2023-2025年山东中考物理试题分类汇编：机械效率（原卷版）

专题18机械效率

1.（2025・山东烟台・中考）【新颖情景】为了方便快捷地从河中取水，小明利用身边的物品设计了一款“打

水神器“（图甲），其中无盖塑料瓶的质量为110g,容积为2.5L,瓶底有一圆孔，绳子穿过圆孔和瓶口，

绳子上系一细棒A,A的长度大于圆孔的直径，绳子下端拴着一个直往略大于瓶口的小球B,小球体枳

为50cm3,密度为7.8xl03kg/nr'。打水时，人握住绳子上端，将“打水神器”抛入河水中，水逐渐进入瓶子

（图乙）。水满后，将装置提起（图丙），然后将塑料瓶口插入岸上的水桶中，松开绳子，水就自动地

33

流进水桶（图丁）。忽略细棒与绳子的质量和体积，g取10N/kg,/>,K=1.0xl0kg/mo求：

（1）小球B的重力；

（2）图乙中，假设河水进入瓶子的过程中瓶子是匀速下沉的，且绳子与圆孔、瓶口边缘均不接触，当瓶内

水的体积为瓶子容积的一半时，瓶子底部受到细棒的压力；

（3）图丙中，“打水神器”离开水面后匀速上升过程中的机械效率。

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考点一、有用功和额外功

1.（2025♦山东威海•中考）如图所示，用150N的推力沿斜面向上将重为500N的小车从斜面［高1.2m,长

5m）底端匀速推到顶端，用时20s。则推力做功为J,有用功的功率为Wo

2.（2024・山东Fl照珅考）港口装载货物时，经常通过斜面将货物拉到甲板上。如图甲所示，倾角为30。

的斜面固定在水平地面上，体重为800N的工人用300N竖直向卜的拉力将重500N的货物从斜面底端拉

到顶端。货物沿着斜面运动的速度随时间变化的图像如图乙所示，工人的鞋底勺地面的总接触面积约为

500cm2,不计滑轮的摩擦和绳子的重力。求：

（1）拉动货物时工人对地面的压强；

（2）货物在。〜10s内运动的平均速度；

（3）货物运动时受到的摩擦力大小。

3.（2024.山东德州.中考）如图甲所示，虚线框内是两个滑轮连成的滑轮组，工人利用该滑轮组，用200N

竖直向上的拉力F,将物体匀速提高3m,物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，已知动滑轮重I20N,

不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（）

C.该滑轮组的机械效率为80%D.拉力户的功率为100W

4.（2024•山东青岛・中考）如图所示，小明用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置，分别匀速提升两个质量

相同的物体，绳端在相同时间内移动的距离相等.在提升过程中，若绳端拉力Q:&=3:2,下列说法正确

的是（）

A.物体的速度之比匕:电=1：2B.有用功之比%[W有2=2：1

C.总功之比郎总]:%2=3：2D.机械效率之比/

考点二、机械效率的概念及计算

1.（2024・山东淄博・中考）在“观察滑轮的使用”实验中，用如图所示的两种方式将同一物体匀速提升20cm

（不计绳重和摩擦）.下列说法正确的是（）

甲乙

A.物体所受的重力是3.6N

B.图乙中弹簧测力计上升20cm

C.图乙中弹簧测力计的示数是物重的一半

D.图甲中滑轮的机械效率比图乙中的高

2.（2024・山东聊城・中考）建筑工地上，工人用如图所示的装置将重为300N的建材从地面匀速运送到离地

面8m的高处，所用时间为40s。已知动滑轮重为40N,不计滑轮组的绳重和摩擦，下列说法正确的是

()

绳子的拉力为250N,不计绳重及滑轮上的摩擦。下列说法正确的是（）

A.动滑轮的重力为50NB.滑轮组做的有用功为500J

C.拉力尸做功的功率为25WD.滑轮组的机械效率为80%

6.（2023・山东莉泽・中考）用动滑轮在水平地面上沿直线匀速拉动重为G的物体，如图所示。已知水平拉

力为凡物体受到地面的摩擦力为力物体移动的距离为s。下列说法正确的是（）

7〃〃〃〃/〃〃〃〃〃〃〃〃//

A.重力做功数值为Gs

B.拉力做功数值为Fs

C.摩擦力做功数值为内

D.使用此滑轮既省力又省功

7.（2023.山东滨州.中考）下列说法中正确的是（）

A.物体吸收热量，温度一定升高

B.冬季取暖用水作为传热介质，是利用了水的比热容大的性质

C.四冲程内燃机工作时•，压缩冲程将机械能转化为内能

D.热机效率越高，功率一定越大

8.（2023•山东德州•中考）利用如图所示的滑轮组将重240N的重物竖直匀速提升3m,若滑轮组的机械效率

为80%,不冲绳重和摩擦，则绳子自由端移动的距离为in,拉力〜No增大重物的重力，

滑轮组的机械效率将会______（选填“提高”、“降低”或“不变”）。

\\\\\\\\

9.（2023•山东淄博・中考）淄博城区东部快速路建设正在进行，施工现场一台起重机将质量为1800kg的重

物以O.lm/s的速度竖直匀速提升一定高度，用时60s,所做的额外功是7.2x104。g取10N/kg）求：

（1）起重机做功的功率；

（2）起重机的机械效率。

10.（2023・山东威海・中考）五一假期，小明和爸爸自驾到海边游玩，小轿车不慎陷入水平沙滩无法行驶，

请来救援车帮忙，如图甲所示，救援车固定不动，利用绞盘、绳子、轻质滑轮将车拉出沙滩。若小轿

车的质量为12,轮胎底部与沙滩接触的总面积为（Um2,整个拉动过程中小轿车移动的速度随时间变

化的图象如图乙所示，其中小轿车被匀速拉动时绞盘的拉力/恒为：2X103NO（g=10N/kg）求：

（1）小轿车静止时对沙滩的压强是多少？

（2）小轿车被匀速拉动通过的路程是多少？在此过程中滑轮的机械效率为90%,则小轿车受到的拉力

做功的功率是多少？（滑轮轮轴处摩擦不可忽略）

救援车

甲乙

考点三、机械效率的测量

1.（2023•山东枣庄•中考）提高机械效率可以充分发挥机械设备的作用，对节能减排、提高经济效益有重

耍的意义。某科技创新小组根据生活经验和客观事实，对影响滑轮组机械效率的因素作出如下猜想：

猜想I：滑轮组的机械效率与物体被提升的高度有关

猜想II:滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关

猜想山：滑轮组的机械效率与所提物体的重力有关

根据猜想，运用如图甲、乙、丙所示的装置进行了实验探究，测得的实验数据如下表所示。

实验次钩码的重力钩码上升高度绳端拉力绳端移动的距离机械效率

数G/Nh/mF/N5/m

120.10.900.374.1%

240.11.500.388.9%

340.11.250.4

440.21.500.688.9%

<1）实验时应沿竖直方向缓慢向上拉动弹簧测力计;

（2）分析表中数据可知:第3次实验是利用了图的装置完成的，它的机械效率片

（3）比较2、4两次实验数据，可验证猜想I是（选填“正确”或“错误”）的；

（4）通过比较（填实验序号）两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，

滑轮组的机械效率越高；

（5）通过比较2、3两次实验数据可得出结论：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的

机械效率o

考点四、机械效率的综合计算

1.（2024.山东东营.中考）如图所示，用甲、乙、丙三种简单机械分别提起同一重物G,已知滑轮重20N,

杠杆（O8=2OA）重10N,手的拉力始终沿竖直方向，忽略绳重及摩擦，下列说法错误的是（）

A.甲图：该装置不省力也不省距离

B.乙图：该装置的机械效率是三者中最低的

C.丙图：在匀速拉动物体上升的过程中，拉力F3逐渐变小

D.若提升的物体越重，乙、丙的机械效率就会越高

2.(2024.山东泰安・中考)如图所示，汽车通过滑轮组将物体吊起。已知汽车的质量为3xl()3kg,牵引力Q为

4000N,对绳子的拉力代为2500N：物体的重力为6000N,物体匀速上升的速度始终为0.5m；s,汽车受到

的摩擦力为汽车重力的0.05倍，g取10N/kg。下列说法中()

/r~ir~ir~K^^

i彳

V

①滑轮组的机械效率为80%②汽车受到的摩擦力为150N

③汽车牵引力在4s内做的功为8xl()3j④汽车牵引力的功率为6000W

A.只有①正确B.只有①④正确C.只有①(g)正确D.只有③④正确

3.(2024.山东口照.中考)某起重车提升货物时，起重臂上滑轮组的示意图如图所示，货物在钢丝绳的拉

力?作用下匀速上升。货物所受的重力为L5X1()4N,钢丝绳的拉力?为6X1()3N,货物上升的速度为o.25m/s。

在提升货物的过程中，下列说法正确的是()

2

A.拉力尸的功率为4.5xl()3wB.有用功的功率为3.75xl()3w

C.动滑轮所受的重力为3X1(PND.滑轮组的机械效率约为83.3%

4.：2024•山东荷泽♦中考)用如图所示的滑轮组将重540N的建筑材料从地面拉到四楼，建筑材料上升10m,

绳端拉力为200N(不计绳重和滑轮与绳之间的摩擦)，则动滑轮重___N,此过程该滑轮组的机械效

率为o

由

5.(2024・山东济宁・中考)小明将木板一端置于水平桌面上,另一端与量角器组装成斜面(如图所示)，

按以下步骤进行了实验:

桌面

①选3个物体A、B和C,分别测出它们的重力大小；

②将斜面倾角(木板与桌面夹角)调成5。，分别将物体A、B、C放置在斜面上保持静止，用压力传感

器分别测出它们对木板的压力大小；

③将斜面倾角先后调成10°和15。，重复步骤②。

实验数据记录如下表：

斜面倾角5°10°15°

实验序号123456789

物体ABCABCABC

重力大小/N10.020.030.010.020.030.010.020.030.0

压力大小/N9.9619.9229.889.8519.7029.559.6619.3228.98

结合以上信息，按要求问答下列问题：

(1)请在图中画出物体A对木板(斜面倾角为15。)压力的示意图，要求包含力的三要素；

(2)若研究同一物体对木板的压力大小与斜面倾角的关系，可选择实验序号中的数据进行分析;

(3)分析比较实验数据可知：不同物体静止在同一斜面上时，物体对木板的压力与该物体重力的比值

(4)分析比较实验数据可知，同一物体静止在不同斜面上时，斜面倾角越大，物体对木板的压力与该物

体重力的比值______(选填“越大”、“越小”或“不变”)；

(5)斜面作为一种简单的机械，在生活中常有应用。在沿斜面向上的拉力厂作用下，质量为30kg的物体

沿斜面向上匀速运动了1m,升高了30cm,斜面的机械效率为90%,则该物体所受摩擦力的大小为

No（取g=10N/kg）

6.（2023•山东滨州•中考）用如图所示的装置匀速提升浸没在容器底部的正方体物块A,物块A的质量为

5kg,棱长为10cm,水的深度为60cm。物块A露出水面前滑轮组的机械效率为80%,在水中上升的时

间为5s。物块A与容器底部未紧密接触，水对物块A的阻力、绳子的重力、绳子与滑轮间摩擦都忽略

不计.〃水=1Oxio'kg/m'.g=ION/kg«下列分析正确的是（）

A.物块A的重力为50N

B.物块A上升的速度为（）.12m/s

C.物块A露出水面前，拉力所做的有用功为20J

D.物块A完全露出水面后，滑轮组的机械效率约为83.3%

7.（2023•山东泰安・中考）用如图所示的滑轮组在10s内将200N的重物匀速提升3m,滑轮组的机械效率

为80%,不计绳重和摩擦，拉力/的功率为Wo

\\\\\\\\

IX

8.（2023・山东济宁・中考）两个滑轮按如图所示的方式组合，用5N的拉力厂拉动绳端，使物体在5s内水

平向左匀速滑动1m,物体与地面间的摩擦力为9N,则拉力/的功率为W,滑轮组

的机械效率为c

9.（2023・山东聊城・中考）加图所示，是为了搬运建筑材料而使用的简单机械。此滑轮组在Imin内将一批

建材匀速提升了12m,此过程中滑轮组的机械效率是75%,钢丝绳拉力尸所做的功是7.2xl（）4j。则这批

建材所受的重力是N,拉力尸的功率是Wo

电动机

r

z

✓Z/ZZ

10.（2023•山东青岛・中考）“国之重器”中的起重船在我国很多伟大的工程中发挥着重要作用。起重船的工

作就是将重物起吊移至指定位置如图中所示，一艘起重船自身质量〃〃=1（）0001,要吊装的重物质量

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m2=\0001。（取g=1ON/kg,#产I.Ox10kg/m）

（1）起重船带着重物一起漂浮在水面上时，排开水的体积是多少？

（2）起重机将该重物匀速提升了30m,它的电动机所做的功是7.5