北师大版八年级下9.6测滑轮组的机械效率同步练习（有解析）
文档属性
| 名称 | 北师大版八年级下9.6测滑轮组的机械效率同步练习（有解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 2.2MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 北师大版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-04-03 22:30:30 | ||
图片预览
文档简介
北师大版八年级下 9.6 测滑轮组的机械效率 同步练习
一、单选题
1．在 5 秒时间内，将一个重为 10N 的物体沿着如图长 3m、高 1m 的斜面从底端匀速拉到 顶端，物体受到拉力为 5N。则下列说法正确的是（ ）
A．使用斜面可以省力也能省功
B．沿斜面向下的摩擦力力 5N
C．拉力做功的功率为 1W
D．此时斜面的机械效率为 66.7%
2．如图所示，用拉力将重的物体匀速向上提升20cm，不计绳重和摩擦。下列说法正确的是（ ）
A．绳端移动的距离为60cm B．动滑轮的重为30N
C．拉力F所做的有用功为20J D．滑轮组的机械效率为
3．如图所示的斜面长s为3m，高h为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．物体运动时所受摩擦力是150N
B．拉力所做的功是300J
C．拉力的功率是75W
D．斜面的机械效率是80％
4．将规格完全相同的滑轮，用绳子绕成图中的甲、乙滑轮组。使用甲、乙滑轮组分别匀速提升重力为G1、G2的两物体，升高相同的高度。绳自由端施加的拉力大小分别为F1和F2，物重G1>G2，不计绳重和摩擦。则下列判断正确的是（ ）
A．拉力F1一定大于F2
B．乙滑轮组的机械效率较高
C．甲、乙滑轮组的有用功相同
D．甲的额外功与有用功的比值较小
5．某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组（每个滑轮重相同）匀速提起相同的重物。不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．甲图省力，机械效率一样大 B．甲图省力，机械效率甲图大
C．乙图省力，机械效率一样大 D．乙图省力，机械效率乙图大
6．如图所示，用滑轮组在1s内将重为10N的物体沿竖直方向匀速提升0.2m，作用在绳端的拉力F为4N，不计绳重和轮轴摩擦，以下计算正确的是（ ）
A．拉力F的功率为2W
B．滑轮组的有用功为2.4J
C．动滑轮的重力为2N
D．滑轮组的机械效率为80%
7．如图，在水平拉力F的作用下，使物体A沿水平面以速度v向右匀速运动了距离s，若物重为G，平面对物体的摩擦力为f。下列说法正确的是（ ）
A．有用功的功率为fs B．拉力的功率为3Fs
C．额外功为(3F-f)s D．装置的机械效率为
8．光头强用如图所示的装置将200N的蜂蜜匀速提高3m，送给楼上的熊大、熊二，所用的拉力是125N，不计桶重、绳重和摩擦。下列说法不正确的是（ ）
A．绳子自由端移动的距离为6m B．拉力做的功为750J
C．动滑轮重50N D．该滑轮组的机械效率为75%
9．为了将放在水平地面，重100N的重物提升到高处，小明同学设计了如图甲所示的滑轮组装置。当用图乙所示随时间变化，方向始终竖直向下的拉力F拉绳时，重物的速度v和上升的高度h随时间t变化的关系分别如图丙、丁所示。若重物与地面的接触面积为0.05m2，不计绳重和一切摩擦，则下列选项正确的是（ ）
A．动滑轮的重力为50N
B．在0～1s内，重物对地面的压强为200Pa
C．在1～2s内，拉力F做的功为187.5J
D．在2～3内，绳对重物做的功为300J
10．如图所示，甲滑轮组中动滑轮的总质量为3m，乙滑轮组中动滑轮的质量为2m，物体A的质量为2m，物体B的质量为m。在相同的时间内，分别用甲、乙两滑轮组使物体A和B匀速升高相同的高度h，绳子自由端的拉力分别为F1、F2。若不计绳重和摩擦，则下列判断正确的是（ ）
A．拉力F1大于F2
B．拉力F1拉动绳子自由端的速度小于F2拉动绳子自由端的速度
C．拉力F1的功率小于拉力F2的功率
D．甲滑轮组的机械效率大于乙滑轮组的机械效率
11．如图所示，小明分别使用甲、乙、丙三种机械匀速提升物体M（绳长不变），测得物体M所受重力和各拉力如表所示，则（ ）
GM F甲 F乙 F丙
8N 10N 10N 10N
A．乙、丙的机械效率相等 B．使用图丙斜面可以省力
C．甲、乙的机械效率相等 D．甲、丙的机械效率相等
12．用如图所示的滑轮组，在4s内将重为1500N的物体沿水平方向匀速移动2m的过程中，所用的拉力大小为375N，滑轮组的机械效率为80%。在此过程中，下列说法正确的是（ ）
A．绳子自由端沿水平方向移动了6m
B．物体受到的拉力为750N
C．如果只增加物体的重力，滑轮组的机械效率不变
D．拉力做的额外功为300J
二、填空题
13．如图所示，一建筑工地工人用滑轮组拉着重为500N的物体A沿水平方向以0.02m/s的速度做匀速直线运动，人对绳子的拉力大小为110N，动滑轮重为20N（不计绳重及绳与轮间的摩擦），则物体A移动过程中受到地面的摩擦力为______N，滑轮组的机械效率为______（保留一位小数）。
14．如图所示，是小俊同学测量滑轮组机械效率时的实验示意图，请完成下列问题：
(1)实验原理是_________；
(2)图丙实验过程中测力计的示数为_______N，不计摩擦及绳重，若动滑轮重1.8N，此次实验中滑轮组的机械效率为_________；
(3)如图做了甲、乙、丙三次实验，可知是为了探究_____因素对滑轮组机械效率的影响。
15．如图，在测滑轮组机械效率实验中，每个钩码完全相同，用同一滑轮组分别将钩码（组）匀速提升相同高度，不计绳重和摩擦，对动滑轮做功是___________（选填“有用功”或“额外功”），滑轮组机械效率η甲________η乙（选填“<”“>”或“=”），由此可知，可以采用_________方法来提高滑轮组的机械效率。
16．如图所示，沿斜面把质量为24kg的一个物体匀速拉到最高处，沿斜面向上的拉力是F＝300N，斜面长2m、高1m，则物体所受摩擦力______N。
三、综合题
17．如下图1所示，是2008北京残奥会开幕式最后一棒火炬手侯斌，靠自己双手的力量，攀爬到火炬台底部并最终点燃圣火的照片，该点火仪式充分体现了残疾人自强自立、拼搏向上的勇气和精神．已知他和轮椅总质量为80kg，攀爬高度39m，历时约3min20s．
（1）如果不计机械装置的额外功，求他的平均功率多大？
（2）小明同学看到火炬手攀爬很费劲，想到物理课上学过利用滑轮组可以省力．小明同学如果站在地面上，用如右图2所示的哪个滑轮组拉起火炬手侯斌最合适， 理由是什么 如果该滑轮组机械效率为80％，求小明同学的拉力至少要多大？
18．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．请回答下列问题：
（1）计算物体上升的速度_____．
（2）图乙中阴影部分的面积表示的物理量是___，并计算出该物理量的大小___．
（3）计算滑轮组提升该重物时的机械效率为_____．
19．大明驾驶额定功率为100kW，质量为3t的某小型载重汽车，把装在车上的6t砂石运送到山顶上的施工现场，若g取10N/kg。请完成以下问题：
（1）图中的山路相当于一个______，山路这样修其主要是为了______；
（2）汽车先以20kW的功率在平直公路上匀速行驶了10min，速度为10m/s。该过程汽车受到的阻力为多少？______
（3）然后汽车从山坡底沿如图所示的山路，又以额定功率行驶了2min，将砂石运送到50m高的坡顶。该过程汽车运送砂石所做的有用功和总功分别为多少？______、______；
（4）从坡底向坡顶运送砂石时汽车的机械效率是多少？______
20．“蛟龙号”创造了“中国深度”--下潜7062m．今年“蛟龙号”将远赴印度洋探索2700m深处活火山的奥秘．已知：海水密度ρ=1.03×103kg/m3，声音在海水中的传播速度是1500m/s，取g=10N/kg．问：
（1）“蛟龙号”下潜到2700m深度时受到的海水的压强是多少？
（2）电磁波传播速度大，但是在海水中的传输距离是短．母船与“蛟龙号”信息传递要借助于声呐．在2700m深处的“蛟龙号”收到正上方母船的指令需要多长时间？
（3）“蛟龙号”到达海底扔掉部分配重后，排开的水所受的重力是5×103N，它受到的浮力是多少？
（4）任务完成后，起重机把重2.2×105N的“蛟龙号”吊到母船上，起重机滑轮装置原理如图乙，在滑轮装置作用下，“蛟龙号”离开水面后缓慢竖直上升10m后到达甲板，绳子自由端的拉力为68750N，移动的距离是40m，则滑轮装置的机械效率是多少？
（5）你认为“蛟龙号”面临的主要技术难题是什么（答出一条即可）？
21．如图甲是我省潮汕地区东奥岛风力发电的外景，风力发电机组主要由风机叶片和发动机组成．
（1）风机的叶片具有质量轻、强度高、耐磨损等性能，通常用硬度大，密度______（选填“大”或“小”）的复合材料制成；叶片形状像飞机的机翼，若叶片位置和风向如图乙所示，由于叶片两面空气流速不同，上方的流速较，产生压强差，从而受到向______（选填“上”或“下”）的力使风叶旋转．
（2）风叶产生的动力通过传动系统传递给发电机，利用___________原理，使机械能转化为电能．
（3）某风力发电机的输出功率与风速的关系如图丙所示，由图像可知，能使该风力发电机组产生电能的风速范围是___________（用图像中的字母表示）．
（4）下表给出了在不同风速下某风机获得的能量：
平均风速（m/s） 5 10 15 20
1s内获得的能量（×104J） 1 8 27 64
①请你对表格的数据进行分析，你会发现该风机1s内获得的能量与风速的关系是_______；
②风速为5m/s时，这台风机工作1min所产生的电能可供1只“220V 100W”电灯正常工作10min，风机发电的效率是为______．
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【解析】
【详解】
A．功的原理：使用任何机械都不能省功。使用斜面可以省力，但不能省功，故A错误；
BCD．拉力做的功为
W总=Fs=5N×3m=15J
使用斜面做的有用功为
W有用=Gh=10N×1m=10J
克服摩擦力做的额外功为
W额外= W总- W有用=15J-10J=5J
根据W额外=fs可得，物体沿斜面向下的摩擦力为
拉力做功的功率为
此时斜面的机械效率为
故BC错误，D正确。
故选D。
2．A
【解析】
【分析】
【详解】
A．由图知，，绳子自由端移动的距离
故A正确；
B．不计绳重和摩擦，拉力F=，则动滑轮重力
G动=3F-G=3×50N-80N=70N
故B错误；
C．拉力做的有用功
W有用=Gh=80N×0.2m=16J
故C错误；
D．拉力做的总功
W总=Fs=50N×0.6m=30J
滑轮组的机械效率
故D错误。
故选A。
3．C
【解析】
【详解】
A．根据题意
可得
则
所以，故A错误；
B．根据题意，由可得
故B错误；
C．根据题意，由可得
故C正确；
D．根据题意，由，对物体所做的有用功为
由效率公式可得
故D错误。
故选C。
4．D
【解析】
【详解】
A．由图可知，甲、乙动滑轮上绳子股数n分别为3和2，且物重G1>G2，动滑轮重G动相同，由公式：可知：F1与F2的大小关系不能确定，故A错误；
CD．已知物体上升的高度h相同，且物重G1>G2，动滑轮重G动相同，由公式：W有=Gh和W额=G动h可知：甲的有用功大于乙的有用功，而两者的额外功相同，则甲的额外功与有用功的比值较小，故C错误、D正确；
B．由公式可知：在额外功相同时，甲的有用功大，所以其机械效率就高，故B错误。
故选D。
5．A
【解析】
【分析】
【详解】
不计绳重及摩擦，拉力
由图可知
甲绳子受到的拉力为
乙绳子受到的拉力为
则有
可见甲图更省力。提升的物体高度相同时，滑轮组的机械效率为
由此可以看出，此时滑轮组的机械效率与滑轮受到的重力和物体受到的重力有关，因为甲与乙中滑轮受到的重力和物体受到的重力相同，所以甲与乙滑轮组的机械效率一样大。
故选A。
6．C
【解析】
【分析】
【详解】
由图可得，滑轮组中绳子承担重物的段数
物体的重力
物体移动的距离
绳子末端的拉力
则绳子末端移动的距离
A．拉力F的功率
故A错误；
B．滑轮组的有用功即物体自身重力做的功
故B错误；
C．根据可得动滑轮重力
故C正确；
D．拉力所做的总功为
则滑轮组的机械效率
故D错误。
故选C。
7．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．由图示知，滑轮组承重绳子的根数为3，克服摩擦力所做的功为有用功，则
W有=fs
有用功的功率
P有=fv
故A错误；
BCD．在向右匀速移动过程中，绳子端移动的距离
s绳=ns=3s
所用的时间
则拉力的所做的功
W总=F 3s=3Fs
拉力的功率
那么额外功
W额=W总-W有=3Fs-fs=(3F-f)s
装置的机械效率
故BD错误，C正确。
故选C。
8．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．由图示知，滑轮组承重绳子的根数为2，则绳子自由端移动的距离
s=2h=2×3m=6m
故A正确，不符合题意；
B．拉力做的功
W总=Fs=125N×6m=750J
故B正确，不符合题意；
C．不计桶重、绳重和摩擦时，据滑轮组的特点得，动滑轮的重力
故C正确，不符合题意；
D．提升蜂蜜所做的有用功
W有=Gh=200N×3m=600J
该滑轮组的机械效率
故D错误，符合题意。
故选D。
9．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．从图甲可知n＝3，从丙图可知，物体在2～3s内做匀速直线运动，由图乙可知此时的拉力F3＝40N，根据可得
故动滑轮的重力为20N，故A错误；
B．在0～1s内，拉力F1＝30N，把动滑轮和重物看成整体，则这个整体受到向下的重力、向上的支持力以及三根绳向上的拉力作用处于静止状态，根据知，地面对物体的支持力
根据力的作用是相互的，重物对地面的压力
对地面的压强
故B错误；
C．在1～2s内，拉力F2＝50N，重物上升高度h2＝1.25m，拉力F的作用点下降的距离
拉力做的功
故C正确；
D．由图可知在2～3s内，重物做匀速运动，V3＝2.5m/s，重物上升的高度
绳对重物做的功
故D错误。
故选C。
10．D
【解析】
【详解】
A．由图可知，两滑轮组绳端的拉力分别为
所以拉力F1小于F2，故A错误；
B．在相同时间内，分别用甲、乙两滑轮组使物体A和B匀速升高相同的高度h，则物体上升的速度v是相同的，由图可知，n1＝4，n2＝2，则绳端的速度v1＝4v，v2＝2v，即拉力F1拉动绳子自由端的速度大于F2拉动绳子自由端的速度，故B错误；
C．拉力F1所做功的功率为
P1＝F1v1＝1.25mg×4v＝5mgv
拉力F2所做功的功率为
P2＝F2v2＝1.5mg×2v＝3mgv
所以拉力F1的功率大于拉力F2的功率，故C错误；
D．不计绳重和摩擦，甲滑轮组的机械效率为
乙滑轮组的机械效率为
所以，甲滑轮组的机械效率大于乙滑轮组的机械效率，故D正确。
故选D。
11．A
【解析】
【分析】
【详解】
ACD．甲图的机械效率为
乙图的机械效率为
丙图的机械效率为
所以
故A符合题意，CD不符合题意；
B．因为
所以斜面是费力机械，故B不符合题意。
故选A。
12．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．由图示知，滑轮组承重绳子的根数为2根，物体移动2m时，绳子自由端移动的距离
s=nh=2×2m=4m
故A错误；
BD．拉力所做的总功
W总=Fs=375N×4m=1500J
据知，拉动物体做的有用功
W有=ηW总=80%×1500J=1200J
拉力所做的额外功
W额=W总-W有=1500J-1200J-300J
物体所受的拉力
F拉=
故B错误，D正确；
C．物体是被匀速拉动的，那么物体在水平方向所受的摩擦力和拉力是一对平衡力，则增加物体的重力，则物体对地面的压力变大，则地面对物体的摩擦力变大，拉动物体时所需的拉力变大，所做的有用功变大，那么机械效率会变化，故C错误。
故选D。
13． 200 90.9%
【解析】
【分析】
【详解】
[1]由图示知，滑轮组承重绳子的根数为2，据题意知，不计绳重及绳与轮间的摩擦，动滑轮端受到的拉力为
F拉=2F-G动=2×110N-20N=200N
即物体A受到的拉力为200N，而A匀速直线运动，则物体A受到的拉力与受到地面的摩擦力是一对平衡力，所以
f=F拉=200N
[2]设A物体移动的距离为d，滑轮组的机械效率
14． 2.4 75% 被提升物体重力
【解析】
【详解】
(1)[1]滑轮组的机械效率
(2)[2]图丙中弹簧测力计分度值为0.2N，大小为2.4N。
[3]图丙绳子股数n=3，滑轮组的机械效率
(3)[4]如图甲、乙、丙三次实验，使用的是同一个滑轮组，改变的是钩码的重力，所以是为了探究被提升物体重力因素对滑轮组机械效率的影响。
15． 额外功 < 增加所提的物体的重力
【解析】
【详解】
[1]对人们有用的功是有用功，对人们没有用但又不得不做的功是额外功，不计绳重和摩擦，对动滑轮做功是额外功。
[2]由图可知
G甲＜G乙
将钩码（组）匀速提升相同高度，由公式W有用=Gh可知有用功
W甲＜W乙
两次所做的额外功相等，即
W甲额外=W乙额外
由公式
可知，所做的有用功越大，其机械效率越大，即
η甲＜η乙
[3]额外功相同，物体的重力越大，则机械效率越大，故增加物重可以提高机械效率。
16．180
【解析】
【详解】
拉力F做的有用功
拉力F做的总功
拉力F做的额外功
由可得，物体所受的摩擦力
17．(1)156W ； (2) D；最省力且能改变力的方向 ； 250N
【解析】
【详解】
试题分析：（1）时间3min20s=200s；P=；（2）题意是利用滑轮组省力，根据滑轮组的特点，绳子股数越多越省力，而且要求火炬手在下方施加力，所以绳子自由端向下且绳子股数最多，符合题意的是D；理由是最省力且能改变力的方向，在D图中绳子股数是4股，所以拉力移动距离S=4h；η=；
F=
考点：功率计算；机械效率
18． 0.2m/s 功 140J 83.3%
【解析】
【详解】
试题分析：（1）根据滑轮组承担总重的绳子段数n计算出物体上升的高度，再根据v=计算物体上升的速度；
（2）根据横纵坐标表示的单位和数值以及其数值变化关系确定该物理量，并计算其大小；
（3）根据机械效率公式η==计算滑轮组的机械效率．
解：（1）滑轮组由三段绳子承担总重，s=3h，h=s=×3m=1m，
物体上升的速度v===0.2m/s；
（2）纵坐标表示力的大小为40N，大小不变，横坐标表示距离，大小为3m，
所以阴影部分表示力所做的功W=Fs=40N×3m=120J；
（3）滑轮组的机械效率η=×100%=×100%=×100%=×100%≈83.3%．
答：（1）物体上升的速度0.2m/s．
（2）功；功的大小为140J．
（3）滑轮组提升该重物时的机械效率为83.3%．
【点评】
本题考查了动滑轮的特点和速度、功、机械效率公式的灵活运用，能够正确识图和辨别滑轮组承担总重的绳子的段数是解题的关键．
19． 斜面 省力 2000N 3×106J 1.2×107J 25%
【解析】
【详解】
（1）[1]由图可知，山路相当于一个斜面。
[2]斜面是一种简单机械，使用斜面是为了省力。
（2）[3]汽车在平直公路上匀速行驶时，所受牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，即F牵=f阻，由功率的定义式可得
所以牵引力
故汽车受到的阻力为2000N。
（3）[4]汽车将6t砂石运送到50m高的坡顶，克服重力所做的功为有用功，即
W有=Gh=6×103kg×10N/kg×50m=3×106J
[5]该过程中汽车以额定功率运行了2min，则发动机所做的功为总功，即
W总=Pt=100×103W×2×60s=1.2×107J
（4）[6]由机械效率的定义，则有
20．（1）2.78×107Pa；（2）1.8s；（3）5×103N；（4）80%；（5）“蛟龙号”面临的主要技术难题是压强
【解析】
【详解】
试题分析：（1）“蛟龙号”下潜到2700m深度时，蛟龙号壳体受到海水的压强：
p=ρgh=1.03×103kg/m3×10N/kg×2700m≈2.78×107Pa；
（2）母船与“蛟龙号”信息传递要借助于声呐，声呐发出的超声波在海水中的传播速度是1500m/s，“蛟龙号”收到正上方母船的指令需要的时间：
（3）由阿基米德原理可知，“蛟龙”号受到的浮力等于它排开海水的重力：F浮=G=5×103N；
（4）方法一：起重机把“蛟龙号”吊到母船的甲板上，克服“蛟龙号”的重力作的功是有用功，知道“蛟龙号”的重力，及“蛟龙号”上升的高度用公式W有用=Gh可计算出有用功；绳子自由端的拉力为68750N，移动的距离是40m，可用公式W总=Fs求出总功．最后用公式计算．
方法二：分析图乙，滑轮组承担物体重力的绳子股数：n=4，∴拉力移动的距离s=4h
滑轮装置的机械效率：
（5）随着下潜深度的增大，压强会越来越大，所以下潜至深海需要克服的技术难题是：压强．
考点：液体的压强的计算；浮力大小的计算；滑轮（组）的机械效率．
21． 小 上 电磁感应 V1～V3 风速越大，获得能量越多 或 风机获得的能量与风速的三次方成正比 10%
【解析】
【详解】
第一空．风机叶片具有质量轻、强度高、耐磨损等性能，通常用密度小，硬度大的复合材料制成；
第二空．由乙图知，叶片的上面是突出的弧形，下面是平面，空气流过时，上面空气流速大于下面空气流速，上面压强小于下面压强，叶片受到向上的力使风叶旋转．
第三空．风叶产生的动力通过传动系统传递给发电机发电，把风的机械能转化为电能，这是电磁感应现象．
第四空．由图象可知，风速为V1～V3时有输出功率，所以使该风力发电机组产生电能的风速范围是V1～V3；
第五空．①由表格数据知，风速增大为原来的2倍，风能增大为原来的23倍；风速增大为原来的3倍，风能增大为原来的33倍…，所以风机获得的能量与风速的三次方成正比；
第六空．根据P=可得，有用功：W有用=Pt=100W×10×60s=6×104J；
风速为5m/s时，由表格数据可得总功：W总=P′t′=1×104W×60s=6×105J；
风机发电的效率：η=×100%=×100%=10%．
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、单选题
1．在 5 秒时间内，将一个重为 10N 的物体沿着如图长 3m、高 1m 的斜面从底端匀速拉到 顶端，物体受到拉力为 5N。则下列说法正确的是（ ）
A．使用斜面可以省力也能省功
B．沿斜面向下的摩擦力力 5N
C．拉力做功的功率为 1W
D．此时斜面的机械效率为 66.7%
2．如图所示，用拉力将重的物体匀速向上提升20cm，不计绳重和摩擦。下列说法正确的是（ ）
A．绳端移动的距离为60cm B．动滑轮的重为30N
C．拉力F所做的有用功为20J D．滑轮组的机械效率为
3．如图所示的斜面长s为3m，高h为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．物体运动时所受摩擦力是150N
B．拉力所做的功是300J
C．拉力的功率是75W
D．斜面的机械效率是80％
4．将规格完全相同的滑轮，用绳子绕成图中的甲、乙滑轮组。使用甲、乙滑轮组分别匀速提升重力为G1、G2的两物体，升高相同的高度。绳自由端施加的拉力大小分别为F1和F2，物重G1>G2，不计绳重和摩擦。则下列判断正确的是（ ）
A．拉力F1一定大于F2
B．乙滑轮组的机械效率较高
C．甲、乙滑轮组的有用功相同
D．甲的额外功与有用功的比值较小
5．某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组（每个滑轮重相同）匀速提起相同的重物。不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．甲图省力，机械效率一样大 B．甲图省力，机械效率甲图大
C．乙图省力，机械效率一样大 D．乙图省力，机械效率乙图大
6．如图所示，用滑轮组在1s内将重为10N的物体沿竖直方向匀速提升0.2m，作用在绳端的拉力F为4N，不计绳重和轮轴摩擦，以下计算正确的是（ ）
A．拉力F的功率为2W
B．滑轮组的有用功为2.4J
C．动滑轮的重力为2N
D．滑轮组的机械效率为80%
7．如图，在水平拉力F的作用下，使物体A沿水平面以速度v向右匀速运动了距离s，若物重为G，平面对物体的摩擦力为f。下列说法正确的是（ ）
A．有用功的功率为fs B．拉力的功率为3Fs
C．额外功为(3F-f)s D．装置的机械效率为
8．光头强用如图所示的装置将200N的蜂蜜匀速提高3m，送给楼上的熊大、熊二，所用的拉力是125N，不计桶重、绳重和摩擦。下列说法不正确的是（ ）
A．绳子自由端移动的距离为6m B．拉力做的功为750J
C．动滑轮重50N D．该滑轮组的机械效率为75%
9．为了将放在水平地面，重100N的重物提升到高处，小明同学设计了如图甲所示的滑轮组装置。当用图乙所示随时间变化，方向始终竖直向下的拉力F拉绳时，重物的速度v和上升的高度h随时间t变化的关系分别如图丙、丁所示。若重物与地面的接触面积为0.05m2，不计绳重和一切摩擦，则下列选项正确的是（ ）
A．动滑轮的重力为50N
B．在0～1s内，重物对地面的压强为200Pa
C．在1～2s内，拉力F做的功为187.5J
D．在2～3内，绳对重物做的功为300J
10．如图所示，甲滑轮组中动滑轮的总质量为3m，乙滑轮组中动滑轮的质量为2m，物体A的质量为2m，物体B的质量为m。在相同的时间内，分别用甲、乙两滑轮组使物体A和B匀速升高相同的高度h，绳子自由端的拉力分别为F1、F2。若不计绳重和摩擦，则下列判断正确的是（ ）
A．拉力F1大于F2
B．拉力F1拉动绳子自由端的速度小于F2拉动绳子自由端的速度
C．拉力F1的功率小于拉力F2的功率
D．甲滑轮组的机械效率大于乙滑轮组的机械效率
11．如图所示，小明分别使用甲、乙、丙三种机械匀速提升物体M（绳长不变），测得物体M所受重力和各拉力如表所示，则（ ）
GM F甲 F乙 F丙
8N 10N 10N 10N
A．乙、丙的机械效率相等 B．使用图丙斜面可以省力
C．甲、乙的机械效率相等 D．甲、丙的机械效率相等
12．用如图所示的滑轮组，在4s内将重为1500N的物体沿水平方向匀速移动2m的过程中，所用的拉力大小为375N，滑轮组的机械效率为80%。在此过程中，下列说法正确的是（ ）
A．绳子自由端沿水平方向移动了6m
B．物体受到的拉力为750N
C．如果只增加物体的重力，滑轮组的机械效率不变
D．拉力做的额外功为300J
二、填空题
13．如图所示，一建筑工地工人用滑轮组拉着重为500N的物体A沿水平方向以0.02m/s的速度做匀速直线运动，人对绳子的拉力大小为110N，动滑轮重为20N（不计绳重及绳与轮间的摩擦），则物体A移动过程中受到地面的摩擦力为______N，滑轮组的机械效率为______（保留一位小数）。
14．如图所示，是小俊同学测量滑轮组机械效率时的实验示意图，请完成下列问题：
(1)实验原理是_________；
(2)图丙实验过程中测力计的示数为_______N，不计摩擦及绳重，若动滑轮重1.8N，此次实验中滑轮组的机械效率为_________；
(3)如图做了甲、乙、丙三次实验，可知是为了探究_____因素对滑轮组机械效率的影响。
15．如图，在测滑轮组机械效率实验中，每个钩码完全相同，用同一滑轮组分别将钩码（组）匀速提升相同高度，不计绳重和摩擦，对动滑轮做功是___________（选填“有用功”或“额外功”），滑轮组机械效率η甲________η乙（选填“<”“>”或“=”），由此可知，可以采用_________方法来提高滑轮组的机械效率。
16．如图所示，沿斜面把质量为24kg的一个物体匀速拉到最高处，沿斜面向上的拉力是F＝300N，斜面长2m、高1m，则物体所受摩擦力______N。
三、综合题
17．如下图1所示，是2008北京残奥会开幕式最后一棒火炬手侯斌，靠自己双手的力量，攀爬到火炬台底部并最终点燃圣火的照片，该点火仪式充分体现了残疾人自强自立、拼搏向上的勇气和精神．已知他和轮椅总质量为80kg，攀爬高度39m，历时约3min20s．
（1）如果不计机械装置的额外功，求他的平均功率多大？
（2）小明同学看到火炬手攀爬很费劲，想到物理课上学过利用滑轮组可以省力．小明同学如果站在地面上，用如右图2所示的哪个滑轮组拉起火炬手侯斌最合适， 理由是什么 如果该滑轮组机械效率为80％，求小明同学的拉力至少要多大？
18．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．请回答下列问题：
（1）计算物体上升的速度_____．
（2）图乙中阴影部分的面积表示的物理量是___，并计算出该物理量的大小___．
（3）计算滑轮组提升该重物时的机械效率为_____．
19．大明驾驶额定功率为100kW，质量为3t的某小型载重汽车，把装在车上的6t砂石运送到山顶上的施工现场，若g取10N/kg。请完成以下问题：
（1）图中的山路相当于一个______，山路这样修其主要是为了______；
（2）汽车先以20kW的功率在平直公路上匀速行驶了10min，速度为10m/s。该过程汽车受到的阻力为多少？______
（3）然后汽车从山坡底沿如图所示的山路，又以额定功率行驶了2min，将砂石运送到50m高的坡顶。该过程汽车运送砂石所做的有用功和总功分别为多少？______、______；
（4）从坡底向坡顶运送砂石时汽车的机械效率是多少？______
20．“蛟龙号”创造了“中国深度”--下潜7062m．今年“蛟龙号”将远赴印度洋探索2700m深处活火山的奥秘．已知：海水密度ρ=1.03×103kg/m3，声音在海水中的传播速度是1500m/s，取g=10N/kg．问：
（1）“蛟龙号”下潜到2700m深度时受到的海水的压强是多少？
（2）电磁波传播速度大，但是在海水中的传输距离是短．母船与“蛟龙号”信息传递要借助于声呐．在2700m深处的“蛟龙号”收到正上方母船的指令需要多长时间？
（3）“蛟龙号”到达海底扔掉部分配重后，排开的水所受的重力是5×103N，它受到的浮力是多少？
（4）任务完成后，起重机把重2.2×105N的“蛟龙号”吊到母船上，起重机滑轮装置原理如图乙，在滑轮装置作用下，“蛟龙号”离开水面后缓慢竖直上升10m后到达甲板，绳子自由端的拉力为68750N，移动的距离是40m，则滑轮装置的机械效率是多少？
（5）你认为“蛟龙号”面临的主要技术难题是什么（答出一条即可）？
21．如图甲是我省潮汕地区东奥岛风力发电的外景，风力发电机组主要由风机叶片和发动机组成．
（1）风机的叶片具有质量轻、强度高、耐磨损等性能，通常用硬度大，密度______（选填“大”或“小”）的复合材料制成；叶片形状像飞机的机翼，若叶片位置和风向如图乙所示，由于叶片两面空气流速不同，上方的流速较，产生压强差，从而受到向______（选填“上”或“下”）的力使风叶旋转．
（2）风叶产生的动力通过传动系统传递给发电机，利用___________原理，使机械能转化为电能．
（3）某风力发电机的输出功率与风速的关系如图丙所示，由图像可知，能使该风力发电机组产生电能的风速范围是___________（用图像中的字母表示）．
（4）下表给出了在不同风速下某风机获得的能量：
平均风速（m/s） 5 10 15 20
1s内获得的能量（×104J） 1 8 27 64
①请你对表格的数据进行分析，你会发现该风机1s内获得的能量与风速的关系是_______；
②风速为5m/s时，这台风机工作1min所产生的电能可供1只“220V 100W”电灯正常工作10min，风机发电的效率是为______．
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【解析】
【详解】
A．功的原理：使用任何机械都不能省功。使用斜面可以省力，但不能省功，故A错误；
BCD．拉力做的功为
W总=Fs=5N×3m=15J
使用斜面做的有用功为
W有用=Gh=10N×1m=10J
克服摩擦力做的额外功为
W额外= W总- W有用=15J-10J=5J
根据W额外=fs可得，物体沿斜面向下的摩擦力为
拉力做功的功率为
此时斜面的机械效率为
故BC错误，D正确。
故选D。
2．A
【解析】
【分析】
【详解】
A．由图知，，绳子自由端移动的距离
故A正确；
B．不计绳重和摩擦，拉力F=，则动滑轮重力
G动=3F-G=3×50N-80N=70N
故B错误；
C．拉力做的有用功
W有用=Gh=80N×0.2m=16J
故C错误；
D．拉力做的总功
W总=Fs=50N×0.6m=30J
滑轮组的机械效率
故D错误。
故选A。
3．C
【解析】
【详解】
A．根据题意
可得
则
所以，故A错误；
B．根据题意，由可得
故B错误；
C．根据题意，由可得
故C正确；
D．根据题意，由，对物体所做的有用功为
由效率公式可得
故D错误。
故选C。
4．D
【解析】
【详解】
A．由图可知，甲、乙动滑轮上绳子股数n分别为3和2，且物重G1>G2，动滑轮重G动相同，由公式：可知：F1与F2的大小关系不能确定，故A错误；
CD．已知物体上升的高度h相同，且物重G1>G2，动滑轮重G动相同，由公式：W有=Gh和W额=G动h可知：甲的有用功大于乙的有用功，而两者的额外功相同，则甲的额外功与有用功的比值较小，故C错误、D正确；
B．由公式可知：在额外功相同时，甲的有用功大，所以其机械效率就高，故B错误。
故选D。
5．A
【解析】
【分析】
【详解】
不计绳重及摩擦，拉力
由图可知
甲绳子受到的拉力为
乙绳子受到的拉力为
则有
可见甲图更省力。提升的物体高度相同时，滑轮组的机械效率为
由此可以看出，此时滑轮组的机械效率与滑轮受到的重力和物体受到的重力有关，因为甲与乙中滑轮受到的重力和物体受到的重力相同，所以甲与乙滑轮组的机械效率一样大。
故选A。
6．C
【解析】
【分析】
【详解】
由图可得，滑轮组中绳子承担重物的段数
物体的重力
物体移动的距离
绳子末端的拉力
则绳子末端移动的距离
A．拉力F的功率
故A错误；
B．滑轮组的有用功即物体自身重力做的功
故B错误；
C．根据可得动滑轮重力
故C正确；
D．拉力所做的总功为
则滑轮组的机械效率
故D错误。
故选C。
7．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．由图示知，滑轮组承重绳子的根数为3，克服摩擦力所做的功为有用功，则
W有=fs
有用功的功率
P有=fv
故A错误；
BCD．在向右匀速移动过程中，绳子端移动的距离
s绳=ns=3s
所用的时间
则拉力的所做的功
W总=F 3s=3Fs
拉力的功率
那么额外功
W额=W总-W有=3Fs-fs=(3F-f)s
装置的机械效率
故BD错误，C正确。
故选C。
8．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．由图示知，滑轮组承重绳子的根数为2，则绳子自由端移动的距离
s=2h=2×3m=6m
故A正确，不符合题意；
B．拉力做的功
W总=Fs=125N×6m=750J
故B正确，不符合题意；
C．不计桶重、绳重和摩擦时，据滑轮组的特点得，动滑轮的重力
故C正确，不符合题意；
D．提升蜂蜜所做的有用功
W有=Gh=200N×3m=600J
该滑轮组的机械效率
故D错误，符合题意。
故选D。
9．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．从图甲可知n＝3，从丙图可知，物体在2～3s内做匀速直线运动，由图乙可知此时的拉力F3＝40N，根据可得
故动滑轮的重力为20N，故A错误；
B．在0～1s内，拉力F1＝30N，把动滑轮和重物看成整体，则这个整体受到向下的重力、向上的支持力以及三根绳向上的拉力作用处于静止状态，根据知，地面对物体的支持力
根据力的作用是相互的，重物对地面的压力
对地面的压强
故B错误；
C．在1～2s内，拉力F2＝50N，重物上升高度h2＝1.25m，拉力F的作用点下降的距离
拉力做的功
故C正确；
D．由图可知在2～3s内，重物做匀速运动，V3＝2.5m/s，重物上升的高度
绳对重物做的功
故D错误。
故选C。
10．D
【解析】
【详解】
A．由图可知，两滑轮组绳端的拉力分别为
所以拉力F1小于F2，故A错误；
B．在相同时间内，分别用甲、乙两滑轮组使物体A和B匀速升高相同的高度h，则物体上升的速度v是相同的，由图可知，n1＝4，n2＝2，则绳端的速度v1＝4v，v2＝2v，即拉力F1拉动绳子自由端的速度大于F2拉动绳子自由端的速度，故B错误；
C．拉力F1所做功的功率为
P1＝F1v1＝1.25mg×4v＝5mgv
拉力F2所做功的功率为
P2＝F2v2＝1.5mg×2v＝3mgv
所以拉力F1的功率大于拉力F2的功率，故C错误；
D．不计绳重和摩擦，甲滑轮组的机械效率为
乙滑轮组的机械效率为
所以，甲滑轮组的机械效率大于乙滑轮组的机械效率，故D正确。
故选D。
11．A
【解析】
【分析】
【详解】
ACD．甲图的机械效率为
乙图的机械效率为
丙图的机械效率为
所以
故A符合题意，CD不符合题意；
B．因为
所以斜面是费力机械，故B不符合题意。
故选A。
12．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．由图示知，滑轮组承重绳子的根数为2根，物体移动2m时，绳子自由端移动的距离
s=nh=2×2m=4m
故A错误；
BD．拉力所做的总功
W总=Fs=375N×4m=1500J
据知，拉动物体做的有用功
W有=ηW总=80%×1500J=1200J
拉力所做的额外功
W额=W总-W有=1500J-1200J-300J
物体所受的拉力
F拉=
故B错误，D正确；
C．物体是被匀速拉动的，那么物体在水平方向所受的摩擦力和拉力是一对平衡力，则增加物体的重力，则物体对地面的压力变大，则地面对物体的摩擦力变大，拉动物体时所需的拉力变大，所做的有用功变大，那么机械效率会变化，故C错误。
故选D。
13． 200 90.9%
【解析】
【分析】
【详解】
[1]由图示知，滑轮组承重绳子的根数为2，据题意知，不计绳重及绳与轮间的摩擦，动滑轮端受到的拉力为
F拉=2F-G动=2×110N-20N=200N
即物体A受到的拉力为200N，而A匀速直线运动，则物体A受到的拉力与受到地面的摩擦力是一对平衡力，所以
f=F拉=200N
[2]设A物体移动的距离为d，滑轮组的机械效率
14． 2.4 75% 被提升物体重力
【解析】
【详解】
(1)[1]滑轮组的机械效率
(2)[2]图丙中弹簧测力计分度值为0.2N，大小为2.4N。
[3]图丙绳子股数n=3，滑轮组的机械效率
(3)[4]如图甲、乙、丙三次实验，使用的是同一个滑轮组，改变的是钩码的重力，所以是为了探究被提升物体重力因素对滑轮组机械效率的影响。
15． 额外功 < 增加所提的物体的重力
【解析】
【详解】
[1]对人们有用的功是有用功，对人们没有用但又不得不做的功是额外功，不计绳重和摩擦，对动滑轮做功是额外功。
[2]由图可知
G甲＜G乙
将钩码（组）匀速提升相同高度，由公式W有用=Gh可知有用功
W甲＜W乙
两次所做的额外功相等，即
W甲额外=W乙额外
由公式
可知，所做的有用功越大，其机械效率越大，即
η甲＜η乙
[3]额外功相同，物体的重力越大，则机械效率越大，故增加物重可以提高机械效率。
16．180
【解析】
【详解】
拉力F做的有用功
拉力F做的总功
拉力F做的额外功
由可得，物体所受的摩擦力
17．(1)156W ； (2) D；最省力且能改变力的方向 ； 250N
【解析】
【详解】
试题分析：（1）时间3min20s=200s；P=；（2）题意是利用滑轮组省力，根据滑轮组的特点，绳子股数越多越省力，而且要求火炬手在下方施加力，所以绳子自由端向下且绳子股数最多，符合题意的是D；理由是最省力且能改变力的方向，在D图中绳子股数是4股，所以拉力移动距离S=4h；η=；
F=
考点：功率计算；机械效率
18． 0.2m/s 功 140J 83.3%
【解析】
【详解】
试题分析：（1）根据滑轮组承担总重的绳子段数n计算出物体上升的高度，再根据v=计算物体上升的速度；
（2）根据横纵坐标表示的单位和数值以及其数值变化关系确定该物理量，并计算其大小；
（3）根据机械效率公式η==计算滑轮组的机械效率．
解：（1）滑轮组由三段绳子承担总重，s=3h，h=s=×3m=1m，
物体上升的速度v===0.2m/s；
（2）纵坐标表示力的大小为40N，大小不变，横坐标表示距离，大小为3m，
所以阴影部分表示力所做的功W=Fs=40N×3m=120J；
（3）滑轮组的机械效率η=×100%=×100%=×100%=×100%≈83.3%．
答：（1）物体上升的速度0.2m/s．
（2）功；功的大小为140J．
（3）滑轮组提升该重物时的机械效率为83.3%．
【点评】
本题考查了动滑轮的特点和速度、功、机械效率公式的灵活运用，能够正确识图和辨别滑轮组承担总重的绳子的段数是解题的关键．
19． 斜面 省力 2000N 3×106J 1.2×107J 25%
【解析】
【详解】
（1）[1]由图可知，山路相当于一个斜面。
[2]斜面是一种简单机械，使用斜面是为了省力。
（2）[3]汽车在平直公路上匀速行驶时，所受牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，即F牵=f阻，由功率的定义式可得
所以牵引力
故汽车受到的阻力为2000N。
（3）[4]汽车将6t砂石运送到50m高的坡顶，克服重力所做的功为有用功，即
W有=Gh=6×103kg×10N/kg×50m=3×106J
[5]该过程中汽车以额定功率运行了2min，则发动机所做的功为总功，即
W总=Pt=100×103W×2×60s=1.2×107J
（4）[6]由机械效率的定义，则有
20．（1）2.78×107Pa；（2）1.8s；（3）5×103N；（4）80%；（5）“蛟龙号”面临的主要技术难题是压强
【解析】
【详解】
试题分析：（1）“蛟龙号”下潜到2700m深度时，蛟龙号壳体受到海水的压强：
p=ρgh=1.03×103kg/m3×10N/kg×2700m≈2.78×107Pa；
（2）母船与“蛟龙号”信息传递要借助于声呐，声呐发出的超声波在海水中的传播速度是1500m/s，“蛟龙号”收到正上方母船的指令需要的时间：
（3）由阿基米德原理可知，“蛟龙”号受到的浮力等于它排开海水的重力：F浮=G=5×103N；
（4）方法一：起重机把“蛟龙号”吊到母船的甲板上，克服“蛟龙号”的重力作的功是有用功，知道“蛟龙号”的重力，及“蛟龙号”上升的高度用公式W有用=Gh可计算出有用功；绳子自由端的拉力为68750N，移动的距离是40m，可用公式W总=Fs求出总功．最后用公式计算．
方法二：分析图乙，滑轮组承担物体重力的绳子股数：n=4，∴拉力移动的距离s=4h
滑轮装置的机械效率：
（5）随着下潜深度的增大，压强会越来越大，所以下潜至深海需要克服的技术难题是：压强．
考点：液体的压强的计算；浮力大小的计算；滑轮（组）的机械效率．
21． 小 上 电磁感应 V1～V3 风速越大，获得能量越多 或 风机获得的能量与风速的三次方成正比 10%
【解析】
【详解】
第一空．风机叶片具有质量轻、强度高、耐磨损等性能，通常用密度小，硬度大的复合材料制成；
第二空．由乙图知，叶片的上面是突出的弧形，下面是平面，空气流过时，上面空气流速大于下面空气流速，上面压强小于下面压强，叶片受到向上的力使风叶旋转．
第三空．风叶产生的动力通过传动系统传递给发电机发电，把风的机械能转化为电能，这是电磁感应现象．
第四空．由图象可知，风速为V1～V3时有输出功率，所以使该风力发电机组产生电能的风速范围是V1～V3；
第五空．①由表格数据知，风速增大为原来的2倍，风能增大为原来的23倍；风速增大为原来的3倍，风能增大为原来的33倍…，所以风机获得的能量与风速的三次方成正比；
第六空．根据P=可得，有用功：W有用=Pt=100W×10×60s=6×104J；
风速为5m/s时，由表格数据可得总功：W总=P′t′=1×104W×60s=6×105J；
风机发电的效率：η=×100%=×100%=10%．
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页