课标通用安徽省中考物理总复习素养全练13机械效率试题.docx
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课标通用安徽省中考物理总复习素养全练13机械效率试题
素养全练13 机械效率
基础夯实
1.
（2017·安徽铜陵期末）用如图所示的滑轮组,将重为16N的物体以0.2m/s的速度匀速提升,滑轮组的机械效率为80%,已知每个滑轮重2N,则拉力F为 N,拉力的功率为 W。
答案:
10 4
解析:
由题图知承担物重的绳子股数n=2,则拉力端移动的距离s=2h,由η=W有用W总GhFs=GhF×2h=G2F可得拉力大小:
F=G2η=16N2×80%=10N;绳子自由端的速度:
v=nv物=2×0.2m/s=0.4m/s,拉力的功率:
P=WtFst=Fv=10N×0.4m/s=4W。
2.（2018·安徽池州贵池区二模）小明同学用如图装置拉动物体A,使重力为200N的物体在3s内沿水平面匀速移动了4m,若A受到地面的摩擦力为50N,小明作用在绳子上的拉力F为30N,则拉力F的功率为 W,该装置的机械效率为 。
答案:
80 83.3%
解析:
绳子自由端移动的距离:
s'=2s=2×4m=8m。
拉力F做的功:
W=Fs'=30N×8m=240J,
拉力的功率:
P=Wt240J3s=80W。
拉物体做的功是有用功,W有用=Ffs=50N×4m=200J。
装置的机械效率:
η=W有用W总200J240J=83.3%。
3.（2018·安徽模拟）如图,用滑轮组将物块从位置A匀速拉到位置B,请在图中画出最省力的绕线方法;物块移动的距离为 cm;若此时绳自由端所用拉力为10N,物块受到的摩擦力为18N,滑轮组的机械效率为 。
答案:
绕线如解析图 3.10 60%
解析:
要最省力,需从动滑轮绕起,依次通过定滑轮、动滑轮。
如图所示。
刻度尺的分度值为1mm,以物块右边的边为准,开始在45.00cm处,最后在41.90cm处,所以物体运动的距离为45.00cm-41.90cm=3.10cm;
由于滑轮组由3段绳子承担,所以s=3h。
则η=W有用W总×100%=FfFs×100%=18Nh10N×3h×100%=60%。
4.（2018·安徽全椒一模）用一个动滑轮将重为8N的物体匀速提升,所用竖直向上的拉力为5N,则用此动滑轮匀速提升重为18N的物体时,不计绳重和摩擦,其机械效率为 （用百分数表示）。
答案:
90%
解析:
使用动滑轮时,承担物重的绳子股数n=2,不计绳重和摩擦,拉力F=12（G+G轮）,则动滑轮重力:
G轮=2F-G=2×5N-8N=2N;用此动滑轮匀速提升重为18N的物体时,此时的拉力F'=12（G'+G轮）=12（18N+2N）=10N,拉力端移动的距离s=2h,此时动滑轮的机械效率:
η=W有用W总G'hF's=G'hF'×2h=G'2F'=18N2×10N×100%=90%。
5.
（2018·安徽模拟）小明在探究杠杆机械效率的实验中,将重为G的物体悬挂在一粗细相同、质量均匀的长硬棒的中点,在棒的另一端用竖直向上的拉力F将物体缓慢匀速提升时效率为η,若不计摩擦,杠杆自重为 （用题中给的字母表示）,若拉力的作用点向支点移动一些,杠杆提升重物的机械效率将 （选填“增大”“减小”或“不变”）。
答案:
Gη-G 不变
解析:
（1）小明所做的有用功:
W有用=Gh,根据η=W有用W总知,小明所做的总功:
W总=W有用ηGhη
因为W总=W有用+W额外,小明所做的额外功:
W额外=W总-W有用=Ghη-Gh;
因为W额外=G杆h,所以杠杆的重力:
G杆=W额hGhη-Ghh=Gη-G;
（2）若拉力的作用点向支点移动一些,则将物体提升相同的高度时,有用功不变;杠杆上升的高度不变,因此额外功不变,即总功不变,由η=W有用W总可得,杠杆的机械效率不变。
6.（2018·安徽安庆二模）如图甲所示,滑轮组在竖直向上的拉力F作用下,将重为100N的物体匀速提起,在5s时间内绳子自由端移动的距离为s=3m。
图乙是滑轮组工作时的拉力F与绳自由端移动距离s的关系图。
图乙中阴影部分的面积表示的物理量的大小是 ,计算滑轮组提升该重物时的机械效率为 。
答案:
120J 83.3%
解析:
（1）由题图乙可知,纵坐标表示拉力的大小为40N不变,横坐标表示绳自由端移动距离为3m,所以,阴影部分表示拉力所做的总功,则:
W=Fs=40N×3m=120J;
（2）由题图甲可知,n=3,则滑轮组的机械效率:
η=W有W总×100%=GhFs×100%=GhFnh×100%=GnF×100%=100N340N×100%≈83.3%。
7.（2018·四川眉山中考）如图所示,一同学在用滑轮组匀速提升不同重物时,记录下了绳子自由端拉力F与对应所提升的物体的重力G,如下表:
G/N
1
2
3
4
5
6
F/N
0.8
1.3
1.8
2.3
2.8
3.3
根据上表数据分析可知,绳子自由端拉力F与物体重力G的关系式为F= ;当物体重力G=10N时,此滑轮组的机械效率η= 。
答案:
0.5G+0.3N 94.3%
解析:
由表格数据可知,重力G每增大1N,绳子自由端的拉力F增大0.5N,所以F与G成一次函数关系,设F与G关系的表达式为F=kG+b,由表格第一组数据,当G=1N,F=0.8N,则:
0.8N=k×1N+b①
由表格第二组数据,当G=2N,F=1.3N,则
1.3N=k×2N+b②
②-①可得k=0.5,将k=0.5代入①解得b=0.3N,所以拉力F与物体所受重力G的关系式:
F=0.5G+0.3N;
当物体重力G=10N时,此时的拉力:
F=0.5×10N+0.3N=5.3N;
由图可知,有两段绳子拉着动滑轮,
滑轮组的机械效率为:
η=W有W总GhFs=GhF×2h=G2F=10N2×5.3N≈94.3%。
8.
（2018·山东枣庄中考）如图所示,用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置,分别用FA、FB匀速提升重力为GA、GB的A、B两物体,不计绳重和摩擦。
若GA>GB,则η甲 η乙;若FA=FB,则GA GB。
（选填“>”“<”或“=”）
答案:
> <
解析:
（1）不计绳重和摩擦,克服物体重力做的功为有用功,克服物体重力和动滑轮重力做的功为总功,则滑轮组的机械效率:
η=W有W总×100%=Gh（+G动）h×100%=GGG动×100%=11+G动G×100%,因物体的重力G越大,1+G动G越小,11+G动G越大,且动滑轮的重力相等。
所以,GA>GB时,η甲>η乙;
（2）由题图可知,n甲=2,n乙=3,由F=1n（G+G动）可得,提升物体的重力:
G=nF-G动。
则FA=FB时,提升物体的重力关系为GA9.（2018·江苏镇江中考）小明通过机械将重100N的重物在5s内竖直向上匀速提升了2m,机械效率为80%。
则此过程中有用功W有= J,额外功W额= J,小明做功的功率P= W。
答案:
200 50 50
解析:
此过程中有用功:
W有用=Gh=100N×2m=200J;
根据η=W有W总可知,总功为:
W总=W有η200J80%=250J;
额外功为:
W额=W总-W有用=250J-200J=50J。
小明做功的功率:
P=W总t250J5s=50W。
10.（2018·安徽合肥模拟）有一斜面长10m,高4m,机械效率为80%。
将一重为500N的物体沿斜面底端匀速拉到顶端,则物体与斜面之间的摩擦力为（ ）
A.180NB.150N
C.100ND.50N
答案:
D
解析:
有用功:
W有=Gh=500N×4m=2000J;
由η=W有用W总=80%可得总功:
W总=W有用80=2000J80%=2500J;
由W总=W有+W额可得额外功:
W额=W总-W有=2500J-2000J=500J;
由W额=Ffs可得摩擦力:
Ff=W额s500J10m=50N。
11.（2018·安徽繁昌期末）甲、乙两种机械的效率分别是70%和50%,则下列说法中正确的是（ ）
A.使用甲机械省力
B.使用甲机械做功快
C.在相同的时间内,使用甲机械完成的功多
D.乙机械的额外功在总功中占的比例大
答案:
D
解析:
机械效率高是指做的功中有用功占的比例高,与是否省力无关,故A错误;功率是表示做功的快慢,而功率与机械效率没有必然的联系,故B错误;机械效率高是指做的功中有用功占的比例高,与做功的多少无关,故C错误;乙的机械效率较低,说明有用功占总功的比例小,相应的,额外功占总功的比例就比较大,故D正确。
12.
（2018·安徽模拟）用相同的定滑轮和动滑轮组成甲、乙两个滑轮组,如图所示,用它们来提升同一重为100N的物体G,动滑轮G动=10N,甲滑轮组将重物提高1m,乙滑轮组将重物提高2m,在不计绳重和摩擦的条件下,下列说法正确的是（ ）
A.甲滑轮组拉力大,机械效率低
B.乙滑轮组省力所以它的机械效率高
C.拉力F1所做的功为110J
D.拉力F2大小为50N
答案:
C
解析:
由题图知,甲图是有两段绳子在拉重物,不计绳重和摩擦,则F1=12（G+G动）;乙图有三段绳子在拉重物,不计绳重和摩擦,则F2=13（G+G动）;提升的重物相同,动滑轮重力相同,所以F2W额=G动h,提升重物做的有用功:
W有=Gh。
由η=W有W总W有W有+W额=GhGh+G动h=GG+G动可知,提升的重物G相同,动滑轮重相同,两滑轮组的机械效率相同,故A、B错误;
拉力F1=12（G+G动）=12×（100N+10N）=55N,绳子自由端移动距离:
s1=nh1=2×1m=2m,拉力F1所做的功:
W1=F1s1=55N×2m=110J,故C正确;
拉力F2=13（G+G动）=13×（100N+10N）≈36.7N,故D错误。
13.
（2018·安徽合肥瑶海区三模）利用如图所示的甲、乙两滑轮组,在相同的时间内用大小相同的力F1和F2分别把质量相等的重物G1和G2提升到相同的高度,则（ ）
A.乙滑轮组做的有用功多
B.乙滑轮组绳子末端移动的距离较多
C.F1做功的功率大
D.甲滑轮组的机械效率高
答案:
C
解析:
已知滑轮组把质量相等的重物提升到相同的高度,由公式W有用=Gh=mgh知,两个滑轮组做的有用功相同,故A错误;甲滑轮组由3段绳子承担物重,所以s1=3h,乙滑轮组由2段绳子承担物重,所以s2=2h,比较可知,甲滑轮组绳子末端移动的距离较多,故B错误;甲滑轮组的机械效率为η1=GhF1s1Gh3Fh=G3F,乙滑轮组的机械效率为η2=Gh2=G2F。
所以乙滑轮组的效率高。
故D错误;因为甲的机械效率η1低于乙的机械效率η2,由W总=W有η知,甲的总功W总1大于乙的总功W总2,由P=W总t知,F1的功率大,故C正确。
14.（2018·安徽淮南潘集区模拟）如图所示,利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上重为300N的物体,拉力F的大小为30N,若物体和地面之间的摩擦力大小为45N,则A处的拉力大小和滑轮组的机械效率分别为（ ）
A.45N、50%B.45N、75%
C.60N、50%D.60N、75%
答案:
B
解析:
物体在水平地面上做匀速运动,则此时A处绳子的拉力与物体与地面之间的摩擦力是一对平衡力。
因物体和地面之间摩擦力为Ff=45N,所以A处的拉力大小为FA=Ff=45N。
从题图可知,2段绳子与动滑轮相连,则s=2s物。
因F=30N,Ff=45N,所以滑轮组的机械效率为:
η=W有用W总Ffs物Fs=Ffs物F
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