专题04 功 功率 机械效率（第五周基础卷）（解析版）

2023-2024学年度第一学期九年级物理周测试卷-A卷（答案）（内容：11.3--11.5功功率机械效率满分80分）九______班姓名____________得分_____________一、选择题（每题2分，共20分）1．有一台柴油机的功率是2000W，其物理意义是（）A．每秒钟柴油机做功2000JB．柴油机做了2000J的功C．柴油机每秒钟的功率是2000WD．每秒钟柴油机做功2000W【答案】A【解析】功率表示的是单位时间内做做的功，由定义和物理意义可知A符号题意。故答案为：A。2.某同学听到上课铃响了，他一口气从一楼跑到三楼，所用时间为10s．则他上楼消耗的功率最接近（）A．3W B．30W C．300W D．3000W【答案】C【解析】该同学的重力约为500N，从一楼到三楼在竖直方向移动的距离为6m，所以克服重力做的功为上楼消耗的功率为故答案为：C。3.山区里的挑夫挑着物体上山时，行走的路线呈“S”形，目的是（）A.加快上山时的速度 B.省力C.减小对物体的做功 D.工作中养成的生活习惯【答案】B【解析】【解析】斜面也是一种简单机械，使用斜面的好处是可以省力。挑物体上山，其实就是斜面的应用，走S形的路线，增加了斜面的长，而斜面越长，越省力，所以是为了省力。故答案为：B。4.如图所示，甲、乙杠杆的质量和长度均相同，机械摩擦不计，分别使用甲、乙杠杆将物体A提升相同的高度，则在工作过程中，甲、乙杠杆的机械效率相比（）A．甲的大 B．乙的大 C．一样大 D．无法确定【答案】B。【解析】解：使用杠杆提升物体时，克服物体重力做的功是有用功，物体A重力一定，提升相同的高度，根据W＝Gh可知，拉力所做的有用功相比W甲＝W乙；由图知：使用甲装置提起物体时，拉力做的功包括两部分：克服物重、克服杠杆重力；使用乙装置提起物体时，由于杠杆的重心在O点，所以拉力做的功只要克服物重即可。由η＝知：乙装置的机械效率更高。故答案为：B5.如图所示，在相同时间内，用大小相同的拉力F把等质量的甲、乙两物体沿斜面、从低端拉到斜面顶端。F对物体做功的功率分别为、，机械效率分别为、下列分析正确的是（）A．， B．，C．， D．，【答案】A【解析】已知长度大于，拉力相同，由可知，；根据可知，时间相同，所以；已知物体的重力不变，斜面的高度不变，故由可知，将同一物体分别沿斜面、以相同的速度从底部匀速拉到顶点所做的有用功相同，，因为总功，由可得，。综上所述，BCD错误，A正确。故选A。故答案为：A。6.下面关于功率、机械效率的几种说法中正确的是（）A．做功所用的时间越多，功率越小 B．依据功的原理可知机械效率永远小于1 C．做的有用功越多，机械效率越高 D．功率越大，做功就越多【答案】B【解析】A．功率和做功多少以及时间的长短有关，功率等于功与时间之比，在做功多少不确定的情况下，做功所用的时间越多，功率不一定大，故A错误。B．在使用机械做功时，不可避免地要做额外功，所以有用功总小于总功。所以机械效率总小于1，故B正确。C．机械效率等于有用功与总功的比值，机械效率与有用功和总功有关系，总功不确定，做有用功多的不能说明机械效率就高，故C错误。D．功率是表示做功快慢的物理量，功率与做功多少以及时间的长短有关，时间不确定，功率越大，做功不一定就越多，故D错误。故答案为：B。7．已知甲机器的机械效率是65%，乙机器的机械效率是80%，那么下列说法中正确的是（）A．甲机器一定比乙机器省力B．甲机器一定比乙机器省距离C．甲机器做的有用功一定比乙机器多D．以上说法都不对【答案】D【解析】机械效率是有用功与总功的比值，有用功占总功的比例越大，机械效率越高，乙机器的机械效率只能说明乙机器中有用功占总功的比例大，并不能说明甲机器一定比乙机器省力，一定比乙机器省距离，做的有用功一定比乙机器多；故答案为：D。8．在不计摩擦和绳子质量的情况下,分别使用定滑轮、动滑轮、滑轮组(两个定滑轮和两个动滑轮)匀速提升同一物体到同一高度处,其机械效率分别为η定、η动、η组,则下列选项正确的是（）A.η组<η动<η定B.η定<η动<η组C.η动<η定<η组D.η定<η组<η动【答案】A【解析】∵匀速提升同一物体到同一高度处，∴三种情况下做的有用功相同，大小都为W有用；∵不计绳子质量和摩擦，∴使用滑轮做的额外功：W额=G轮h，又∵使用定滑轮、动滑轮、滑轮组的动滑轮的个数为0、1、2，∴使用定滑轮、动滑轮、滑轮组做的额外功：W额1＜W额2＜W额3，∵W总=W有用+W额，∴三种情况下做的总功：W定＜W动＜W组，∵η=W有用/W总，∴使用定滑轮、动滑轮、滑轮组的机械效率：η定＞η动＞η组。故答案为：A。9．如图是一种千斤顶，当手压摇臂时，重物便被举高，用这种千斤顶把某汽车的一个后轮顶起时，施加在摇臂上向下的压力为200N，每压一次，手向下移动的距离是50cm，压10次后，车后轮被抬高10cm，整个过程做的有用功为600J，则下列说法正确的是（）A．这种千斤顶属于费力杠杆B．人的手对千斤顶做的总功是1000JC．该千斤顶的机械效率是50%D．当千斤顶向上顶车后轮的过程中，这个后轮对地面的压强变大【答案】B【解析】A．千斤顶使用时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。故A错误；B．人的手对千斤顶做的总功W=Fs=200N×0.5m×10=1000J。故B正确；C．千斤顶的机械效率。故C错误；D．当千斤顶向上顶后轮时，后轮受到向上的力，所以对地面的压力减小，根据可知压强变小，故D错误。故答案为：B。10．某同学用滑轮组提升物体，绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系如图中图线所示，物体上升的距离随时间变化的关系如图中图线所示。已知物体的重力为，所用动滑轮的重力为，绳子自由端的拉力为。g取。在的过程中，下列说法中正确的是（）A．绳子自由端移动的速度为5.0cm/sB．滑轮组的机械效率为90%C．滑轮组的有用功为0.5JD．拉力F的功率为0.26W【答案】D【解析】A．据图a所知，当，路程为40cm，则速度为故A错误；B．当时，物体移动了10cm，而绳子移动了40cm，故，即一共有四段绳子直接与动滑轮相连，故滑轮组的机械效率为故B错误；C．物体的重力为，在的过程中，物体升高高度，拉力做的有用功故C错误；D．拉力F的功率故D正确。故答案为：D。二、填空题（每空1分，共20分）11.在平直地面上，一个物体在牛的水平拉力作用下，秒内沿水平方向前进了米，则拉力对物体做的功为___________焦，拉力的功率为_________瓦；若物体重力为牛，重力对物体做的功为___________焦。【答案】

150150

【解析】拉力对物体做的功为W=Fs=30N×5m=150J拉力的功率=15W物体在重力的方向上没有移动距离，重力对物体做功为0。故答案为：150150。12．如图所示，某同学在做俯卧撑运动，可将他视为一个杠杆，他的重心在A点，重力为500N，那么他将身体撑起，双手对地面的压力至少为__________N．若他在1min内做了30个俯卧撑，每次肩部上升的距离均为0.4m，则在此过程中他做的功为__________J，做功的功率为__________W．【答案】

300N

3600J

60W【解析】由杠杆平衡的条件可以计算双手对地面的压力；根据W=FS计算做的功，由计算功率即可．由杠杆平衡的平衡条件知道，，所以双手对地面的作用力大小是：；若在1min内做了30个俯卧撑，则在此过程中他做的功是：，做功的功率是：．故答案为：300N

3600J

60W13．小黄用图所示的滑轮组经过10s的时间，用150N的拉力将一个重270N的重物提高1m，求此过程：拉力F自由端拉出的距离是________m；小黄所做的有用功是________J；总功是________J；拉力做功的功率是________W。【答案】3；270；450；45【解析】由图可知，滑轮组的承重绳子根数n=3根，则拉力自由端拉出的距离s=nh=3×1m=3m有用功W有用=Gh=270N×1m=270J总功W总=Fs=150N×3m=450J拉力做功的功率故答案为：3；270；450；4514．如果是水桶掉在了水井里，需要把水桶捞上来．在将水桶捞上来的过程中，克服水的重力所做的功是_______功，克服桶的重力所做的功是______功，人在整个捞桶过程中做的功是__________，由此可见，应该根据________________来判断有用功和额外功．【答案】额外有用总功完成事情的目的【解析】如果是水桶掉在了水井里，需要把水桶捞上来．在将水桶捞上来的过程中，克服水的重力所做的功不我们的目的，所以是额外功；困为我们的目的是把水桶捞上来，所以克服桶的重力所做的功是有用功；人在整个捞桶过程中做的功是总功；所以我们应该根据做功的目的来判断有用功和额外功．故答案为：额外有用总功完成事情的目的15.质量为0.5kg的塑料桶装满水后总质量为10kg，小明将其从地面匀速搬到高度为1m的桌面上，在竖直向上搬水的过程中所做的总功是________J，有用功是________J，机械效率是________。（g=10N/kg）【答案】①.100②.95③.95%【解析】塑料桶装满水后总重力为G总=m总g=10kg×10N/kg=100N在竖直向上搬水的过程中所做的总功是水的质量为m水=m总-m桶=10kg-0.5kg=9.5kg水的重力为G水=m水g=9.5kg×10N/kg=95N有用功机械效率故答案为：1009595%16．如图所示，用定滑轮和动滑轮分别将质量相同的甲、乙两物体匀速提升相同的高度，不计绳重与摩擦，且动滑轮重G动小于物体的物重G，甲图中拉力做的功为W甲，乙图中拉力做的功W乙，则所用的拉力F甲____F乙，W甲___W乙，其机械效率η甲____η乙。（均选填“＞”“＜”或“=”）【答案】＞＜＞【解析】不计绳重与摩擦，使用定滑轮时，拉力为：，使用动滑轮时，拉力为：，因为动滑轮重G动小于物体的物重G，所以。当不计绳重与摩擦时，做功分别为故。当不计绳重与摩擦时，使用定滑轮做功时，没有额外功，即效率为100%，使用动滑轮时，提升动滑轮做的功为额外功，所以机械效率小于100%，故。故答案为：＞＜＞三、解析题（第17、18、19题每题6分，20、21题每空2分，共40分）17.（深圳地铁岗厦北综合交通枢纽工程工地上，一线施工人员正在紧张忙碌，进行架桥机钢梁吊装等施工作业。(g取

‍图3为架桥机的装置图，已知箱梁的质量为，体积为，架桥机滑轮组总拉力为，自由端移动距离为25m，将箱梁提升1m。求：

‍①箱梁的密度；

‍②架桥机在此过程中的有用功；

‍③架桥机在此过程中的机械效率。【答案】2.5✖103kg/m35×106J50%【解析】解：；；

。答：①箱梁的密度为；②架桥机在此过程中做的有用功为；③架桥机在此过程的机械效率为50%。18.如图所示，工人师傅利用斜面把重物搬运到汽车上，汽车车厢底板高度h＝1m，斜面长度s＝4m，现用力F沿着斜面把重力G＝2400N的重物匀速拉到车上，拉力F＝800N。（1）工人做的有用功；（2）斜面的机械效率；（3）物体在斜面上匀速运动时受到的摩擦力。【答案】（1）2400J；（2）75%；（3）200N【解析】（1）工人做的有用功W有＝Gh＝2400×1m＝2400J（2）所做总功为W总＝Fs＝800N×4m＝3200J斜面的机械效率为（3）此过程的额外功为W额＝W总﹣W有＝3200J﹣2400J＝800J由W额＝fs知道，摩擦力为答：（1）工人做的有用功为2400J；（2）斜面的机械效率为75%；（3）物体在斜面上匀速运动时受到的摩擦力为200N。19.一位工人利用如图所示的滑轮组提升建材他某次以v=0.7m/s的速度匀速提升箱重G=960N的建材，所用拉力的大小F=600N，不计绳重和摩擦，取g=10N/kg，求：（1）拉力的功率P；（2）动滑轮的重力G′；（3）滑轮组的机械效率。【答案】（1）840W；（2）240N；（3）80%【解析】解：（1）如图有二段绳子，物体速度0.7m/s，绳子速度拉力的功率（2）动滑轮的受力情况可求得动滑轮的重力（3）滑轮组的机械效率答：（1）拉力的功率为840w；（2）动滑轮的重力为240N；（3）滑轮组的机械效率为80%。20.在物理课上，同学们通过实验对斜面的机械效率进行探究．其中一组同学研究“斜面的倾斜程度跟机械效率的关系”．下表是他们的部分实验数据．（1）分析表中的数据，可以知道：①斜面的机械效率跟斜面倾角（倾斜程度）的关系是_______________；②实验中，拉力做有用功__________（填“相等”或“不相等”）；③实验中，随着斜面倾角的增大，拉力做的总功__________（填“增加”“不变”或“减少”）；④额外功减少的原因是______________________________________．（2）进而可以有如下推论：①木块受到的摩擦力跟斜面倾角的关系是_______________________；②从影响滑动摩擦力大小因素方面分析，在实验中，摩擦力的大小发生变化的原因是_________．【答案】①.倾角越大，机械效率越高②.相等③.减少④.木块受到的摩擦力变小了⑤.倾角越大，摩擦力越小⑥.木块对斜面的压力变小了【解析】（1）分析表中的数据，可以知道：①斜面的机械效率跟斜面倾角（倾斜程度）的关系是倾角越大，机械效率越高；②实验中，物体的重相等，斜面的高相等，所以拉力做的有用功相等；③实验中，因为有用功不变，而斜面的机械效率变大，根据可知，随着斜面倾角的增大，拉力做的总功减小，或计算出每次做的总功，也可以得出总功减小；④克服摩擦力做的功是额外功，所以额外功减少的原因是木块受到的摩擦力变小了．（2）进而可以有如下推论：①从倾角越大，机械效率越高，即额外功越小可得，木块受到的摩擦力跟斜面倾角的关系是倾角越大，摩擦力越小；②倾斜角度越小时，即越接近水平时，木块对斜面的压力越接近木块的重，而倾斜角度越大时，木块对斜面的压力越小，故随着倾斜角度增大，压力减小，摩擦力减小；所以从影响滑动摩擦力大小因素方面分析，在实验中，摩擦力的大小发生变化的原因是木块对斜面的压力变小了．故答案为：①.倾角越大，机械效率越高②.相等③.减少④.木块受到的摩擦力变小了⑤.倾角越大，摩擦力越小⑥.木块对斜面的压力变小了21.在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某实验小组用如图所示的同一滑轮组提升不