人教版初中物理同步12.3 機械效率（專題訓(xùn)練）（原卷版）

\o"8.3摩擦力"12.3\o"12.3機械效率"機械效率（專題訓(xùn)練）（原卷版）1．（2021?豐澤區(qū)校級模擬）甲、乙兩個滑輪組如圖所示，其中每一個滑輪的重量都相同，用它們在相同時間內(nèi)分別將重物G1、G2提高相同的高度，不計繩重和摩擦，下列說法正確的是（）A．若G1＝G2，則拉力做的總功相同 B．若G1＝G2，則甲機械效率大于乙機械效率 C．若F1＝F2，則拉力做功的功率相同 D．用甲、乙中的任何一個滑輪組提起不同的重物，機械效率不變2．（2023?廬江縣二模）傍晚小雯將略有褪色國旗降下，準(zhǔn)備明早在團委拿一面新的升起。她乘機做了個實驗，用市場上的測力計測得自己的書包重30N，用繩子將書包系好，并在繩子的另一端系住測力計，將書包勻速拉上去，測得拉力為40N，此時提升書包的機械效率是。3．（2022?榆林模擬）如圖是液壓起重車的示意圖。使用時液壓桿將起重臂頂起，同時通過與鋼索連接的電動機工作，可將重物吊起到需要的地方。（1）如圖所示的滑輪是滑輪，液壓桿頂起起重臂的過程中，該起重臂可看做一個杠桿。（2）當(dāng)起重臂在如圖位置穩(wěn)定后，電動機將重為6000N的物體以0.5m/s的速度勻速吊起，此時滑輪組的機械效率是80%，若此過程中不計繩重和摩擦，則電動機對鋼索的拉力為；在不超過鋼索的承受范圍，被提升的重物越重，滑輪組的機械效率越（選填“小”或“大”）。4．（2023?翠屏區(qū)校級自主招生）如圖所示，爬梯式混凝土攪拌機是用于一般建筑工地、橋梁水電等工程的建筑機械，由攪拌部分和提升部分組成，工作時，攪拌機將原料加工成混凝土后自動倒入運料斗，在提升電機的帶動下，運料斗通過頂端的定滑輪豎直爬梯上升到一定位置，然后將混凝土卸下。已知某型號爬梯式攪拌機部分參數(shù)如表所示。（g＝10N/kg）求：型號JZM×××整機質(zhì)量/kg1970空的運料斗重/N600提升電機功率/kW4.5（1）若運料斗每完成一次運料平均耗時1min，每次所裝混凝土質(zhì)量為400kg，則運送30m3的混凝土需要多長時間？（已知混凝土的密度為2×103kg/m3）（2）在（1）問條件下，每次運送混凝土?xí)r認(rèn)為運料斗是以0.5m/s的速度勻速提升到某高度，用時為16s，則每次運送過程中所做的有用功是多少？（3）某次將裝有4000N混凝土的運料斗提升到某高度，提升部分的機械效率為80%，則提升過程中運料斗受到爬梯的阻力是多大？（不計繩重、滑輪摩擦及空氣阻力）5．（2022秋?雁塔區(qū)校級期中）元代王禎《農(nóng)書》記載的高轉(zhuǎn)筒車是一種提水機械，須借助湍急的河水來推動。水輪轉(zhuǎn)動推動竹索，水筒也隨竹索上下運動，當(dāng)水筒下行到水中時，兜滿水后隨竹索上行，到達上輪高處時，水筒將水傾瀉到水槽內(nèi)，如此循環(huán)往復(fù)。若接水槽離取水處高4m，竹索上共有18個取水筒，一個取水筒每次可取水3kg，竹索運行一圈所用時間為60s。（接水槽離取水筒倒水處的高度忽略不計，g取10N/kg）（1）高轉(zhuǎn)筒車的工作原理是利用水的能轉(zhuǎn)化為水的能；（2）求一個取水筒運行一周對進入筒的水所做的功；（3）若水流沖擊筒車的功率為45W，求竹索運行一圈提水的機械效率。6．（2023?西安模擬）為了將一重為2000N的物塊送到高處，工人師傅用木板和滑輪搭建了如圖所示的裝置。用大小為1000N的拉力F拉動繩端，物塊在20s內(nèi)從地面沿斜面勻速向上運動到高處。已知s＝8m，h＝3m。下列分析與計算錯誤的是（）A．該裝置使用滑輪是為了改變施力的方向 B．拉力F做的有用功為6000J C．拉力F做功的功率為400W D．該裝置的機械效率為37.5%7．（2023?新泰市校級一模）如圖所示，斜面長20m、高10m，固定在水平地面上。一位同學(xué)用平行于斜面向上，大小為40N的拉力，在20s內(nèi)把重60N的物體沿斜面向上勻速拉動了10m，在此過程中，下列判斷正確的是（）①斜面對物體的摩擦力為20N②斜面的機械效率是75%③該同學(xué)對物體做功是300J④該同學(xué)對物體做功的功率是20WA．只有①④正確 B．只有③④正確 C．只有①③正確 D．只有②④正確8．（2023?泗水縣一模）如圖所示，為了將小車運送到平臺上，工人將繩子一端固定在A處，在B處通過連接在小車上的滑輪，施加150N的拉力使小車沿斜面勻速運動，已知斜面長5m，高2m，小車重600N，兩股繩子均與斜面平行（不計繩重、繩與滑輪間的摩擦），整個過程中工人做的功是J，該斜面的機械效率是。9．（2023?西安校級三模）如圖﹣1所示，將一個長為1m。質(zhì)量為50kg的長方體箱子沿著長為s＝3m的斜面推到高為h＝1.8m的車廂中的A處，推動箱子的s﹣t圖像如圖﹣2所示，所用推力如圖﹣3所示，則整個過程中箱子的平均速度為m/s；物體在斜面上運動時所受摩擦力為N；在斜面上推動箱子的機械效率為；在車廂里推動箱子時，推力的功率為W。10．（2023?碑林區(qū)校級模擬）臨潼有條“陜西最美環(huán)山公路”是網(wǎng)紅打卡地，整個環(huán)山路猶如一條玉帶纏繞在驪山之上，公路全長大約8.4km，公路的海拔落差高度約1000m。為助力“2022年兵馬俑石榴節(jié)旅游發(fā)展大會“，驪山景區(qū)購置了一批新能源純電動客車，客車質(zhì)量為5000kg，滿載時人的總質(zhì)量2000kg?，F(xiàn)有一輛滿載的新能源客車，以84kW的恒定功率，沿盤山公路從山底勻速行駛至山頂用時20分鐘。（行駛過程中客車所受重力和阻力大小恒定不變，g取10N/kg）請完成下列問題：（1）電動客車的運行速度是多少？（2）整個過程中電動機對游客所做的有用功為多少？效率為多少？（3）整個過程中，電動機的牽引力為多少？?11．（2022秋?惠山區(qū)校級期中）如圖所示，在探究“斜面的機械效率”實驗中，以下說法錯誤的是（）A．利用斜面提升物體，既可以省力，又可以省功 B．用彈簧測力計沿著斜面向上拉木塊時，應(yīng)盡量勻速 C．本實驗中，用小車替代木塊，可提高斜面的機械效率 D．斜面的傾斜程度越小，所需的拉力越小12．（2023?渝北區(qū)校級自主招生）圖甲是某居民樓前的無障礙通道，一位中年人正用輪椅推著他年邁的父親緩緩上行，圖乙是該通道斜面示意圖。為了解中年人推輪椅時所用力的大小，小紅和小華進行了探究.她們從斜面底端A點沿斜面確定了距A點1m處的B點。（g取10N/kg）（1）將刻度尺“0”刻度線與水平地面對齊，正確測量B點高度，結(jié)果如圖乙，為cm。（2）選取車輪與輪椅輪胎材質(zhì)、花紋均相同的小車為研究對象，進行了如下操作：①正確使用彈簧測力計，測出小車重為2.0N；②將彈簧測力計與斜面平行放置并，然后沿斜面勻速直線拉動小車，如圖乙所示，彈簧測力計示數(shù)為N；③將小車從A點拉到B點的過程中，拉力所做的功為J；利用斜面將小車從水平地面提升到B點的機械效率為。（3）在小車上逐漸添加重物，測出小車的總重G，測出沿斜面勻速直線拉動小車需要的力，計算出拉小車從A點到B點所做的功W1，計算出將小車從水平地面提升到B點所做的有用功W2，以功為縱坐標(biāo)，以小車總重為橫坐標(biāo)，建立平面直角坐標(biāo)系，作出W1和W2與小車總重G的關(guān)系圖像，分別如圖丙中的a和b。①由圖像可知：用該通道斜面提升物體時的機械效率與物重（選填“有關(guān)”或“無關(guān)”）；②若這位父親的質(zhì)量為70kg，所坐的輪椅質(zhì)量為10kg，則中年人用沿著通道斜面方向的力推輪椅勻速上坡時，力的大小為N。13．（2023?景德鎮(zhèn)一模）圖甲所示是“之”字形盤山公路，公路修成這種形狀有什么好處呢？王磊將木板搭在木塊上模擬盤山公路（如圖乙），發(fā)現(xiàn)只要2N的力就能將5N的重物拉上木板，這說明盤山公路可以。通過查閱資料，王磊知道斜面也是一種機械，那么它的效率會跟什么因素有關(guān)呢？他提出了如下猜想：A.與斜面的傾斜程度有關(guān)；B.與斜面的粗糙程度有關(guān)；C.與物體所受的重力有關(guān)。王磊設(shè)計方案，并利用圖乙裝置進行探究，他通過移動木板下的木塊來改變斜面的傾斜程度，通過在木板表面鋪上棉布來改變斜面粗糙程度，用彈簧測力計將重物勻速拉上斜面，記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，如下表。實驗次數(shù)斜面材料物重G/N斜面高度h/m斜面長s/m沿斜面拉力F/N有用功W有/J總功W總/J機械效率η/%1木板20.611.61.21.6752木板20.411.40.81.457.13木板40.613.22.43.24棉布20.611.81.21.866.7①第三次實驗斜面的機械效率為。②若要探究猜想C，則必須要保持斜面長及、等不變。③分析王磊同學(xué)的探究數(shù)據(jù)可知：他的猜想、是正確的；物體的重力和斜面的粗糙程度均相同時，斜面的傾斜程度越大，機械效率越。14．（2022秋?常州期中）兩人用同樣的水桶從同一處提水，給同樣遠處、同樣的水桶注滿水。其中一個人每次都將水桶裝滿，另一個人每次都不裝滿，則兩人做功的大小情況是（）A．裝滿水桶者做的功多 B．不裝滿水桶者做的功多 C．兩人做的功一樣多 D．裝滿水桶者做的有用功多15．（2022春?沈河區(qū)期末）（多選）如圖所示，大人利用滑輪將重物吊到二樓，孩子想幫忙，卻把自己提了上去。下列說法中正確的是（）A．該滑輪是定滑輪，使用它可以改變力的方向 B．大人拉繩的力所做的功是有用功 C．孩子受到的重力小于重物受到的重力 D．圖中被吊到二樓窗戶的重物具有能量16．（2023?東明縣一模）用圖甲的滑輪組提升重200N的物體，已知拉力F為80N，不計繩重和摩擦，物體和繩子自由端的運動情況如圖乙所示，反映繩子自由端運動的圖線是（選填“A”或“B”），3s內(nèi)對物體做的有用功為J。17．（2022秋?越秀區(qū)期末）如圖甲所示，為了使磁性物體A緊貼在鐵質(zhì)墻壁上，并沿墻壁向上勻速直線運動（因磁力作用使墻壁與A間有摩擦），需用豎直向上的拉力F1，F(xiàn)1的大小為300N，A受到的重力為240N。（1）在F1的作用下，A向上移動的距離為s時，此過程中F1做功60J，則s＝m；（2）改用滑輪組拉動A，使之沿同一墻壁向上勻速直線運動相同的距離s，如圖乙所示。此過程中對滑輪組繩端的拉力F2的大小為250N。①使用此滑輪組（選填“省力”或“不省力”）；②此滑輪組的有用功是J，總功是J。18．（2022秋?金寨縣期末）關(guān)于功、功率和機械效率，下列說法正確的是（）A．改進機械的性能可以使機械效率達到100% B．做功多的機械，功率一定大 C．功率大的機械，做功一定快 D．做功快的機械，機械效率一定高19．（2022秋?廣陵區(qū)校級期中）下列是有關(guān)小明同學(xué)對于有關(guān)物理量的估測，符合實際的是（）A．小明騎自行車上學(xué)時的功率約為1000W B．小明將一本物理書從地上撿起到課桌上，對物理書做功約為2J C．對起重機的性能進行改良后，其機械效率可高達110% D．一個普通家庭燒一頓飯，大約需要消耗天然氣10千克20．（2023?濟南一模）2022年6月5日，神舟十四號載人飛船成功發(fā)射。在飛船發(fā)射升空過程中，以飛船為參照物，飛船內(nèi)的航天員處于（填“靜止”或“運動”）狀態(tài)；在升空的不同階段，要分別拋掉逃逸塔、助推器、整流罩等，以減小箭船的總重力，提高火箭做功的（填“功率”或“效率”）。21．（2023?臨淄區(qū)一模）如圖是小明家陽臺上的手搖晾衣架裝置，若衣服和晾衣架的總重為120N，不計滑輪重、繩重及摩擦，下列說法正確的是（）A．使用該裝置能省功 B．使用裝置中A滑輪的主要目的是為了省力 C．若使衣服上升0.2m，則人需通過搖柄將繩拉過0.8m D．衣服勻速上升時，人通過搖柄作用在繩上的拉力F為24N22．（2023?新華區(qū)模擬）對如圖所示實驗的分析錯誤的是（）A．甲：白磷燃燒紅磷不燃燒，說明燃燒的條件之一為溫度達到可燃物的著火點 B．乙：集氣瓶②中溶液更渾濁，說明呼出氣體中CO2含量比空氣中高 C．丙：利用杠桿提起砝碼的過程中省力但費距離，說明杠桿不省功 D．?。何矬w在力的作用下做圓周運動，說明物體運動需要力23．（2023?高新區(qū)校級模擬）圖甲中盤山公路修得彎彎曲曲，其主要目的是；圖乙是用螺絲刀將螺紋釘旋進木板的情景，使用它（選填“能”或“不能”）省功，手柄（選填“粗”或“細”）一些的螺絲刀用起來更省力；圖丙中，用剪刀將一張紙片緩慢地一刀剪斷的過程中，阻力臂L阻和動力F動的變化情況是L阻，F(xiàn)動。（選填“變大”或“不變”或“變小”）24．（2023?臨江市一模）如圖所示，用完全相同的兩個滑輪繞成了甲、乙兩個滑輪組（不計繩重和摩擦），在F1、F2的拉力作用下分別將重為G1、G2的兩個物體勻速提升相同的高度，若G1＞G2，提升重物中拉力F1、F2所做的功分別為W1、W2，機械效率分別為η1、η2，則正確的是（）A．W1＞W(wǎng)2，η1＞η2 B．W1＜W2，η1＝η2 C．W1＞W(wǎng)2，η1＜η2 D．W1＝W2，η1＝η225．（2023?荔灣區(qū)一模）如圖所示，工人用相同材質(zhì)的木板搭建了AB、CD兩個斜面，他用沿斜面向上的推力分別將兩件相同貨物從兩斜面的底端勻速推到頂端，推力大小分別為FAB、FCD，期間工人克服重力做功分別記為WAB、WCD，工人克服重力做功的功率分別記為PAB、PCD，機械效率分別記為ηAB、ηCD，下列判斷一定正確的是（）A．FAB＝FCD B．WAB＝WCD C．PAB＝PCD D．ηAB＝ηCD26．（2022?泰安二模）如圖所示裝置中，每一個滑輪的質(zhì)量都相同，提升相同的重物，繩子自由端移動速度相同。忽略繩重、摩擦、空氣阻力、水的阻力。下列說法中（）①甲、乙兩個滑輪組的機械效率相同②丙、丁兩個滑輪組的機械效率相同③甲滑輪組拉力做功的功率最大④丙、丁物體升高的速度相同A．只有③④正確 B．只有①③④正確 C．只有①④正確 D．只有②④正確27．（2022秋?天河區(qū)校級期末）如圖所示，分別使用甲、乙、丙三種方式把同一物體M勻速提升至相同高度（繩長不變），測得各拉力大小如圖：（1）利用機械丙提升物體M時（選填“省力、費力、不省力也不費力”）。（2）F乙和F丙兩個力所做的功分別為W乙、W丙，則W乙W丙（選填“＞、＜、＝”）。（3）機械乙與機械丙的效率分別為η乙、η丙，則η乙η丙（選填“＞、＜、＝”）。28．（2022秋?東莞市期末）圖所示，是建筑工地常用來搬運磚塊的兩種機械（滑輪組和起重機）。觀察圖中甲、乙兩圖，可知圖的機械功率較大，觀察圖中丙圖和圖可得出：在相等的時間內(nèi)，起重機比滑輪組做的功。（選填“多”或“少”）29．（2023?大足區(qū)模擬）用如圖甲所示的裝置來探究滑輪組的機械效率η與G物的關(guān)系，改變G物，豎直向上勻速拉動彈簧測力計，計算并繪出η與G物的關(guān)系如圖乙所示，若不計繩重和摩擦，則下列說法正確的是（）A．此滑輪組動滑輪的重力為5N B．當(dāng)G物＝4N時，滑輪組機械效率為η＝75% C．當(dāng)G物＝18N時，彈簧測力計的示數(shù)是7N D．η隨G物的增大而增大，最終將達到100%30．（2023?南川區(qū)二模）如圖所示，在某方艙醫(yī)院的建設(shè)中，工人站在水平地面上，向下拉動繩子自由端，將重900N的物體在10s內(nèi)勻速提升2m。已知工人重600N，不計繩重和摩擦，繩子足夠結(jié)實，該過程滑輪組的機械效率為90%。關(guān)于工人利用該滑輪組提升重物，下列說法正確的是（）A．動滑輪受到的重力為50N B．繩子自由端的拉力為450N C．自由端拉力的功率為100W D．重物的重力不能超過1100N31．（2023?西安模擬）如圖是一種塔式起重機上的滑輪組，它既可以，又可以改變力的方向?，F(xiàn)將重1.5×104N的物體沿豎直方向向上吊起3m，不計繩重和摩擦，已知動滑輪總重為5000N，則此過程提升物體的有用功為J，繩端拉力為N，滑輪組機械效率為%。32．（2023春?威遠縣校級期中）用如圖甲所示的滑輪組運送貨物上樓（樓高3m），每件貨物重100N，每次運送的量不定，圖乙記錄了在整個過程中滑輪組的機械效率隨貨物重力增加而變化的圖像，則動滑輪重為N；當(dāng)某次運送4件貨物時，滑輪組的W額外是J。（不考慮繩重和摩擦）33．（2023?惠山區(qū)校級二模）（1）如圖甲，盤山公路是（選填“杠桿”、“滑輪”、“斜面”）模型。（2）一個體重為700N的工人，在建筑工地用如圖乙所示的裝置提升石板，已知托盤重200N，容量足夠大，每塊石板重100N，繩能承受的最大拉力為800N，滑輪的摩擦和繩重忽略不計。當(dāng)工人站在地面上用此裝置在4s內(nèi)將10塊石板勻速提升2m時，此裝置的機械效率為80%，則此裝置的動滑輪重為N；該工人用此裝置提升石板的機械效率最高可達到（保留一位小數(shù)）。34．（2023?東莞市校級模擬）如圖所示，甲工人用水平推力F甲推動重為600N的貨物，在水平路面上勻速直線運動1m至倉庫門口A處，用時3s，此過程中甲工人做功的功率P甲＝30W；乙工人接著使用滑輪組拉動該貨物在同樣的路面上勻速直線運動1m到達指定位置B處，此過程滑輪組的機械效率為75%。求：（1）甲工人做的功；（2）地面對貨物的摩擦力；（3）乙工人在繩子自由端的拉力F乙的大小。35．（2023?黑龍江一模）如圖甲所示是建造大橋時所用的起吊裝置示意圖，若使用柴油機和滑輪組將實心長方體A從海底以0.1m/s的速度勻速吊出海面；圖乙是物體A所受拉力F1隨時間t變化的圖象。（ρ＝1.0×103kg/m3，不計水的阻力）求：（1）物體A的密度。（2）當(dāng)物體A在計時起點的位置時，上表面受到海水的壓強。（3）物體A露出水面前，柴油機對繩的拉力F做的功W隨時間t的變化圖象如圖丙所示，則此過程中滑輪組的機械效率是多少？36．（2023?工業(yè)園區(qū)一模）如圖甲是工人使用升降平臺進行高空玻璃幕墻清洗的場景，該平臺結(jié)構(gòu)簡圖如圖乙所示，吊籃和動滑輪質(zhì)量為20kg，吊籃由電動機控制升降，電動機輸出功率恒為600W。在某次吊升過程中，兩名工人及所帶工具總質(zhì)量200kg，30s內(nèi)吊籃勻速上升6m，g＝10N/kg。求：（1）該過程中的有用功；（2）平臺的機械效率；（3）判斷該平臺中繞繩的重力及各處摩擦能否忽略。在平臺各器材不可替換的情況下，欲提高該平臺使用時的機械效率，可采用什么方法？（說出一種）37．（2022秋?太倉市期末）為了研究機械效率與哪些因素有關(guān)，小明同學(xué)提出兩個猜想：猜想一：機械效率是否與G物有關(guān)；猜想二：機械效率是否與G動有關(guān)。為了驗證猜想，小明先用如圖甲所示的裝置不斷改變G物，豎直向上勻速拉動彈簧測力計，計算并繪出η與G物關(guān)系如圖乙（a）所示；然后換另一個不同重量的動滑輪，不斷改變G物，計算并繪出η與G物關(guān)系如圖乙（b）所示。根據(jù)圖象他（）A．只能驗證猜想一 B．只能驗證猜想二 C．既不能驗證猜想一，也不能驗證猜想二 D．既能驗證猜想一，也能驗證猜想二38．（2023?寧明縣一模）（1）如圖甲所示，溫度計的讀數(shù)為℃。常見的溫度計是利用液體的性質(zhì)制成的。（2）如圖乙所示是做“探究光的反射規(guī)律”實驗的裝置。實驗中，從紙板前不同的方向都能看到紙板上光的徑跡，是因為光在紙板上發(fā)生了（選填“鏡面”或“漫”）反射；入射光線AO靠近法線ON時，反射光線OB將（選填“靠近”或“遠離”）法線ON。（3）使用如圖丙所示的裝置可探究滑輪組的機械效率，某次實驗數(shù)據(jù)記錄如表：序號物重G/N物體上升高度h/m拉力F/N機械效率η160.102.5實驗中應(yīng)豎直向