2024解析：第十二章机械效率-基础练（解析版）

一、单选题1.如图所示，用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置，分别用FA、FB匀速提升重力为GA、GB的A、B两个物体。物体提升相同高度，不计绳重和摩擦，下列说法一定正确的是（）A若FA=FB，则GA>GB B.若GA=GB，则η甲>η乙C.若GA<GB，则FA>FB D.若FA=FB，则η甲<η乙【答案】A【解析】【详解】由图可知，甲滑轮组承重的绳子股数n甲=3，乙滑轮组承重的绳子股数n乙=2；AD．由题知各滑轮重相同，且不计绳重和摩擦，由可得，提升物体的重力G=nF-G动则两物体的重力分别为GA=3FA-G动，GB=2FB-G动若FA=FB，由上式可知GA>GB，不计绳重和摩擦，克服物体重力做的功为有用功，克服物体和动滑轮总重力做的功为总功，根据可知η甲>η乙，故A正确，D错误；B．若GA=GB，且动滑轮重相同，根据可知η甲=η乙，故B错误；C．不计绳重和摩擦，两滑轮组绳子自由端的拉力分别为，若GA<GB，且动滑轮重相同，则FA<FB，故C错误。故选A。2.在斜面上将一个质量为5kg的物体匀速拉到顶端，如图所示，若此时沿斜面向上的拉力为40N，斜面长2m、高1m，g取10N/kg。下列说法不正确的是（）A.拉力做的有用功为50JB.拉力做的总功为80JC.物体所受的摩擦力为30ND.此斜面的机械效率为62.5%【答案】C【解析】【详解】A．物体重力拉力做的有用功故A正确，不符合题意；B．拉力F做的总功故B正确，不符合题意；C．克服摩擦力做的额外功由可得故C错误，符合题意；D．斜面的机械效率故D正确，不符合题意。故选C。3.关于功、功率和机械效率，下列说法正确的是（）A.有力作用在物体上，且物体移动了一段距离，说明就有力对该物体做功B.使用任何机械都不省功C.做功快的机械其机械效率一定高D.做功越多的机械其功率越大【答案】B【解析】【详解】A．有力作用在物体上，但物体在力的方向上没有移动距离，力就没有对该物体做功，故A不正确；B．使用机械都不可避免的需要克服摩擦或机械自重而做额外功，所以使用任何机械都不省功，故B正确；C．功率表示物体做功的快慢，跟机械效率无关，所以做功快的机械其功率大，但机械效率不一定高，故C不正确；D．功率的定义：单位时间内物体做功的多少，所以做功越多的机械其功率不一定越大，故D不正确。故选B。4.如图所示，斜面长10m，高4m，用沿斜面方向的推力F，将一个质量为50kg的货物由斜面底端匀速推到顶端，运动过程中摩擦力做功500J，下列说法正确的是（）A.机械效率为75% B.F=300NC.摩擦力为50N D.推力做的总功为3000J【答案】C【解析】【详解】AD．推力做的有用功W有用=Gh=mgh=50kg×10N/kg×4m=2000J推力做的总功W总=W有用+W额=2000J+500J=2500J该斜面的机械效率故AD错误；B．由W总=Fs知道，推力大小故B错误；C．由W额=fs知道，摩擦力大小故C正确。故选C。5.如图所示，物体重200N，动滑轮重20N。工人用125N的拉力将物体匀速提升3m，用了10s，在此过程中下列说法正确的是（）A.有用功是750JB.拉力的功率是37.5WC.滑轮的机械效率是80%D.克服动滑轮重所做的额外功占总功的20%【答案】C【解析】【详解】A．滑轮组克服物体重力做的有用功W有＝Gh＝200N×3m＝600J故A错误；B．动滑轮承担重物绳子的段数n＝2，绳端拉力做的总功W总＝Fs＝Fnh＝125N×2×3m＝750J所以拉力的功率故B错误；C．滑轮的机械效率故C正确；D．滑轮的机械效率为80%，说明额外功占总功的20%，即克服动滑轮重和摩擦做的功占总功的20%，故D错误。故选C。二、多选题6.工人用如图所示的滑轮组，在时间t内，将重为G的货物匀速提升了h，人对绳子竖直向下的拉力恒为F。以下说法不正确的是（）A.拉力F的功率为B.额外功为GhC.滑轮组的机械效率为×100%D.滑轮组的机械效率随h的增大而增大【答案】BCD【解析】【详解】A．由图可知，连接动滑轮绳子的股数n=2，绳端移动的距离为拉力F做的功为则拉力F的功率为故A正确，不符合题意；B．拉力做的有用功为则额外功为故B错误，符合题意；C．滑轮组的机械效率为故C错误，符合题意；D．根据可知，滑轮组机械效率与提升的高度h无关，故D错误，符合题意。故选BCD。三、填空题7.如图所示，利用斜面将一个重600N的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力F=300N，拉动的距离s=5m，物体提升的高度h=2m。此过程中拉力做的功是___________J，该斜面的机械效率是___________，物体受到的摩擦力为___________（大于/等于/小于）300N。【答案】①.1500②.80%③.小于【解析】【详解】[1]此过程中，拉力的做的总功W总=Fs=300N×5m=1500J[2]将物体提升所做的有用功W有=Gh=600N×2m=1200J斜面的机械效率[3]此过程克服摩擦力做的额外功W额=W总-W有=1500J-1200J=300J物体受到的摩擦力8.如图所示，用滑轮组拉动重为40N的物体A，使物体A在水平方向上以2.5m/s的速度移动一段距离，用时2s，所用拉力F为20N，地面对物体A的摩擦力为30N，则滑轮组所做的有用功为___________J，拉力F的功率为___________W，滑轮组的机械效率为___________。【答案】①.150②.100③.75%【解析】【详解】[1]由速度公式可知，物体A移动的距离则滑轮组所做的有用功为克服摩擦力所做的功即[2]由图可知n=2，绳子自由端移动的速度拉力做功的功率[3]滑轮组的机械效率四、计算题9.重为600N的装卸工人用如图所示的滑轮组匀速提升重力为900N的货物，所用的拉力F为500N，物体以0.1m/s的速度上升10s，不计绳重及摩擦，求：（1）拉力F做的有用功；（2）滑轮组的机械效率；（3）拉力功率。【答案】（1）900J；（2）90%；（3）100W。【解析】【详解】解：（1）由可得，物体被提升的高度为拉力F做的有用功为（2）由图知，承担重物绳子的段数n＝2，由和可得，拉力做总功为滑轮组的机械效率为（3）拉力的功率为答：（1）拉力F做的有用功为900J；（2）滑轮组的机械效率为90%；（3）拉力的功率为100W。10.如图甲所示，用滑轮组提升质量为60kg的重物，物体在拉力F的作用下以0.4m/s匀速上升了8m。此过程中，拉力F做的功W随时间t的变化图像如图乙所示。求：（1）拉力F的功率；（2）滑轮组的机械效率；（3）若克服摩擦与绳重所做的额外功占总额外功的三分之一，则动滑轮的重力为多少N。【答案】（1）300W；（2）80%；（3）100【解析】【详解】解：（1）由知道，物体上升8m所需的时间由图乙知道，此时拉力做的总功W总＝6000J，则拉力做功的功率（2）物体的重力G＝mg＝60kg×10N/kg＝600N拉力做的有用功W有＝Gh＝600N×8m＝4800J滑轮组的机械效率（3）由W总＝W有+W额知道，总的额外功W额＝W总﹣W有＝6000J﹣4800J＝1200J根据题意知道，克服摩擦与绳重所做的额外功则克服动滑轮重力做的额外功W动＝W额﹣Wf＝1200J﹣400J＝800J由W动＝G动h知道，动滑轮的重力答：（1）拉力F的功率为300W；（2）滑轮组的机械效率为80%；（3）动滑轮的重力为100N。11.近期我国长江中下游许多省份因连续大雨发生洪涝灾害。抗洪抢险小分队成员李军在一次行动中需要帮老百姓把一个质量为240kg的重物搬到2m高的车上、为了省力采用5m的长木板搭了一个斜面（如图所示）。用1200N的力用了5min将重物匀速推到车上。（g＝10N/kg）（1）他对重物做了多少功？（2）他做总功的功率是多少？（3）此次简易斜面装置的机械效率为多少？【答案】（1）4800J；（2）20W；（3）80%【解析】【详解】解：（1）重物的重力为他对重物做的有用功为（2）他做的总功为做功的功率为（3）简易斜面装置的机械效率为答：（1）他对重物做的有用功为4800J；（2）他做总功的功率为20W；（3）此次简易斜面装置的机械效率为80%。五、实验题12.某学习小组用几个相同的滑轮来探究定滑轮、动滑轮和滑轮组的机械效率，实验装置如图所示。他们将测得的钩码重G、拉力F、钩码上升的高度h、测力计移动的距离s，并将计算出的有用功W有用功、总功W总和机械效率η数据一并记入表中：次序G/NF/Nh/ms/mW有用/JW总/Jη122.10.10.10.20.2195.2%221.20.10.20.20.2483.3%320.90.10.30.20.27★（1）在实验操作中，应沿竖直方向______拉动弹簧测力计；（2）比较实验1、2，第2次的机械效率较低，主要原因是需要克服______多做额外功；（3）表格中数据★＝______，比较实验2、3，这两次实验机械效率不同的主要原因是______不同；（选填“与动滑轮相连绳子的股数”或“摩擦”）（4）在实验2的装置下再加挂一只相同的钩码，装置的机械效率将______；（选填“变大”、“变小”或“不变”）（5）在实验3中，若弹簧测力计沿竖直方向加速向上拉，其他条件不变，滑轮组的机械效率将______。（选填“变大”、“变小”或“不变”）【答案】①.缓慢匀速②.动滑轮重力③.74.1%④.摩擦⑤.变大⑥.变小【解析】【详解】（1）[1]实验时，用手沿竖直方向拉动弹簧测力计，使其缓慢匀速上升，系统处于平衡状态，拉力大小等于测力计示数。（2）[2]比较实验1、2，提升物体的重力和提升的高度相同，做的有用功相同，但第2次实验要克服动滑轮重力做更多的额外功，故第2次的机械效率较低。（3）[3][4]表格中数据，最后一次的机械效率由图可知，第2、3两次实验相比较，滑轮组的绕绳方法不同，使得其摩擦力的大小不同，这是造成其机械效率不同的主要因素。（4）[5]在实验2的装置下再加挂一只相同的钩码，额外功不变，有用功增大，装置的机械效率将变大。（5）[6]弹簧测力计沿竖直方向加速向上拉，其他条件不变，拉力偏大，从而使得总功变大，根据在有用功不变的情况下，总功增大，所以机械效率变小。一、单选题（2022·内蒙古通辽·中考真题）13.用如图甲所示的滑轮组提升物体M，已知物体M所受的重力为550N，卷扬机加在绳子自由端的拉力F将物体M在20s内沿竖直方向匀速提升10m，拉力F做的功W随时间t的变化图像如图乙所示，忽略绳重及摩擦，下列说法正确的是（）A.拉力F为350N B.绳子自由端移动的速度为0.5m/sC.动滑轮重为50N D.该滑轮组的机械效率为83.3%【答案】C【解析】【详解】A．如图甲是由一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组，动滑轮上有二段绳子，则在20s内拉力移动的距离为由图乙可知拉力为故A错误；B．绳子自由端移动的速度为故B错误；C．忽略绳重及摩擦，由得动滑轮的重为故C正确；D．在20s内克服物重做的有用功为该滑轮组的机械效率为故D错误。故选C。（2022·甘肃兰州·中考真题）14.如图所示，斜面长10m，高4m。用平行于斜面F=50N的拉力，将重100N的物体，从斜面的底端匀速拉到顶端。在此过程中，下列说法正确的是（）A.利用此装置既可以省力，也可以省功 B.物体受到的摩擦力为50NC.对物体所做的有用功为500J D.该斜面的机械效率为【答案】D【解析】【详解】A．使用任何机械都不省功，所以利用此装置不能省功，故A错误；BC．由题意知，将物体从斜面底端匀速拉到顶端所做的有用功W有=Gh=100N×4m=400J所做的总功W总=Fs=50N×10m=500J额外功W额=W总-W有=500J-400J=100J物体所受的摩擦力故BC错误；D．该斜面的机械效率故D正确。故选D。（2022·黑龙江哈尔滨·中考真题）15.如图所示，用一个动滑轮把重100N的沙袋从地面匀速提到6m高的楼上，所用拉力60N（绳重和摩擦不计），下列说法正确的是（）A.动滑轮重40NB.绳子自由端通过的距离为12mC.拉力做的有用功为720JD.动滑轮的机械效率为8.3%【答案】B【解析】【详解】A．由图知，n=2，因为不计绳重和摩擦时，所以动滑轮的重力G动=2F-G=2×60N-100N=20N故A错误；B．绳子自由端移动的距离s=nh=2×6m=12m故B正确；C．拉力做的有用功W有用=Gh=100N×6m=600J故C错误；

D．拉力做的总功W总=Fs=60N×12m=720J滑轮组的机械效率故D错误。

故选B。二、多选题（2022·山东青岛·中考真题）16.如图甲所示，工人师傅利用动滑轮将重360N的货物匀速提起，拉力F＝200N，货物上升的高度h与所用时间t关系的图像如图乙所示，不计绳重和摩擦。下列说法正确的是（）A.动滑轮的重力 B.货物上升的速度v＝0.4m/sC.拉力F的功率P＝80W D.动滑轮的机械效率【答案】BD【解析】【详解】A．一共有2段绳子分担动滑轮和重物的总重力，故动滑轮的重力故A错误；B．由乙图可知，货物上升的速度故B正确；C．绳子自由端的速度为拉力F的功率故C错误；D．动滑轮的机械效率故D正确。故选BD。三、填空题（2022·山东淄博·中考真题）17.工人用如图所示的滑轮组来提升货物，已知货物重400N，每个滑轮重50N，若物体在10s内被提升了6m，不计绳重和摩擦，则拉力F是___________N，绳自由端移动的距离是___________m，物体上升的速度是___________m/s，滑轮组的机械效率是___________（精确到1%）。【答案】①.225②.12③.0.6④.89%【解析】【详解】[1]由图可知，n=2，不计绳重和摩擦，作用在绳自由端的拉力[2]绳子自由端移动的距离[3]重物的速度[4]滑轮组的机械效率（2022·四川巴中·中考真题）18.用如图所示的滑轮组（不计绳重及摩擦）把重350N的货物竖直匀速提高10m，用时40s，所用拉力为200N，此时滑轮组的机械效率为___________，拉力的功率为___________W。若用此滑轮组竖直匀速提升重450N的货物则滑轮组的机械效率为___________。【答案】①.87.5%②.100③.90%【解析】【详解】[1]把重350N的货物竖直匀速提高10m，对物体做的有用功为滑轮组上承担重量的绳子股数为n=2，所以绳子自由端移动的距离为拉力做的总功为滑轮组的机械效率为[2]拉力的功率为[3]由可知，动滑轮的重力为若用此滑轮组竖直匀速提升重450N的货物，则滑轮组的机械效率为（2022·辽宁鞍山·中考真题）19.建筑工地的工人用如图所示的滑轮组来提升重物。已知重物G＝900N，不计绳重和摩擦，当绳子自由端的拉力F＝400N时，可将重物匀速提升2m。在此过程中，拉力F做功_______J，滑轮组的机械效率为_______；若将该滑轮组的机械效率提高5%，需要用此滑轮组提升_______N的重物。【答案】①.2400②.75%③.1200【解析】【详解】[1]由图可知，滑轮组绳子的有效股数n=3，则绳子自由端移动的距离s=nh=3×2m=6m拉力F做功W总=Fs=400N×6m=2400J[2]拉力做的有用功W有=Gh=900N×2m=1800J滑轮组的机械效率[3]不计绳重和摩擦，由可得，动滑轮的重力G动=nF-G=3×400N-900N=300N将该滑轮组的机械效率提高5%时，其机械效率为η′=80%，设提升重物的重力为G′，因克服重物重力所做功为有用功，克服重物重力和动滑轮重力做的功为总功，所以，滑轮组的机械效率解得G′=1200N（2022·广西梧州·中考真题）20.如图所示，工人师傅用250N的拉力，使重为2000N的物体以0.2m/s的速度在水平地面上做匀速直线运动，已知物体在运动时受到地面的摩擦力为物重的0.2倍，动滑轮受到的重力为80N，则工人师傅拉力的功率为___________W，该滑轮组的机械效率为___________。【答案】①.100②.80%【解析】【详解】[1]由图可知，n=2，则绳子自由端移动的速度v绳=nv物=2×0.2m/s=0.4m/s工人师傅拉力的功率[2]物体在运动时受到地面摩擦力该滑轮组的机械效率四、实验题（2022·贵州铜仁·中考真题）21.课后延时服务社团活动中，“勇创”兴趣小组计划探究“影响滑轮组机械效率的因素”的实践活动，提出如下科学猜想；猜想一：滑轮组机械效率可能与被提升物体的重力大小有关猜想二：滑轮组机械效率可能与被提升物体的高度有关现有实验器材支架、细绳、轻质滑轮2个、弹簧测力计（量程合适）、规格2N的钩码多个，实验装置如图所示；请你协助“勇创”兴趣小组完成实验；（1）除上述实验器材，完成该实验还需要的测量工具是______；（2）实验数据记录如下表：次数物体重力（N）物体上升的高度（cm）弹簧测力计的示数（N）绳子自由端移动的距离（cm）机械效率12101.03066.7524101.73036102.430833%①根据表格中的数据，第二次实验时滑轮组的机械效率为______；②分析实验数据可得出结论同一滑轮组，物体提升相同高度，______，机械效率越高；③若要验证猜想二，你的关键操作是______。【答案】①.刻度尺②.78.4％③.物体的重力越大④.控制物体的重力和动滑轮的个数不变，改变物体上升的高度【解析】【详解】（1）[1]在探究影响滑轮组机械效率的因素的实验中，需要测量物体和绳子端移动的距离，故还需要刻度尺。（2）[2]由表格中的数据可知，物体上升的高度h=10cm=0.1m，绳子自由端移动的距离s=30cm=0.3m，则第二次实验时滑轮组的机械效率为[3]分析实验数据可得，同一滑轮组，物体提升相同高度时，物体的重力越大，有用功越大，机械效率就越高。[4]要验证滑轮组机械效率可能与被提升物体的高度有关，需要控制物体的重力和动滑轮的个数不变，改变物体上升的高度从而探究机械效率的变化情况。（2022·山东潍坊·中考真题）22.许多实验器材在物理实验中能被重复利用，斜面就是其中之一。请完成下列利用斜面进行实验的有关内容:（1）图甲所示实验中，为便于测量小车在斜面上的运动时间，应使斜面保持__________（选填“很大”或“很小”）的坡度；（2）图乙所示实验中，对于同一个球A，要改变A撞击木块前的动能大小，可进行的操作是_________；（3）图丙所示实验中，斜面倾斜角为，物体B重为。用弹簧测力计沿斜面拉动B时，应使B做___运动，实验中弹簧测力计示数如图所示，则所测斜面的机械效率为__________。【答案】①.很小②.改变在斜面上静止释放的高度③.匀速直线④.80%【解析】【详解】（1）[1]图甲所示实验中，斜面很大的坡度，小车运动速度将会很大，运动时间很小，测量运动时间不方便。为便于测量小车在斜面上的运动时间，应使斜面保持很小的坡度。（2）[2]图乙所示实验中，球A的