中考物理一轮复习突破练习专项06 功和机械能 简单机械（含解析）

专项06功和机械能简单机械功和机械能一、选择题1．（2020·玉林）如图所示，“歼20”战机在加速升空的过程中，下列说法正确的是（）A．动能增加，重力势能减小B．动能增加，重力势能增加C．动能减小，重力势能增加D．机械能保持不变【答案】B【解析】战机在加速升空时，质量不变，速度增大，动能增大；高度增大，重力势能增大；动能增大，重力势能增大，由机械能=动能+重力势能可知，其机械能增大。故选B。2．（2020·广西）如图所示，在动能大小与质量的关系的实验中，下列分析正确的是（）A．实验中不需要控制钢球在同一高度由静止滚下B．当木块最终静止时，木块的惯性也会随之消失C．如果木块滑行时所受的外力全部消失，木块将做匀速直线运动D．木块滑行一段距离后停止运动，说明物体的运动需要力来维持【答案】C【解析】A．根据控制变量法的思想，探究动能大小与质量的关系实验中，通过改变小球的质量，控制钢球在同一高度由静止滚下来研究，故A错误；B．惯性是物体的固有属性，当木块最终静止时，木块仍具有惯性，故B错误；C．根据牛顿第一定律，如果木块滑行时所受的外力全部消失，木块将做匀速直线运动，故C正确；D．木块滑行一段距离后停止运动，说明物体运动状态的改变需要力来维持，而物体运动不需要力来维持，故D错误。故选C。3．（2020·乐山）2020年6月17日15时19分，我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭，成功将高分九号03星送入预定轨道，发射获得圆满成功。在运载火箭加速升空的过程中，下列说法正确的是（）A．动能增大，势能减小 B．动能不变，势能增大C．动能增大，势能增大 D．动能减小，势能增大【答案】C【解析】火箭加速升空时，质量不变，速度增大，动能增大；高度增大，重力势能增大。故选C。4．（2020·南京）如图所示是荡秋千的简化模型，摆球从A点由静止释放，到达D点后返回，B、C两点等高，下列说法正确的是（）A．球在B、C两点的动能相等B．球在A、D两点的机械能相等C．球从B点到O点的过程中机械能减少D．球从O点到C点的过程中重力势能减少【答案】C【解析】A．B、C两点等高，重力势能相等，小球从B点到C点过程中，由于空气阻力，机械能减小，机械能包括动能和势能，所以C点的动能减小，球在B、C两点的动能不相等，故A错误；B．球从A点到D点过程中，由于空气阻力，机械能减小，故B错误；C．球从B点到O点的过程中，由于空气阻力，机械能减小，故C正确；D．球从O点到C点的过程中，高度增大，重力势能增大，故D错误。故选C。5．（2020·盐城）小明和同学一起荡秋千。下列说法正确的是（）A．通过最低点时的动能为零 B．下降过程中的动能不变C．到达最高点的重力势能最大 D．上升过程中的重力势能减小【答案】C【解析】A．通过最低点时速度最大，动能最大，故A错误；B．下降过程中，高度变小，重力势能变小，速度增大，动能增大，故B错误；C．到达最高点时，高度最大，重力势能最大，故C正确；D．上升过程中，高度增大，重力势能增大，故D错误。故选C。6．（2020·淮安）小明两次分别用时90s、40s从一楼爬到五楼，小明的体重与前后两次上升的高度均不变，比较两次爬楼过程（）A．用时少的做功多 B．用时少的做功功率大C．用时多的做功多 D．用时多的做功功率大【答案】B【解析】AC．由题知小明的体重与前后两次上升的高度均不变，因此由SKIPIF1<0可知，两次所做的功相同，故AC错误；BD．两次所做的功相同，由SKIPIF1<0可知，用时少的做功功率大，用时多的做功功率小，故B正确，D错误。故选B。7．（2020·淄博）2020年6月23日9时43分，我国用“长征三号乙”运载火箭成功发射第55颗北斗导航卫星，至此“北斗三号”全球卫星导航系统星座部署全面完成，下列有关能量的分析错误的是（）A．火箭加速升空的过程中，内能转化为机械能B．火箭加速升空的过程中，动能转化为重力势能C．卫星在大气层外沿椭圆轨道绕地球运行，机械能总量保持不变D．卫星在大气层外沿椭圆轨道绕地球运行，在近地点时动能最大【答案】B【解析】A．火箭加速升空的过程中，燃料燃烧释放内能，通过热机做功，转化为机械能，故A正确，不符合题意；B．火箭加速升空的过程中，速度和高度都在增大，所以动能和重力势能都在增大，故B错误，符合题意；C．卫星在大气层外沿椭圆轨道绕地球运行时，不受空气阻力，所以机械能转化过程中总量保持不变，故C正确，不符合题意；D．卫星在大气层外沿椭圆轨道绕地球运行时，动能和重力势能相互转化且总量保持不变；在近地点高度最小，重力势能最小，所以动能最大，故D正确，不符合题意。故选B。8．（2020·安徽）一人造地球卫星沿椭圆轨道运行，我们把卫星运行过程中离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点（如图所示）。已知卫星在运行过程中机械能保持不变，那么（）A．卫星在远地点的势能最大、动能为零B．卫星在近地点的动能最大、势能为零C．卫星从近地点向远地点运动过程中，势能增大，动能减小D．卫星以近地点向远地点运动过程中，动能增大，势能减小【答案】C【解析】A．人造地球卫星在远地点时，卫星和地球的相对距离最大，速度最小，故人造地球卫星在远地点时势能最大，动能最小但不是零。故A不符合题意；B．人造地球卫星在近地点时，卫星和地球的相对距离最小，速度最大，故人造地球卫星在近地点时动能最大，势能最小但不是零。故B不符合题意；CD．卫星从近地点到远地点运动过程中，高度增大，速度变小，重力势能增大，动能变小，动能转化为重力势能。故C符合题意，故D不符合题意。9．（2020·邵阳）一物体受到5N竖直向上的拉力SKIPIF1<0作用，沿水平方向以0.2m/s的速度匀速运动了10s，拉力SKIPIF1<0对物体做的功为（）A．0J B．1J C．10J D．50J【答案】A【解析】做功的两个必要因素：作用在物体上的力；物体在力的方向上通过的距离；二者缺一不可。A．一物体受到5N竖直向上的拉力F作用，沿水平方向以0.2m/s的速度匀速运动了10s，力与物体的运动方向垂直，对物体没有做功，即做功为0J，故A符合题意；B．一物体受到5N竖直向上的拉力F作用，沿水平方向以0.2m/s的速度匀速运动了10s，力与物体的运动方向垂直，对物体没有做功，即做功为0J，故B不符合题意；C．一物体受到5N竖直向上的拉力F作用，沿水平方向以0.2m/s的速度匀速运动了10s，力与物体的运动方向垂直，对物体没有做功，即做功为0J，故C不符合题意；D．一物体受到5N竖直向上的拉力F作用，沿水平方向以0.2m/s的速度匀速运动了10s，力与物体的运动方向垂直，对物体没有做功，即做功为0J，故D不符合题意。故选A。10．（2020·内江）2020年6月23日，我国将最后一颗全球组网的“北斗三号”导航卫星圆满发射成功。在发射过程中，“北斗三号”导航卫星随火箭加速上升，在加速上升阶段，“北斗三号”导航卫星的（）A．动能不变 B．重力势能增大 C．机械能减小 D．机械能不变【答案】B【解析】影响动能的影响因素是物体的质量和物体运动的速度，影响重力势能的因素是物体的质量和物体的高度，其中动能和势能统称为机械能。在火箭加速上升的过程中，北斗导航卫星的质量不变，速度增大，动能增大；质量不变，高度增加，重力势能增大，所以机械能增大，故B符合题意，A、C、D不符合题意。故选B。11．（2020·郴州）下列物体具有动能的是（）A．悬挂在天花板上的吊灯 B．静止在山顶上的大石头C．飞行的飞机 D．拉开的弹弓【答案】C【解析】A．悬挂在天花板上的吊灯处于静止状态，不具有动能，故A不符合题意；B．静止在山顶上的大石头处于静止状态，不具有动能，故B不符合题意；C．飞行的飞机处于运动状态，具有动能，故C符合题意；D．拉开的弹弓具有弹性势能，故D不符合题意。故选C。12．（2020·绵阳）高空中形成的雨滴在重力和空气阻力的共同作用下，开始下落的一段时间速度越来越大，落到地面前一段时间匀速下落。雨滴在空中下落的整个过程中A．动能一直增大，机械能守恒B．动能先增大后不变，机械能守恒C．动能先增大后不变，机械能一直减小D．动能先减小后不变，机械能一直减小【答案】C【解析】雨滴在空中下落的整个过程中，高度一直降低则重力势能一直减小，开始下落的一段时间速度越来越大，则动能增大，落到地面前一段时间匀速下落时动能不变，即动能先增大后不变；由于下落过程中要克服空气阻力做功，则机械能一直减小，机械能不守恒。故选C。13．（2020·济南）如图所示，“复兴号”列车在平直路段上加速行驶的过程中，它的A．动能增大 B．动能减小C．重力势能增大 D．重力势能减小【答案】A【解析】AB．影响动能的因素是质量和速度，列车的质量不变，但速度增大，所以动能增大，故A正确，符合题意，B错误，不符合题意；CD．影响势能的因素是质量和高度，而列车的质量和高度都没有发生改变，所以势能不变，故CD错误，不符合题意。故选A。14．（2020·郴州）如图所示，是一个老人和小孩攀爬同一楼梯时的情景。若需要比较攀爬楼梯过程中老人和小孩消耗的功率大小，测量的物理量有（）A．只需测量各自爬楼梯的高度B．只需测量老人的质量、小孩的质量C．需要测量老人的质量、小孩的质量，各自爬楼梯所需的时间D．需要测量老人的质量、小孩的质量，各自爬楼梯的高度和所需的时间【答案】C【解析】爬楼时，克服重力做功，需要测量老人的质量、小孩的质量，由W＝Gh＝mgh可比较做功的多少；爬完相同的楼梯，则高度相同，根据P＝SKIPIF1<0＝SKIPIF1<0比较功率的大小，因此只需要测量老人的质量、小孩的质量，各自爬楼梯所需的时间即可比较老人和小孩消耗的功率大小。故选C。15．（2020·广州）球竖直向上运动，并落回地面，这过程中先后经过M、S两点。球在这两点的动能和重力势能如图所示，则球在M点的（）A．速度比在S点的大B．机械能大于在S点的C．机械能等于在S点的D．离地高度比在S点的低【答案】B【解析】A．由图可知，M点的动能小于S点的动能，所以球在M点的速度比在S点的小，故A不符合题意；BC．由图可知，M点的动能和重力势能之和大于S点的动能和重力势能之和，故M点的机械能大于在S点的机械能，故B符合题意，C不符合题意；D．由图可知，M点的重力势能大于S点的重力势能，所以M点的离地高度比在S点的高，故D不符合题意。故选B。二、非选择题16．（2020·广西）如图为新一代四旋翼快递无人机，其下方悬挂着一个质量为3kg的货物。无人机以2m/s的速度匀速竖直上升了10m，用时_____s，它对货物做的功是_____J，功率是_____W。【答案】530060【解析】无人机2m/s的速度匀速竖直上升了10m，所用时间为SKIPIF1<0，货物的物重为SKIPIF1<0，无人机对货物做的功为SKIPIF1<0；此过程中无人机的功率为SKIPIF1<017．（2020·无锡）用“模拟打桩”来探究物体重力势能的大小与哪些因素有关，物体的质量SKIPIF1<0，实验时，让物体从木桩正上方的某一高度处自由下落，将木桩打入沙中，三次实验木桩进入沙中的深度如图所示，木桩进入沙中的深度越深，则物体对木桩做的功越______，比较SKIPIF1<0、SKIPIF1<0可知：物体重力势能的大小与物体的______有关；比较______可知：物体重力势能的大小与物体的质量有关。【答案】多高度a、c【解析】物体下落过程中，物体的重力势能转化为动能，物体的重力势能就越大，对木桩做功越多，木桩陷入沙坑越深，所以我们可以通过木桩陷入沙坑的深度观察来判断重力势能的大小，这用到了转换法；由SKIPIF1<0、SKIPIF1<0两图可知，物体的质量SKIPIF1<0，从不同高度落下，落下的位置越高，木桩被打得越深，物体的重力势能越大，说明重力势能与高度有关；比较SKIPIF1<0、SKIPIF1<0两图可知，物体的质量SKIPIF1<0，物体从同一高度落下，质量越大，木桩被打得越深，说明重力势能与质量有关。18．（2020·绵阳）宽握距引体向上要求：两手用宽握距正握（掌心向前）单杠，略宽于肩，两脚离地，两臂自然下垂伸直，用力将身体往上拉起，下巴超过单杠时稍作停顿，然后回复完全下垂，即为完成1次，小明同学体重600N，正握单杠且两臂自然下垂伸直时，下巴与单杠的高度差是0.4m，他在某次测试中，1min内完成了10次引体向上，则他完成1次引体向上至少做功_______J，整个测试过程中做功的平均功率最小是______W。【答案】24040【解析】完成1次引体向上至少做功SKIPIF1<0；1min内完成了10次引体向上，整个测试过程中做功SKIPIF1<0，整个测试过程中做功的的平均功率最小是SKIPIF1<019．（2020·广安）放在水平地面上的物体，质量为5kg，在30N的水平拉力作用下，沿水平方向运动了10m，所用时间为20s，那么重力做功______J，拉力的功率是______W（g=10N/kg）｡【答案】015【解析】物体在水平方向移动，重力的方向竖直向下，物体在重力的方向上没有移动距离，所以重力不做功，即重力做功为0J；拉力做的功W=Fs=30N×10m=300J，拉力的功率SKIPIF1<020．（2020·天津）小明在超市购物时，用10N的力沿水平方向推着购物车在水平地面上前进10m，用时10s，则推力做的功等于______J，推力的功率等于______W｡【答案】10010【解析】推力做的功W=Fs=10N×10m=100J，推力的功率SKIPIF1<021．（2020·玉林）在一段平直的公路上，有相距为1.7km的A、B两点，现甲车以10m/s的速度从A点往B点匀速出发，20s后乙车以15m/s的速度从B点往A点匀速出发，当甲、乙两车相遇时，求：(1)甲车运动的时间；(2)甲车离A点的距离；(3)若此过程中乙车受到的阻力为1000N，乙车牵引力所做的功。【答案】(1)80s；(2)800m；(3)9×105J【解析】(1)设甲车运动的时间为t，依题意可得SKIPIF1<0，SKIPIF1<0由已知可得SKIPIF1<0SKIPIF1<0解得：SKIPIF1<0。(2)根据SKIPIF1<0可得，甲车运动的路程，即甲车离A点的距离SKIPIF1<0(3)汽车做匀速运动时牵引力等于阻力F=f=3000N乙车运动的路程SKIPIF1<0乙车牵引力所做的功SKIPIF1<022．（2020·鄂尔多斯）如图甲是某新型太阳能汽车，该汽车的动力完全由安装在车顶的电池板收集的太阳能提供。汽车（包括司乘人员）的质量为1.2t，接收太阳能电池板的面积为8m2，在水平路面上以恒定功率做直线运动的v-t图象如图乙（取g=10N/kg）。(1)如汽车匀速行驶过程中所受阻力大小为车重的0.02倍，则汽车牵引力为多大?(2)求汽车在0~20s内牵引力做的功。(3)若汽车吸收的太阳能转化为机械能的效率为40%，则太阳光照射到地面单位面积上的辐射功率为多少?【答案】(1)240N；(2)7.2×104J；(3)1125W/m2【解析】(1)由题可知汽车的质量为m=1.2t=1.2×103kg汽车所受的重力为G=mg=1.2×103kg×10N/kg=1.2×104N汽车所受阻力为f=0.02G=0.02×1.2×104N=240N因为汽车匀速行驶，所以牵引力为F=f=240N(2)由图乙可知，汽车匀速行驶时v=15m/s，则汽车的恒定功率为P=Fv=240N×15m/s=3600W汽车在0~20s内牵引力做的功为W=Pt=3600×20s=7.2×104J(3)由题可知，汽车获得的机械功率为P机=3600W，太阳照射在地面的辐射总功率为SKIPIF1<0太阳照射在地面单位面积上的辐射功为SKIPIF1<0简单机械一、选择题1．（2020·聊城）如图所示，用相同的滑轮安装成甲。乙两种装置，分别将A、B两物体匀速向上提升，若所用拉力大小相等，绳端在相同时间内移动了相同的距离。不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（）A．两物体上升的速度相同B．两种装置的机械效率相等C．两次提升物体所做的有用功相等D．两种装置中拉力做功的功率相等【答案】D【解析】A．由图可知，甲是定滑轮，乙是动滑轮，绳端在相同时间内移动了相同的距离，由v=SKIPIF1<0可知绳端移动的速度相同，A物体上升的速度等于绳端移动的速度，B物体上升的速度是绳端移动的速度的一半，故A错误；BCD．所用拉力大小相等，绳端在相同时间内移动了相同的距离，由W总=Fs可知总功相等，不计绳重和摩擦，甲图中物体的重力GA=F，乙图中物体的重力GB=2F-G动，A物体上升的高度hA=s，B物体上升的高度hB=SKIPIF1<0s，A图中有用功W有甲=GAhA=Fs，乙图中有用功W有乙=GBhB=(2F-G动)SKIPIF1<0s=Fs-SKIPIF1<0G动s，W有甲＞W有乙，甲图中机械效率η甲=SKIPIF1<0，乙图中机械效率η乙=SKIPIF1<0，η甲＞η乙，由P=SKIPIF1<0可知两种装置中拉力做功的功率相等，故D正确，BC错误。故选D。2．（2020·淄博）如图所示，在杠杆左端悬挂物体，右端施加动力F，杠杆处于平衡状态（忽略杠杆自身重力的影响），下列说法正确的是（）A．此时杠杆是费力杠杆B．动力臂是线段OAC．杠杆的阻力是物体受到的重力GD．保持杠杆位置不变，将动力F转至F1位置，动力变大【答案】D【解析】杠杆平衡条件是SKIPIF1<0，则：A．由图可知重力与拉力方向竖直向下，动力臂大于阻力臂，此时杠杆是省力杠杆，故A错误；B．力臂是力的作用线到转动轴的垂直距离，动力臂是支点O到力F的垂线段，小于OA，故B错误；C．杠杆的阻力是由物体重力引起的绳端拉力，大小等于物体受到的重力，故C错误；D．保持杠杆位置不变，将动力F转至F1位置，此时动力臂变小，阻力与阻力臂不变，则动力变大，故D正确。故选D。3．（2020·德州）如图所示，甲、乙两套装置所用的滑轮质量相等，用它们分别将相同质量的钩码匀速竖直提升，在相等时间内绳端A、B移动相同的距离（忽略绳重和摩擦），在此过程中，下列选项正确的是（）A．两钩码上升的速度相等 B．两滑轮组绳端的拉力相等C．甲滑轮组的总功比乙少 D．两滑轮组的机械效率相等【答案】D【解析】A．由图知，通过甲乙两图中通过动滑轮绳子段数n1=2，n2=3，在相等时间内绳端A、B移动相同的距离，由v=SKIPIF1<0可知绳端移动的速度相同，两个钩码上升的速度v物甲=SKIPIF1<0，v物乙=SKIPIF1<0，所以两钩码上升的速度不相等，故A错误；B．忽略绳重和摩擦，绳子受到的拉力分别为SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，F甲＞F乙，两滑轮组绳端的拉力不相等，故B错误；C．两个滑轮做的总功W甲总=F甲s=SKIPIF1<0(G+G动)s，W乙总=F乙s=SKIPIF1<0(G+G动)s，W甲总＞W乙总，故C错误；D．有用功W甲有=Gh甲=GSKIPIF1<0s，W乙有=Gh乙=GSKIPIF1<0s，两滑轮组的机械效率η甲=SKIPIF1<0，η乙=SKIPIF1<0，η甲=η乙，两滑轮组的机械效率相等，故D正确。故选D。4．（2020·牡丹江）如图所示的四种用具中，属于费力杠杆的是（）A．托盘天平B．镊子C．钢丝钳D．羊角锤【答案】B【解析】A．托盘天平工作时，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，故A不符合题意；B．镊子工作时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故B符合题意；C．钢丝钳工作时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C不符合题意；D．羊角锤工作时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D不符合题意。故选B。5．（2020·丹东）如图，在斜面上将一个重为15N的物体匀速从斜面底端拉到顶端，沿斜面向上的拉力SKIPIF1<0，斜面长SKIPIF1<0、斜面高SKIPIF1<0。下列说法正确的是（）A．克服物体重力做功7.2J B．额外功为1.8JC．物体受到的摩擦力为2.25N D．斜面的机械效率为37.5%【答案】C【解析】A．克服物体重力做功为SKIPIF1<0，故A错误；B．拉力做的总功为SKIPIF1<0，则额外功为SKIPIF1<0，故B错误；C．由SKIPIF1<0得，物体受到的摩擦力为SKIPIF1<0，故C正确；D．斜面的机械效率为SKIPIF1<0，故D错误。故选C。6．（2020·随州）体重为60kg的工人利用如图滑轮组将一质量为80kg的重物A匀速提升1m，此时该滑轮组的机械效率为80%（不计绳重与摩擦，g取10N/kg），小明对此工作过程及装置作出了以下论断：①动滑轮重为200N②此过程中，工人对绳的拉力做功1000J③重物匀速上升过程中，它的机械能增大④若增大重物A的质量，该工人用此滑轮组匀速拉起重物时，机械效率不可能达到90%关于小明的以上论断（）A．只有①③正确 B．只有②③正确 C．只有①②③正确 D．①②③④都正确【答案】C【解析】由题意物体所受的重力SKIPIF1<0，物体上升的高度SKIPIF1<0，此时滑轮组做的有用功为SKIPIF1<0，根据机械效率公式SKIPIF1<0有，总功为SKIPIF1<0，而SKIPIF1<0有SKIPIF1<0，又因为SKIPIF1<0可得SKIPIF1<0，①②均正确；机械能是动能和势能的总和，当重物匀速上升过程中，动能不变，势能增加，它的机械能增大，③正确；若要滑轮组的机械效率达到SKIPIF1<0，由效率公式有SKIPIF1<0，化解可得当SKIPIF1<0时，滑轮组的效率能到达SKIPIF1<0，则若增大重物A的质量，用此滑轮组匀速拉起重物时，机械效率能达到90%，④错误。故选C。7．（2020·云南）如图甲所示，虚线框内是由两个相同的滑轮安装成的滑轮组。利用该滑轮组提升质量为27kg的物体所用的拉力为100N。物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，不计绳重和摩擦，则（）A．拉力的功率为50W B．滑轮组中动滑轮重10NC．该滑轮组的机械效率为90% D．绳子自由端移动的速度为0.5m/s【答案】C【解析】由乙图可知绳子自由端和物体移动距离比为3，故绳股数n=3，AD．由乙图可知4s绳子自由端移动了6m，故自由端的速度为1.5m/s，由SKIPIF1<0得拉力的功率为150W，故AD错误；B．物体的质量是27kg，故重力270N，拉力为100N，当不计绳重和摩擦时，由SKIPIF1<0可得G动=30N，故B错误；C．由SKIPIF1<0得SKIPIF1<0，故C正确。故选C。8．（2020·凉山）关于功率、机械效率，下列说法正确的是（）A．做功越多的机械、其功率就越大B．越省力的机械，其功率就越小C．做功越慢的机械，其机械效率就越低D．有用功与总功的比值越大的机械，其机械效率就越高【答案】D【解析】A．由P=SKIPIF1<0可得功率由功和时间共同决定，反映做功的快慢，做功多不一定功率大，故A错误；B．功率表示做功的快慢程度，与机械的省力情况无关，故B错误；C．功率越大的机械做功越快，机械效率是有用功和总功的比值，所以功率小不能确定机械效率低，故C错误；D．机械效率是指有用功与总功的比值，有用功与总功的比值越大的机械，其机械效率就越高，故D正确。故选D。9．（2020·绵阳）将一个定滑轮和挂有一个重6N钩码的动滑轮分别组装成如图甲和乙所示的两种滑轮组。在图甲滑轮组，用大小为36N的竖直向下的拉力F1把钩码匀速提升了0.3m；在图乙滑轮组，用竖直向上的拉力F2把钩码匀速提升了0.6m。不计摩擦和绳重。设图甲滑轮组的机械效率为η甲，图乙滑轮组的机械效率为η乙，则A．η甲＞η乙 B．η甲＜η乙C．η甲≈55.5% D．η乙≈83.3%【答案】D【解析】由图可知，甲、乙滑轮组中n1=2、n2=3，不计摩擦和绳重时滑轮组的机械效率分别为SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，即η甲=η乙，故D符合题意，ABC不符合题意。故选D。10．（2020·绵阳）绵阳一号桥是斜拉桥，斜拉桥比梁式桥的跨越能力大，我国已成为拥有斜拉桥最多的国家。如图是单塔双索斜拉大桥，索塔两侧对称的拉索承受了桥梁的重力，一辆载重汽车从桥梁左端按设计时速匀速驶向索塔的过程中，左侧拉索拉力大小A．一直增大 B．一直减小C．先减小后增大 D．先增大后减小【答案】B【解析】斜拉桥类似于杠杆，拉索拉力为动力，索塔基础为支点，拉索到索塔基础的距离为动力臂，载重汽车重力为阻力，载重汽车到索塔基础的距离为阻力臂，当载重汽车从桥梁左端匀速向索塔行驶过程中阻力不变，阻力臂在变小，动力臂不变，根据杠杆平衡条件，所以拉索拉力一直减小。故B正确。故选B。11．（2020·济南）如图所示衣架的挂钩两侧等距离安装着四个夹子。将三条相同的毛巾按下图各种挂法晾晒在室外的铁丝上，能让衣架在水平方向保持平衡的是A． B． C． D．【答案】B【解析】设每条毛巾的重力为G，夹子间距离为L，根据杠杆平衡条件可知只有选项B，SKIPIF1<0，是平衡的，故B正确。故选B12．（2020·河池）如图所示，轻质木杆AC可以绕O点转动，AB:OB=4:1，A端挂着重为300N的物体G，为了使木杆保持水平位置平衡，且物体G对水平地面的压力为100N，需要在B点施加竖直向下的力的大小为（）A．400N B．600N C．800N D．1200N【答案】C【解析】由题可知，A端绳子所受的拉力为SKIPIF1<0，根据杠杆平衡原理，有SKIPIF1<0，代入数据解得SKIPIF1<0，故ABD错误，C正确。故选C。13．（2020·十堰）下列各种机械中，不省力的机械是（）A．钢丝钳B．动滑轮C．旗杆顶定滑轮D．斜面【答案】C【解析】A．钢丝钳属于省力杠杆，故A不符合题意；B．理想动滑轮可以省一半力，故B不符合题意；C．定滑轮可以改变力的方向，但不省力，故C符合题意；D．斜面属于省力机械，故D不符合题意。故选C。14．（2020·自贡）如图，重为G的物体在沿斜面向上的拉力作用下，从斜面的底部移到顶部，设沿斜面移动的距离为s，高为h，拉力为F，物体受到的摩擦力为f。则斜面的机械效率为（）A．SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0 C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<0【答案】B【解析】有用功为W有=Gh，总功为W总=Fs，斜面的机械效率为η=SKIPIF1<0，故选B。15．（2020·黄石）如图，是一位同学组装的提升重物装置，他用100N的拉力F，在10s内把重150N的重物G提升4m，则此过程中（）A．该滑轮组的效率为75% B．他做的总功为1200JC．他做的有用功为800J D．他对滑轮组做功的功率为60W【答案】A【解析】此过程中他做的有用功为SKIPIF1<0，他做的总功为SKIPIF1<0，他对滑轮组做功的功率为SKIPIF1<0，该滑轮组的效率为SKIPIF1<0，A．该滑轮组的效率为75%，故A项符合题意；B．他做的总功为800J，故B项不符合题意；C．他做的有用功为600J，故C项不符合题意；D．他对滑轮组做功的功率为80W，故D项不符合题意。故选A。16．（2020·安顺）仅用8天就建成的武汉火神山医院，彰显的不仅是中国速度，更是战胜疫情的坚强决心。如图所示，为了在最短的时间完成地面基础建设，上百台挖掘机同时工作，其目的是增大所有挖掘机总的（）A．机械效率 B．功率 C．功 D．有用功【答案】B【解析】建成一所医院所做的有用功是相同的，为了减小做功的时间（缩短工期），根据P=SKIPIF1<0可知，需要增大挖掘机的功率，所以，上百台挖掘机同时工作，其目的是增大所有挖掘机总的功率，故B正确，ACD错误。故选B。17．（2020·咸宁）下列的工具中，在使用时可以省距离的是（）A．食品夹 B．裁纸刀 C．钢丝钳 D．核桃夹【答案】A【解析】A．食品夹在使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，但省距离，符合题意；B．裁纸刀在使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，但费距离，不符合题意；C．钢丝钳在使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，但费距离，不符合题意；D．核桃夹在使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，但费距离，不符合题意。故选A。二、非选择题18．（2020·淄博）利用图中所示的装置分别用力竖直匀速提升重100N的物体，物体运动速度为0.1m/s，每个滑轮重20N，不计绳重和摩擦。能改变用力方向的是图_____；拉力F甲＝_____N，F丙＝_____N；拉力F乙做功的功率是_____W。【答案】甲100N40N12【解析】甲图是定滑轮，能改变力的方向；由于不计摩擦与绳重，故甲的拉力为100N；由于动滑轮处于平衡状态，一共有三段绳子拉动动滑轮，故定滑轮受到了向上对的3段绳子的拉力，受到了向下的物体对其拉力，和自身的重力，可得等式SKIPIF1<0，故拉力的大小为SKIPIF1<0，故拉力的大小为40N；拉力F乙的大小为SKIPIF1<0，绳子运动的速度为SKIPIF1<0，故拉力F乙做功的功率是SKIPIF1<0，故拉力的大小为12W。19．（2020·南京）如图所示，物体重210N，动滑轮重25N。工人用125N的拉力将物体匀速提升3m，用了10s，此过程中有用功是______J，拉力的功率是______W，滑轮的机械效率是______，克服动滑轮重所做的额外功占总功的______%。【答案】6307584%10【解析】过程中有用功W有=Gh=210N×3m=630J；拉力做的功W总=Fs=F×2h=125N×2×3m=750J，拉力的功率P=SKIPIF1<0=75W；滑轮的机械效率SKIPIF1<0=84%；克服动滑轮重所做的额外功W额=G动h=25N×3m=75J，克服动滑轮重所做的额外功占总功的SKIPIF1<0=10%20．（2020·安徽）停车场入口处常用横杆来控制车辆的进出，如图甲所示。我们可以把该装置简化成如图乙所示的杠杆。若横杆AB粗细相同、质量分布均匀，重G=120N，AB=2.8m，AO=0.3m。要使横杆AB保持水平平衡，需在A端施加竖直向下的力F=________N。【答案】440【解析】横杆AB粗细相同、质量分布均匀，则横杆的重心在AB中点，故重力G的力臂为SKIPIF1<0，力F的力臂SKIPIF1<0，由杠杆平衡条件SKIPIF1<0得SKIPIF1<0，解得SKIPIF1<0，故需在A端施加竖直向下的力为440N。21．（2020·金华）简单机械广泛应用于日常生活。某小区物业为了方便住户扔垃圾，对垃圾桶进行了简易改装（如图甲）。被拉起的垃圾桶盖可看成是一个简易杠杆。图乙为桶盖与绳子成90°角且处于静止状态时的示意图，O为杠杆支点，A为绳子拉力F的作用点，B为桶盖的重心。根据图乙回答下列问题：（1）定滑轮的作用是_____；（2）该状态下的桶盖属于_____（填“省力”、“费力”或“等臂”）杠杆。【答案】改变力的方向省力【解析】定滑轮的作用是可以改变力的方向；由图可知，垃圾桶盖使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆。22．（2020·陕西）某小区正在进行改造施工，工人用如图所示的滑轮组将750N的沙子匀速提升了10m，用时100s，若工人所用的拉力为400N，则拉力的功率为______W，滑轮组的机械效率为______，使用该滑轮组既能______又能改变力的方向，使用滑轮组______（选填能或不能）省功。【答案】12062.5%省力不能【解析】拉力的功率SKIPIF1<0；滑轮组的机械效率SKIPIF1<0；滑轮组既能省力也能改变力的方向，但是不能省功。23．（2020·鄂尔多斯）工人用如图装置搬运石块A。已知A重1200N，在20s内沿水平方向匀速移动3m，工人所用拉力F为120N，那么A移动速度为______m/s，此过程拉力F做功为______J；如果此装置机械效率为75%，则石块A受到的摩擦力为______N。【答案】0.151080270【解析】A移动的速度SKIPIF1<0；拉力做功W总=Fs=F⋅3h=120N×3×3m=1080J；据SKIPIF1<0得，石块A所受的拉力做的有用功为SKIPIF1<0，而石块匀速移动时，受到的拉力与摩擦力是平衡力，所以SKIPIF1<024．（2020·郴州）如图所示，用细绳将一重为6N的物体沿光滑斜面匀速拉到高处，斜面长s＝1m，高h＝0.25m，在此过程中，细绳的拉力F为_____N；若斜面粗糙，匀速拉动同一物体时，斜面的机械效率为75%，则细绳的拉力F'为_____N。【答案】1.52【解析】将物体沿光滑斜面匀速拉到高处，额外功为0J，拉力做的功等于提升重物做的功，即SKIPIF1<0，此时拉力SKIPIF1<0，细绳的拉力为1.5N；若斜面粗糙，匀速拉动同一物体时，拉力做的有用功SKIPIF1<0，由SKIPIF1<0可得，拉力做的总功SKIPIF1<0，由W＝Fs可得，细绳的拉力SKIPIF1<0，细绳的拉力是2N。25．（2020·达州）如图所示，工人师傅用150N的力，使物体A在1min内沿水平地面匀速移动了12m，此时物体A受到水平向左的拉力为240N。在此过程中物体A移动的速度是______m/s，工人师傅拉绳子的力做功的功率是______W，该装置的机械效率η=______。当物体A的速度增大到0.5m/s时，物体A受到的摩擦力是______N。【答案】0.26080%240【解析】物体A移动的速度v=SKIPIF1<0=SKIPIF1<0=0.2m/s，物体A移动的速度为0.2m/s；由图可知，n=2，则绳子自由端沿移动的距离s=nsA=2×12m=24m，拉力F做的功W总=Fs=150N×24m=3600J，拉力F的功率P=SKIPIF1<0=SKIPIF1<0=60W，拉力F的功率为60W；有用功W有=FAsA=240N×12m=2880J，该装置的机械效率η=SKIPIF1<0×100%=SKIPIF1<0×100%=80%，该装置的机械效率为80%；物体沿水平方向匀速移动时处于平衡状态，物体受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，则物体受到的摩擦力f=FA=240N，当物体A的速度增大到0.5m/s时，物体A对地面的压力和接触面的粗糙程度不变，摩擦力大小不变，即物体A受到的摩擦力仍是240N。26．（2020·齐齐哈尔）小彬用如图所示滑轮组把重400N的货物匀速提升2m，若不计绳重和摩擦，所用的拉力是250N。此过程中绳端移动的距离为______m，滑轮组的机械效率是______。【答案】480%【解析】由图知，有两股绳子来承担物重，绳端移动的距离s=2h=2SKIPIF1<0；滑轮组的机械效率SKIPIF1<027．（2020·潍坊）疫情期