中考物理总复习《简单机械的机械效率的计算》专项测试卷带答案

第第页答案第=page22页，共=sectionpages1414页中考物理总复习《简单机械的机械效率的计算》专项测试卷带答案类型一、滑轮组1．南宁港是一个重要的交通枢纽，担负着西南地区及南昆铁路大量货物的转运，如图甲所示，起重机正在对货物进行作业，该货物的质量是1.2×103kg，起重臂下滑轮组的简化结构如图乙所示，钢丝绳上的拉力F为5000N，货物被匀速向上吊起2m，绳重和摩擦不计，求：(1)拉力F所做的有用功；(2)动滑轮所受的重力；(3)滑轮组的机械效率。2．工人师傅用如图所示的滑轮组提升重为100N的物体时，在10s内物体被匀速提升了3m，已知人对绳子的拉力F为60N，不计绳重和滑轮转轴处的摩擦，则在此过程中（

）A．绳子自由端移动的距离为9mB．拉力F所做的有用功是180JC．拉力F的功率是36WD．滑轮组的机械效率是60％3．中国在建的航空母舰“福建舰”利用模块化建造的方法能够大大缩短工时，如图是龙门吊起重机在一次作业中起重某构件的示意图，起重机通过上方的电动机牵引绳子自由端来控制构建的升降。在此作业中，电动机牵引绳子自由端的拉力为12000N，动滑轮及其附属装置的总重力为8000N，构件的质量为8t，构件在1min内上升15m，求此次作业中：（g取10N/kg）(1)电动机牵引绳子自由端的功率；(2)滑轮组的机械效率；(3)电动机克服钢丝绳重力和滑轮组各处摩擦所做的这部分额外功。4．如图所示，重为600N的工人将重800N的物体匀速提高2m。此过程中，滑轮组的机械效率为80%。不计绳重与摩擦，g=10N/kg。求：(1)提升重物做的有用功是多少？(2)工人的拉力为多少？(3)动滑轮的重力是多少？(4)若要工人不被拉离地面，此滑轮组的最大机械效率是多少？5．如图，通过滑轮组用200N的拉力将重为480N的物体在2s内匀速提高2m。不计绳重和摩擦，求：(1)这个过程中滑轮组做的有用功；(2)该滑轮组的机械效率；(3)动滑轮的重力；(4)若要匀速提升重为600N的物体，绳自由端的拉力。类型二、水中的滑轮组6．如图所示，小明利用滑轮组以0.2m/s的速度匀速提升沉在水底的长方体物件，已知物件高为h=2.5m，底面积为S=2×10-2m2，质量为135kg。（不计绳重、轮与轴的摩擦及水的阻力，取g=10N/kg）（1）求物件上表面未露出水面前连接物件的绳的拉力？（画出受力分析图）（2）若物件上表面未露出水面之前，滑轮组的机械效率为85%，求小明拉绳的功率？（3）若小明的质量为60kg，当物件有十分之七的体积露出水面时，小明对地面的压力多大？

7．如图甲用一辆汽车打捞深井中的物体。汽车始终以2m/s的速度沿水平路面向右匀速直线运动，直到刚好把物体完全打捞出井口。汽车牵引力的功率P与时间t的关系图象如图乙所示，t=0s时绳子刚好拉紧（忽略物体出水时对井中水面高度的影响，不计水的阻力、绳重和滑轮轴处摩擦）。已知汽车受到地面的摩擦阻力为1000N，动滑轮重为1000N，g取10N/kg。求：（1）物体的重力；（2）从提出水面到刚好到井口的过程中，利用滑轮组提升物体所做的有用功；（3）在前10s提升物体的过程中，滑轮组的机械效率。

8．如图所示，是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图。已知井深12m，物体质量为200kg，密度为5×103kg/m3，汽车重为3×104N，汽车受到的阻力恒为车重的0.05倍，汽车以0.6m/s的速度匀速前进，物体完全浸没在水中时滑轮组的机械效率80%（不计绳与滑轮间的摩擦及绳重），求：（1）将物体提至井口需要多少时间？（2）物体浸没在水中时受到的浮力是多少？（3）物体离开水面后汽车发动机的输出功率为多少？（4）物体完全离开水面后滑轮组机械效率为多少？（结果保留1位小数）

9．有一根绳子，通过如图甲所示的滑轮组，能够提起的最重物体是A，物体比A再重绳子将会断裂（不计绳重和摩擦）。求：（1）将A匀速提高2m做的有用功为470J，则物重为多大？（2）若此时滑轮组的效率为92.5%，人的重力为600N，每只脚与地面接触面积为2×10-2m2，则人对地面的压强多大？（3）若用这根绳子和这些滑轮，组成如图乙所示滑轮组，利用它从水中缓慢匀速提起（不计水的阻力）一个边长为3×10-1m的正方体B，当提到B的下表面所受水的压强为2×103Pa时，绳子断裂，则正方体的密度多大？10．如图甲所示，2020年5月2日，G85银昆高速叙州区柏溪金沙江大桥附属排污管道突然发生脱落，部分掉入江中，导致金沙江封航。相关部门立即组织了对脱落物的打捞清理工作。图乙是宜宾奥海打捞公司通过水下切割后用起重机打捞脱落重物的情景（重物不吸水），在整个过程中重物以的速度匀速上升，绳重、摩擦和水的阻力忽略不计，g取。求：（1）重物露出水面前，滑轮组对重物拉力，重物上升1m，拉力所做的功；（2）重物完全露出水面后，绳端拉力，起重机对绳端拉力的功率；（3）重物完全露出水面后，滑轮组的机械效率为，动滑轮的重力；（4）重物的体积。类型三、斜面11．小钰用如图所示的装置，用5N的拉力F将重20N的物体，沿长5m高1m的斜面，从底端匀速拉到顶端，用时5s。求：（1）拉力F移动的速度；（2）拉力所做的功；（3）该装置的机械效率。12．如图所示，工人将底面积为0.25m2的一箱货物装到卡车上，需要用木板搭建一个斜面。卡车车厢底部离地的高度为1.2m，所用木板长5m。工人沿着斜面匀速将重为1000N的货物推上车，用时1min，若该斜面的机械效率为40%，求：(1)工人沿斜面的推力；(2)工人推力所做的功率；(3)货物受到斜面的摩擦力。13．如图甲，为一种超大型矿山工地液压挖掘机，质量为，履带与地面的总接触面积约为。求：(1)给挖掘机安装宽大的履带是为了减小挖掘机对地面的。(2)某次作业时，挖掘机从矿坑中挖出的土，其静止时对水平矿坑地面的压强约为多大？()(3)作业完成后，空载的挖掘机通过斜坡（如图乙）匀速返回地面，若挖掘机受到的摩擦阻力恒为，则该过程中挖掘机的牵引力是多少？()斜坡的机械效率为多大？()14．如图所示，小聪同学用力F将重物匀速拉至斜面顶端用时20s。已知该过程中所做的有用功为300J，斜面的机械效率为60%，斜面的倾角为30°，斜面的高度为2m。请计算：（1）拉力F所做的功；（2）拉力F的功率；（3）物体与斜面之间的摩擦力大小。15．在斜面上将一个重150N的物体从底端匀速拉到顶端（如图所示），沿斜面向上的拉力为50N，斜面长1.2m、高0.3m，求：（1）拉力所做的功；（2）斜面的机械效率。参考答案1．(1)2.4×104J(2)3000N(3)80%【详解】（1）货物的重力为G＝mg＝1.2×103kg×10N/kg＝1.2×104N有用功为W有＝Gh＝1.2×104N×2m＝2.4×104J（2）由图可知，绳子段数为n＝3，对动滑轮受力分析知，动滑轮的重力为G动＝3F－G＝3×5000N－1.2×104N＝3000N（3）滑轮组的机械效率为2．C【详解】A．由图可知，动滑轮上的绳子段数n=2，绳子自由端移动的距离s=nh=2×3m=6m故A错误；B．拉力F克服物体重所做的有用功W有=Gh=100N×3m=300J故B错误；C．拉力所做的总功W总=Fs=60N×6m=360J拉力的功率故C正确；D．滑轮组的机械效率故D错误。故选C。3．(1)(2)(3)【详解】（1）由图可知，有效绳子段数，则绳子自由端移动距离为则绳子拉力做功为则电动机牵引绳子自由端的功率为（2）有用功为则滑轮组的机械效率为（3）额外功为克服动滑轮及其附属装置总重力所做的额外功为则电动机克服钢丝绳重力和滑轮组各处摩擦所做的这部分额外功为4．(1)1600J(2)500N(3)200N(4)83.3℅【详解】解：（1）提升重物做的有用功为（2）滑轮组机械效率为80%，由可知由图知，绳子股数为2，由知（3）动滑轮的重力为（4）工人能施加的最大拉力不能超过自身重力，即则能拉起的重物的最大重力为则最大机械效率为答：（1）提升重物做的有用功为1600J。（2）工人的拉力为500N。（3）动滑轮的重力为200N。（4）最大机械效率为83.3%。5．(1)(2)(3)(4)【详解】（1）这个过程中滑轮组做的有用功为（2）由图可知，由3段绳子吊着动滑轮，绳子自由端移动的距离为滑轮组做的总功为该滑轮组的机械效率为（3）不计绳重和摩擦，则动滑轮的重力为（4）若要匀速提升重为600N的物体，绳自由端的拉力为6．（1）850N

（2）200W；（3）150N【详解】解：（1）物件的重力为G=mg=135kg×10N/kg=1350N物件的体积为V=Sh=2×10-2m2×2.5m=0.05m3物件浸没在水中时排开水的体积为V排=V=0.05m3根据阿基米德原理可得，物件上表面未露出水面前受到的浮力为F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×0.05m3=500N此时物件受到竖直向下的重力、竖直向上的拉力和浮力，由力的平衡条件可知，连接物件的绳的拉力为F拉=G-F浮=1350N-500N=850N此时物件的受力分析图如图所示

（2）由图可知，滑轮组绳子承重股数为n=3，由可知，绳子自由端的拉力为绳子自由端移动的速度为v=nv物=3×0.2m/s=0.6m/s小明拉绳的功率为（3）因为不计绳重、轮与轴的摩擦及水的阻力时所以动滑轮的重力为小明的重力为G人=m人g=60kg×10N/kg=600N物件有十分之七的体积露出水面时，物体排开液体的体积为根据阿基米德原理可得，此时物件受到的浮力为F浮'=ρ水gV排'=1×103kg/m3×10N/kg×0.015m3=150N由力的平衡条件可知，连接物件的绳的拉力为F拉'=G-F浮'=1350N-150N=1200N因为不计绳重、轮与轴的摩擦及水的阻力，所以，此时绳子自由端的拉力为由力的平衡条件可知，地面对小明的支持力为F支=G人-F′=600N-450N=150N由力的作用是相互的可知，小明对地面的压力为F压=F支=150N答：（1）物件上表面未露出水面前连接物件的绳的拉力为850N，受力分析图见解析图；（2）小明拉绳的功率为200W；（3）小明对地面的压力为150N。7．（1）2.9×104N；（2）7.25×105J；（3）95%【详解】解：（1）汽车始终以2m/s的速度沿水平路面向右匀速直线运动，由图乙知，10s～25s汽车牵引力的功率变大，根据可知10s～25s汽车牵引力变大，可知物体受到的浮力变小，由阿基米德原理，物体排开水的体积变小，即物体10s～25s在水中上升，25s～50s功率不变，牵引力不变，物体在空中匀速上升。物体被打捞出水后，汽车功率为P=3.2×104W由P=Fv可得，此时汽车的牵引力为以汽车为研究对象，由力的平衡，绳子对车的拉力大小为F拉=F牵﹣f=1.6×104N﹣1000N=1.5×104N根据力的相互性，汽车对绳端接力为1.5×104N，不计水的阻力、绳重和滑轮轴处摩擦，由可知物体的重力G=2F拉﹣G动=2×1.5×104N﹣1000N=2.9×104N（2）由图甲知，动滑轮绳子的段数n=2，由速度公式和s=nh可得，将物体提出水面到刚好到井口的过程中上升高度所以，滑轮组提升物体从提出水面到井口的有用功为W有=Gh=2.9×104N×25m＝7.25×105J（3）在前10s内，如图乙可知，汽车的功率P′=2.2×104W，汽车的牵引力为绳子对车的拉力大小为F拉′=F牵′﹣f＝1.1×104N﹣1000N=1×104N由力的相互性，滑轮组绳端的拉力为1×104N，根据，此时动滑轮挂钩提升物体的拉力F物=2F拉′﹣G动=2×1×104N﹣1000N=1.9×104N滑轮组的机械效率答：（1）物体的重力为2.9×104N；（2）从提出水面到刚好到井口的过程中，利用滑轮组提升物体所做的有用功为7.25×105J；（3）在前10s提升物体的过程中，滑轮组的机械效率为95%。8．（1）60s；（2）400N；（3）1380W；（4）83.3%【详解】解：（1）由图可知，滑轮组绳子的有效股数n=3，由v绳=nv物可得，物体上升的速度由可得，将物体提至井口需要的时间（2）由可得，物体的体积因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等，所以，物体浸没在水中时受到的浮力F浮=ρ水gV排=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.04m3=400N（3）物体的重力G=mg=200kg×10N/kg=2000N不计绳与滑轮间的摩擦及绳重，物体完全浸没在水中时滑轮组的机械效率解得，动滑轮重力G动=400N，物体离开水面后汽车对滑轮组的拉力汽车受到的阻力f=0.05G车=0.05×3×104N=1500N因汽车向右匀速运动时，受到向右的牵引力、向左绳子的拉力和阻力作用处于平衡状态，所以，此时汽车的牵引力F牵=F+f=800N+1500N=2300N汽车发动机的输出功率（4）物体完全离开水面后滑轮组机械效率答：（1）将物体提至井口需要60s；（2）物体浸没在水中时受到的浮力是400N；（3）物体离开水面后汽车发动机的输出功率为1380W；（4）物体完全离开水面后滑轮组机械效率为83.3%。9．（1）235N；（2）11825Pa；（3）2×103kg/m3【详解】解：（1）根据W=Gh可得，物体的重力（2）根据可得，拉力做的总功由甲图可知，n=2，则绳端移动的距离s=2h=2×2m=4m根据W=Fs可得，绳子拉力人对地面的压力为F压=G﹣F=600N﹣127N=473N人对地面产生的压强（3）在甲装置中，动滑轮上的绳子股数为2，不计绳重和摩擦，拉力则动滑轮的重力G动=2F﹣GA=2×127N﹣235N=19N由p=ρgh得，正方体浸入水中的深度正方体排开水的体积V排=a2h=(3×10-1m）2×0.2m=1.8×10-2m3正方体受到的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.8×10﹣2m3=180N在乙装置中，动滑轮上的绳子股数n=3，此时绳子断裂，则拉力仍然为127N，不计绳重和摩擦，则拉力则正方体B的重力GB=3F′+F浮﹣G动=3×127N+180N﹣19N=542N正方体B的质量正方体B的密度答：（1）物体的重力为235N；（2）人对地面的压强为11825Pa；（3）正方体B的密度为2×103kg/m3。10．（1）8000J；（2）2000W；（3）500N；（4）0.15m3【详解】解：（1）拉力所做的功为（2）整个过程中重物以的速度匀速上升，由图可知，有四段绳子拉着动滑轮，则绳子自由端的速度为起重机对绳端拉力的功率为（3）由图可知，有四段绳子拉着动滑轮，绳重、摩擦和水的阻力忽略不计，机械效率为则根据可知，动滑轮的重力为（4）重物露出水面前，滑轮组对重物拉力，物体的重力为，则重物在水中受到的浮力为由得，重物的体积即排开的水的体积为答：（1）拉力所做的功为8000J；（2）重物完全露出水面后，绳端拉力，起重机对绳端拉力的功率为2000W；（3）重物完全露出水面后，滑轮组的机械效率为，动滑轮的重力为500N；（4）重物的体积为。11．（1）1m/s；（2）25J；（3）80%【详解】解：（1）拉力F移