海南省2022年中考物理一轮复习考点通关第八讲机械与人第二节功功率和机械效率分层训练

第八讲机械与人第二节功功率和机械效率(建议时间：35分钟)基础过关一、选择题1.(2019龙东)如图所示，力对物体做功的是()2.(2019邵阳)参加今年邵阳市初中毕业学业考试的王小鹏同学听到考试预备铃响了，考室还在四楼呀！一口气从一楼跑到四楼考室，所用时间为30秒．他上楼过程克服自身重力做功的功率最接近()A.1.5WB.15WC.150WD.1500W3.(2019连云港)物体在水平地面上做直线运动，当物体运动的路程和时间图像如图甲时，受到的水平推力为F1；当物体运动的速度和时间图像如图乙时，受到水平推力为F2.两次推力的功率分别为P1、P2.则下列关系正确的是()第3题图A.F1＝F2P1＞P2B.F1＝F2P1＜P2C.F1＞F2P1＞P2D.F1＜F2P1＞P24.(2019泸州改编)用如图所示的滑轮组匀速竖直提升物体，不计一切摩擦和绳重．下列判断正确的是()第4题图A.该滑轮组绳自由端拉力F的大小一定等于所提物体重力的三分之一B.用该滑轮组提升不同的物体，物体越重，其机械效率越大C.通过改进该滑轮组的性能可以使提升物体的机械效率达到100%D.其他条件不变，仅将滑轮组中的动滑轮重力变大，其机械效率变大5.(2019长春)如图所示，用甲、乙滑轮组在相同时间内分别将A、B物体匀速提升相同高度，已知物体受到的重力GA>GB，滑轮组的机械效率η甲<η乙(忽略绳重和摩擦)．下列判断正确的是()第5题图A.两滑轮组绳端移动的距离相等B.甲滑轮组的有用功比乙的少C.甲滑轮组的总功率比乙的小D.甲滑轮组的动滑轮比乙的重6.(2019铁岭)如图所示，工人用160N的拉力F将重为300N木箱10s内匀速拉到长3m、高1m的斜面顶端．下列说法正确的是()第6题图A.拉力F做功的功率是16WB.克服木箱重力做功是900JC.斜面的机械效率是62.5%D.若只改变斜面的倾斜角度，斜面的机械效率不变7.(2019衡阳)如图所示，用滑轮组提升900N的物体，使它在10s内匀速上升1m．已知所用的拉力F为400N．则在提升重物的过程中(不计绳重和摩擦)，下列说法正确的是()第7题图A.拉力做功的功率为90WB.拉力在这10s内做的功为400JC.动滑轮的重力为300ND.若用该滑轮组匀速提升更重的物体时，则绳子拉力会变大，但机械效率不变二、填空题8.(2019连云港改编)小明同学用20N的水平推力，将重为280N的购物车沿水平地面向前推动了10m，在此过程中，推力对购物车做功______J，购物车的重力做功______J.9.(2019岳阳)如图，动滑轮实质上是一个________(选填“省力”或“费力”)杠杆，用60N的拉力将沙桶从地面提到9m高的楼上，拉力做的功是________J.第9题图10.(2019铜仁)一电动抽水机10秒内把100kg的水抽到10m高的水池中，则抽水机至少对水做功________J．在抽水的过程中，若抽水机共消耗的电能是1.25×104J，则抽水机的效率是________．(g＝10N/kg)11.(2019乐山)在斜面上将一个重600N的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力F＝400N，拉动的距离s＝4.5m，提升高度h＝1.8m，所用时间t＝30s．则拉力F做功的功率为________W，此过程中物体受到的摩擦力为________N.第11题图12.(2019龙东)如图所示，小聪用滑轮组拉动水平地面上重为500N的物体A，使它匀速前进2m，地面对它的摩擦力为150N，小聪施加的拉力F＝100N(忽略绳重和滑轮重)，则滑轮组做的有用功为________J，滑轮组的机械效率为________．第12题图三、实验题13.(2019遂宁)在“测量滑轮组机械效率”的实验中，某组同学选择了如图所示的两种滑轮组进行多次实验，记录的实验数据如下表：第13题图实验次数钩码重G/N钩码上升高度h/cm拉力F/N绳端移动距离s/cm机械效率10.5103021.5100.83062.5%30.5100.54025.0%41.5100.74053.6%(1)根据表中数据可以判断出第一次实验所选择的是________(选填“甲”或“乙”)滑轮组．(2)在第一次实验中，当________拉动滑轮组时，弹簧测力计示数如图丙所示，拉力F为________N；该次实验滑轮组的机械效率是________(计算结果精确到0.1%)．(3)机械效率是机械性能好坏的重要标志．结合生产生活实际，分析实验数据可知，下列提高机械效率的措施不可行的是________(选填符号)．A.增加所提物重B.减轻机械自重C.机械加润滑油D.增加重物上升高度四、综合应用题14.(2019乐山)小夏利用如图所示的滑轮组，将重量为280N的物体匀速提升了2m．已知他自身的重量为500N，对绳子施加的拉力F＝200N，两脚与地面接触的总面积S＝400cm2.求此过程中：(1)小夏对地面的压强；(2)拉力F做的功；(3)该滑轮组的机械效率．第14题图参考答案及解析第二节功功率和机械效率基础过关1.C【解析】做功的必要条件是：一是要有力，二是需要在力的方向上产生距离；A图有力的作用，但没有移动的距离，所以没有做功；B图有向上拉力的作用，也有向前距离的移动，因运动的方向与力的方向垂直，所以没有做功；C图手掌对鸡蛋有一个向上的托力，使鸡蛋相应的向上运动了一定距离，满足做功条件；D图举重运动员将杠铃举起保持静止，虽然有力作用在杠铃上，但杠铃没有在力的方向上运动一定的距离，故没有做功；只有C符合题意，故选C.2.C【解析】每层楼房的高度约为3m，移动的高度为9m，初中生所受的重力约为500N，则小鹏做的功约为W＝Gh＝500N×9m＝4500J，做功的功率约为P＝eq\f(W,t)＝eq\f(4500J,30s)＝150W．故选C.3.B【解析】图甲中，物体运动的路程与所用的时间成正比，做匀速直线运动，物体的速度为v1＝eq\f(s,t)＝eq\f(4m,2s)＝2m/s，图乙中，物体的速度不随时间的改变而改变，做匀速直线运动，物体的速度v2＝4m/s，可知F1＝F2＝f，C、D错误；由P＝Fv可知，P1<P2，A错误，B正确．故选B.4.B【解析】由图可知，承担物重的绳子段数n＝3，所以使用该滑轮组时，绳子自由端拉力F的大小F＝eq\f(1,3)(G物＋G轮)，A错误；该滑轮组提升的物体越重，有用功越大，而不计绳重和摩擦，额外功不变，有用功占总功的比值越大，机械效率越高，B正确；实际生活中，滑轮组的机械效率不可能达到100%，C错误；保持其他条件不变，当增大动滑轮的重力时，滑轮组所做的有用功不变，额外功增大，总功增大，所以滑轮组的机械效率变小，D错误．故选B.5.D【解析】由图可知，承担物重的绳子段数分别为n甲＝3，n乙＝2，则s甲＝3h，s乙＝2h，则两滑轮组绳端移动的距离不相等，A错误；已知物体受到的重力GA＞GB、上升的高度相同，根据W有＝Gh可知，甲滑轮组的有用功比乙的多，B错误；由于W有甲＞W有乙，已知滑轮组的机械效率η甲＜η乙，由η＝eq\f(W有,W总)×100%可得，甲滑轮组的总功比乙的大，已知时间相同，由P＝eq\f(W,t)可知，甲滑轮组的总功率比乙的大，C错误；忽略绳重和摩擦，由η＝eq\f(W有,W总)×100%＝eq\f(Gh,Fs)×100%＝eq\f(G,G＋G动)×100%可得，η甲＝eq\f(GA,GA＋G动甲)×100%，η乙＝eq\f(GB,GB＋G动乙)×100%，因为GA＞GB，η甲＜η乙，所以甲滑轮组的动滑轮比乙的重，D正确．故选D.6.C【解析】拉力F做的总功W总＝Fs＝160N×3m＝480J，时间t＝10s，所以功率P＝eq\f(W总,t)＝eq\f(480J,10s)＝48W，A错误；克服木箱重力做的功是有用功，所以有用功W有用＝Gh＝300N×1m＝300J，B错误；斜面的机械效率η＝eq\f(W有用,W总)×100%＝eq\f(300J,480J)×100%＝62.5%，C正确；斜面的机械效率为η＝eq\f(W有用,W总)×100%＝eq\f(Gh,Fs)×100%＝eq\f(G,F)sinθ×100%，所以斜面与地面的夹角θ越大，斜面的机械效率越大，D错误．故选C.7.C【解析】由图可知，有三段绳子承担重物，s＝3h＝3×1m＝3m，拉力做的功W＝Fs＝400N×3m＝1200J，拉力做功的功率为P＝eq\f(W,t)＝eq\f(1200J,10s)＝120W，A、B错误；G动＝3F－G物＝3×400N－900N＝300N，C正确；用该滑轮组匀速提升更重的物体时，绳子拉力变大，额外功不变，有用功增加，机械效率变大，D错误．故选C.8.2000【解析】推力对购物车做的功W＝Fs＝20N×10m＝200J；购物车在重力的方向上没有移动距离，重力做功0J.9.省力1080【解析】动滑轮在使用时，动力臂是轮直径，阻力臂是轮半径，实质上是一个省力杠杆；图中拉力做的功W＝Fs＝Fnh＝60N×2×9m＝1080J.10.1×10480%【解析】抽水机10秒钟内对水做的功至少为W＝mgh＝100kg×10N/kg×10m＝1×104J；在抽水的过程中，抽水机消耗的电能W电＝1.25×104J，所以抽水机的效率：η＝eq\f(W,W电)×100%＝eq\f(1×104J,1.25×104J)×100%＝80%.11.60160【解析】拉力F做的总功W总＝Fs＝400N×4.5m＝1800J，拉力F做功的功率P＝eq\f(W,t)＝eq\f(1800J,30s)＝60W；有用功W有用＝Gh＝600N×1.8m＝1080J，克服摩擦力做的额外功W额外＝W总－W有用＝1800J－1080J＝720J，摩擦力f＝eq\f(W额外,s)＝eq\f(720J,4.5m)＝160N.12.30075%【解析】物体匀速前进，所以有平衡力T＝f，则W有＝Ts＝fs＝150N×2m＝300J；由图知与动滑轮连接的绳子段数为n＝2，拉力F＝100N，则W总＝Fns，η＝eq\f(W有,W总)×100%＝eq\f(300J,100N×2×2m)×100%＝75%.13.(1)甲(2)匀速0.441.7%(3)D【解析】(1)分析表中的第一次实验数据可以看出，s＝3h，读图可知，甲图中承担物重的绳子段数n＝3，因此选择的是甲滑轮组；(2)实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，使钩码上升，此时系统处于平衡状态，测力计示数等于拉力大小；图丙中弹簧测力计的分度值为0.2N，则示数为0.4N；此时滑轮组的机械效率：η＝eq\f(W有用,W总)×100%＝eq\f(Gh,Fs)×100%＝eq\f(0.5N×0.1m,0.4N×0.3m)×100%≈41.7%；(3)提高滑轮组机械效率可以增大提升的物重、换用轻质的动滑轮、加润滑油减小摩擦，增加重物上升高度不