資源簡介

/ 讓教學更有效 精品試卷 | 科學
【精準把脈·聚焦中考】2025年中考科學專項沖刺限時精練
精練20 機械效率問題
01 有用功
使用機械做功時，對人們有用的功叫有用功，用W有用表示。也就是人們不用機械而直接用手時必須做的功，也等于在理想情況下（即不考慮摩擦和機械本身的重力）人們所做的功，或者是機械對物體做的功。在提升物體時，W有用＝Gh。
02 額外功
1、使用機械時，對人們沒有用但又不得不做的功叫額外功，用W額表示。
2、額外功的來源主要有：
（1）提升物體時，克服機械自重、容器自重、繩重等所做的功；
（2）克服機械的摩擦所做的功。
03 總功
人們在使用機械做功的過程中實際所做的功叫總功，用W總表示。它等于有用功和額外功的總和，即W總＝W有用＋W額，或人對機械的動力為F，則W總＝FS。
04 機械效率
1、定義：有用功與總功的比值叫做機械效率。
2、公式：η＝w有/w總。
由于總是存在額外功，使得 W有用＜W額，所以η總是＜1；影響機械效率的主要因素有摩擦和機械自重等。
常考機械的有用功、總功、機械效率計算
簡單機械 有用功 總功 額外功 機械效率
杠桿 W有用=Gh W總=Fs W額=W總－W有用
滑輪組 W有用=Gh W總=Fs W總=Gh+G動h （不計繩重 和摩擦） W額=W總－W有用 W額=G動h （不計繩重和摩擦）
斜面 W有用=Gh W總=Fl W總=Gh+fl （f為摩擦力） W額=W總－W有用 W額=fl （f為摩擦力）
01 杠桿機械效率問題
1．【答案】D
【分析】（1）知道重物重力和重物上升的距離，根據W＝Gh求出有用功。
（2）由于拉力總是豎直向上的，重物掛在杠桿的A、B兩處，所以動力臂不變，阻力臂變大，知道利用杠桿所做的額外功就是克服杠桿的重力而做的功，則根據杠桿的重力和杠桿中點上升的距離，根據W＝Gh求出額外功；求出總功；根據機械效率公式求出機械效率。
【解答】解：（1）∵利用杠桿提升重物，
∴W有用＝Gh，
∵在A、B兩處提升的是同一個重物，上升同樣的高度，
∴在A、B兩處人做的有用功相同，故A、B選項錯誤。
（2）由圖可知：在A、B兩處提升重物，重物上升同樣的高度時，而杠桿的重心上升的高度hA＞hB，
∵W額外＝G桿h，
∴W額外A＞W額外B，
∵在A、B兩處人做的有用功相同，而W總＝W有用+W額外，
∴W總A＞W總B，
∵η，
∴ηA＜ηB．所以C選項錯誤，D選項正確。
故選：D。
【點評】對于已知機械效率或要求機械效率的問題，想法求出有用功、總功，本題關鍵是判斷出在A、B兩處提升重物，上升同樣的高度時，杠桿的重心上升的高度的關系。
2．【答案】D
【分析】（1）先找出鉤碼G和彈簧測力計拉力F的力臂，根據相似三角形得出豎直向上勻速拉動彈簧測力計時兩者的力臂之比是否發生變化，根據杠桿的平衡條件得出等式，然后分析判斷彈簧測力計示數的變化，根據W＝Fs求出拉力做的總功，根據W＝Gh求出拉力做的應用，總功減去有用功即為拉力對杠桿做的額外功；
（2）將鉤碼的懸掛點從A點移至B點，鉤碼還升高相同的高度，杠桿上旋的角度減小，克服桿與O點的摩擦力做功減小，有用功不變，額外功減小，總功減小，機械效率增大。
【解答】解：（1）由圖可知，OC為鉤碼G的力臂，OD為彈簧測力計拉力的力臂，
由ΔOCA∽ΔODE可得：，
由杠桿的平衡條件可得：G×OC＝F×OD，
則，
由和G不變可知，F不變，即勻速豎直拉動過程中彈簧測力計示數不變，故B錯誤；
拉力做的總功：
W總＝Fs＝0.5N×0.3m＝0.15J，
拉力做的有用功：
W有＝Gh＝1.0N×0.1m＝0.1J，
拉力對杠桿做的額外功：
W額＝W總﹣W有＝0.15J﹣0.1J＝0.05J，故A錯誤；
（2）若將鉤碼從A點移到B點，用同樣的方式將鉤碼提升0.1m時，有用功不變，
此時杠桿上旋的角度減小，杠桿升高的距離變小，克服桿與O點的摩擦力做功變小，則額外功變小，
由η100%可知，機械效率升高，故C錯誤、D正確。
故選：D。
【點評】本題考查了杠桿平衡的動態分析和做功公式、機械效率公式的應用，利用好相似三角形的邊長關系和鉤碼從A點移到B點過程中有有用功、額外功、總功變化的分析是關鍵。
3．【答案】不變；75。
【分析】（1）豎直向上勻速拉動彈簧測力計，動力臂和阻力臂都變小，阻力不變，動力也不變。
（2）根據W＝Gh計算有用功，根據W＝Fs計算做功，根據效率公式計算杠桿的機械效率。
【解答】解：由圖可知，豎直向上勻速拉動彈簧測力計，使杠桿OB下面的物塊緩慢上升至虛線位置的過程中，彈簧測力計的示數保持不變；
若OA：OB＝2：3，則拉力和物體上升的高度之比為2：3，
則杠桿的機械效率：η75%。
故答案為：不變；75。
【點評】本題主要考查杠桿的平衡條件及有用功、總功、機械效率的計算等，一般來說，使用機械所用外力做的功是總功，而克服提升重物重力做的功是有用功，屬于基礎性題目，難度不大。
02 滑輪機械效率問題
4．【答案】C
【分析】（1）首先確定兩個滑輪組繩子的有效股數，然后根據v繩＝nv物計算繩子自由端移動的速度，進行比較；
（2）利用s繩＝ns物求出兩圖中繩子自由端移動的距離，然后根據W＝Fs計算F1和F2做功，進行比較；
（3）利用P分別求出兩種方法做功的功率，然后進行比較；
（4）先利用W＝Gh和W＝fs分別求出兩種方法做的有用功，再利用η100%分別求出兩種方法的機械效率，然后進行比較。
【解答】解：A、物體移動的速度v物0.05m/s，由圖知，甲圖中n1＝2，乙圖中n2＝3，則繩子自由端F1移動的速度：v1＝n1v物＝2×0.05m/s＝0.10m/s，繩子自由端F2移動的速度：v2＝n2v物＝3×0.05m/s＝0.15m/s，比較可知，繩子自由端F1移動的速度比F2移動的速度小，故A正確；
B、甲圖中繩子自由端移動的距離：s1＝n1h＝2×0.5m＝1.0m，乙圖中繩子自由端移動的距離：s2＝n2s＝3×0.5m＝1.5m，則F1做功：W總1＝F1s1＝18N×1.0m＝18J，F2做功：W總2＝F2s2＝8N×1.5m＝12J，比較可知F1做功比F2做功多，故B正確；
C、F1做功的功率：P11.8W，F2做功的功率：P21.2W，比較可知，F1與F2做功的功率不同，故C錯誤；
D、甲圖中的有用功：W有用1＝Gh＝30N×0.5m＝15J，乙圖中的有用功：W有用2＝fs＝20N×0.5m＝10J，甲圖中的機械效率為：η1100%100%≈83.3%，乙圖中的機械效率為：η2100%100%≈83.3%，比較可知，兩種方法中機械效率相同，故D正確。
故選：C。
【點評】本題考查滑輪組省力公式、功、功率和機械效率公式的應用，關鍵是公式及其變形的靈活運用，易錯點是對動滑輪上繩子段數的判斷，此題還要搞清的是乙圖中的有用功是克服地面摩擦力做的功。
5．【答案】（1）30；（2）2.5；（3）小；（4）不變。
【分析】（1）根據s＝nh可求每次實驗時繩子自由端移動的距離；
（2）測力計的分度值為0.1N，據此得出讀數；
（3）分析數據可知：在物重不變的情況下，從實驗1至實驗3，動滑輪的重力逐漸變大，滑輪組的機械效率逐漸變小，據此得出結論；
（4）實驗中若僅增大繩端移動的距離，根據η100%100%100%可知滑輪組的機械效率的變化情況。
【解答】解：（1）由圖可知，n＝3，每次實驗都勻速拉動繩子自由端使物體上升10厘米，
繩子自由端移動的距離：s＝nh＝3×10cm＝30cm；
（2）由圖乙可知，測力計的分度值為0.1N，其讀數為2.5N。
（3）分析數據可知，在物重不變的情況下，從實驗1至實驗4，動滑輪的重力逐漸變大，滑輪組的機械效率逐漸變小，故物重不變，動滑輪越重，滑輪組的機械效率越小；
（2）實驗中若僅增大繩端移動的距離，
根據η100%100%100%，可知，滑輪組的機械效率將不變。
故答案為：（1）30；（2）2.5；（3）小；（4）不變。
【點評】本題“探究動滑輪的重對滑輪組機械效率的影響”，綜合性強，難度較大。
6．【答案】（1）66.7%；（2）物體被提升的高度；（3）被提升物重。
【分析】（1）根據公式η100%100%計算第四次的機械效率；
（2）分析機械效率的變化及前面物理量的變化得出結論，機械效率與物體被提升的高度無關；
（3）分析3、4中機械效率和物理量的變化，得出機械效率與被提升的物重之間的關系。
【解答】解：（1）第4次實驗的機械效率：η100%100%100%≈66.7%；
（2）由第1、2組數據可知，動滑輪重、鉤碼重均相同，鉤碼被提升的高度不同，但機械效率相同，可知同一滑輪組的機械效率與物體被提升的高度無關；
（3）由第1、3、4組數據可知，動滑輪重、鉤碼被提升的高度相同，被提升的鉤碼重不同，機械效率不同，物重越大，機械效率越大，故結論為：同一滑輪組勻速提升重物時，機械效率隨被提升物重的增加而增大。
故答案為：（1）66.7%；（2）物體被提升的高度；（3）被提升物重。
【點評】此題是“探究滑輪組的機械效率”實驗，考查了滑輪組機械效率的計算，根據數據分析影響滑輪組效率的因素，同時考查了滑輪組的組裝，要細心分析每一個問題。
7．【答案】（1）減小；
（2）當卷揚機拉繩子的速度v為0.2m/s時，卷揚機拉繩子的功率為90W，滑輪組的機械效率為90%。
【分析】（1）根據F（G+G動）結合η分析回答；
（2）當卷揚機拉繩子的速度v為0.2m/s時，由圖確定卷揚機對繩子豎直向下的拉力F的大小，根據PFv求出卷揚機拉繩子的功率；
根據滑輪組裝置確定繩子股數，不計繩重及摩擦，利用F（G+G動）求出物重，根據η求出滑輪組的機械效率。
【解答】解：（1）動滑輪重為90N，不計繩重及摩擦，根據F（G+G動）可知，隨著卷揚機對繩子豎直向下的拉力F的減小，說明G減小，
由η可知，滑輪組的機械效率減小；
（2）當卷揚機拉繩子的速度v為0.2m/s時，由圖可知，卷揚機對繩子豎直向下的拉力F為450N，則卷揚機拉繩子的功率為：
PFv＝450N×0.2m/s＝90W；
由圖甲可知，n＝2，不計繩重及摩擦，根據F（G+G動）可知，物重為：
G＝nF﹣G動＝2×450N﹣90N＝810N，
滑輪組的機械效率為：
η100%＝90%。
答：（1）減小；
（2）當卷揚機拉繩子的速度v為0.2m/s時，卷揚機拉繩子的功率為90W，滑輪組的機械效率為90%。
【點評】本題考查了功率公式和滑輪組拉力公式以及滑輪組機械效率公式的應用，明確滑輪組繩子的有效股數是關鍵。
03 斜面機械效率問題
8．【答案】D
【分析】（1）根據公式W有用＝G物h，判斷有用功的大小關系；
（2）已知所做總功的關系以及有用功的關系，利用公式η可以判斷出斜面的機械效率關系。
【解答】解：AB、已知將兩件完全相同的貨物從斜面的底端推到頂端，即物體的重力相等、上升的高度相等，由公式W有用＝G物h可知所做的有用功相等，故AB錯誤；
CD、已知所做的總功WAB總＜WCD總，根據公式η可知，所做的有用功相等時，總功越大，效率越低，所以斜面的機械效率ηAB＞ηCD，故C錯誤，D正確。
故選：D。
【點評】此題考查機械效率公式和對有用功的理解，難度不大，屬于基礎性題目。
9．【答案】D
【分析】斜面是用來提高物體位置的，有用功等于物體重力和斜面高度的乘積，即W有用＝Gh；
總功等于物體沿斜面向上的拉力和斜面長的乘積，即W總＝FL；
機械效率就是有用功和總功的比值。使用斜面時，所做的額外功就是克服物體與斜面摩擦力做的功，總功等于有用功和額外功之和，據此進行分析和判斷即可。
【解答】解：
斜面的高為h，物體的重力為G，有用功W有用＝Gh，
斜面長為L，拉力為F，總功W總＝FL，
則機械效率為：
η，
而物體與斜面的摩擦力為f，額外功為：W額外＝fL，
則總功為：W總＝W有用+W額外＝Gh+fL，
機械效率為：
η；
有用功：W有用＝W總﹣W額外＝FL﹣fL，
機械效率為：
η；
故ABC正確、D錯。
故選：D。
【點評】此題考查有關斜面機械效率的計算，容易出錯的是摩擦力的計算，我們要知道使用斜面時克服摩擦力做的功就是額外功，關鍵在于明確總功應等于有用功與額外功之和。
10．【答案】D
【分析】斜面的機械效率與斜面的粗糙程度和斜面的傾斜程度有關，測量時要勻速拉動彈簧測力計；測出重力、拉力、斜面的長和上升的高度，可以計算機械效率。
【解答】解：A、實驗過程中應沿斜面勻速拉動彈簧測力計，故A正確；
B．減小斜面的粗糙程度，物體對斜面的壓力不變，摩擦力減小，做的額外功減小，提高了斜面的機械效率；故B正確；
C．只改變h，斜面長度不變時，斜面的傾斜程度改變，即可研究斜面傾斜程度對斜面機械效率的影響，故C正確；
D．若物體沒有被拉到斜面頂端，只要測量移動的距離和對應的高度，也可以測出斜面的機械效率，故D錯誤。
故選：D。
【點評】本題考查斜面機械效率的測量和有關因素，是簡單的綜合題。
11．【答案】900；2700；75%。
【分析】（1）使用斜面時，若不計摩擦，則沒有額外功，根據總功等于有用功，可求出拉力F；
（2）根據W有＝Gh求出拉力做的有用功，利用W總＝F's求出拉力做的總功，根據η求出該斜面的機械效率。
【解答】解：使用斜面時，若不計摩擦，則有W有＝W總，即Gh＝Fs，
則：F900N；
拉力做的有用功為：
W'有＝Gh＝1800N×1.5m＝2700J，
拉力做的總功為：
W'總＝F's＝1200N×3m＝3600J，
該斜面的機械效率為：
η100%＝75%。
故答案為：900；2700；75%。
【點評】本題考查了使用斜面時有用功、總功、機械效率的計算，明確有用功、總功、額外功的含義是關鍵。
12．【答案】D
【分析】①總功＝有用功+額外功；
②有用功和總功的比值叫機械效率；
③由機械效率的定義可知，機械效率的高低只與有用功在總功中所占的比例有關，與做功多少、功率大小無關。
【解答】解：A、機械效率是有用功與總功的比值，有用功多，總功不確定，有用功占總功的比例不一定高，所以機械效率不一定高。故A錯誤；
B、有用功占總功的比例與單位時間內做功多少無關。故B錯誤；
C、省力多的機械的機械效率往往偏低。如物重一定時，使用滑輪組提起物體，動滑輪個數越多越省力，但效率越低。故C錯誤；
D、額外功在總功中所占比例越小，說明有用功在總功中所占的比例越大，機械效率就越高。故D正確。
故選：D。
【點評】理解機械效率的定義，明確有用功、額外功和總功之間的關系是解決此類題目的關鍵。
13．【答案】D
【分析】（1）單位時間內所做的功叫做功率，功率是表示做功快慢的物理量，功率的計算公式為P，即功率的大小等于功與時間的比值；
（2）機械效率是有用功與總功的比值，用公式η可計算。
【解答】解：A、根據η可知，當盾構機做的總功相同時，有用功越多，則機械效率越高，選項缺條件，故A錯誤；
B、根據P可知，當做功時間相同時，做功越多，則功率越大，選項缺條件，故B錯誤；
C、工作時間對機械效率沒有影響，故C錯誤；
D、功率是描述做功快慢的物理量，盾構機做功越快，功率越大，故D正確。
故選：D。
【點評】本題考查機械效率和功率的概念，屬于基礎性內容，難度不大。
14．【答案】D
【分析】①功的原理是使用任何機械都不省功；
②設斜面的傾角為θ，斜面的機械效率η，與物體上升的高度無關；
③根據有用功W有用＝Gh，推力做的總功W總＝Fs，根據η100%，求該斜面的機械效率；
④根據 W額＝W總﹣W有用求額外功，根據W＝fs求摩擦力。
【解答】解：A.根據功的原理可知，使用任何機械都不省功，故A錯誤；
B.設斜面的傾角為θ，斜面的機械效率η，與上升的高度無關，故B錯誤；
C、克服物體重力所做的有用功：W有用＝Gh＝1000 N×2m＝2000J，推力做的總功：W總＝Fs＝500N×5m＝2500J，
故斜面的機械效率：η100%100%＝80%，故C錯誤；
D、克服物體受到的摩擦力做的額外功：W額＝W總﹣W有用＝2500J﹣2000J＝500J，
由W額＝fs得物體受到的摩擦力：f＝ 100N，故D正確。
故選：D。
【點評】本題綜合考查與斜面相關的力、功、機械效率等，難度中上。
15．【答案】D
【分析】（1）根據v求出20s內水桶上升的高度，由圖甲可知滑輪組繩子的有效股數，利用s＝nh求出繩子自由端移動的距離，再根據圖乙讀出20s內拉力做的總功，利用W＝Fs求出工人的拉力，再利用P求出工人做功的功率；
（2）根據W＝Gh求出拉力做的有用功，利用η100%求出該裝置的機械效率。
【解答】解：ABC．由v可得，20s內水桶上升的高度：h＝vt＝0.2m/s×20s＝4m，
由圖甲可知，滑輪組繩子的有效股數n＝2，則繩子自由端移動的距離：s＝nh＝2×4m＝8m，故C錯誤；
由圖乙可知，20s內拉力做的總功：W總＝800J，
由W＝Fs可得，工人的拉力：F100N，故A錯誤；
工人做功的功率：P40W，故B錯誤；
D．拉力做的有用功：W有＝Gh＝160N×4m＝640J，
該裝置的機械效率：η100%100%＝80%，故D正確。
故選：D。
【點評】本題考查了速度公式和做功公式、功率公式以及滑輪組機械效率公式的應用等，明確滑輪組繩子的有效股數是關鍵。
16．【答案】A
【分析】（1）由圖知，水平使用滑輪組，n＝2，拉力端移動速度等于物體移動速度的2倍，利用PFv求拉力做功的功率；
（2）物體B靜止在地面上，處于平衡狀態；水平方向上物體B受到向右的彈簧拉力等于地面對它向左的摩擦力與物體A對它向左的摩擦力之和，據此求物體A對它向左的摩擦力，由于力的作用是相互的，可求物體A受到的摩擦力；
（3）由圖知，水平使用滑輪組，利用η求滑輪組的機械效率；
（4）若拉力F增大到12N時，A將做加速運動。而A對B的壓力不變、接觸面的粗糙程度不變，則A和B之間的摩擦力不變，所以物體B的運動狀態不會改變，即物體B仍然靜止。
【解答】解：
A、由圖知，水平使用滑輪組，n＝2，拉力端移動速度：v＝2v物＝2×0.1m/s＝0.2m/s，則拉力做功的功率：PFv＝5N×0.2m/s＝1.0W，故A正確；
B、物體B靜止在地面上，處于平衡狀態；則水平方向上物體B受到向右的彈簧拉力等于地面對它向左的摩擦力與物體A對它向左的摩擦力之和，即fAB+4N＝12N，則fAB＝8N；由于力的作用是相互的，物體A受到的摩擦力為f＝fAB＝8N，故B錯誤；
C、由圖知，水平使用滑輪組，滑輪組的機械效率：η100%＝80%，故C錯誤；
D、若拉力F增大到10N時，A在運動過程中，A對B的壓力不變、接觸面的粗糙程度不變，則A和B之間的摩擦力不變，所以物體B的運動狀態不會改變，即物體B仍然靜止，不會向左運動，故D錯誤。
故選：A。
【點評】本題考查了水平使用滑輪組時機械效率的計算、滑動摩擦力的影響因素。解決此題的關鍵是對每個物體進行正確的受力分析，搞清楚各個力之間的關系。
17．【答案】B
【分析】（1）由圖可知n＝2，繩子自由端（物體B）移動的距離sB＝2sA，利用P求拉力F做的功，利用W總＝FsA求拉力F；
（2）利用W有＝GBsB求出克服物體B重力做的功與拉力F做的功相比較；
（3）利用η100%求該裝置的機械效率；
（4）利用vA求物體A速度。
【解答】解：A、由圖可知n＝2，繩子自由端（物體B）移動的距離sB＝2sA，則物體A移動的距離：sAsB4m＝2m，
由P可知，拉力F做的總功：W總＝P總t＝30W×2s＝60J，
W總＝FsA可知，拉力：F30N，故A錯誤；
C、克服物體B重力做的有用功：W有＝GBsB＝10N×4m＝40J＜60J，即拉力F做的功大于克服物體B重力做的功，故C錯誤；
B、該裝置的機械效率：η100%100%≈66.7%，故B正確；
D、物體A速度：vA1m/s，故D錯誤。
故選：B。
【點評】本題考查了使用滑輪組時有用功、總功、功率和機械效率的計算，理解有用功和總功是解題的關鍵。
18．【答案】B
【分析】（1）根據G＝mg求兩名工人及所帶工具的總重力，利用W有＝Gh求有用功。
（2）由圖可知n＝4，利用η求機械效率。
（3）根據W額外＝G動h分析額外功的變化，根據η分析機械效率變化。
（4）根據W有＝Gh分析有用功的變化，根據η分析機械效率變化。
【解答】解：A、兩名工人及所帶工具的總重力：G＝mg＝200kg×10N/kg＝2000N，則本次吊升過程中的有用功：W有＝Gh＝2000N×4m＝8×103J，故A正確；
B、由圖可知n＝4，本次吊升過程中的機械效率：η100%≈66.7%，故B錯誤；
C、減少吊籃和動滑輪的重力，由W額外＝G動h可知，吊籃上升相同的高度時，有用功W有不變，額外功W額外減小，由η可知，機械效率增大，故C正確；
D、增加工人和工具重力，由W有＝Gh可知，吊籃上升相同的高度時，有用功W有增大，額外功W額外幾乎不變，由η可知，機械效率增大，故D正確。
故選：B。
【點評】本題考查了使用滑輪組時功和機械效率公式的應用，關鍵是從圖中得出滑輪組繩子的有效股數。
19．【答案】C
【分析】①根據滑輪組裝置確定繩子股數，利用求出滑輪組的機械效率；
②根據汽車做勻速直線運動，受力平衡，求出汽車受到的摩擦力；
③根據的變形公式G動＝nF﹣G物計算出動滑輪的重力；
④根據求出汽車牽引力的功率。
【解答】解：①由圖可知，n＝3，滑輪組的機械效率為：
，故①正確；
②由于物體勻速上升，則汽車勻速直線運動，則汽車受到平衡力的作用，汽車受到牽引力的作用、摩擦力的作用及滑輪組對它的拉力的作用，因此它受到的摩擦力：f＝F1﹣F2＝4000N﹣2500N＝1500N，故②錯誤；
③動滑輪的重力G動＝nF2﹣G物＝3×2500N﹣6000N＝1500N，故③正確；
④由于汽車做勻速直線運動，，汽車牽引力的功率為：，故④錯誤；
綜上所述，ABD錯誤，C正確。
故選：C。
【點評】本題考查了做功公式、功率公式和機械效率公式的綜合應用。
20．【答案】（1）見解答圖；（2）小于。
【分析】（1）使用杠桿時，若阻力和阻力臂一定時，動力臂越長，越省力；因此解答此題，只需找出使動力臂最大的動力作用點，然后作動力臂的垂線即可，為使杠桿在圖示位置平衡，動力的方向應該垂直于OC向上；
（2）將鉤碼的懸掛點B點移到A點，改變了鉤碼重力的力臂，根據杠桿平衡條件分析，改變了彈簧測力計的拉力，改變了彈簧測力計的拉力做功的多少，改變了機械效率的高低。
【解答】解：（1）根據杠桿的平衡條件F1L1＝F2L2可知，在阻力與阻力臂的乘積一定的情況下，動力臂最長則最省力，由圖知OC做動力臂最長，過C點作OC的垂線就得到動力F的方向，為使杠桿在圖示位置平衡，動力的方向應該垂直于OC向上，如下圖所示：
；
（2）鉤碼的懸掛點由B點移到A點時，經對比發現，由B到A阻力臂變大，由杠桿的平衡條件得F L1＝G L2拉力F也變大，如果仍使鉤碼提升相同的高度，那么杠桿提升的高度就會減小，額外功減小，因此杠桿的機械效率變大，即η1小于η2。
故答案為：（1）見解答圖；（2）小于。
【點評】此題是杠桿平衡條件的應用和杠桿的機械效率的變化，根據杠桿的平衡條件判斷出力F的變化。
21．【答案】120；66.7%；180.
【分析】（1）根據物體移動的距離求出繩端移動的距離，由公式W＝Fs求出工人做的功，從而可根據P求出功率的大小；
（2）根據公式W＝Gh求出有用功，由公式η求出機械效率；
（3）由W＝G動h求出克服動滑輪重力做的功，求出克服摩擦做的功，從而可根據f求出摩擦力的大小。
【解答】解：由題意知，物體被拉到頂端，物體上升的高度h＝2m，斜面與水平地面的夾角為30°，所以物體在斜面移動距離s＝2×2m＝4m；
滑輪組由2段繩子拉著動滑輪，所以繩端移動的距離為：
s繩＝2s＝2×4m＝8m；
所以工人做的功為：
W總＝Fs繩＝300N×8m＝2400J；
工人做功的功率為：
P總120W；
對物體做的有用功為：
W有＝Gh＝800N×2m＝1600J；
則整個裝置的機械效率為：
η100%≈66.7%；
動滑輪上升的高度與物體在斜面上移動的距離相等，所以工人克服動滑輪重力做的功為：
W動＝G動h動＝20N×4m＝80J；
所以克服物體與斜面的摩擦力做的功為：
W摩＝W總﹣W有﹣W動＝2400J﹣1600J﹣80J＝720J；
所以f180N。
故答案為：120；66.7%；180.
【點評】本題考查了機械效率、功和功率的綜合計算，整個裝置由滑輪組和斜面共同組成，掌握各公式并弄弄清各功之間的關系是關鍵。
22．【答案】（1）使用杠桿時需要克服杠桿自重、克服摩擦力等做功；（2）100%；（3）＞；＜
【分析】（1）（2）彈簧測力計向上拉力做的功是總功，克服鉤碼重力做的功是有用功，克服摩擦以及杠桿自重做的功是額外功；由功的計算公式求出有用功、總功與額外功，由效率公式求出杠桿的效率；
（3）有用功不變，根據總功的來源，分析動力的作用點移動后，總功的變化，根據機械效率公式討論機械效率大小變化
【解答】解：（1）因為杠桿自身有重力，提升物體的同時也要提升杠桿，即克服杠桿自重做功、克服摩擦力等做功，就有了額外功；
（2）有用功：W有＝Gh2；總功：W總＝F1h1，則杠桿的機械效率為η100%100%；
（3）懸掛點移至C點，從圖中可以看出，拉力的力臂不變，鉤碼的重力不變，鉤碼的重力的力臂變大，根據杠桿的平衡條件可知，彈簧測力計的示數變大，即F2＞F1；
懸掛點移至C點時，緩慢拉動彈簧測力計將鉤碼提升相同的高度，有用功不變，但杠桿提升的高度減小，額外功減小，又因為總功等于額外功與有用功之和，因此此次彈簧測力計做的功將小于第一次做的功，根據η知機械效率變大，即η1＜η2。
故答案是：（1）使用杠桿時需要克服杠桿自重、克服摩擦力等做功；（2）100%；（3）＞；＜。
【點評】機械效率計算的關鍵是明確有用功和總功，一般來說，使用機械所用外力做的功是總功，而克服提升重物重力做的功是有用功。
23．【答案】（1）2.4；83%；（2）丙；（3）機械效率與提升物體的高度無關；（4）1、3。
【分析】（1）根據圖乙讀出拉力的大小；
由表格中第2次實驗的數據可知，提升物體的重力為6N，由測力計移動的距離和物體上升的高度之間的關系可知使用的是圖乙裝置進行的實驗，根據η得出機械效率；
（2）由表格中第4次實驗的數據，利用n得出連接動滑輪的繩子的段數，進而分析；
（3）分析第3、4次實驗數據可知，物體提升的高度變大，機械效率不變；
（4）分析第1、3次實驗數據可知，使用的是不同的滑輪組，第3次機械效率低，說明動滑輪的個數增多，機械效率減小；
對于改變滑輪組機械效率的方法，有兩種情況：一是減輕動滑輪質量、加潤滑油減小摩擦，這些方法可以減少額外功，提高機械效率；二是增加提升物體的重，在額外功不變的情況下，增大有用功，從而提高機械效率，據此分析。
【解答】解：（1）由圖乙可知拉力為2.4N；
第2次實驗測得的機械效率為：
η83%；
（2）由表格中第4次實驗的數據可知，連接動滑輪的繩子的段數為n5，即使用的是圖丙裝置進行的實驗；
（3）分析第3、4次實驗數據可知，物體提升的高度變大，機械效率不變，即機械效率與提升物體的高度無關；
（4）分析第1、3次實驗數據可知，使用的是不同的滑輪組，第3次機械效率低，說明動滑輪的個數增多，機械效率減小；
汽車制造廠用新材料減輕車身重量來提高效率，這種方法運用了實驗中1、3兩次數據分析得出的結論。
故答案為：（1）2.4；83%；（2）丙；（3）機械效率與提升物體的高度無關；（4）1、3。
【點評】本題為測量滑輪組機械效率的實驗，考查機械效率的計算和實驗結論等知識。
24．【答案】見試題解答內容
【分析】（1）彈簧測力計的讀數，應該先看分度值再讀數；
根據W有用＝Gh算出有用功，根據W總＝Fs算出總功，根據η算出機械效率；
（2）對于改變滑輪組機械效率的方法，有兩種情況：一是減輕動滑輪質量、加潤滑油減小摩擦，這些方法可以減少額外功，提高機械效率；二是增加提升物體的重，在額外功不變的情況下，增大有用功，從而提高機械效率。據此分析。
（3）根據η來分析。
【解答】解：
（1）由圖知，彈簧測力計的分度值為0.1N，彈簧測力計的示數為2.3N；
第三次實驗滑輪組的機械效率：
η100%≈87%；
（2）小明通過分析表格中的數據知，同一滑輪組，物體越重，機械效率越高。
方法一：鼓勵人們“拼車”出行，使汽車盡量裝滿人員，是在額外功相同時，人越多，有用功越多，機械效率越高，故符合題意；
方法二：汽車制造廠用新材料減輕汽車重量，是通過減小額外功來增加機械效率的，故不符合題意。
方法三：經常給汽車做保養，保持良好的潤滑。提高滑輪組機械效率的方法是通過減小摩擦來增加機械效率的，故不符合題意，
故選方法一與本實驗同理；
（3）根據η知機械效率與高度無關，故小明的正確。
故答案為：（1）2.3；87%；（2）一；（3）小明。
【點評】本題考查了測量滑輪組機械效率的實驗，涉及到拉力的計算和滑輪組機械效率的計算以及實驗的注意事項、分析實驗數據得出結論、多次測量的目的等，要注意影響滑輪組機械效率因素的掌握。
25．【答案】（1）A未浸入水中時，拉力F的大小為200N；
（2）A未浸入水中時，滑輪組的機械效率為83.3%；
（3）A自由沉在水底時，對池底的壓強為8000Pa。
【分析】（1）根據滑輪組裝置確定繩子股數，不計繩重和摩擦，根據F（G+G動）求出A未浸入水中時，拉力F的大小；
（2）根據η求出A未浸入水中時，滑輪組的機械效率；
（3）根據阿基米德原理求出A浸沒在水中時受到的浮力，A自由沉在水底時，對池底的壓力等于自身的重力減去浮力，利用p求出A自由沉在水底時，對池底的壓強。
【解答】解：（1）由圖可知，n＝3，不計繩重和摩擦，A未浸入水中時，拉力F的大小為：
F（G+G動）（500N+100N）＝200N；
（2）A未浸入水中時，滑輪組的機械效率為：
η100%≈83.3%；
（3）A自由沉在水底時，受到水的浮力為：
F浮＝ρ水gV排＝ρ水gVA＝1.0×103kg/m3×10N/kg×10﹣2m3＝100N，
A自由沉在水底時，對池底的壓力為F壓＝G﹣F浮＝500N﹣100N＝400N，
則A對池底的壓強為：
p8000Pa。
答：（1）A未浸入水中時，拉力F的大小為200N；
（2）A未浸入水中時，滑輪組的機械效率為83.3%；
（3）A自由沉在水底時，對池底的壓強為8000Pa。
【點評】本題考查了壓強公式、阿基米德原理、力的平衡、滑輪組拉力公式以及滑輪組機械效率公式的應用，明確滑輪組繩子的有效股數是關鍵。
26．【答案】（1）15m；（2）1200N；0.12m3；（3）1800；3000；（4）小于。
【分析】（1）已知超聲波在水中傳播的速度以及傳播的時間，利用s＝vt求出超聲波傳播的距離，沉船在水下的深度等于超聲波傳播距離的一半；
（2）根據滑輪組裝置確定繩子的股數，不計繩重和摩擦，利用F（G﹣F浮+G輪）和F浮＝ρ水gV排可求貨箱受到的浮力和貨箱的體積；
（3）根據貨箱在水面下勻速上升時繩子自由端的拉力F結合PFv求出圖中P1的功率；
貨箱出水后，利用F（G+G輪）求出繩子自由端的拉力F'，根據PF'v求出圖中P2的功率；
（4）出水后，滑輪組對貨箱的拉力變大，有用功在增大，額外功一定，機械效率增大。
【解答】解：（1）由v可得，超聲波傳播的距離：
s＝vt＝1500m/s×0.02s＝30m，
因貨箱在水下的深度等于超聲波傳播距離的一半，
所以，貨箱所在的深度：
hs30m＝15m；
（2）由圖可知，n＝3，不計繩重和摩擦，繩子自由端的拉力為：F（G﹣F浮+G輪），
則：nF＝G﹣F浮+G輪，
工件受到的浮力：F浮＝G+G輪﹣nF＝2500N+500N﹣3×600N＝1200N；
由F浮＝ρ水gV排可得貨箱的體積：
V＝V排0.12m3；
（3）若貨箱提升速度恒保持1m/s，則貨箱在水面下勻速上升時的功率P1為：
P1Fv'＝Fnv＝600N×3×1m/s＝1800W；
貨箱出水后，不計繩重和摩擦，繩子自由端的拉力為：F'（G+G輪）（2500N+500N）＝1000N，
則貨箱出水后勻速上升時的功率P2為：
P1F'v＝F'nv＝1000N×3×1m/s＝3000W；
（4）物體在水中，滑輪組做的有用功，W有′＝（G﹣F浮）h，出水后，W有＝Gh，物體完全出水后吊起同樣的高度，有用功增大，不計繩重及摩擦，額外功不變，由η可知，機械效率增大，即出水前機械效率小于出水后的機械效率。
故答案為：（1）15m；（2）1200N；0.12m3；（3）1800；3000；（4）小于。
【點評】本題考查了回聲測距離的應用、阿基米德原理的應用、功率的計算和滑輪組機械效率公式的應用等知識，綜合性較強，有一定的難度。
27．【答案】（1）改變拉力方向；（2）滑車B可向右移動的最遠距離是25m；（4）電機克服物體C重力做功的功率為3200W；電機的機械效率為64%。
【分析】（1）定滑輪的作用，改變拉力方向；
（2）根據杠桿平衡條件求力臂大小；
（3）先根據W＝Gh求出電機克服物體C重力做功，再根據功率公式P求出電機克服物體C重力做功的功率；然后根據W＝Pt求出電機所做的功，最后利用η計算電機的機械效率。
【解答】解：（1）滑車B中定滑輪的作用：改變拉力方向，但不省力；
（2）配重箱的重力相當于動力，即F1＝G＝mg＝4000kg×10N/kg＝4×104N，重物的重力相當于阻力F2＝G′＝8×103N，根據杠桿平衡條件可知：F1L1＝F2L2，滑車B可向右移動的最遠距離為：L225m；
（4）該電機克服物體C重力做功：W＝G′h＝8×103N×10m＝8×104J；
該電機克服物體C重力做功的功率為：P3200W；
電機所做的功為W電機＝Pt＝5000W×25s＝1.25×105J；
該電機的機械效率為η64%。
故答案為：（1）改變拉力方向；（2）滑車B可向右移動的最遠距離是25m；（4）電機克服物體C重力做功的功率為3200W；電機的機械效率為64%。
【點評】此題考查了定滑輪的特點、杠桿平衡條件、功和功率的計算、機械效率的計算，有一定難度。
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
21世紀教育網(www.21cnjy.com)/ 讓教學更有效 精品試卷 | 科學
【精準把脈·聚焦中考】2025年中考科學專項沖刺限時精練
精練20 機械效率問題
01 有用功
使用機械做功時，對人們有用的功叫有用功，用W有用表示。也就是人們不用機械而直接用手時必須做的功，也等于在理想情況下（即不考慮摩擦和機械本身的重力）人們所做的功，或者是機械對物體做的功。在提升物體時，W有用＝Gh。
02 額外功
1、使用機械時，對人們沒有用但又不得不做的功叫額外功，用W額表示。
2、額外功的來源主要有：
（1）提升物體時，克服機械自重、容器自重、繩重等所做的功；
（2）克服機械的摩擦所做的功。
03 總功
人們在使用機械做功的過程中實際所做的功叫總功，用W總表示。它等于有用功和額外功的總和，即W總＝ ，或人對機械的動力為F，則W總＝FS。
04 機械效率
1、定義：有用功與總功的比值叫做機械效率。
2、公式：η＝ 。
由于總是存在額外功，使得 W有用＜W額，所以η總是＜1；影響機械效率的主要因素有摩擦和機械自重等。
常考機械的有用功、總功、機械效率計算
簡單機械 有用功 總功 額外功 機械效率
杠桿 W有用=Gh W總=Fs W額=W總－W有用 _____________________
滑輪組 W有用=Gh W總=Fs W總=Gh+G動h （不計繩重 和摩擦） W額=W總－W有用 W額=G動h （不計繩重和摩擦） _____________________ _____________________
斜面 W有用=Gh W總=Fl W總=Gh+fl （f為摩擦力） W額=W總－W有用 W額=fl （f為摩擦力） _____________________ _____________________
01 杠桿機械效率問題
1．如圖，為了提升重物，我們選用了粗細均勻重為G的杠桿，不計杠桿支點處的摩擦，先后把同一個重物掛在A、B兩處，每次用力讓重物上升同樣的高度，下列說法正確的是（　　）
A．重物在A點處人做的有用功多
B．重物在B點處人做的有用功多
C．重物在A點處杠桿的機械效率高
D．重物在B點處杠桿的機械效率高
2．用如圖所示的實驗裝置測量杠桿的機械效率，鉤碼總重G為1.0N，鉤碼上升高度h為0.1m，測力計移動距離s為0.3m，實驗時，豎直向上勻速拉動彈簧測力計，使掛在較長杠桿A點下面的鉤碼緩緩上升，實驗中，將杠桿拉至圖中虛線位置，測力計的示數F為0.5N．若杠桿的本身的重力不計，則下列說法正確的是（　　）
A．拉力對杠桿做的額外功為0.1J
B．勻速豎直拉動過程中彈簧測力計示數先變小后變大
C．若將鉤碼從A點移到B點，用同樣的方式將鉤碼提升0.1m，則機械效率降低
D．若將鉤碼從A點移到B點，用同樣的方式將鉤碼提升0.1m，則機械效率升高
3．在“測杠桿機械效率”的實驗中，如圖所示，豎直向上勻速拉動彈簧測力計，使杠桿OB下面的物塊緩慢上升至虛線位置的過程中，彈簧測力計的示數　 　（選填“變大”“變小”或“不變”）。若OA：OB＝2：3，物塊所受重力G為1.4N，彈簧測力計的示數F是2.8牛。則該杠桿的機械效率為　 　%。
02 滑輪機械效率問題
4．重為30牛的A物體，分別用如圖所示甲、乙兩種方法進行提升和水平移動。若A物體在水平面滑動時受到的摩擦力為20N，F1＝18N，F2＝8N，A物體在10s內勻速移動的距離均為0.5m，甲、乙兩圖中繩子自由端的速度分別為v1和v2，則在該過程中，下列分析錯誤的是（　　）
A．v1小于v2
B．F1做功比F2做功多
C．F1與F2做功的功率相同
D．兩種方法機械效率相同
5．用圖甲滑輪組探究“動滑輪的重量對滑輪組機械效率的影響”實驗。實驗中把不同的磁鐵吸附在動滑輪邊框上以改變滑輪的重量，每次實驗都勻速拉動繩子自由端使物體上升10厘米，實驗數據如表所示。
次數 G物/N G動/N F/N η/%
1 6.0 0.3 2.2 90.9
2 6.0 1.0
3 6.0 1.9 2.9 69.0
（1）每次實驗時，繩子自由端移動的距離　 　 厘米。
（2）第2次實驗中拉力F的示數如圖乙，讀數為　 　 牛。
（3）分析數據可知：在物重不變的情況下，動滑輪越重，滑輪組的機械效率越　 　。
（4）保持物體和動滑輪的重量不變，增大繩子自由端移動的距離，滑輪組的機械效率將　 　。（選填“變大”、“變小”或“不變”）。
6．在“探究滑輪組的機械效率”時，小金利用一個動滑輪和一個定滑輪組成的滑輪組實驗，實驗中測得數據真實可靠，見下表：
實驗次數 物重G/N 鉤碼上升高度h/m 動力F/N 動力作用點移動距離s/m 滑輪組的機械效率η/%
1 1 0.1 0.7 0.3 47.6
2 1 0.2 0.7 0.6 47.6
3 2 0.1 1.1 0.3 60.6
4 4 0.1 2 0.3 ①
（1）表格中編號①處數據應填　 　 ；
（2）由表中第1、2組數據可知，同一滑輪組的機械效率與　 　 無關；
（3）分析表中第1、3、4組數據，你得出的本實驗結論是：同一滑輪組勻速提升重物時，機械效率隨　 　 的增加而增大。
7．如圖甲所示為用滑輪組勻速提升重物的示意圖；如圖乙所示為卷揚機對繩子豎直向下的拉力F與卷揚機拉繩子的速度v的關系圖，卷揚機拉繩子的功率P保持不變，動滑輪重為90N。不計繩重及摩擦。
（1）滑輪組勻速提升不同重物時，隨著卷揚機對繩子豎直向下的拉力F的減小，滑輪組的機械效率 　 　 （選填“增大”“不變”或“減小”）。
（2）當卷揚機拉繩子的速度v為0.2m/s時，求卷揚機拉繩子的功率P和滑輪組的機械效率。
03 斜面機械效率問題
8．小江看到工人用木板搭建斜面將貨物推到車上，為了了解斜面的機械效率，他通過模擬實驗進行研究（如圖），分別將兩件完全相同的貨物從斜面的底端推到頂端，所做的總功WAB總＜WCD總。下列說法正確的是（　　）
A．有用功WAB有＜WCD有
B．有用功WAB有＞WCD有
C．斜面的機械效率ηAB＜ηCD
D．斜面的機械效率ηAB＞ηCD
9．如圖所示，用力F沿斜面把重為G的物體從粗糙斜面的底端勻速拉到頂端。設此過程中物體受到的摩擦力為f，則關于此斜面的機械效率，下列關系式不正確的是（　　）
A．η B．η C．η D．η
10．小科用如圖所示裝置探究斜面機械效率的影響因素。斜面長為L，高為h。沿斜面向上把物體從斜面底端拉到頂端。下列說法錯誤的是（　　）
A．實驗過程中應沿斜面勻速拉動彈簧測力計
B．減小斜面的粗糙程度，可增大斜面的機械效率
C．只改變h即可研究斜面傾斜程度對斜面機械效率的影響
D．若物體沒有被拉到斜面頂端，則無法測出斜面的機械效率
11．工人師傅通常得用斜面把重物搬運到汽車上，如圖所示，汽車車廂底板距地面高度h＝1.5m，斜面長度s＝3m，現用沿著斜面的力F把重為1800N的重物勻速拉到車上（若不計摩擦），F為 　 　 N；若實際拉力F'＝1200N，則有用功為 　 　 J，該斜面的機械效率為 　 　 。
1．關于機械效率的問題，下列說法中正確的是（　　）
A．做的有用功越多，機械效率一定越高
B．單位時間內做功越多，機械效率一定越高
C．省力越多的機械，機械效率一定越高
D．額外功在總功中所占比例越小，機械效率一定越高
2．“建設美麗城市，優化市內交通”，臺州市在建設輕軌S1號線使用了大型機械——盾構機。如圖是輕軌建設施工挖隧道的盾構機正面，下列關于工作中的盾構機說法正確的是（　　）
A．做的功越多，機械效率越高
B．做功多的盾構機，功率大
C．延長工作時間，可提高機械效率
D．做功越快的盾構機，功率越大
3．搬運工人為了將笨重的物體裝進汽車車廂，常使用如圖所示的裝置把物體從斜面底端勻速推上頂端，已知斜面長5m，高2m，物體重1000N，沿斜面向上的推力為500N，則下列判定正確的是（　　）
A．斜面是一種可以省功的機械
B．物體上升高度越高機械效率越大
C．斜面的機械效率為85%
D．物體受到斜面的摩擦力為100N
4．如圖甲為工人師傅用滑輪組提升重物的裝置示意圖，已知動滑輪和水桶總重20N，將重為160N的水以0.2m/s的速度勻速提起，所用時間為20s，此過程工人拉力做的功隨時間變化的圖像如圖乙所示，下列說法正確的是（　　）
A．工人的拉力為200N
B．工人做功的功率為100W
C．繩子自由端移動的距離為4m
D．該裝置的機械效率為80%
5．如圖所示，拉力F為5N，物體A以0.1m/s的速度在物體B表面向左做勻速直線運動（B表面足夠長）；物體B靜止在地面上，受到地面水平向左4N的摩擦力，彈簧測力計示數為12N。下列說法正確的是（　　）
A．拉力F的功率為1.0W
B．物體A受到的摩擦力為16N
C．滑輪組的機械效率為75%
D．拉力F增大到10N時，物體B開始向左運動
6．如圖所示，物體A的重力為180N，物體B的重力為10N。物體A受到一個水平向右的拉力F，拉力F的功率為30W，在拉力F的作用下，物體B在2s內勻速上升4m。不計滑輪、繩子的自重及它們之間的摩擦，下列說法正確的是（　　）
A．拉力F大小為20N
B．該裝置的機械效率為66.7%
C．拉力F做的功等于物體B克服重力做的功
D．物體A向右做勻速直線運動的速度為4m/s
7．如圖甲是工人使用升降平臺進行高空玻璃幕墻清洗的場景，該平臺結構簡圖如圖乙所示。其中吊籃和動滑輪總質量為30kg，吊籃由電動機控制升降。在某次吊升過程中，兩名工人及所帶工具總質量200kg，20s內吊籃勻速上升4m，電動機對鋼絲繩的拉力為750N。下列說法錯誤的是（　　）
A．本次吊升過程中的有用功是8×103J
B．本次吊升過程中的機械效率約為87.0%
C．可以通過減少吊籃和動滑輪的重力來提高該平臺使用時的機械效率
D．可以通過增加工人和工具重力來提高該平臺使用時的機械效率
8．如圖所示，汽車通過滑輪組將物體吊起。已知汽車的質量為3×103kg，牽引力F1為4000N，對繩子的拉力F2為2500N；物體的重力為6000N，物體勻速上升的速度始終為0.5m/s，不計繩重和滑輪間的摩擦。下列說法中（　　）
①滑輪組的機械效率為80%
②汽車受到的摩擦為4000N
③動滑輪的重力為1500N
④汽車牽引力的功率為4000W
A．只有①②正確 B．只有①④正確
C．只有①③正確 D．只有③④正確
9．小黃用如圖所示的實驗裝置測量杠桿的機械效率。（O點是鋼質固定裝置的端點，故O點始終保持不動），在不計支點和杠桿的摩擦及空氣阻力的情況下。試分析：
（1）要使杠桿保持如圖平衡，請在圖中畫出作用在杠桿上的最小力F。
（2）小黃實驗時在C點用豎直向上的力拉動杠桿，使掛在杠桿B點的鉤碼緩緩上升一定的高度，測出相關物理量，算出此時杠桿的效率為η1，然后將鉤碼移到A點，再次用豎直向上的力拉動杠桿，仍然使鉤碼上升相同的高度，同理測出相關物理量，算出此時杠桿的效率為η2 比較此時的機械效率η1　 　 η2。（選填“等于”、“小于”或“大于”）
10．工人用如圖所示裝置把重為800N的物體，從斜面底部勻速拉到2m高的平臺上（斜面與水平地面的夾角為30°），用時20s。工人對繩子的拉力為300N，動滑輪重為20N，不考慮繩重和滑輪轉軸的摩擦，整個過程中工人做功的功率為　 　 W，整個裝置的機械效率為　 　 ，物體與斜面的摩擦力為　 　 N。
11．小宏用如圖所示的裝置探究杠桿的機械效率，杠桿的質量分布均勻，右端固定在O點，杠桿可繞O點在豎直平面內轉動，且AC＝BC＝OB；
（1）該實驗中杠桿所做的額外功主要是 　 　 。
（2）他將重為G的鉤碼懸掛在B點，在A點豎直向上勻速拉動彈簧測力計，拉力為F1，測得A、B兩點上升的高度分別為h1、h2，則此次杠桿的機械效率為＝　 　 （用物理量的符號表示）；
（3）若保持彈簧測力計位置不變，將鉤碼掛在C點，緩慢拉動彈簧測力計將鉤碼提升相同的高度（不計摩擦），則彈簧測力計的示數F2　 　 F1，杠桿的機械效率η1
　 η2（均選填“＞”或“＜”或“＝”）。
12．小紅在研究滑輪組機械效率與哪些因素有關的實驗中，所用裝置如圖所示，每個鉤碼重2N，測得的數據如表：
次數 鉤碼總重G/N 鉤碼上升的高度h/m 測力計示數F/N 測力計移動距離s/m 機械效率η
1 4 0.1 1.8 0.3 74%
2 6 0.1 0.3
3 4 0.1 1.4 0.5 57%
4 4 0.2 1.4 1.0 57%
（1）第2次測量中，測力計示數如乙圖。由乙圖可知拉力大小為 　 　 N；第2次實驗測得的機械效率為 　 　 ；（結果保留整數）
（2）分析表中數據可知：第4次實驗是用　 　（填“甲”、“乙”或“丙”）圖裝置完成的；
（3）分析第3、4次實驗數據得出結論：　 　 ；
（4）生活中汽車作為一種“機械”，提高效率對節能減排有重要意義。汽車制造廠用新材料減輕車身重量來提高效率，這種方法運用了實驗中 　 　 兩次數據分析得出的結論。
13．小明同學做“測量滑輪組機械效率”的實驗。（如圖所示），用相同的滑輪組提升不同數量的鉤碼，記錄數據如表所示。
實驗 次數 鉤碼的 重力G/N 鉤碼提升高度h/m 拉力 F/N 繩端移動的 距離s/m 機械效率 η
1 2 0.1 0.9 0.3 74%
2 4 0.1 1.6 0.3 83%
3 6 0.1 ① 0.3 ②
（1）觀察如圖中測力計的示數，表格中編號①的數值是　 　 ，②的數值是　 　 。
（2）小明通過分析表格中的數據，得到了提高滑輪組機械效率的方法，汽車作為一種“機械”，提高效率對節能減排有重要意義，請你指出以下三種提高效率的方法中，方法　 　 是與本實驗同理的。
方法一：鼓勵人們“拼車”出行，使汽車盡量裝滿人員
方法二：汽車制造廠用新材料減輕汽車重量。
方法三：經常給汽車做保養，保持良好的潤滑。
（3）小明發現繩端移動的距離與鉤碼提升高度有固定的倍數關系，于是他認為鉤碼數量一定時，無論將鉤碼提升多高。都不影響該滑輪組的機械效率，小芳則認為：鉤碼提升的高度不同，有用功就不同，機械效率就變化了，你認為　 　 的看法是正確的。
14．如圖所示，一個重為500N的實心長方體A，體積為10﹣2m3，其底面積為500cm2，用一滑輪組拉著將其從空氣中緩慢放入水中，直到最后沉在水池底部（池底水平），已知動滑輪重為100N，不計繩重和摩擦，取g＝10N/kg，求：
（1）A未浸入水中時，拉力F的大小。
（2）A未浸入水中時，滑輪組的機械效率。
（3）A自由沉在水底時，對池底的壓強。
15．如圖甲是用來打撈一封閉貨箱的模擬裝置設計。已知貨箱重2500牛，貨箱高2.5米，動滑輪重500牛，聲音在水中的傳播速度是1500米/秒。在水面上用超聲測位儀向水中垂直發射聲波直至遇到貨箱后返回，測位儀用時0.02秒收到回波。貨箱在水面下勻速上升時繩子自由端的拉力F為600牛。（注：不計繩重和摩擦，不計動滑輪體積，g取10牛/千克，ρ水＝1.0×103千克/米3）求：
（1）貨箱在水下的深度是 　 　 。
（2）貨箱在水面下勻速上升，則貨箱受到的浮力是　 　；貨箱的體積是　 　。
（3）若貨箱提升速度恒保持1米/秒，出水后繼續提升5米，乙圖表示整個過程中F拉繩的功率P和貨箱勻速被提升的距離關系的坐標圖，請補充圖中P1和P2的數值：P1＝　 W；P2＝ 　W。
（4）出水前機械效率 　 　 出水后的機械效率。（選填“大于”、“等于”或“小于”）
16．如圖甲是建筑工地上的“塔吊”示意圖，其配重箱A重4000kg，起重臂上有一個可以沿水平方向左右移動的滑車B，圖乙為滑車B及滑輪組中鋼繩的穿繩示意圖，滑車B內裝的電機可卷動鋼繩提升重物C。現用該裝置吊起重8×103N的物體C，若不計起重臂、滑車、鋼繩、動滑輪重及摩擦，g取10N/kg，請完成以下問題。
（1）滑車B中定滑輪的作用是 　 　 。
（2）若配重箱A到支點O的距離為5m，則滑車B可向右移動的最遠距離是多少？
（3）若電機在25s內將物體C豎直向上勻速吊起10m，則該電機克服物體C重力做功的功率為多少？若此時電機工作的實際功率為5000W，則該電機的機械效率為多少？
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
21世紀教育網(www.21cnjy.com)

展開更多......

收起↑