中考物理考点17机械效率.docx
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中考物理考点17机械效率
专题七考点3机械效率
总分数0分时长:
不限
题型
单选题
填空题
综合题
题量
4
5
4
总分
0
0
31
1.（2016怀化）有一同学用如图所示的动滑轮，把500N的重物提升了2m，此时动滑轮的机械效率是80%，那么这位同学做的有用功是____1____J，总功是____2____J。
2（7分）（2017张家界中考）如图为在新农村建设中电动机提升重物的装置。
已知电动机两端电压为220 V，线圈电阻2 Ω，电动机正常工作时通过线圈电流10 A，所提货物质量为300 kg，电动机在电能转化成机械能的过程中，有部分电能变成内能。
不计温度对电阻的影响，货物在20 s内匀速上升10 m的过程中，求：
（1）（2分）电流通过线圈产生的发热功率；
（2）（2分）电动机的输入、输出功率；
（3）（1分）提升货物时拉力做的有用功；
（4）（2分）提升装置的机械效率（不含电动机）。
3.（2016常德）如图所示，质量为2kg的物体A在滑轮组的拉动下，沿水平地面以0.3m/s的速度做匀速直线运动。
已知A与地面间的摩擦力为12N，弹簧测力计的拉力F为5N，不计滑轮组、绳子、弹簧测力计的重力。
若A匀速运动4s，则此过程中（ ）
A.物体A的重力做功24J
B.弹簧测力计移动2.4m
C.拉力F做功的功率是1.5W
D.滑轮组的机械效率是80%
4.（2016郴州）建筑工人用吊车匀速提升重物，重物的____1____增大（选填“动能”、“重力势能”、“弹性势能”），吊车的机械效率____2____1（选填“大于”、“小于”、“等于”）。
5.（2017怀化中考）如图所示，小张用5 N的拉力将重为10 N的物体在10 s内匀速提升了0.1 m，则该滑轮组的机械效率为____1____，拉力的功率是____2____W。
6（6分）（2017长沙中考）如图是建筑工人用滑轮组提升建筑材料的场景，在10 s的时间内，工人师傅用竖直向上的拉力将建筑材料匀速提升了1 m，已知拉力F为400 N，建筑材料的重力G为900 N，求这个过程中：
（1）（2分）绳子自由端移动的距离；
（2）（2分）此滑轮组的机械效率；
（3）（2分）拉力F的功率。
7.（2017永州中考）如图所示，沿斜面向上用3 N的拉力将重为9 N的物体匀速拉动1.5 m，物体高度增加了0.3 m，则提升重物所做的有用功W有用=____1____J，这个斜面的机械效率=____2____。
8.（2017常德中考）用图示滑轮组提升100N重物时，机械效率为50%；用同一滑轮组提起300N重物，重物以2m/s速度匀速上升5s时（不计绳重与摩擦），下列说法不正确的是
（ ）
A.动滑轮自重为100N
B.拉力做功4000J
C.拉力做功功率为400W
D.机械效率为75%
9.（2017岳阳中考）随着人们生活水平的提高，汽车走进了千家万户。
关于小汽车涉及的知识说法正确的是（ ）
A.用甘油作发动机的冷却剂
B.发动机的做功冲程将内能转化为机械能
C.精心保养可使发动机的效率达到100%
D.排放的尾气对环境没有任何污染
10.（2017岳阳中考）如图，用300N的力将重为500N的物体在10s内匀速提升2m，不计绳重和摩擦，此过程中（ ）
A.绳子自由端移动的距离为6m
B.动滑轮重100N
C.拉力F做功的功率为100W
D.滑轮组的机械效率为60%
11（6分）（2017湘潭中考）如图所示，工人用滑轮组提升质量为96 kg的物体，使物体以0.2 m/s的速度匀速上升了1 m，此过程中工人做了1200 J的功。
不计绳重及摩擦，动滑轮有重量。
求：
（1）（2分）物体的重力为____1____N；
（2）（2分）物体上升1m所用的时间为____1____s；
（3）（2分）该滑轮组的机械效率为多大？
12（12分）（2017娄底中考）歼－31是我国自主研制的战斗机，它具备超音速巡航、电磁隐身、超机动性等优异性能。
该飞机最大起飞质量为28 t，最大飞行高度达20000 m，最大航行速度达2100 km/h，最大载油量为10 t。
飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系见下表：
速度v/（m·s－1）
100
200
300
400
500
阻力f/N
0.3×104
1.2×104
2.7×104
4.8×104
7.5×104
已知飞机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率为40%，飞机使用的航空燃油的热值为5×107 J/kg。
求：
（1）（2分）飞机的最大起飞重力为多少；
（2）（3分）当飞机以400 m/s的速度匀速巡航时，飞机发动机的输出功率为多少；
（3）（3分）飞机发动机完全燃烧7.5 t燃油放出的热量为多少；
（4）（4分）若飞机以500 m/s的速度巡航时，发动机完全燃烧7.5 t燃油，飞机的飞行距离为多少。
13.（2017娄底中考）如图所示，用大小为F的拉力通过滑轮组将重400 N的物体匀速提升了2 m。
已知动滑轮重100 N（不计绳重和摩擦），则拉力F=____1____N，该滑轮组的机械效率为____2____%。
专题七考点3机械效率
参考答案与试题解析
1.（2016怀化）有一同学用如图所示的动滑轮，把500N的重物提升了2m，此时动滑轮的机械效率是80%，那么这位同学做的有用功是____1____J，总功是____2____J。
【解析】提起重物所做的有用功：
W有用=Gh=500N×2m=1000J；
【答案】1000
1250
2（7分）（2017张家界中考）如图为在新农村建设中电动机提升重物的装置。
已知电动机两端电压为220 V，线圈电阻2 Ω，电动机正常工作时通过线圈电流10 A，所提货物质量为300 kg，电动机在电能转化成机械能的过程中，有部分电能变成内能。
不计温度对电阻的影响，货物在20 s内匀速上升10 m的过程中，求：
（1）（2分）电流通过线圈产生的发热功率；
（2）（2分）电动机的输入、输出功率；
（3）（1分）提升货物时拉力做的有用功；
（4）（2分）提升装置的机械效率（不含电动机）。
【解析】
（1）略
（2）略
（3）略
（4）略
【答案】
（1）P热=I2R0=（10 A）2×2 Ω=200 W
（2）P输入=UI=220 V×10 A=2200 W；P输出=P输入－P热=2200 W－200 W=2000 W
（3）W有=Gh=mgh=300 kg×10 N/kg×10 m=3×104 J
（4）
（其他方法求解，只要科学合理同样得分）
3.（2016常德）如图所示，质量为2kg的物体A在滑轮组的拉动下，沿水平地面以0.3m/s的速度做匀速直线运动。
已知A与地面间的摩擦力为12N，弹簧测力计的拉力F为5N，不计滑轮组、绳子、弹簧测力计的重力。
若A匀速运动4s，则此过程中（ ）
A.物体A的重力做功24J
B.弹簧测力计移动2.4m
C.拉力F做功的功率是1.5W
D.滑轮组的机械效率是80%
【解析】v物=0.3m/s，v绳=3v物=0.9m/s，F拉的功率
，故C错；因为重力垂直向下，物体沿水平移动，两者夹角90度，重力做功0J，A错；弹簧测力计移动距离，
，B错；滑轮组机械效率=
，故选D。
【答案】D
4.（2016郴州）建筑工人用吊车匀速提升重物，重物的____1____增大（选填“动能”、“重力势能”、“弹性势能”），吊车的机械效率____2____1（选填“大于”、“小于”、“等于”）。
【解析】据题可知，重物匀速上升，质量不变，速度不变，动能不变；同时高度增加，重力势能增大；由于没有发生弹性形变，所以没有弹性势能；使用吊车时，一定存在摩擦力，故额外功不是零，故总功一定大于有用功，所以效率一定小于1。
【答案】重力势能
小于
5.（2017怀化中考）如图所示，小张用5 N的拉力将重为10 N的物体在10 s内匀速提升了0.1 m，则该滑轮组的机械效率为____1____，拉力的功率是____2____W。
【解析】本题考查滑轮组的机械效率和功率的计算。
本题中是利用滑轮组提升重物，有用功是对重物做的功，所以W有用=Gh=10 N×0.1 m=1 J，由图可知，滑轮组中绳子的股数n=3，所以拉力做的总功W总=Fs=F·3h=5 N×3×0.1 m=1.5 J，根据机械效率计算公式可得滑轮组的机械效率为
；拉力做功的功率
。
【答案】66.7%
0.15
6（6分）（2017长沙中考）如图是建筑工人用滑轮组提升建筑材料的场景，在10 s的时间内，工人师傅用竖直向上的拉力将建筑材料匀速提升了1 m，已知拉力F为400 N，建筑材料的重力G为900 N，求这个过程中：
（1）（2分）绳子自由端移动的距离；
（2）（2分）此滑轮组的机械效率；
（3）（2分）拉力F的功率。
【解析】
（1）略
（2）略
（3）略
【答案】
（1）绳子自由端移动的距离s=3h=3×1m=3m
（2）滑轮组机械效率
（3）拉力的功率
7.（2017永州中考）如图所示，沿斜面向上用3 N的拉力将重为9 N的物体匀速拉动1.5 m，物体高度增加了0.3 m，则提升重物所做的有用功W有用=____1____J，这个斜面的机械效率=____2____。
【解析】本题考查斜面机械效率的计算。
利用斜面提升重物，所做的有用功是克服重力做的功，即W有=Gh=9 N×0.3 m=2.7 J；用F=3 N的力拉动物体沿斜面匀速移动了s=1.5 m，人所做的总功为W总=Fs=3 N×1.5 m=4.5 J，根据机械效率的计算公式可得这个斜面的机械效率为
。
【答案】2.7
60%
8.（2017常德中考）用图示滑轮组提升100N重物时，机械效率为50%；用同一滑轮组提起300N重物，重物以2m/s速度匀速上升5s时（不计绳重与摩擦），下列说法不正确的是
（ ）
A.动滑轮自重为100N
B.拉力做功4000J
C.拉力做功功率为400W
D.机械效率为75%
【解析】本题考查与滑轮组有关的机械效率、功和功率的计算。
当用该滑轮组提升100 N的重物时，机械效率为50%，不计绳重和摩擦，说明克服重力所做的有用功和克服动滑轮重所做的额外功相等，所以动滑轮的重力和被提升物体的重力相等，即为100 N，故A正确；由图可知，该滑轮组有两股绳承担重物和动滑轮的总重，即n=2，用此滑轮组提升G=300 N的重物时，绳端的拉力为
，重物上升的高度为h=vt=2 m/s×5 s=10 m，绳端移动的距离s=2h=2×10 m=20 m，拉力做功为W=Fs=200 N×20 m=4 000 J，故B正确；拉力做功功率为
，故C错误；此时该滑轮组的机械效率为
，故D正确。
【答案】C
9.（2017岳阳中考）随着人们生活水平的提高，汽车走进了千家万户。
关于小汽车涉及的知识说法正确的是（ ）
A.用甘油作发动机的冷却剂
B.发动机的做功冲程将内能转化为机械能
C.精心保养可使发动机的效率达到100%
D.排放的尾气对环境没有任何污染
【解析】本题考查内燃机的四个冲程及热机的效率。
汽车发动机是利用水来做冷却剂的，这是利用了水比热容大的性质，故A错误；发动机工作时，做功冲程将内能转化为机械能，压缩冲程将机械能转化为内能，故B正确；无论科技如何发展，即使热机的效率可以提高，但总存在摩擦、要做额外功，效率一定不会达到100%，故C错误；汽车排放的废气中还含有二氧化碳、二氧化硫等有害物质，会污染环境，故D错误。
【答案】B
10.（2017岳阳中考）如图，用300N的力将重为500N的物体在10s内匀速提升2m，不计绳重和摩擦，此过程中（ ）
A.绳子自由端移动的距离为6m
B.动滑轮重100N
C.拉力F做功的功率为100W
D.滑轮组的机械效率为60%
【解析】本题考查滑轮组及其工作特点、滑轮组绳子拉力的计算、滑轮（组）的机械效率、功率的计算。
由图可知n=2，则绳子自由端移动的距离s=nh=2×2 m=4 m，故A错误；忽略绳重和摩擦，由
可得，动滑轮的重力为G动=nF－G=2×300 N－500 N=100 N，故B正确；绳子自由端移动的速度
，则P=Fv=300 N×0.4 m/s=120 W，故C错误；根据
，故D错误。
【答案】B
11（6分）（2017湘潭中考）如图所示，工人用滑轮组提升质量为96 kg的物体，使物体以0.2 m/s的速度匀速上升了1 m，此过程中工人做了1200 J的功。
不计绳重及摩擦，动滑轮有重量。
求：
（1）（2分）物体的重力为____1____N；
（2）（2分）物体上升1m所用的时间为____1____s；
（3）（2分）该滑轮组的机械效率为多大？
【解析】
（1）
（2）
（3）
【答案】
（1）960
（2）5
（3）W有用=Gh=960 N×1 m=960 J
η
12（12分）（2017娄底中考）歼－31是我国自主研制的战斗机，它具备超音速巡航、电磁隐身、超机动性等优异性能。
该飞机最大起飞质量为28 t，最大飞行高度达20000 m，最大航行速度达2100 km/h，最大载油量为10 t。
飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系见下表：
速度v/（m·s－1）
100
200
300
400
500
阻力f/N
0.3×104
1.2×104
2.7×104
4.8×104
7.5×104
已知飞机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率为40%，飞机使用的航空燃油的热值为5×107 J/kg。
求：
（1）（2分）飞机的最大起飞重力为多少；
（2）（3分）当飞机以400 m/s的速度匀速巡航时，飞机发动机的输出功率为多少；
（3）（3分）飞机发动机完全燃烧7.5 t燃油放出的热量为多少；
（4）（4分）若飞机以500 m/s的速度巡航时，发动机完全燃烧7.5 t燃油，飞机的飞行距离为多少。
【解析】
（1）略
（2）略
（3）略
（4）略
【答案】
（1）飞机起飞的最大重力
G总=m总g=2.8×104 kg×10 N/kg=2.8×105 N
（2）查表可知：
当飞机以400 m/s的速度巡航时，阻力为4.8×104 N，又因为飞机匀速巡航，所以
F1=f1=4.8×104 N
飞机发动机的输出功率为
P=F1v1=4.8×104 N×400 m/s=1.92×107 W
（3）发动机完全燃烧7.5 t燃油放出的热量
Q=m油q=5×107 J/kg×7.5×103 kg=3.75×1011 J
（4）发动机完全燃烧7.5 t燃油获得的机械能
W2=Qη=3.75×1011 J×40%=1.5×1011 J
查表可知，当飞机以500 m/s的速度巡航时
F2=f2=7.5×104 N
由W=Fs得，飞机飞行距离
13.（2017娄底中考）如图所示，用大小为F的拉力通过滑轮组将重400 N的物体匀速提升了2 m。
已知动滑轮重100 N（不计绳重和摩擦），则拉力F=____1____N，该滑轮组的机械效率为____2____%。
【解析】本题考查滑轮组的机械效率。
由图可知动滑轮由两段绳子承担，由于不计绳重及摩擦，拉力
，滑轮组的机械效率
。
【答案】250
80
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