2021年中考物理微练习-机械效率及其测量

2021年中考物理微专题练习——机械效率及其测量

一、选择题

L分别用杠杆、动滑轮和滑轮组将同一物体举到相同的高度，做的有用功

A,杠杆最多B.滑轮组最多

C.动滑轮最多D.一样多

2.关于简单机械，下列说法正确的是（）

A.功率越大的机械，做功就越快

B.做功越多的机械，其机械效率就越高

C.定滑轮不仅能改变力的大小，而且能改变力的方向

D.使用滑轮组不仅省力而且省距离

3.下列哪种机械是不可能存在的（）

A.机械效率低，但做功多的机械B.即省力又省功的机械

C.机械效率等于1的机械D.做功慢，但机械效率高的机械

4.如图所示，小王通过滑轮组向高处提升重210N的物体，动滑轮重10N,定滑轮重15N,

不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦.8s内物体匀速上升4m,则该8s内（）

A.小王做的有用功为840J

B.小王做的额外功为100J

C.小王做功的功率为110W

D.小王对绳子的拉力为70N

5.如图所示，用20N的力F拉着重为100N的物体，使其沿水平面以2m/s的速度匀速运

动了5s,若每个滑轮重10N,忽略绳重和滑轮轴的摩擦，则下列说法正确的是

A.拉力F做的功为200J

B.拉力F的功率为120W

C.滑轮组对物体做的有用功为400J

D.滑轮组对物体所做有用功的功率为60W

6.用四只完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，不计绳子

与滑轮的摩擦，则（）

甲7.

A.甲较费力但机械效率与乙相同

B.乙较省力且机械效率比甲高

C.两个滑轮组省力程度不同，机械效率相同

D.两个滑轮组省力程度相同，机械效率不同

7.如图所示，利用动滑轮将重力为100N的物体在5s内匀速竖直提升，拉力尸为60N,绳子

自由端移动的距离为2m,不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（）

A.所做的有用功为200J

B.拉力户的功率为24W

C.物体移动的速度为0.4m/s

D.动滑轮的机械效率为60%

8.建筑工人用如图所示的滑轮组，将重800〃的重物匀速提高5处拉力所做的功为4800/

则该滑轮组的机械效率是（）

A.67%B.73%C.83%D.100%

9.图中定滑轮重2M动滑轮重物体4在拉力后"的作用下，1s内沿竖直方向匀速升

高了0.2m.不计绳重和轴摩擦，则以下计算结果正确的是（）

A.绳子自由端移动速度为0.4〃/s

B.滑轮组的机械效率为87.5%

C.天花板对滑轮组的拉力为10〃

D.滑轮组对物体/做功的功率为L6伊

10.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，如图所

示，若水泥重为G。，桶重为G,动滑轮重为Gz,不计绳重和摩擦，此过程中该装置的机械

效率为n,则工人师傅作用在绳子自由端的拉力F为

A.F=1（GO+G+G2）B.F=-（Go+Gi）

33

G（）

C.F=^+GD.F=T2L

3〃3〃

11.如图所示，当水平拉力E=50N时，恰好可以使物体力沿水平地面向右做匀速直线运

动.已知物体重为200M所受地面的摩擦力约为80M假如在5s时间内，物体水平移动了

0.6m,不计绳和滑轮的自重，则在此过程中（）

A.拉力尸做功为30JB.物体重力做功为120J

C.拉力尸做功的功率为12〃D.该装置的机械效率约为60%

12.如图用同一滑轮组分别将两个不同的物体/和8匀速提升相同的高度，不计绳重和摩擦

的影响，提升4的过程滑轮组的机械效率较大，则下列判断正确的是

①/物体比8物体轻②提升4的拉力较大③提升4所做的额外功较少④提升

4做的有用功较多

A.只有①（3B.只有①④

C.只有②③D.只有②④

二、填空题

1.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）

2.小明用如图所示的动滑轮提起14ON的水桶，动滑轮重20N（不计绳重和摩擦），小明拉

绳子的动力为N;如果向水桶内再加入40N的水，提起时动滑轮的机械效率（选

填“变大”、“变小”或“不变”）。

3.如图所示，将一个重10N的物体用沿斜面向上的拉力47.5N匀速拉到斜面的顶端，

物体沿斜面移动的距离s为5m,上升的高度A为2m,则人对物体做的有用功是J,

斜面的机械效率为.在高度相同时，斜面越长越（选填“省力”或“费力

4.某同学利用如图所示的装置测定滑轮组的机械效率.他用F=1ON的拉力将重17N

的重物匀速提升0.2m,在这一过程中，他做的总功为J,其中有用功为

J,测出的滑轮组的机械效率为.

三、作图题

1.如图所示，轻质杠杆OA可绕0点转动，请在图中画出杠杆OA的动力臂L,和其受到的阻

力F2

2.一位同学站在地面上，要利用如图所示的滑轮组将重物提升到10m高的楼上，请你帮他

在图中画出符合要求且省力的绳子绕法.

四、实验题

1.在“测滑轮组机械效率”的实验中，先用弹簧测力计测量钩码所受的重力G,再按如图所

示的连接方式组装好滑轮组，并分别记下钩码和弹簧测力计的起始位置.

(1)为了测量绳子自由端的拉力F,应该在弹簧测力计(选填“缓慢匀速提升”或

“静止”)时读数，图中弹簧测力计示数是N.

(2)按照正确的测量方法，测出的拉力F与钩码所受重力G的大小关系为F(选填“>”

“=”或"V")|G.

(3)实验中要分别记下钩码和弹簧测力计的起始位置，是为了测量____________,从而计算

有用功和总功.

(4)在此实验中，若仅增加钩码的重力，该滑轮组的机械效率将(选填“增大”“不变”

或“减小”).

2.①用弹簧测力计测量沙和袋所受总重力G并填入表格。

②按图安装滑轮组，分别记下沙袋和绳端的位置。

③匀速拉动弹簧测力计，使沙袋升高，读出拉力F的值，用刻度尺测出沙袋上升的高度h

和绳端移动的距离s,将这三个量填入表格。

④算出有用功W有，总功W总，机械效率小

⑤改变沙袋中沙子的重量，重复上面的实验。

次数沙和袋所受的提升商度有用功W*拉力F/N绳用移动总功WB/J机械效率

总重力G/Nh/mZJ的距禽s/m

106020.12030.1866.7%

20.9020.180.406024

31202024050603080%

请根据实验过程和实验记录，思考并回答:

(1)在第一次实验中，粗心的小冬同学忘记在表格中填写绳端移动的距离S,你认为S应该

为m。

(2)根据表中数据，可计算得出第二次实验的机械效率为□

(3)根据表中数据，分析得出所用动滑轮的重为N.(绳重和摩擦忽略不计)

(4)分析三次实验中的数据，可以发现用同一个滑轮组提升重物，物重越大，滑轮组的机

械效率

o(选填“越大”、“越小”或“不变”)

3.在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某同学用如图所示的同一滑轮组分别做

了三次实验，实验数据记录如表:

钩码上弹簧测力弹簧测力

实验钩玛机械

升的距计的读数计上升的

次数«/N效率

离/cm/N距离/cm

1280.82483.3%

2451.515

361090.9%

(1)在表中的空格处填上适当的数据.(机械效率用百分数表示，保留一位小数)

(2)在实验操作中应竖直向上________拉动弹簧测力计.

(3)从实验数据分析得出：使用同一滑轮组，可以提高滑轮组机械效率.

(4)滑轮组的机械效率可能还与其他因素有关，请你作出恰当的猜想:滑轮组的机械效率与

有关(写出一种影响因素即可).

4.用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率.实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，

使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升.

(1)实验中，将杠杆拉至图中虚线位置，测力计的示数F为N,钩码总重G为1.ON,

钩码上升高度h为0.1m,测力计移动距离s为0.3m,则杠杆的机械效率为%.请

写出使用该杠杆做额外功的一个原因：.

(2)为了进一步研究杠杆的机械效率一与哪些因素有关，一位同学用该实验装置，先后将

钩码挂在A、B两点，测量并计算得到下表所示的两组数据：

钧码总量的吗学勃出测力计挈机械效妄

靖钧码悬挂点

GN在离hmEN动更离sm4%

1A点1.50.100.70.3071.4

2B点200.151.20.30833

根据表中数据，能否得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的重有关，钩码越重其效率越高”

的结论？答：_；

请简要说明两条理由：①

②.

五、解答题

1.如图所示，有一斜面长/为10勿，高分为6%现用产为360〃的力沿斜面把重物G为500〃

的物体从底端匀速拉到顶端.物体受到斜面的摩擦力用F表示，求：

(1)斜面机械效率n.

(2)推导物体受到斜面摩擦力/•的表达式.

2.如图所示，在200N的拉力F作用下，用滑轮组将重为300N的物体匀速向上提升2m,不

计摩擦和绳的重力.(g=10N/kg)求:

(1)动滑轮的质量；

(2)此过程中所做的有用功;

(3)此过程中滑轮组的机械效率.

3.如图所示，物体力是正方体金属块，边长是20颂，在拉力产的作用下物体4恰好做匀速

直线运动.已知，每个滑轮重20%金属块的密度Pf5Xl()3应物体4运动时受到地

面的阻力是物体重的0.3倍，在2s内被拖动5小，不计绳重及绳与滑轮、轮与轴之间的摩擦

kg).试求:

(1)物体力对地面的压强；

(2)拉力月做功的功率；

(3)该滑轮组的机械效率.(计算结果保留1位小数)

4.如图所示，某工人重600N,站在水平面上，用100N的拉力向下匀速拉动绳子，提起一浸

没在水中体积为1.2X10,3,重360N的物体.(物体始终浸没在水中，且忽略水对物体的

阻力,P*=1X103kg/m3,g=10N/kg)求:

(1)已知工人双脚与地面的总接触面积是3X10%2,工人没有拉动绳子时对地面的压强;

(2)物体浸没在水中时受到的浮力；

(3)提起物体时滑轮组的机械效率.

(4)工人最多能够提起多重的同种物体？

2021年中考物理微专题练习——机械效率及其测量参考答案

一、选择题

1.分别用杠杆、动滑轮和滑轮组将同一物体举到相同的高度，做的有用功

A,杠杆最多B.滑轮组最多

C.动滑轮最多D.一样多

【答案】D

2.关于简单机械，下列说法正确的是（）

A.功率越大的机械，做功就越快

B.做功越多的机械，其机械效率就越高

C.定滑轮不仅能改变力的大小，而且能改变力的方向

D.使用滑轮组不仅省力而且省距离

【答案】A

3.下列哪种机械是不可能存在的（）

A.机械效率低，但做功多的机械B.即省力又省功的机械

C.机械效率等于1的机械D.做功慢，但机械效率高的机械

【答案】BC

4.如图所示，小王通过滑轮组向高处提升重210N的物体，动滑轮重10N,定滑轮重15N,

不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦.8s内物体匀速上升4m,则该8s内（）

|%|II

HIA

A.小王做的有用功为840J

B.小王做的额外功为100J

C.小王做功的功率为110W

D.小王对绳子的拉力为70N

【答案】AC

5.如图所示，用20N的力F拉着重为100N的物体，使其沿水平面以2m/s的速度匀速运

动了5s,若每个滑轮重10N,忽略绳重和滑轮轴的摩擦，则下列说法正确的是

A.拉力F做的功为200J

B.拉力F的功率为120W

C.滑轮组对物体做的有用功为400J

D.滑轮组对物体所做有用功的功率为60W

【答案】D

6.用四只完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，不计绳子

与滑轮的摩擦，则（）

甲7.

A.甲较费力但机械效率与乙相同

B.乙较省力且机械效率比甲高

C.两个滑轮组省力程度不同，机械效率相同

D.两个滑轮组省力程度相同，机械效率不同

【答案】AC

7.如图所示，利用动滑轮将重力为100N的物体在5s内匀速竖直提升，拉力户为60N,绳子

自由端移动的距离为2m,不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（）

ZZZ/ZZ

□

A.所做的有用功为20QJ

B.拉力厂的功率为24W

C.物体移动的速度为0.4m/s

D.动滑轮的机械效率为60%

【答案】B

8.建筑工人用如图所示的滑轮组，将重800〃的重物匀速提高5①拉力所做的功为4800J,

【答案】C

9.图中定滑轮重2M动滑轮重1从物体4在拉力尸4〃的作用下，1s内沿竖直方向匀速升

高了0.2®.不计绳重和轴摩擦，则以下计算结果正确的是()

A.绳子自由端移动速度为0.4R/S

B.滑轮组的机械效率为87.5%

C.天花板对滑轮组的拉力为10〃

D.滑轮组对物体Z做功的功率为1.61

【答案】AB

10.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，如图所

示，若水泥重为G。，桶重为动滑轮重为Gz,不计绳重和摩擦，此过程中该装置的机械

效率为n,则工人师傅作用在绳子自由端的拉力F为

【答案】AD

11.如图所示，当水平拉力E=5()N时，恰好可以使物体力沿水平地面向右做匀速直线运

动.已知物体重为200M所受地面的摩擦力约为80M假如在5s时间内，物体水平移动了

0.6m,不计绳和滑轮的自重，则在此过程中（）

A.拉力F做功为30JB.物体重力做功为120J

C.拉力尸做功的功率为12〃D.该装置的机械效率约为60%

【答案】C

12.如图用同一滑轮组分别将两个不同的物体4和8匀速提升相同的高度，不计绳重和摩擦

的影响，提升4的过程滑轮组的机械效率较大，则下列判断正确的是

①4物体比8物体轻②提升4的拉力较大③提升4所做的额外功较少④提升

4做的有用功较多

A.只有①©B.只有①④

C.只有②③D.只有②④

【答案】D

二、填空题

1.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).100(2).95(3).95%

2.小明用如图所示的动滑轮提起14ON的水桶，动滑轮重20N(不计绳重和摩擦)，小明拉

绳子的动力为N;如果向水桶内再加入40N的水，提起时动滑轮的机械效率(选

填"变大"、"变小"或“不变")o

【答案】80变大

3.如图所示，将一个重10N的物体用沿斜面向上的拉力广=7.5N匀速拉到斜面的顶端，

物体沿斜面移动的距离s为5m,上升的高度力为2m,则人对物体做的有用功是J,

斜面的机械效率为_____.在高度相同时，斜面越长越(选填“省力”或“费力

【答案】(1).20(2).533%(3).省力

4.某同学利用如图所示的装置测定滑轮组的机械效率.他用F=1ON的拉力将重17N

的重物匀速提升0.2m,在这一过程中，他做的总功为J,其中有用功为—

J,测出的滑轮组的机械效率为

【答案】4、3.4、85%

三、作图题

1.如图所示，轻质杠杆0A可绕0点转动，请在图中画出杠杆0A的动力臂L和其受到的阻

力F2

【答案】

2.一位同学站在地面上，要利用如图所示的滑轮组将重物提升到10m高的楼上，请你帮他

在图中画出符合要求且省力的绳子绕法.

豳

四、实验题

1.在“测滑轮组机械效率”的实验中，先用弹簧测力计测量钩码所受的重力G,再按如图所

示的连接方式组装好滑轮组，并分别记下钩码和弹簧测力计的起始位置.

(1)为了测量绳子自由端的拉力F,应该在弹簧测力计(选填”缓慢匀速提升”或

“静止”)时读数，图中弹簧测力计示数是N.

(2)按照正确的测量方法，测出的拉力F与钩码所受重力G的大小关系为F(选填

“=”或"V”)；G.

(3)实验中要分别记下钩码和弹簧测力计的起始位置，是为了测量____________,从而计算

有用功和总功.

(4)在此实验中，若仅增加钩码的重力，该滑轮组的机械效率将(选填“增大”“不变”

或“减小”).

【答案】(1).缓慢匀速提升(2).0.8(3).>(4).钩码和弹簧测力计移

动的距离(5).增大

2.①用弹簧测力计测量沙和袋所受总重力G并填入表格。

②按图安装滑轮组，分别记下沙袋和绳端的位置。

③匀速拉动弹簧测力计，使沙袋升高，读出拉力F的值，用刻度尺测出沙袋上升的高度h

和绳端移动的距离S,将这三个量填入表格。

④算出有用功W有，总功W总，机械效率小

⑤改变沙袋中沙子的重量，重复上面的实验。

次数沙和袋所受的提升而反有用功W/拉力F/N继用移动总功W*/J机械效率4

总重力G/Nh/mZJ的距离s/m

10.6020.12030.1866.7%

20.9020.180.404024

31202024030603080%

请根据实验过程和实验记录，思考并回答：

(1)在第一次实验中，粗心的小冬同学忘记在表格中填写绳端移动的距离S,你认为S应该

为m。

(2)根据表中数据，可计算得出第二次实验的机械效率为。

(3)根据表中数据，分析得出所用动滑轮的重为N.(绳重和摩擦忽略不计)

(4)分析三次实验中的数据，可以发现用同一个滑轮组提升重物，物重越大，滑轮组的机

械效率

o(选填“越大”、“越小”或“不变”)

【答案】(1)0.6;(2)75%;(3)0.3；(4)越大。

3.在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某同学用如图所示的同一滑轮组分别做

(1)在表中的空格处填上适当的数据.(机械效率用百分数表示，保留一位小数)

(2)在实验操作中应竖直向上_________拉动弹簧测力计.

(3)从实验数据分析得出：使用同一滑轮组，可以提高滑轮组机械效率.

(4)滑轮组的机械效率可能还与其他因素有关，请你作出恰当的猜想：滑轮组的机械效率与

有关(写出一种影响因素即可).

【答案】(1).88.9%2.2(2).30(3).匀速(4),增加物重、动滑轮重、

绳与滑轮的摩擦等

4.用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率.实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，

使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升.

(1)实验中，将杠杆拉至图中虚线位置，测力计的示数F为N,钩码总重G为L0N,

钩码上升高度h为0.1m,测力计移动距离s为0.3m,则杠杆的机械效率为%.请

写出使用该杠杆做额外功的一个原因：.

(2)为了进一步研究杠杆的机械效率一与哪些因素有关，一位同学用该实验装置，先后将

钩码挂在A、B两点，测量并计算得到下表所示的两组数据：

钧码总重除格勃fed机械效率

二■三W任三

GN至荔htnFN功至离smT>%

1A点1.50.100.70.3071.4

2B.史2.00.151.20.30833

根据表中数据，能否得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的重有关，钩码越重其效率越高”

的结论？答：_；

请简要说明两条理由：①;

②.

【答案】(1).0.5(2).66.7(3).由于使用杠杆时需要克服杠杆自重(克服

摩擦力)等做功(4).不能(5).两次实验时钩码没有挂在同一位置(6).仅根

据一次对比实验所得结论是不可靠的

五、解答题

1.如图所示，有一斜面长/为10皿，高2为6必，现用产为360〃的力沿斜面把重物G为500〃

的物体从底端匀速拉到顶端.物体受到斜面的摩擦力用f表示，求：

(1)斜面机械效率n.

(2)推导物体受到斜面摩擦力/1的表达式.

Gh

【答案】(1).83.3%(2).4户-

【解析】

(1)斜面的有用功为W#=Gh=500NX6m=3000J,斜面的总功为W«=FL=360NX10m=

%3000J

3600J,斜面的机械效率为n=U=K=X100%”83.3%；(2)额外功为W*,=W总-W市，

唯3600J

根据W=Fs可得，摩擦力为f=%=唯一％;也一仃11=F—弛.

LLLL

2.如图所示，在200N的拉力F作用下，用滑轮组将重为300N的物体匀速向上提升2m,不

计摩擦和绳的重力.(g=10N/kg)求：

(1)动滑轮的质量；

(2)此过程中所做的有用功；

(3)此过程中滑轮组的机械效率.

【答案】(1).10kg(2).600J(3).75%

【解析】

(1)由图可知，n=2,则动滑轮的重力为：Gft=nF-G»=2x200-300N=100N,动滑轮的

质量为：m卅喘焉=l°kg；(2)此过程中所做的有用功为：%•=G

300Nx2m=600J；(3)此过程中滑轮组的机械效率：n=

吗,_G物h_G物h_G物―3OON

xlOO%=75%.

FsF2h2F2x200N

3.如图所示，物体力是正方体金属块，边长是20M，在拉力尸的作用下物体力恰好做匀速

直线运动.已知，每个滑轮重20M金属块的密度P^=5X1()30/,物体/运动时受到地

面的阻力是物体重的0.3倍，在2s内被拖动5,，不计绳重及绳与滑轮、轮与轴之间的摩擦

(g=10N/kg).试求:

(1)物体力对地面的压强；

(2)拉力F做功的功率；

(3)该滑轮组的机械效率.(计算结果保留1位小数)

【答案】(1).1X104^a(2).350〃(3).85.7%

【解析】

⑴金属块的体积为：V=(20cm)3=8000cm3=8X10-3由P=记得金属块的质量为：m

=PV=5X103kg/m3X8X10'm3=40kg；金属块的重力为：G=mg=40kgX10N/kg=400N；

F400N

金属块对地面的压强为：p=-=——^-=1X10^；(2)物体受到的摩擦力为：f=0.3G

S0.04m-

=0.3X400N=120N；则拉力为：F=-(Ga+f)=-(20N+120N)=70N；拉力的总功为：W=

n2

W700J

F1S=70X10m=700J；拉力的功率为：P=—=-----=350W；(3)有用功为：W^=F2sA=120N

t2s