的坡度；（2）圖乙所示實(shí)驗(yàn)中，對于同一個球A，要改變A撞擊木塊前的動能大小，可進(jìn)行的操作是_________；（3）圖丙所示實(shí)驗(yàn)中，斜面傾斜角為，物體B重為。用彈簧測力計(jì)沿斜面拉動B時，應(yīng)使B做___運(yùn)動，實(shí)驗(yàn)中彈簧測力計(jì)示數(shù)如圖所示，則所測斜面的機(jī)械效率為__________?！敬鸢浮竣?很?、?改變在斜面上靜止釋放的高度③.勻速直線④.80%【解析】【詳解】（1）[1]圖甲所示實(shí)驗(yàn)中，斜面很大的坡度，小車運(yùn)動速度將會很大，運(yùn)動時間很小，測量運(yùn)動時間不方便。為便于測量小車在斜面上的運(yùn)動時間，應(yīng)使斜面保持很小的坡度。（2）[2]圖乙所示實(shí)驗(yàn)中，球A的