2018中考物理试题分类汇编：专题21 机械效率

2018中考物理试题分类汇编：专题21机械效率一．选择题（共8小题）1．（2018•福建）如图，用同一滑轮组分别将物体A和物体B匀速提升相同的高度。与提升B相比，提升A的过程滑轮组的机械效率较大。若不计绳重与摩擦的影响，则提升A的过程（）A．额外功较小B．额外功较大C．总功较小D．总功较大【分析】不计绳重及摩擦，利用相同的滑轮和绳子、提升相同的高度，做额外功相同；而总功等于有用功与额外功之和；机械效率是有用功与总功的比值。由此分析解答。【解答】解：AB、由题知，提起两物体所用的滑轮组相同，将物体提升相同的高度，不计绳重和摩擦，克服动滑轮重力所做的功是额外功，由W额=G动h知，提升A和B所做额外功相同，故A、B错误；CD、不计绳重与摩擦的影响，滑轮组的机械效率：η==，额外功相同，提升A物体时滑轮组的机械效率较大，所以提升A物体所做的有用功较大，其总功较大，故C错误、D正确。故选：D。2．（2018•自贡）如图所示，用滑轮组提升重物时，重400N的物体在10s内匀速上升了1m。已知拉绳子的力F为250N，则提升重物的过粒中（）A．做的总功是400JB．拉力F的功率是25WC．绳子自由端被拉下1mD．滑轮组的机械效率是80%【分析】（1）（3）已知拉力大小，由图可知使用滑轮组承担物重的绳子股数n=2，则s=2h，求出拉力端移动距离，利用W=Fs可求总功；（2）知道做功时间，利用P=求出拉力F的功率；（4）已知物重和物体被提升高度，根据公式W=Gh可计算出有用功；利用效率公式η=求滑轮组的机械效率。【解答】解：AC、由图知，n=2，则绳子自由端移动的距离：s=2h=2×1m=2m，故C错误；拉力做的总功：W总=Fs=250N×2m=500J，故A错误；B、拉力F的功率：P===50W，故B错误；D、有用功：W有用=Gh=400N×1m=400J，滑轮组的机械效率：η=×100%=×100%=80%，故D正确。故选：D。3．（2018•东营）对物理概念的理解是学好物理的关键。关于功、功率和机械效率，下列说法正确的是（）A．通过改进机械的性能可以使机械效率达到100%B．做功多的机械，功率一定大C．功率大的机械，做功一定快D．做功快的机械，机械效率一定高【分析】（1）机械效率反映了机械的性能优劣，是有用功与总功的比值，与做功快慢没有关系；使用任何机械不可避免地做额外功，所以机械效率一定小于100%；（2）功率是描述物体做功快慢的物理量，它等于单位时间内所做的功，功率大则做功快。【解答】解：A、使用任何机械都要做额外功，所以总功一定大于有用功，即有用功与总功的比值一定小于1，也就是机械效率小于100%．故A错误；B、功率是做功多少与所用时间的比值。做功多，时间不确定，功率大小不能确定。故B错误；C、功率反映做功的快慢，功率大则做功快，功率小，则做功慢。故C正确；D、机械效率与做功快慢没有关系。故D错误。故选：C。4．（2018•攀枝花）某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组（每个滑轮等重），在相同时间内把重物G提升相同高度，F1和F2大小相等，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（）A．力F1和F2做功的功率相同B．力F1和F2做的总功相同C．乙滑轮组更省力，两个滑轮组机械效率一样大D．甲滑轮组的机械效率比乙滑轮组高【分析】①使用滑轮组时，手拉绳子自由端做的功是总功；总功与所用时间之比是拉力做功的功率；②根据已知条件判断省力情况；利用公式η====比较滑轮组机械效率。【解答】解：由图知，甲滑轮组中承担物重的绳子段数n=3，乙滑轮组中承担物重的绳子段数n=4。AB、若重物上升高度为h，则两滑轮组中绳端移动的距离分别为：s甲=3h，s乙=4h；甲滑轮组中拉力做的总功为W甲总=F1•3h，乙滑轮组中拉力做的总功为W乙总=F2•4h，已知F1=F2，所以W甲总＜W乙总，故B错误；已知时间相同，由公式P=知，P甲总＜P乙总．故A错误；CD、已知F1=F2，所以省力情况相同，故C错误；甲、乙两滑轮组提升的物重G相同，设一个动滑轮的重为G动，不计绳重及摩擦，则甲滑轮组的机械效率为：η甲====，乙滑轮组中有2个动滑轮，同理可得，乙滑轮组的机械效率为：η乙=，所以η甲＞η乙，故C错误，D正确。故选：D。5．（2018•宜昌）下列有关起重机提升货物时机械效率的说法，正确的是（）A．有用功越多，机械效率越高B．同一起重机提起的货物越重，机械效率越高C．额外功越少，机械效率越高D．同一起重机提起同一货物越快，机械效率越高【分析】（1）机械效率是有用功与总功的比值。（2）增加物重，其他条件不变，有用功增多，有用功在总功中所占的比例增大，机械效率升高；（3）机械效率高的机械，说明所做有用功占总功的比值大，额外功所占总功的比值小，不是做的额外功越少，（4）机械做功的快慢指功率，机械效率大小与功率大小没有关系。【解答】解：A、机械效率是有用功与总功的比值，由于总功的多少不确定，所以无法判断有用功与总功比值的大小，即机械做的有用功越多，其机械效率不一定高，故A错误；B、起重机提起的货物越重，所做的额外功基本不变，有用功在总功中所占的比重越大，所以它的机械效率越大，故B正确；C、机械效率越高，说明所做有用功占总功的比值大，额外功所占总功的比值小，不是做的额外功越少，故C错误；D、使用滑轮组做功越快，说明功率越大，但机械效率与功率没有关系，故D错误。故选：B。6．（2018•广安）如图所示，斜面长3m，高0.6m，建筑工人用绳子在6s内将重500N的物体从其底端沿斜面向上匀速拉到顶端，拉力是150N（忽略绳子的重力）。则下列说法正确的是（）A．斜面上的摩擦力是50NB．拉力的功率是50WC．拉力所做的功是300JD．斜面的机械效率是80%【分析】（1）利用W=Fs计算该过程拉力F做的功；利用W有=Gh求出有用功，利用W额=W总﹣W有求出额外功，然后利用W额=fs计算货物箱在斜面上受的摩擦力大小；（2）利用P=求拉力做功功率；（3）斜面的机械效率等于有用功与总功之比。【解答】解：（1）拉力F做的功：W总=Fs=150N×3m=450J；有用功：W有用=Gh=500N×0.6m=300J，额外功：W额=W总﹣W有用=450J﹣300J=150J，由W额=fs可得，物体在斜面上受到的摩擦力：f===50N，故A正确、C错；（2）拉力的功率：P===75W，故B错；（3）斜面的机械效率：η==×100%≈66.7%，故D错。故选：A。7．（2018•深圳）如图为“测滑轮组机械效率”的实验。在弹簧测力计拉力作用下，重6N的物体2s内匀速上升0.1m，弹簧测力计示数如图示（不计绳重与摩擦）。下列说法错误的是（）A．弹簧测力计的拉力是2.4NB．物体上升的速度为0.05m/sC．弹簧测力计拉力的功率为0.12WD．滑轮组的机械效率约83.3%【分析】（1）先确定弹簧测力计的分度值，再根据指针位置读数；（2）利用速度公式求物体上升速度；（3）由图知，n=3，重物上升h，则拉力端移动的距离s=3h，利用W总=Fs求出拉力做的功；利用P=求拉力做功功率；（4）知道物体重，利用W=Gh求出有用功，滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比。【解答】解：A、由图可知，弹簧测力计的分度值为0.2N，弹簧测力计的示数为2.4N，故A正确；B、物体上升速度v===0.05m/s，故B正确；C、由图知，n=3，拉力端移动距离s=3h=3×0.1m=0.3m，拉力做功W总=Fs=2.4N×0.3m=0.72J，拉力做功的功率：P===0.36W，故C错误；D、有用功W有=Gh=6N×0.1m=0.6J；滑轮组的机械效率：η==×100%≈83.3%，故D正确。故选：C。8．（2017•黑龙江）分别使用定滑轮、动滑轮、两个定滑轮和两个动滑轮组成的滑轮组，匀速提升同一物体到同一高度处，其机械效率分别为η定、η动、η组（不计绳重和摩擦，设每个滑轮质量相等），则下列选项中正确的是（）A．η组＜η动＜η定B．η动＜η定＜η组C．η定＜η动＜η组D．η定＜η组＜η动【分析】克服物体的重力所做的功是有用功，由题知匀速提升同一物体到同一高度处，可知做的有用功相同；不计绳子质量和摩擦，额外功W额=G轮h，知道使用定滑轮、动滑轮、滑轮组的动滑轮的个数为0、1、2，可以得出做的额外功的大小关系，由于W总=W有用+W额，可以得出所做的总功的大小关系，再利用效率公式比较三种情况下机械效率的高低。【解答】解：匀速提升同一物体到同一高度处，由W有用=Gh可知，三种情况下做的有用功相同，大小都为W有用；不计绳子质量和摩擦，所做的额外功：W额=G动h，使用定滑轮、动滑轮、滑轮组时，动滑轮的个数分别为0、1、2，使用定滑轮、动滑轮、滑轮组时，做的额外功：W额定＜W额动＜W额组，由W总=W有用+W额可知三种情况下做的总功：W定＜W动＜W组，由η=可知，使用定滑轮、动滑轮、滑轮组的机械效率：η组＜η动＜η定。故选：A。二．多选题（共3小题）9．（2018•聊城）工人师傅搬运货物时，在地面和卡车的车厢间倾斜放置一长木板搭成斜面，将地面上的货物沿斜面匀速拉上车厢用时15s。已知车厢高1.5m，木板长3m，货物质量为60kg，沿斜面所用的拉力为400N，g=10N/kg，则下列说法正确的是（）A．工人做的总功为900JB．工人做的额外功为300JC．工人做功的功率为60WD．此斜面的机械效率为75%【分析】根据功的计算公式W=Fs可求出拉力做的功，即总功；再根据P=可求功率；再根据W=Gh求出有用功；然后根据机械效率的计算公式可求出斜面的效率。【解答】解：A、工人做的总功为：W总=Fs=400N×3m=1200J；故A错误；B、做的有用功为：W有=Gh=mgh=60kg×10N/kg×1.5m=900J；所做额外功为：W额=W总﹣W有=1200J﹣900J=300J；故B正确；C、工人做功的功率为：P===80W；故C错误；D、斜面的机械效率为：η==×100%=75%；故D正确；故选：BD。10．（2018•滨州）如图所示，重400N的物体在30N的水平拉力F的作用下，以0.1m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10s，滑轮组的机械效率为80%，则在此过程中，下列说法正确的是（）A．绳子自由端移动的距离为3mB．有用功为400JC．拉力F的功率为9WD．物体与地面间的滑动摩擦力为72N【分析】（1）知道物体移动速度和时间，利用s=vt求物体移动距离，由题知，n=3，拉力端移动的距离等于物体移动距离的3倍；（2）利用W=Fs求拉力做的总功，利用机械效率公式计算有用功；（3）利用功率公式求拉力做功功率；（4）知道机械效率和拉力大小，利用η=求摩擦力f。【解答】解：A、由图知，n=3，则绳子自由端移动的距离：s绳=3s物=3v物t=3×0.1m/s×10s=3m，故A正确；B、拉力做功为：W总=Fs绳=30N×3m=90J，有用功：W有=ηW总=80%×90J=72J，故B错误；C、拉力做功的功率：P===9W，故C正确；D、有用功W有=fs物，拉力做的总功W总=Fs绳，由η====得，物体与地面间的滑动摩擦力：f=η×3F=80%×3×30N=72N，故D正确。故选：ACD。11．（2018•通辽）如图，用滑轮组提升重物时，重400N的重物在10s内匀速上升了1m。已知拉绳子的力F为250N，不计绳重和摩擦，则提升重物的过程中（）A．绳子自由端下降速度为0.3m/sB．动滑轮的重力为100NC．拉力F的功率是40WD．滑轮组的机械效率是80%【分析】（1）由图知，n=2，绳子自由端移动的距离s=2h，利用速度公式求其速度；（2）不计绳重和摩擦，利用F=（G+G轮）求出动滑轮的重力；（3）利用W=Fs求总功，再利用P=求拉力做功功率；（4）利用W=Gh求有用功，滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比。【解答】解：A、由图可知，n=2，绳子自由端移动的距离s=2h=2×1m=2m，绳子自由端移动的速度v===0.2m/s，故A错；B、不计绳重和