专题04 功 功率 机械效率（第五周提优卷）（解析版）

2023-2024学年度第一学期九年级物理周测试卷-B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.如图为了提升重物，我们选用了粗细均匀重为G的杠杆，不计杠杆支点处的摩擦，先后把同一个重物挂在A、B两处，每次用力让杠杆上升同样的高度，下列说法正确的是（）A．重物在A点处人做的有用功多机械效率高B．重物在A和B点处杠杆的机械效率相等C．重物在B点处做的有用功多，杠杆的机械效率高D．重物在B点处做的额外功多，杠杆的机械效率高【答案】C【解析】利用杠杆提升重物，有用功W有用=Gh，在A、B两处提升的是同一个重物，每次杠杆上升同样的高度，而重物上升的高度hB＞hA，在A、B两处人做的有用功不相同，重物在A点处做的有用功少；由图可知在A、B两处提升重物，每次用力让杠杆上升同样的高度，而杠杆的重心上升的高度hA′=hB′，额外功W额外=G杆h，所以额外功相同；在A、B两处人对重物提升的高度不同，做的有用功不相同，因为，A有用功少，额外功一样，可得ηA＜ηB，故ABD错误，C正确。故答案为：C5.如图所示，当水平拉力F=50N时，恰好可以使物体A沿水平地面向右做匀速直线运动。已知物体重为200N，所受地面的摩擦力约为80N，假如在5s时间内，物体水平移动了0.6m，不计绳、滑轮的自重以及绳与滑轮间的摩擦，则在此过程中(

)

‍

A.拉力F做功为30J B.物体重力做功为120J

C.拉力F做功的功率为12W D.该装置的机械效率约为60%【答案】C

【解析】拉力做的功(总功)，故A错误；物体只在水平方向运动，物体在重力方向上移动的距离为0，所以重力做功为0，故B错误；拉力做功的功率，故C正确；拉力克服物体与水平面间的摩擦力做的功是有用功，即，根据机械效率的计算公式可得，，故D错误。故答案为：C6.如图所示，物体A在拉力F的作用下，10s内水平匀速运动了5m，物体A与地面间的滑动摩擦力为270N，拉力F为150N。下列物理量计算正确的是（）A．绳子自由端移动的速度是1.5m/sB．拉力F做功为750JC．该滑轮组的机械效率是60%D．拉力F的功率是150W【答案】D【解析】A．动滑轮上有两段绳子承载，自由端移动的距离是物体移动距离的2倍，故自由端移动的距离自由端移动的速度故A错误；B．拉力F做功故B错误；C．滑轮组做的有用功滑轮组的机械效率故C错误；D．拉力F的功率故D正确。故答案为：D。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．如图所示，用手沿竖直方向匀速拉一个动滑轮，使挂在下面重为G的物体缓缓上升，动滑轮的重力不可忽略。现改变物体的重力G，则动滑轮的机械效率η与物体重力G的关系可能符合下列图中的A.B.C.D.【答案】B【解析】动滑轮的重力不可忽略，则克服动滑轮的重和绳与滑轮间的摩擦所做的功为额外功，从摩擦角度考虑，随着物体重力的增加，滑轮与绳子间摩擦会一定程度增大；同时，物重增大，有用功逐渐增大，有用功占总功的比值在增大，所以机械效率逐渐增大，但由于摩擦也在增大，故机械效率η与物体重力G的关系并不成正比，且机械效率逐渐趋近于100%，故B正确符合题意故答案为：B。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F1L1=F2L2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．如图所示，，，此时物体A相对于地面静止，物体B以的速度在物体A表面向左做匀速直线运动不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦．弹簧测力计读数为______N，的功率为______W．物体B对物体A的摩擦力为______N，方向向______．【答案】

9

0.6

6

左【解析】由图知，水平使用滑轮组，，拉力端移动速度，拉力做功功率；不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦，弹簧测力计的示数；对于物体A，受到的力：B向左的摩擦力；故答案为：9

0.6

6

左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.桑塔拉2000轿车的质量是1.6t，它以108km/h的速度在水平路面上匀速行驶20min，轿车受到的阻力是车重的0.1倍。求轿车在这段时间内：（1）发动机的牵引力F；（2）发动机所做的功W；（3）发动机的功率P。（g取10N/kg）【答案】（1）发动机的牵引力是1.6×103N。（2）发动机所做的功是5.76×107J。（3）发动机的功率是4.8×104W。【解析】（1）轿车受到的重力：G=mg=1.6×103kg×10N/kg=1.6×104N；轿车受到的阻力：f=0.1G=0.1×1.6×104N=1.6×103N；因为轿车匀速行驶，所以牵引力等于阻力：F=f=1.6×103N；（2）轿车行驶的路程：；发动机所做的功：W=Fs=1.6×103N×36000m=5.76×107J；（3）发动机的功率：18.为了迎接扬州建城2500周年，建筑工人对扬州古建筑进行维修，需要将建筑材料运送到6m高楼顶上，工人搭建了长12m、高6m的斜面。工人沿斜面方向施加400N的拉力匀速将重为600N的建筑材料成功运上楼顶，如图所示。求该过程中：（1）工人所做的有用功和总功；（2）斜面的机械效率；（3）工人所做的额外功和物体所受斜面的摩擦力。【答案】（1）3600J，4800J；（2）75%；（3）1200J，100N【解析】【详解】解：（1）根据题意有用功为克服重力做的功总功为（2）机械效率为（3）根据额外功等于总功减去有用功，可得额外功为据题意可知额外功等于克服摩擦力所做的功，即，所以有答：（1）工人所做的有用功为3600J，总功为4800J；（2）斜面的机械效率为75%；（3）工人所做的额外功为1200J，物体所受斜面的摩擦力为100N。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“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同钩码的方法，分别做了甲、乙、丙三组实验，实验数据记录如下：（1）在实验操作中应该使钩码________缓慢上升；（2）进行第2次测量时滑轮组的机械效率约为________（保留三位有效数字）；（3）进行第3次测量时，弹簧测力计示数为________N，滑轮组做的有用功是________J；（4）分析实验数据，实验小组得出的结论是：同一滑轮组，物重越大，机械效率越________．若提起同样的重物，用轻质塑料动滑轮代替实验中的铁质动滑轮，则机械效率将变________．【答案】①.匀速②.78.4%③.2.4④.0.3⑤.大⑥.大【解析】在实验过程中，应缓慢竖直向上匀速拉动弹簧测力计；(2)进行第2次测量时滑轮组做的有用功,W2有用＝G2h2＝4N×0.05m＝0.2J，进行第2次测量时滑轮组做的总功,W2总＝F2s2＝1.7N×0.15m＝0.255J，进行第2次测量时滑轮组做的额外功,W2额＝W2总−W2有用＝0.255J−0.2J＝0.055J；进行第2次测量时滑轮组的机械效率：η2＝78.4%；(3)由图丙可知，弹簧秤的分度值为0.2N，由指针可知示数为2.4N；此时滑轮组的有用功：W3有用＝G3h3＝6N×0.05m＝0.3J；(4)从实验数据看，钩码重不断增大，机械效率不断提高．若提起同样的重物，用轻质塑料动滑轮代替实验中的铁质动滑轮，由η＝×100%可知，机械效率将变大．故答案为：①.匀速②.78.4%③.2.4④.0.3⑤.大⑥.大21.阅读短文，回答问题：电梯与摩天大楼是哪一个先问世的？如果你认为是后者，那就错了。事实上，正是电梯的发明引起了建筑师们的注意，从而想到利用电梯可使人们自由地出入高楼的每一层，免于爬楼之苦。因此他们认为，建造摩天大楼是可行的。据报道，安装在我国上海中心大厦的“火箭”电梯，其攀升速度创造了20.5m/s的世界纪录，从1楼到118楼只需短短55s。电梯的典型结构包括滑轮、轿厢、钢丝绳、配重、电动机、安全装置和信号操纵系统等。如图甲所示，是某种升降电梯