2019年中考物理基础过关复习集训第十二章简单机械第2节机械效率练习册新人教版

2019年中考物理基础过关复习集训第十二章简单机械第2节机械效率练习册新人教版 1. (2016毕节) 简单机械与人类的生产活动息息相关．以下关于简单机械的说法中不正确的是(　　) A. 指甲剪是省力杠杆 B. 定滑轮不省力，但能改变力的方向 C. 滑轮组既省力，又省距离，还省功 D. 斜面的机械效率达不到100% 2. (2017龙东)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 3. (2017长春)如图所示，用相同的滑轮组成甲、乙两个滑轮组，分别将同一物体在相同时间内匀速提升相同高度．若不计绳重和摩擦，比较甲、乙两滑轮组，下列说法正确的是(　　) 第3题图 A. 甲的拉力大 B. 乙的额外功少 C. 甲的拉力功率大 D. 乙的机械效率低 4. (2017陕西)如图所示，某工地用滑轮组将重为5 000 N 的货物匀速提升6 m，所用时间为20 s，在绳的末端所用拉力为2 200 N，下列说法错误的是(　　) 　 第4题图 A. M处滑轮的作用是改变力的方向 B. 提升货物过程中的有用功是3×104 J C. 拉力的功率为660 W D. 若只增加货物所受的重力，滑轮组的机械效率将增大 5. (2017南充)将一个重为4.5 N的物体沿斜面从底端匀速拉到顶端(如图所示)，斜面长1.2 m，高0.4 m，斜面对物体的摩擦力为0.3 N(物体大小可忽略)．则下列说法正确的是(　　) 第5题图 A. 沿斜面向上的拉力0.3 N B. 有用功0.36 J，机械效率20% C. 有用功1.8 J，机械效率20% D. 总功2.16 J，机械效率约为83.3% 6. (2017抚顺)如图所示，物体A在拉力F的作用下，5 s内水平匀速运动了1 m，物体A与地面间的滑动摩擦力为50 N，拉力F为40 N．下列物理量计算正确的是(　　) 第6题图 A. 绳子自由端移动的速度是0.2 m/s B. 拉力F做功为40 J C. 该滑轮组的机械效率是62.5% D. 拉力F的功率是10 W 7. (2017达州)如图所示，用20 N的水平拉力F拉滑轮，可以使重15 N的物体A以 0.2 m/s的速度在水平地面上匀速运动，物体B重 8 N，弹簧测力计的示数为3 N且保持不变．若不计轮重、弹簧测力计重、绳重和滑轮的摩擦，则下列说法中正确的是(　　) 第7题图 A. 地面受到的摩擦力为10 N B. 滑轮移动的速度为0.4 m/s C. 在2 s内绳子对物体A所做的功为4 J D. 水平拉力F的功率为4 W 8. (2017兰州)如图所示，用力F拉着重为G的物体竖直匀速上升，在时间t内物体上升的高度为h(物体未拉出水面)，若物体的体积为V，水的密度为ρ，则下列算式正确的是(　　) 第8题图 A. η＝ C. W有＝Gh D. P有＝ 9. (2017天津)利用如图所示的滑轮组，在5 s内将重为360 N的物体匀速向上提起2 m，作用在绳端竖直向上的拉力F为150 N，该滑轮组的机械效率是______，拉力F的功率是______W. 　　 第9题图 10. (2017赤峰)如图所示是一种小型千斤顶的示意图，当手往下压动摇臂时，能把重物抬高一段较小的距离，工人在4 s时间内用100 N的力竖直向下压动摇臂1 m，把1 000 N的重物匀速抬高8 cm. 则重物上升的速度为______m/s，人做的功为______J，千斤顶的效率是______%. 第10题图 11. (2017铁岭)用如图所示的滑轮组，把一个重为360 N的物体沿竖直方向在10 s内匀速提升1 m，所用拉力为200 N，物体上升的速度为____ m/s，拉力做功的功率为______W，滑轮组机械效率为______． 第11题图 11. (2017铜仁)某工人用如图所示的装置，将G＝900 N的重物沿斜面向上匀速拉动4 m用时30 s，该过程中物体上升的竖直高度为2 m，此装置的机械效率η＝75 %.该过程中，工人所用的拉力F＝______ N，拉力做功的功率 P＝______ W. 第12题图 13. (2016山西)用如图甲所示的滑轮组运送货物到9 m高的楼顶，每件货物重100 N，每次运送的量不定，图乙记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图像，由图可知每次运送对动滑轮做的功为______J，当某次运送4件货物时，滑轮组的机械效率为______(不考虑绳重和摩擦)． 第13题图 14. (2017齐齐哈尔)(8分)某小组在“测滑轮组机械效率的实验”中得到的数据如 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 所示，实验装置如图所示． 第14题图 (1)实验中应沿竖直方向________缓慢拉动弹簧测力计． (2)小组同学发现实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，应该静止读数．你认为他的想法__________(选填“正确”或“不正确”)，因为他没有考虑到________对滑轮组机械效率的影响． (3)用丁图装置进行实验，得出表中第4次实验数据，请将表中的两个数据填写完整． (4)通过比较________两次实验数据可得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数无关．(填实验次数的序号) (5)通过比较________两次实验数据可得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组机械效率越高．(填实验次数的序号) (6)通过比较3、4两次实验数据可得出结论：________________________________________． 实验 次数 钩码重 G/N 钩码上 升高度 h/m 绳端拉 力F/N 绳端移 动距离 s/m 机械效 率η 1 4 0.1 2.7 0.2 74% 2 4 0.1 1.8 0.3 74% 3 8 0.1 3.1 0.3 86% 4 8 0.1 2.5 15. (2017淮安)(5分)小明利用斜面搬运物体的过程中，提出了一个问题：“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有没有关系？”针对这个问题，他通过在斜面上拉动物体进行了探究(如图所示)，测得的实验数据如表中所示： 　第15题图 实验 序号 斜面倾 斜程度 物体重 力G/N 物体上升 高度h/m 沿斜面拉 力F/N ① 较缓 5.0 0.10 1.6 ② 较陡 5.0 0.15 2.2 ③ 极陡 5.0 0.25 3.1 实验 序号 物体移动 距离s/m 有用功 W有/J 总功 W总/J 机械效 率η(%) ① 0.50 0.50 0.80 63 ② 0.50 0.75 1.10 68 ③ 0.50 1.55 (1)沿斜面拉动物体时，应使其做________运动． (2)根据表中的数据可求出第③次实验中拉力所做的有用功为________J，机械效率是________． (3)通过对上述实验数据的分析可知，斜面的省力情况与斜面倾斜程度的关系是：斜面越缓，越________． (4)通过对上述实验数据的分析，对斜面机械效率的问题可获得的初步结论是：在其它条件不变的情况下，____________________________． 16. (2017北京)(3分)如图所示，是用滑轮组提升建筑材料A的示意图，在竖直向下的拉力F作用下，使重900 N的建筑材料A在5 s的时间里，匀速竖直上升了1 m，绳自由端匀速竖直向下移动了 2 m．在这个过程中，拉力F为500 N，滑轮组的机械效率为η，拉力F做功的功率为P. 求： (1)滑轮组的机械效率η； (2)拉力F的功率P. 第16题图 17. (2017安顺)(7分)小华用如图所示的滑轮组拉动货箱，已知货箱的质量为60 kg，在F＝50 N的拉力作用下，货箱以0.1 m/s的速度做匀速直线运动，地面对货箱的滑动摩擦力f为货箱重的0.2倍(g取10 N/kg)．求： (1)货箱的重力是多少？ (2)拉力F的功率是多少？ (3)货箱运动了1 min，克服摩擦所做的功是多少？ (4)此滑轮组的机械效率是多少？ 第17题图 18. (2017巴彦淖尔)(12分)用如图甲所示的滑轮组提升浸没在水中的实心圆柱形物体，已知物体的高度为1 m，底面积为0.12 m2，质量为200 kg.物体始终为0.5 m/s的速度匀速上升，物体浸没在水中匀速上升时，作用在绳端的拉力F所做的功随时间的变化关系如图乙所示．(不计绳重、摩擦及水的阻力．ρ＝1.0×103 kg/m3；g＝10 N/kg)求： (1)当物体的上表面刚好与水面相平时，其底部受到水的压强； (2)物体浸没在水中时受到的浮力； (3)物体浸没在水中匀速上升时绳端受到的拉力； (4)物体浸没在水中匀速上升时，滑轮组的机械效率； (5)物体出水后绳端拉力的功率． 第18题图 答 案 1. C　【解析】指甲剪由三个杠杆组成，其中既有省力杠杆也有费力杠杆，但其最终可以达到省力的目的，所以为省力杠杆，A正确，不符合题意；定滑轮的实质是等臂杠杆，不省力也不费力，能改变力的方向，B正确，不符合题意；使用任何机械都不可能省功，C错误，符合题意；使用任何机械都要做额外功，所以机械效率不可能达到100%，D正确，不符合题意．故选C. 2. A　【解析】匀速提升同一物体到同一高度，三种情况下做的有用功大小相同都为W有，不计绳子摩擦和质量，使用定滑轮、动滑轮、滑轮组时，做的额外功W额＝G动h，使用定滑轮、动滑轮和滑轮组时，动滑轮个数分别为0、1、2，所以可判断出W额定 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 制造过程中需要进行静态模拟实验，某科研室用实心圆柱体A进行静态模拟实验，如图所示，已知A的体积为1.2×10－3 m3，质量为2.1 kg.整个打捞过程A被匀速提升，A完全浸没在水中时，滑轮组的机械效率为 60%.忽略绳重及滑轮摩擦，不考虑水的阻力，(ρ水＝1.0×103 kg/m3，g＝10 N/kg)求： (1)A受到的重力； (2)A完全浸没在水中时受到的浮力； (3)A完全离开水面后，绳子自由端的拉力F； (4)A完全离开水面后，滑轮组的机械效率．(保留1位小数) 第7题图 8. 如图甲是利用滑轮组打捞水中圆柱体A的示意图，已知A的质量为90 kg，底面积为0.06 m2，在拉力F的作用下A始终以 0.1 m/s的速度上升，拉力F的功率随时间变化的图像如图乙所示，(忽略绳重及摩擦，不考虑水流阻力影响，g取10 N/kg，ρ水＝1.0×103 kg/m3)．求： (1)拉力F拉绳的速度及动滑轮重力； (2)圆柱体A的高度和A浸没时受到的浮力； (3)A浸没在水中时，上升过程中拉力F的功率P. 第8题图 类型3　简单机械与压强、浮力的综合计算(南宁2考、防城港2015.28) 9. (2018原创)在深井底部，有一底面积为0.5 m2，高2 m，密度为1×104 kg/m3的圆柱体M，现用如图所示的装置将其打捞上来．若牵引车以1 m/s 的速度匀速向右行驶，通过滑轮组将物体M由井底开始往上拉，20 s后物体M的顶部刚好与水面相平，牵引车的牵引力是6×104 N(g取10 N/kg)，求： (1)物体浸没在水中时受到的浮力； (2)当物体M的顶部与水面相平时，物体下表面受到水的压强； (3)物体未露出水面前，整个装置的机械效率． 第9题图 10. (2018原创)如图是某科技小组设计的自动储水装置， AB是可绕O点转动的杠杆(忽略杠杆的质量和摩擦)，且满足OA∶OB＝1∶3，A端通过细杆与压力传感开关S相连，B端通过细杆与圆柱体浮筒相连，杠杆始终保持水平．浮筒重为70 N，浮筒的体积为3 dm3 ，浮筒的上表面距池底为2 m．当水位下降到浮筒的下表面时S闭合，电动水泵开始注水；当水位上升到浮筒的上表面时S断开，电动水泵停止注水，一次注水正好把15 m3的水从地面送到储水池中. 已知进水口离地面高为20 m，g取10 N/kg，求： (1)停止注水时池底受到水的压强； (2)停止注水时浮筒受到水的浮力； (3)若电动水泵完成一次注水用时50分钟，电动水泵对水做功的功率； (4)当电动水泵停止注水时，压力传感开关S受到的压力并指出其方向. 第10题图 11. (2018原创)如图所示是儿童重工模拟游乐场中一种游戏装置．轻质杠杆AB可绕O点转动，OA∶OB＝5∶3；在A端挂有边长为10 cm，重力为20 N 的正方体C，B端悬挂一滑轮组，定滑轮、动滑轮各重2 N，当一个儿童用滑轮组匀速提升重物D时，物体C浸入水中且露出水面的高度为 2 cm，杠杆恰好水平静止，绳的重量、滑轮组的摩擦均不计，g取10 N/kg.求： (1)物体C的下表面受到的压强； (2)儿童对绳子末端的拉力F； (3)重物D的重力； (4)滑轮组的机械效率(保留1位小数)． 第11题图 答 案 1. 解：物体开始运动前，圆柱体对地面的压力： F压＝G圆柱＝m圆柱g＝15 kg×10 N/kg＝150 N 圆柱体对地面的压强：p＝ (2)由杠杆的平衡条件可得： G圆柱×OA＝G物体×s 则圆柱体恰好离开地面时物体运动的距离： s＝ 由v＝ t＝ (3)物体在板面上运动过程中，拉力F做的功： W＝Fs＝10 N×1.2 m＝12 J 拉力F的功率：P＝ 2. 解：(1)物体对水平地面的压力F＝G＝mg＝80 kg×10 N/kg＝800 N 物体对水平地面的压强：p＝ (2)由题图可知，n＝4绳子自由端移动的距离s＝nh＝4×3 m＝12 m 拉力F做的功W＝Fs＝250 N×12 m＝3 000 J 拉力F的功率P＝ (3)物体做的有用功W有＝Gh＝800 N×3 m＝2 400 J 滑轮组的机械效率η＝ 3. 解：(1)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，因为物体和地面之间摩擦力为f＝4.5 N，A处的拉力大小为：FA＝f＝4.5 N(2)物体的底面积为S＝(0.1 m)2＝0.01 m2 正方体物体对地面的压强为p＝ (3)由题图知，n＝2，绳子自由端移动的距离s绳＝vFt＝0.5 m/s×4 s＝2 m sA＝ WA＝FAsA＝4.5 N×1 m＝4.5 J 4. 解：(1)集装箱所受的重力G＝mg＝ρVg＝1.5×103 kg/m3×24 m3×10 N/kg＝3.6×105 N (2)由题图知，n＝2，绳子自由端所受的拉力F＝ 绳子自由端移动的速度v绳＝nv物＝2×0.2 m/s＝0.4 m/s 拉力F的功率P＝Fv绳＝1.85×105 N×0.4 m/s＝7.4×104 W (3)当绳子自由端所受的拉力F′＝1.45×105 N，滑轮组对重物的拉力F拉＝nF′－G动＝2×1.45×105 N－1.0×104 N＝2.8×105 N，则水平甲板受到的压力F压＝G－F拉＝3.6×105 N－2.8×105 N＝8×10 4 N，p＝ 5. 解：(1)当杠杆在B端施加竖直向下的力时，根据杠杆平衡条件得：GC×OA＝FB×OB，所以5 N×40 cm＝FB×10 cm，所以FB＝20 N (2)当杠杆AB恰好在水平位置平衡时，铁球处于静止状态，铁球受到重力、浮力和拉力的作用，竖直向上的拉力和浮力的合力与竖直向下的重力是平衡力． 铁球受到的浮力为：F浮＝ρ水gV排＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg× (3)铁球对杠杆的拉力FB＝20 N，所以杠杆对铁球的拉力FB′也是20 N 所以铁球的重力为：G＝FB′＋F浮＝20 N＋1 N＝21 N 所以铁球的质量为：m＝ 若铁球为实心，则铁球的密度：ρ＝ 又因为V铁＝ 6. 解：(1)杠杆在弹簧秤的拉力及重物对A的拉力作用下处于平衡状态，则由杠杆平衡可得：F1·OB＝FG·OA. 则FG＝ (2)浸没水中后由杠杆平衡可知： F2·OB＝FG′·OA FG′＝ 金属块此时受重力G、浮力F浮及拉力F′而处于平衡状态，且F′＝FG′＝3.6 N，故有：G＝F浮＋F′， 则浮力F浮＝G－F′＝5.4 N－3.6 N＝1.8 N (3)由F浮＝ρ水gV排得： V排＝ 由于金属块在水中完全浸没，所以金属块体积V＝V排，即：V＝1.8×10－4 m3 金属块质量m＝ 则金属块的密度ρ金属＝ 7. 解：(1)A受到的重力G＝mg＝2.1 kg×10 N/kg＝21 N (2)A完全浸没在水下时，V排＝V物，所以 F浮＝ρ水gV排＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×1.2×10－3 m3＝12 N (3)A浸没在水中时受到的拉力 FA＝G－F浮＝21 N－12 N＝9 N 设A浸没在水中时，绳子自由端的拉力为F1，n＝3.由η＝ 由F1＝ A离开水面后，绳子自由端的拉力 F＝ (4)A离开水面后，滑轮组的机械效率 η′＝ 8．解：(1)由题图可知，n＝2，则绳的速度v绳＝nv物＝2×0.1 m/s＝0.2 m/s. 圆柱体A完全离开水面后，拉力为F′，拉力的功率为P′，根据P＝Fv得F′＝ 根据F′＝ (2)由题图乙知，在50 s时A开始离开水面，至60 s时刚好完全脱离水面，则圆柱体A的高度h＝v物t1＝0.1 m/s×(60 s－50 s)＝1 m 则圆柱体A的体积V＝Sh＝0.06 m2×1 m＝0.06 m3 A浸没时，V＝V排，则受到的浮力F浮＝ρ水gV排＝ρ水gV＝1×103 kg/m3×10 N/kg×0.06 m3＝600 N (3)A浸没在水中时，绳子对A的拉力FA＝G－F浮＝900 N－600 N＝300 N 拉力F＝ 拉力F的功率P＝Fv绳＝200 N×0.2 m/s＝40 W 9. 解：(1)因为物体浸没在水中，所以V排＝V物＝Sh＝0.5 m2×2 m＝1 m3 F浮＝ρ水gV排＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×1 m3＝1×104 N (2)物体M的顶部与水面相平时，物体下表面距水面的高度h＝2 m 物体下表面受到水的压强p＝ρ水gh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×2 m＝2×104 Pa (3)物体露出水面前，物体M所受的重力 G物＝ρ物V物g＝1×104 kg/m3×1 m3×10 N/kg＝1×105 N 物体M受到滑轮组的拉力 F拉＝G物－F浮＝1×105 N－1×104 N＝9×104 N 20 s牵引车通过的路程：s＝vt＝1 m/s×20 s＝20 m 物体被提升的高度(滑轮组有两段绳子承担物重)：h1＝ W有＝F拉h1＝9×104 N×10 m＝9×105 J W总＝F牵s＝6×104 N×20 m＝1.2×106 J η＝ 10. 解：(1)停止注水时池底受到水的压强：p＝ρ水gh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×2 m＝2×104 Pa (2)停止注水时浮筒刚好浸没，浮筒的体积3 dm3＝3×10－3 m3，由阿基米德原理得： F浮＝ρ水gV排＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×3×10－3 m3＝30 N (3)由G＝mg和m＝ρV得一次注水的重力： G水＝ρ水gV水＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×15 m3＝1.5×105 N 电动水泵对水做的功：W＝G水h1＝1.5×105 N×20 m＝3×106 J 电动水泵对水做功的功率：P＝ (4)电动水泵停止注水时，对浮筒进行受力分析可知，浮筒受到向下的重力、向上的浮力和杠杆的拉力作用，杠杆的拉力和浮筒对杠杆的拉力是一对相互作用力，大小相等 根据力的平衡条件有：FB＋F浮＝G 则浸没时浮筒对杠杆的拉力：FB＝G－F浮＝70 N－30 N＝40 N 由杠杆平衡条件得，FA×OA＝FB×OB 压力传感开关S受到的压力为：FA＝ 因为OA∶OB＝1∶3，所以FA＝FB× 其方向竖直向上． 11. 解：(1)物体C浸入水中的深度：h＝10 cm－2 cm＝8 cm＝0.08 m 物体C的下表面受到的压强： p＝ρ水gh＝1.0×103 kg/ m3 ×10 N/kg ×0.08 m ＝ 800 Pa (2)物体C排开水的体积：V排＝Sh＝(0.1 m)2×0.08 m＝8.0×10－4 m3 物体C受到的浮力为： F浮＝ρ水gV排＝1.0×103 kg/ m3×10 N/kg×8.0×10－4 m3＝8 N 正方体C对杠杆的拉力FA＝GC－F浮＝20 N－8 N＝12 N 由F1L1＝F2L2，得 FA× OA＝FB ×OB 则：FB＝FA· 又因为 FB ＝ 3F ＋ G定 得：F＝ (3)动滑轮上有2段绳子承重，则F＝ GD＝2F－ G动＝2×6 N－2 N＝10 N (4)η＝ s