2023全国中考物理分类试题-(机械效率)

第十讲简单机械第二节机械效率一、填空题1．(2023阜阳市晨梦中学二模)如图，物体重为80N，滑轮重为40N，假设用力F竖直向上匀速拉动滑轮，那么拉力F为N，该滑轮的机械效率为(不计绳重与摩擦)．第1题图2．(2023阜阳市晨梦中学一模)如下图，某同学用6N的拉力将重为8N的物体拉上高3m、长5m的斜面，那么该斜面的机械效率为．第2题图3．(2023百色)小明用如下图的滑轮组把重为600N的物体匀速提升了一段距离，此过程中滑轮组机械效率为80%，不考虑绳重及摩擦，那么绳端的拉力是N，动滑轮的重力是N.第3题图4．(2023安徽第一次十校联考)如下图，在测定杠杆机械效率的实验中，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在杠杆OB下面的物块缓慢上升至虚线位置，测力计上升的高度s为0.2m，物块重G为1.5N，物块上升的高度h为0.3m，那么杠杆的机械效率为%，使用该杠杆做额外功的主要原因是．第4题图5．(2023玉林)如下图，用F＝50N的力通过滑轮组水平拉重力为80N的物体，使其向左匀速运动，在这过程中拉力F做功为40J，物体受到水平地面的摩擦力为60N，那么物体运动的距离为m，该滑轮组的机械效率为．(忽略绳子和动滑轮的重力)第5题图6．(2023绥化)将一个重240N的物体匀速推到斜面顶端，人沿斜面向上的推力为120N，如下图，物体沿斜面移动的距离s＝3m，上升的高度h＝1.2m，那么人对物体做的有用功是J，斜面的机械效率是．第6题图7．(2023合肥市第二次十校大联考)利用如下图的装置，用40N的拉力使重为90N的物体匀速上升，不计绳重和摩擦，此时整个装置的机械效率为．假设绳子能承受的最大拉力为50N．此装置可提起的最大物重是N.第7题图二、选择题8．(2023乌鲁木齐)如下图，利用动滑轮提升一个重为G的物块，不计绳重和摩擦，其机械效率为60%，要使此滑轮的机械效率到达90%，那么需要提升重力为G的物块个数为()第8题图A．3个B．4个C．5个D．6个9．(2023天津)某建筑工地上，工人师傅用滑轮组和桶组成的装置将水泥从地面匀速运至楼上，如下图．假设水泥重为G0，桶重为G1，动滑轮重为G2，不计绳重和摩擦，此过程中该装置的机械效率为η，那么工人师傅作用在绳子自由端的拉力F为()第9题图A.F＝eq\f(G0＋G1＋G2,3)B.F＝eq\f(G0＋G1,3)C.F＝eq\f(G0,3η)＋G1D.F＝eq\f(G0,3η)＋G010．(2023合肥市二模)如下图，用一个动滑轮把重为400N的物体匀速提高3m，手施加在绳子自由端的拉力为250N．那么在此过程中(不计绳重及摩擦)()第10题图A．动滑轮重为150NB．拉力所做的功为750NC．机械效率为80%D．使用动滑轮既能省力，又能省功11．(2023烟台)用四只完全相同的滑轮组成如下图的甲、乙两个滑轮组，把相同的物体匀速提升相同的高度．假设用η甲、η乙表示甲、乙两滑轮组的机械效率，W甲、W乙表示拉力所做的功(不计绳重与摩擦)，那么()第11题图A.η甲＝η乙，W甲＝W乙B.η甲>η乙，W甲>W乙C.η甲<η乙，W甲<W乙D.η甲>η乙，W甲<W乙12．(2023乐山)如下图，张伟同学通过斜面用平行于斜面F＝200N的推力，将质量为30kg的物体在5s时间内匀速推到1m高的平台上，斜面长s＝2m．(g取10N/kg)那么()第12题图A．推力的功率为40WB．斜面的机械效率为75%C．推力做的总功300JD．斜面对物体的摩擦力100N13．如下图，把同一物体沿斜面BA和CA分别拉到顶端A，假设斜面两边的机械效率ηB＝ηC，那么沿斜面的拉力F1、F2的大小关系是()第13题图A．F1＜F2B．F1＝F2C．F1＞F2D．不能确定14．(2023南平)利用如下图的滑轮，在粗糙水平面上匀速拉动物体，以下表达正确的是()第14题图A.重力做的功是有用功B.拉力F1做的功是额外功C.绳子自由端的拉力F做的功是总功D.该滑轮的机械效率可能等于100%三、实验题15．(6分)用图示装置探究“斜面机械效率〞，沿斜面拉动物体做匀速直线运动．实验数据记录如表第15题图实验次数物体种类物重G/N斜面高h/cm沿斜面的拉力F/N斜面长s/cm机械效率η/%1木块4151.19060.62小车4150.790(1)第2次实验的机械效率为%.(2)由实验可得初步结论：斜面倾斜程度相同时，越小，机械效率越大．(3)第1次实验中，木块所受摩擦力为N.16．(6分)(2023安徽第四次十校联考)如图小明测定滑轮组机械效率的实验(1)根据下表数据画出滑轮组的绕线方法．第②次的机械效率为．实验序号钩码重力/N钩码上升的高度/m绳端的拉力/N绳端移动的距离/m机械效率%①80.23.60.674.1②120.24.80.6第16题图(2)小明在实验过程中由于操作不熟练导致弹簧测力计示数忽大忽小，无法读取拉力F的大小，这主要是小明没有拉动弹簧测力计导致的．(3)小明为了解决第(2)问的问题，用一种新的方法来测滑轮组的效率：他测出物体的重力G和动滑轮重力G动滑轮，然后根据η＝eq\f(W有,W总)×100%＝eq\f(Gh,〔G＋G动滑轮〕h)×100%＝eq\f(G,G＋G动滑轮)×100%计算出该滑轮组的效率，那么这种方法测出的滑轮组机械效率(选填“大于〞、“等于〞或“小于〞)实际值．四、计算与推导题17．(6分)(2023镇江)用如下图的滑轮组将重90N的货物匀速提升1m的过程中，所用拉力F＝50N，不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦．(1)求上述过程中的有用功W有用；(2)求上述过程中的总功W总；(3)求滑轮组的机械效率η.第17题图18．(10分)(2023安徽第一次十校联考)某兴趣小组用如下图的滑轮组，匀速拉动一水平面上的物体，动滑轮重用G动表示，物体受到的摩擦力为400N，物体被拉动的水平距离为4m，(不计绳重及绳与滑轮间的摩擦)求：(1)试推导该滑轮组机械效率的表达式为η＝eq\f(f,f＋G动)×100%；(2)假设滑轮组的机械效率为80%，那么拉力做功大小为多少．第十讲简单机械第二节机械效率1.20080%【解析】竖直向上匀速拉起滑轮，不计绳重和摩擦，所以F＝2G＋G′＝2×80N＋40N＝200N；由图知，物体运动距离为h，滑轮运动距离为s，由h＝2s，所以该滑轮的机械效率：η＝eq\f(W有用,W总)×100%＝eq\f(Gh,Fs)×100%＝eq\f(2G,F)×100%＝eq\f(2×80N,200N)×100%＝80%.2.80%【解析】拉力所做的有用功：W有＝Gh＝8N×3m＝24J，拉力所做的总功：W总＝Fs＝6N×5m＝30J，该斜面的机械效率：η＝eq\f(W有用,W总)×100%＝eq\f(24J,30J)×100%＝80%.3.250150【解析】由η＝eq\f(W有用,W总)×100%＝eq\f(Gh,Fs)×100%＝eq\f(Gh,Fnh)×100%＝eq\f(G,Fn)×100%，可得80%＝eq\f(600N,3×F)×100%，解得F＝250N；不考虑绳重和摩擦，由F＝eq\f(1,n)(G＋G动)，可得250N＝eq\f(1,3)×(600N＋G动)，解得G动＝150N.4.90需要克服杠杆自重(克服摩擦)等做功【解析】由于使用杠杆时需要克服杠杆自重(克服摩擦力)等做功；W有＝Gh＝1.5N×0.3m＝0.45J；W总＝Fs＝2.5N×0.2m＝0.5J；机械效率η＝eq\f(W有,W总)×100%＝eq\f(0.45J,0.5J)×100%＝90%.使用杠杆时需要克服杠杆自重(克服摩擦力)等做功，这局部功为额外功．5.0.460%【解析】由W总＝F拉s绳可得绳子自由端移动的距离：s绳＝eq\f(W总,F拉)＝eq\f(40J,50N)＝0.8m，由图可知，n＝2，因为s绳＝2s物，所以物体运动的距离：s物＝eq\f(1,2)s绳＝eq\f(1,2)×0.8m＝0.4m，滑轮组所做的有用功：W有用＝fs物＝60N×0.4m＝24J，滑轮组的机械效率：η＝eq\f(W有用,W总)×100%＝eq\f(24J,40J)×100%＝60%.6.28880%【解析】应用斜面的目的是把物体抬高，所以物体克服重力做功是有用功，拉力做功为总功．W有＝Gh＝240N×1.2m＝288JW总＝Fs＝120N×3m＝360Jη＝eq\f(W有,W总)×100%＝eq\f(288J,360J)×100%＝0.8×100%＝80%7.75%120【解析】η＝eq\f(W有用,W总)×100%＝eq\f(Gh,Fs)×100%＝eq\f(90N×h,40N×3h)×100%＝75%；F＝eq\f(1,3)(G动＋G物)＝40N，所以G动＝3F－G物＝3×40N－90N＝30N，那么此装置可提起的最大物重为G物＝3F′－G动＝3×50N－30N＝120N.8.D【解析】①设动滑轮的重量为G动；第一次提升重为G的物块时，由题意得：η＝eq\f(W有,W总)×100%＝eq\f(G,G＋G动)×100%＝60%，解得：G动＝eq\f(2,3)G；②设第二次所挂物重为G′，由题意得：η′＝eq\f(W有,W总)×100%＝eq\f(G′,G′＋G动)×100%＝90%，把G动＝eq\f(2,3)G代入上式中解得是：G′＝6G，所以需要提升重力为G的物块的个数为6.应选D.9.A【解析】由题图知，n＝3，不计绳重和摩擦，拉力F＝eq\f(1,3)(G0＋G1＋G2)，故A正确、B错；由题图知，n＝3，那么拉力端移动的距离s＝3h，由η＝eq\f(W有用,W总)×100%＝eq\f(G0h,Fs)×100%＝eq\f(G0h,F×3h)×100%＝eq\f(G0,3F)×100%得：F＝eq\f(G0,3η)，故C、D错误．应选A.10.C【解析】①不计摩擦和绳重，拉力F＝eq\f(1,2)(G＋G轮)，那么动滑轮的重力G动＝2F－G＝2×250N－400N＝100N，故A错；②由题图知，n＝2，s＝2h＝2×3m＝6m，拉力做功W总＝Fs＝250N×6m＝1500J，故B错；③W有用＝Gh＝400N×3m＝1200J，滑轮组的机械效率η＝eq\f(W有用,W总)×100%＝eq\f(1200J,1500J)×100%＝80%，故C正确；④使用动滑轮可以省力，但不能省功，故D错误．应选C.11.A【解析】钩码的重力相同，钩码上升的高度相同，据W有＝Gh可知，所做的有用功相同；此时对动滑轮做的功是额外功，不计绳子和摩擦，动滑轮相同，即额外功相同，即W额是相同的，所以W总是相同的，故拉力做的功相同，即W甲＝W乙，机械效率η＝eq\f(W有,W总)×100%，故也是相同的，即η甲＝η乙．应选A.12.B【解析】由题可知，推力做的总功：W总＝Fs＝200N×2m＝400J，推力的功率：P＝eq\f(W总,t)＝eq\f(400J,5s)＝80W，故A、C错误；该过程的有用功：W有＝Gh＝mgh＝30kg×10N/kg×1m＝300J，斜面的机械效率：η＝eq\f(W有,W总)×100%＝eq\f(300J,400J)×100%＝75%，故B正确；由W总＝W有＋W额可得，W额＝W总－W有＝400J－300J＝100J，由W额＝fs可得摩擦力：f＝eq\f(W额,s)＝eq\f(100J,2m)＝50N，故D错误．应选B.13.C【解析】同一物体升高的高度相同，根据公式W＝Gh可知有用功相同；因为ηB＝ηC＝eq\f(W有,W总)×100%，故两者W总相等，即F1·BA＝F2·CA，由图可知，BA<CA，所以F1>F2，应选C.14.C【解析】由题图知，水平使用动滑轮拉动物体，克服物体受到的摩擦力做的功为有用功，故A错；水平使用动滑轮拉动物体，克服物体受到的摩擦力做的功，即拉力F1做的功为有用功，克服绳与动滑轮之间的摩擦、克服动滑轮和绳重而做的功为额外功，故B错；绳子自由端的拉力F做的功包括有用功、额外功，为总功，故C正确；在拉动物体的过程中要克服绳与动滑轮之间的摩擦、要克服滑轮和绳重而做一定的额外功，使得有用功小于总功，该滑轮的机械效率总小于100%，故D错．应选C.15.(每空2分，共6分)(1)95.2(2)摩擦力(3)0.43【解析】(1)第2次实验斜面的机械效率η＝eq\f(W有,W总)×100%＝eq\f(Gh,Fs)×100%＝eq\f(4N×0.15m,0.7N×0.9m)×100%≈95.2%.(2)比拟两次的机械效率可知，第2次机械效率大，斜面的倾斜程度相同，小车所受的摩擦力小，由此可得结论：斜面倾斜程度相同时，摩擦力越小，机械效率越大．(3)由第1次实验的数据可知，沿斜面拉木块做的有用功W有＝Gh＝4N×0.15m＝0.6J，拉力做的总功W总＝Fs＝1.1N×0.9m＝0.99J，那么额外功W额＝W总－W有＝0.99J－0.6J＝0.39J，由W额＝fs得，木块所受摩擦力f＝eq\f(W额,s)＝eq\f(0.39J,0.9m)≈0.43N.16.(1)如答图所示(1分)②83.3%(1分)(2)匀速(2分)(3)大于(2分)第16题答图【解析】(1)绳子段数n＝eq\f(s,h)＝eq\f