（呼和浩特專用）2019中考物理高分一輪 第14單元 簡單機械 機械效率習(xí)題

第14課時簡單機械機械效率一、選擇題1.2018·宜昌下列有關(guān)起重機提升貨物時機械效率的說法,正確的是()A.有用功越多,機械效率越高B.同一起重機提起的貨物越重,機械效率越高C.額外功越少,機械效率越高D.同一起重機提起同一貨物越快,機械效率越高2.2018·麗水如圖14-26所示,用刻度均勻的勻質(zhì)杠桿進(jìn)行“探究杠桿平衡條件”的實驗(每個鉤碼重為0.5 N),下列說法正確的是()圖14-26A.圖甲中實驗前出現(xiàn)該情況,應(yīng)將杠桿的平衡螺母向左調(diào)B.圖乙中在A、B處各增加一個鉤碼,杠桿仍然能保持水平平衡C.圖丙中彈簧測力計從a位置轉(zhuǎn)到b,為保持杠桿在水平位置平衡,其示數(shù)需變大D.圖丁中用彈簧測力計在c點向上拉杠桿,為保持杠桿在水平位置平衡,其示數(shù)應(yīng)小于3 N3.2018·溫州如圖14-27為吸盤式掛桿,將吸盤壓在瓷磚上排盡其中的空氣,掛桿就能被固定在瓷磚上。掛有平底鍋的掛鉤沿光滑水平橫桿從P點開始向吸盤B移動,若吸盤與橫桿的重力、吸盤大小均忽略不計,設(shè)掛鉤與吸盤A的距離為l,則吸盤B受到的摩擦力F的大小與l的關(guān)系圖像為圖14-28中的()圖14-27圖14-284.2018·重慶B卷部分農(nóng)戶在新建住房時,常利用如圖14-29所示的簡易滑輪提升建材。在一次提升建材的過程中,建筑工人用400 N的拉力,將重600 N的建材在10 s內(nèi)勻速提高3 m。則下列判斷正確的是()圖14-29A.滑輪所做的有用功為1200 JB.滑輪受到的重力為100 NC.該滑輪的機械效率=75%D.繩子自由端移動的速度大小為0.3 m/s5.2017·河南如圖14-30所示,水平桌面上有一鐵塊,由繞過定滑輪的細(xì)繩與重6 N的沙桶相連且保持靜止,不計繩重及繩與滑輪間的摩擦,下列分析正確的是()圖14-30A.使用定滑輪是為了省力B.鐵塊受到繩子的拉力為6 NC.鐵塊對桌面的壓力和重力是一對平衡力D.若剪斷繩子,鐵塊由于慣性將向右運動6.如圖14-31所示,甲、乙兩套裝置所用滑輪質(zhì)量均相等,用它們分別將所掛重物在相等時間內(nèi)豎直向上勻速提升相同高度。若G1=G2,所用豎直向上的拉力分別為F1和F2,拉力做功的功率分別為P1和P2,兩裝置的機械效率分別為1和2,則下列選項正確的是(忽略繩重和摩擦)()圖14-31A.F1>F2,1<2,P1<P2B.F1>F2,1=2,P1=P2C.F1<F2,1<2,P1<P2D.F1<F2,1>2,P1>P27.2018·荊州如圖14-32所示,豎直固定的彈簧測力計下端掛一個滑輪組,已知每個滑輪重均為50 N,滑輪組下端掛有物體B,滑輪組繩的末端通過定滑輪沿水平方向與物體A相連,物體A在繩的水平拉力作用下向右做勻速直線運動,此時彈簧測力計的示數(shù)為550 N。在物體B下加掛重為90 N的物體C后,用水平向左的力F拉動物體A可使其沿水平桌面向左做勻速直線運動,此時物體B上升的速度大小為5 cm/s。若不計繩重及滑輪的摩擦,g取10 N/kg。下列說法中正確的是()圖14-32A.物體A所受滑動摩擦力大小為275 NB.F的大小為530 NC.F做功的功率為42 WD.B的重力為500 N8.2018·十堰如圖14-33所示,滑輪組將重50 N的物體A以0.2 m/s的速度沿水平地面勻速向前拉動了1 m,拉力F大小為10 N,滑輪組的機械效率為80%,下列說法中正確的是()圖14-33A.拉力F做功的功率為2 WB.2 s內(nèi)繩子自由端移動的距離為0.4 mC.滑輪組做的有用功為50 JD.物體A受到水平地面的摩擦力為16 N9.2017·荊州如圖14-34所示,用F=50 N的水平拉力拉著重為200 N的物體A沿水平地面勻速運動,且物體A運動的速度為0.2 m/s,地面對物體A的摩擦力是物體A重的0.1倍。不計滑輪重力,則下列說法正確的是()圖14-34A.10 s內(nèi)物體A克服與地面之間的摩擦力做的功是80 JB.10 s內(nèi)拉力F做的功是100 JC.拉力F的功率是20 WD.該裝置的機械效率是80%10.2018·包頭關(guān)于下列四種情況說法正確的是()圖14-35A.圖14-35甲中,物體在27 s內(nèi)的平均速度為2 m/sB.圖乙中,a、b兩種物質(zhì)的密度之比為14C.圖丙中,物塊M向左做勻速直線運動,該裝置的機械效率為75%D.圖丁中,杠桿在水平位置平衡,OAAB=12,則FG=1211.(多選)2018·聊城工人師傅搬運貨物時,在地面和卡車的車廂間傾斜放置一長木板搭成斜面,將地面上的貨物沿斜面勻速拉上車廂用時15 s。已知車廂高1.5 m,木板長3 m,貨物質(zhì)量為60 kg,沿斜面所用的拉力為400 N,g取10 N/kg,則下列說法正確的是()A.工人做的總動為900 JB.工人做的額外功為300 JC.工人做功的功率為60 WD.此斜面的機械效率為75%12.(多選)2017·河北用五個相同質(zhì)量的滑輪和繩子組成如圖14-36所示的甲、乙兩個滑輪組,在繩自由端分別用力將重為G的物體勻速提升,乙滑輪組的效率為乙,不計摩擦、繩和木板的重。下列說法正確的是()圖14-36A.兩個滑輪組的機械效率可能相等B.F1一定大于F2C.每個滑輪重為(1-乙)G2乙D.甲、乙將重物提升相同的高度,F1與F2的功率可能相等13.2018·衢州如圖14-37所示是汽車起重機,其中A、B組成滑輪組(結(jié)構(gòu)如示意圖),C桿伸縮可改變吊臂的長短,D桿伸縮可改變吊臂與水平面的角度,O為吊臂的轉(zhuǎn)動軸,裝在E里的電動機牽引鋼絲繩,利用滑輪組提升重物,H為在車身外側(cè)增加的支柱,F為吊臂頂端受到豎直向下的力。下列有關(guān)汽車起重機的敘述中錯誤的是()圖14-37A.滑輪組中A滑輪用于改變力的方向B.當(dāng)C桿伸長時吊臂對D桿的壓力將變大C.當(dāng)D桿伸長時力F的力臂將變小D.H的作用是工作時以防翻車和避免輪胎受到的壓力過大二、實驗題14.2018·瀘州瀘州市為了鞏固創(chuàng)文成果下發(fā)了宣傳手冊綠色低碳生活,從垃圾分類開始。圖14-38是一種輪式垃圾桶,拖動時它相當(dāng)于一個(選填“省力”或“費力”)杠桿;垃圾桶底部的小輪子是為了(選填“增大”或“減小”)摩擦力;若拖動時垃圾桶總重為150 N,且動力臂為阻力臂的2倍,則保持垃圾桶平衡的拉力F為N。 圖14-3815.2018·威海圖14-39為吊裝工具示意圖,物體M為重5000 N的配重,杠桿AB的支點為O,OAOB=12,每個滑輪重100 N。當(dāng)重為700 N的工人用300 N的力豎直向下勻速拉動繩子時,工人對地面的壓力為N,物體M對地面的壓力為N。(杠桿與繩的自重、滑輪組摩擦均不計) 圖14-3916.2018·濱州小明在“探究杠桿平衡條件”的實驗中所用的實驗器材有:刻度均勻的杠桿、支架、彈簧測力計、刻度尺、細(xì)線和質(zhì)量相同的0.5 N重的鉤碼若干個。(1)如圖14-40所示,實驗前,杠桿左端下沉,則應(yīng)將左端的平衡螺母向(選填“左”或“右”)調(diào)節(jié),直到杠桿在位置平衡,目的是便于測量。支點選在杠桿的中點是為了消除杠桿對實驗的影響。 圖14-40(2)小明同學(xué)所在實驗小組完成某次操作后,實驗現(xiàn)象如圖所示,他們記錄的數(shù)值為動力F1=1.5 N,動力臂l1=0.1 m,阻力F2=1 N,則阻力臂l2=m。 (3)甲同學(xué)測出了一組數(shù)據(jù)后,就得出了“動力×動力臂=阻力×阻力臂”的結(jié)論,乙同學(xué)認(rèn)為他的做法不合理,理由是。 (4)丙同學(xué)通過對數(shù)據(jù)分析后得出的結(jié)論是:動力×支點到動力作用點的距離=阻力×支點到阻力作用點的距離。與小組同學(xué)交流后,乙同學(xué)為了證明丙同學(xué)的結(jié)論是錯誤的,他做了如圖所示的實驗,此實驗(選填“能”或“不能”)說明該結(jié)論是錯誤的。圖實驗中,已知杠桿上每個小格長度為5 cm,每個鉤碼重0.5 N,當(dāng)彈簧測力計在A點斜向上拉(與水平方向成30°角)杠桿,使杠桿在水平位置平衡時,動力×動力臂(選填“等于”或“不等于”)阻力×阻力臂。 三、計算題17.2018·烏魯木齊如圖14-41所示,長1 m、重5 N的勻質(zhì)杠桿OB連接在豎直墻壁的O點,在杠桿的中點A處懸掛45 N的重物。固定在A點的繩子跨過定滑輪,在拉力F作用下使杠桿在水平位置平衡,此時OAC=45°。不計繩子重力和轉(zhuǎn)動部分的摩擦。求:(1)緩慢地將杠桿從水平位置轉(zhuǎn)動到豎直位置的過程中,拉力做的功。(2)杠桿從水平位置逆時針緩慢轉(zhuǎn)動多大角度后,繩子拉力開始小于 50 N。圖14-4118.2018·桂林小熊在課外實踐活動中,用如圖14-42甲所示的滑輪組勻速拉動放在水平地面上的不同物體,物體受到的摩擦力從100 N開始逐漸增加,每次物體被拉動的距離均為1 m。根據(jù)測量結(jié)果畫出了該滑輪組機械效率與物體受到摩擦力大小變化的關(guān)系圖像,如圖乙所示,不計繩重和繩與滑輪間的摩擦。(1)由圖乙可知,當(dāng)物體受到的摩擦力為100 N時,滑輪組機械效率是多大?(2)當(dāng)滑輪組的機械效率為75%,物體以0.1 m/s的速度勻速運動時,該滑輪組的有用功率是多大?(3)當(dāng)物體與地面的摩擦力為1500 N時,體重為500 N的小熊豎直向下拉繩還能用此滑輪組拉動物體嗎?用計算結(jié)果說明。圖14-42四、綜合題19.2018·白銀如圖14-43所示為釣魚竿釣魚的示意圖,O為支點,請畫出F1、F2的力臂l1、l2。圖14-4320.2018·攀枝花如圖14-44所示,一個繞O點轉(zhuǎn)動的杠桿,已知動力F1的方向和阻力F2的力臂l2,請畫出動力F1的力臂l1以及阻力F2。圖14-4421.2018·常州南極冰面上,科考隊用拖拉機借助繩索水平牽引裝有貨物的輕質(zhì)木箱,運輸貨物。(1)木箱底面積為5 m2,質(zhì)量不計,水平冰面能承受的最大壓強為1×104 Pa,g取10 N/kg,求木箱內(nèi)可裝貨物的最大質(zhì)量。(2)某次運輸過程中,拖拉機用繩索牽引裝有貨物的木箱在水平冰面上以36 km/h的速度勻速直線行駛10 km、消耗柴油1 kg,牽引木箱做功的功率為9 kW,q柴油=4.5×107 J/kg。求該運輸過程中,冰面對木箱的摩擦力大小。求該運輸過程中,柴油完全燃燒釋放的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為繩索牽引木箱做功的效率。圖14-45參考答案1.B2.C3.D4.C解析 滑輪所做的有用功為W有=Gh=600 N×3 m=1800 J,A錯誤。因為F=12(G輪+G),即400 N=12(G輪+600 N),則G輪=200 N,B錯誤。動力作用點通過的距離s=2 h=2×3 m=6 m,總功W總=Fs=400 N×6 m=2400 J,該滑輪的機械效率=W有W總=1800J2400J=75%,C正確。繩子自由端移動的速度v=st=6m10s=0.6 m/s,D錯誤。5.B6.B7.B8.D9.D10.C解析 由圖甲可知,物體在27 s通過的距離為s=6 m-2 m=4 m,則平均速度v=st=4m5s=0.8 m/s,故A錯誤。由圖乙可知,當(dāng)兩物質(zhì)的體積同為4 cm3時,a的質(zhì)量為20 g,b的質(zhì)量為5 g,所以a、b兩物質(zhì)的密度之比ab=20g4cm35g4cm3=41,故B錯誤。由圖丙可知,承擔(dān)摩擦阻力的繩子股數(shù)n=2,此滑輪組的機械效率為=W有W總=fsFns=fnF=15N2×10N=75%,故C正確。根據(jù)圖丁和杠桿平衡條件,可得F·OB=G·OA,FG=OAOB=OAOA+AB=11+2=13,故D錯誤。11.BD12.BCD解析 因不計摩擦、繩和木板的重,則滑輪組的機械效率=W有W總=W有W有+W額=GhGh+G動h=GG+G動,甲、乙兩圖中的物體重力相等,但動滑輪重力不同,故機械效率不同,故A錯誤。F1=12(G+G動)=12G+12G動,F2=14(G+2G動)=14G+12G動,所以F1>F2,故B正確。由乙=GG+2G動,解得G動=(1-乙)2乙G,故C正確。拉力功率P=Fv,由于拉力F、拉力的作用點運動速度未知,所以F1與F2的功率可能相等,故D正確。13.A14.省力減小75解析 垃圾桶的輪子是支點,垃圾桶的重力是阻力,動力臂大于阻力臂,因此拖動時是一個省力杠桿;小輪子是為了將滑動摩擦變成滾動摩擦來減小摩擦;根據(jù)杠桿平衡條件F1l1=F2l2可知,動力臂為阻力臂的2倍時,拉力為重力的一半,即F=12G=12×150 N=75 N。15.4004500解析 700 N的工人用300 N的力豎直向下勻速拉動繩子時,工人對底面的壓力等于700 N-300 N=400 N。杠桿A端受到的拉力FA=3×300 N+100 N=1000 N,根據(jù)杠桿平衡條件有FB×OB=FA×OA,則FB=1000N×12=500 N,所以物體M對地面的壓力為5000 N-500 N=4500 N。16.(1)右水平力臂重力(2)0.15(3)只做一次實驗,結(jié)論具有偶然性(4)能等于解析 (1)題圖I中,杠桿左端下沉,則應(yīng)將左端的平衡螺母向右調(diào)節(jié),使杠桿在水平位置平衡,此時作用點到支點的距離和力臂相等,便于測量力臂;支點選在杠桿的中點與杠桿的重心重合,消除杠桿重力對實驗的影響。(3)甲同學(xué)只做一次實驗,結(jié)論具有偶然性,找不到普遍規(guī)律,做法不合理。17.解:(1)題圖中的滑輪為定滑輪,不計繩子重力和轉(zhuǎn)動部分的摩擦,則拉力F做的功等于克服杠桿與物重所做的功。根據(jù)題意可知,杠桿OB長1 m,將杠桿從水平位置轉(zhuǎn)動到豎直位置的過程中,杠桿和重物上升的高度h=12×OB=12×1 m=0.5 m,即W=W杠+W物=G杠h+G物h=5 N×0.5 m+45 N×0.5 m=25 J。(2)如下圖所示,由題可知,OAC=45°,所以O(shè)C=OA,根據(jù)杠桿平衡條件可得G總×OM=F×ON,其中G總=G杠+G物=50 N,當(dāng)逆時針轉(zhuǎn)動至某一角度時,G總=50 N,拉力F=50 N,則50 N×OM=50 N×ON,所以,OM=ON,又因為OC=OA=OA',根據(jù)三角形知識可得OCNOA'NOA'M,則MOA'=A'ON=NOC=30°。當(dāng)杠桿從水平位置沿逆時針緩慢轉(zhuǎn)動30°角后,繩子拉力開始小于50 N。18.解:(1)由圖乙可知,當(dāng)物體受到的摩擦力為100 N時,滑輪組機械效率1=50%。(2)當(dāng)1=50%時,因為物體被勻速拉動,做勻速直線運動,故繩對物體的拉力Fa=f=100 N,根據(jù)=W有W有+W額=Fas物Fas物+G動s物=FaFa+G動得,動滑輪重G動=(1-)Fa=(1-50%)×100N50%=100 N,當(dāng)'=75%時,繩對物體的拉力Fa1='1-'G動=75%1-75%×100 N=300 N,該滑輪組的有用功率P有=Fa1v物=300 N×0.1 m/s=30 W。(3)由圖甲可知,與動滑輪相連的繩子段數(shù)n=3,當(dāng)物體與地面的摩擦力為1500 N時,繩對物體的拉力Fa2=f2=1500 N,作用在繩子自由端的拉力F=1n(Fa2+G動)=13×(1500 N+100 N)533 N>G小熊=500 N,所以體重為500 N的小熊豎直向下拉繩不能用此滑輪組拉動物體。19.如圖所示20.如圖所示21.解:(1)F大=p大S=1×104 Pa×5 m2=5×104 N,m大=G大g=F大g=5×104N10N/kg=5×103 kg。(2)由P=Wt=Fst=Fv可得F牽=Pv=9000W36×13.6m/s=900 N。木箱隨拖拉機勻速運動時處于平衡狀態(tài),受到的牽引力和阻力是一對平衡力,二力大小相等,則冰面對木箱的摩擦力f=F牽=900 N?？朔Σ亮λ龅墓=fs=900 N×10×103 m=9×106 J,1 kg柴油完全燃燒放出的熱量Q放=m柴油q柴油=1 kg×4.5×107 J/kg=4.5×107 J;做功的效率=WQ放=9×106J4.5×107J=20%。率P=Wt總=20Fl34l3v0=5Fv0。11