粤沪版九年级物理上册 11.3 如何提高机械效率同步练习(含答案)

11.3 如何提高机械效率
一.单选题
1．小明用两个相同的滑轮，组成不同的滑轮组如图所示，分别将同一物体匀速提高到相同高度，绳子的自由端移动的距离为s1、s2，图中左、右滑轮组的机械效率分别为η1、η2，下列关系正确的是（忽略绳重及摩擦）（　　）
A．s1＞s2，η1=η2 B．s1＞s2，η1＞η2
C．s1＜s2，η1=η2 D．s1＜s2，η1＞η2
答案：C
解析： (1)由于忽略绳重及摩擦，承担物重的绳子股数n1=2，n2=3，则两图所用拉力： ，又由于动滑轮相同，提升的物体重相同，所以F1＞F2；(2)两图将同一物体匀速提高相同的高度，则做的有用功W有相同，F1移动的距离s1=2h，F2移动的距离s2=3h，故s1＜s2；(3)忽略绳重及摩擦，所做的额外功W额=G轮h，可得额外功W额相同，又W总=W有+W额，所以总功相同， ，故两图的机械效率η相同，即η1=η2．故选C．
2．如图，用滑轮组提升重物时，重800N的物体在10s内匀速上升了1m．已知拉绳子的力F为500N，则提升重物的过程中（　　）
A．绳子自由端被拉下3m
B．做的有用功是800J
C．拉力F的功率是80W
D．滑轮组的机械效率是60%
答案：B
解析： A.由图知，此滑轮组由2段绳子承担物重，所以绳子自由端被拉下s=2h=2×1m=2m；故A项错误，不符合题意；
B.由题意可知：G=800N；h=1m；F=500N；W有=Gh=800N×1m=800J；故B项正确，符合题意；
C.总功W总=Fs=500N×2m=1000J； 拉力F的功率；故C项错误，不符合题意；
D.滑轮组的机械效率 ，故D项错误，不符合题意；
故选B．
3．如图所示，利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上重为G的物体，若拉力的大小为F，物体和地面之间的摩擦力大小为f，A点的拉力为FA，则下列滑轮组的机械效率表达式正确的是（　　）
A． B． C． D．
答案：C
解析：从图可知，由2段绳子与动滑轮相连，则S=2s物，
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，物体和地面之间摩擦力为f，A处的拉力大小为FA=f．则 ．
故选C．
4．如图所示，用滑轮组把重为200N的货物提到9m高的楼上，所用拉力为80N，则总功和滑轮组的机械效率分别是（　　）
A．1400J 80% B．1800J 80%
C．1800J 83.3% D．2160J 83.3%
答案：D
解析：有用功W有用=Gh=200N×
9m=1800J，动滑轮上有三段绳子，所以拉力移动的距离是物体升高高度的3倍，s=3h=3×9m=27m；
总功W总=Fs=80N×27m=2160J．
机械效率 ，故ABC错误，D正确，符合题意．
故选D．
5．下面提供了四则信息：①低温技术已有重大突破，随着低温技术的发展，科学家一定能制取到内能为零的物体；②某科研小组正在研制一种使光速大大降低的介质，不久的将来，能使光速降到40m/h左右，慢到跟乌龟爬行的速度相仿；③由于太阳的照射，海洋表面温度可达30℃左右，而在海洋100～600m深的地方，水温约4℃，因此人们研制了一种抗腐蚀的热交换器，利用水温差发电，并取得了成功；④随着机械制造水平的提高，人们正在研制机械效率为100%的机械，并取得重大突破．
请根据学过的物理知识辨别，以上信息中正确的是（　　）
A．①② B．②③ C．③④ D．①④
答案：B
解析：①温度越低，物体具有的内能越少，但不可能为零，此说法错误，不符合题意；
②光速受介质种类的影响，有时能使光速降到40m/h左右，慢到跟乌龟爬行的速度相仿．此说法正确，符合题意；
③海洋不同深度存在温度差，在热交换器中，物质受热发生汽化，产生的蒸汽可以推动涡轮发电机发电．此说法正确，符合题意；
④只要使用机械，不可避免地做额外功，所以机械效率一定小于100%．故题干的说法是错误的，不符合题意．
故选B．
6．关于机械效率，下列说法正确的是（　　）
A．机械效率越高，所做的有用功越多
B．总功越少的机械，效率越高
C．额外功少的机械，机械效率越高
D．总功一定时，有用功多的机械的效率高
答案：D
解析： A.使用机械时，机械效率高说明有用功在总功中占的比例大，但有用功不一定多，此选项错误，不符合题意；
B.机械效率高，说明有用功在总功中占的比例大，无法确定总功的多少，此选项错误，不符合题意；
C.机械效率高，说明有用功在总功中占的比例大，是由有用功和总功两个因素决定的，只是额外功少的机械，机械效率不一定高，此选项错误；
D.总功一定时，有用功多的机械，有用功在总功中占的比例大，机械效率高，此选项正确，符合题意．
故选D．
7．关于机械效率和功率说法正确的是（　　）
A．机械效率高的机械功率一定大
B．任何机械的机械效率都小于1
C．做功越多，功率越大
D．时间越长，功率越小
答案：B
解析： A.机械效率是有用功与总功的比值，与做功快慢没有关系，故A说法错误，不符合题意；
B.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1．故B说法正确，符合题意；
C.根据 ，时间未确定，所以做功多、功率大的说法错误，不符合题意；
D.根据，做功多少未确定，所以时间越长、功率越小的说法错误，不符合题意．
故选B．
8．下列描述正确的是（　　）
A．有用功做得越多，滑轮组的机械效率越大
B．地面上的桌子受到的重力和地面对桌子的支持力是一对平衡力
C．高压锅是利用增大锅内气体压强来提高液体沸点的
D．关闭发动机后，汽车由于惯性还会匀速向前运动一段距离
答案：C
解析： A.有用功做的多，有用功与总功的比值不一定大，所以A错误，不符合题意；
B.静止在水平地面上的桌子受到的重力和地面对桌子的支持力是一对平衡力，题目中桌子没有说明是否在水平地面上，所以B错误，不符合题意；
C.高压锅可以增大锅内气压，使水的沸点升高，故可以更快的煮熟食物，所以C正确，符合题意；
D.关闭发动机后，汽车由于惯性还会向前运动一段距离，但不是匀速运动，所以D错误，不符合题意．
故选C．
9．不计摩擦和绳重，用图所示的甲、乙两个相同的滑轮组，提升不同数量的同种钩码，则它们的机械效率（　　）
A．η甲＞η乙 B．η甲＜η乙 C．η甲=η乙 D．无法比较
答案：B
解析：不计摩擦和绳重，因滑轮组（甲）和（乙）动滑轮重力相等，将不同重物提升相同的高度，由W额=G动
h可知，所做额外功相等；又因甲组提升的钩码少，所做有用功小，由机械效率的公式： 可知：η甲＜η乙．
故选B．
10．如图所示利用动滑轮提升货物，动滑轮重为20牛顿，绳与动滑轮间的摩擦及绳子重不计．第一次把重为100牛顿的货物匀速提升，这个过程动滑轮的机械效率为η1；第二次把重为200牛顿的货物匀速提升，这个过程动滑轮的机械效率为η2．则（　　）
A．η1＜η2 B．η1＞η2
C．η1=η2 D．η1和η2的关系无法确定
答案：A
解析：两次拉升重物，都是用同一个滑轮组，故额外功是相同的；但第一次是提升100N的重物，第二次是提升200N的重物，故第二次的有用功更多．所以第二次的机械效率比第一次大．故选A．
11．如图，两个滑轮组由每个质量相同的滑轮组成．用它们分别将重物G1、G2提升相同高度（　　）
A．用同一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变
B．若G1=G2，甲的机械效率高
C．若G1=G2，拉力做的总功相同
D．若G1=G2，拉力做的额外功相同
答案：B
解析： A.用同一个滑轮组提起不同的重物，所做的额外功不变，有用功发生变化，所以有用功在总功中的比值发生变化，所以机械效率变，所以A错误，不符合题意．
B、C.若G1=G2，则甲、乙所做的有用功相同，总功=有用功+额外功，所以乙做的总功大于甲做的总功，所以C错误，不符合题意；根据
可得，甲的机械效率大于乙的机械效率，B正确，符合题意．
D.甲滑轮组中有一个动滑轮，乙滑轮组中有两个动滑轮，所以若把物体提升相同的高度，乙滑轮组做的额外功多，所以D错误，不符合题意．
故选B．
12．某滑轮组改进后提高了机械效率，用这个滑轮组把同一个物体匀速提高到同样的高度，改进后与改进前相比（　　）
A．总功减少，有用功不变 B．总功增加，有用功不变
C．总功和有用功都增加 D．总功和有用功都减少
答案：A
解析：把同一物体匀速提升同样的高度，由W=Gh可知：利用滑轮组做的有用功相同；滑轮组改进后提高机械效率，由 可知：改装后滑轮组做的总功减少，由W总=
W有+W额，可知改装后利用滑轮组做的额外功减少．故A正确，符合题意；BCD错误．故选A．
13．用如图所示的滑轮组提升重物，若每个滑轮的重和物体被提升的高度均相同且GA＞GB，不计绳重及轮与轴之间的摩擦，下列判断正确的是（　　）
A．甲、乙两个滑轮组对重物做的有用功相同
B．甲、乙两个滑轮组的机械效率相等
C．滑轮组甲的机械效率一定大于丙的机械效率
D．滑轮组乙的机械效率可能等于丙的机械效率小于甲的机械效率
答案：CD
解析： A.甲、乙提升重物到相同高度，A较重，根据W有用=Gh可知，甲做的有用功较多，故A错误，不符合题意；
B.甲、乙相比，额外功相同，甲的有用功较多，所以甲的机械效率较高，故B错误，不符合题意；
C.甲、丙相比，有用功相同，丙的额外功较多，所以丙的机械效率较低，故C正确，符合题意；
D.由B分析知，乙的效率小于甲的效率；乙、丙相比，乙被提升物体的重力较小，动滑轮的重力较小，所以提升相同的高度，做的有用功较少，额外功也较少，二者机械效率可能相等，故D正确，符合题意．
故选CD．
14．用四个相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，用它们提起相同的货物，不计绳重以及各种摩擦，则（　　）
A．甲滑轮组较省力，它的机械效率也比较高
B．乙滑轮组较省力，它的机械效率也比较高
C．甲滑轮组较省力，两滑轮组机械效率相同
D．乙滑轮组较省力，两滑轮组机械效率相同
答案：C
解析：读图可知，乙滑轮组有两股绳子与动滑轮相连，甲滑轮线有三股绳子与动滑轮相连，因此，甲滑轮组较省力；由题意可知，两个滑轮组所做的有用功是相同的．分析产生额外功的因素可知，动滑轮相同.绳重和摩擦不计，因此，额外功也是相同的．所以它们所做的总功=有用功+额外功，也是相同的．进而得出，甲、乙滑轮组的机械效率是相同的，ABD错误，C正确，符合题意．故选C．
二.填空题
15．如图所示，工人用250N的力F将重为400N的物体lOs内匀速提升2m，在此过程中，滑轮组的机械效率为 ，拉力的功率为 W．
答案：80% 100
解析：由图可知，n=2，
∵h=2m，
∴s=2h=2×2m=4m；
当提升G=400N的重物时，
W有用=Gh=400N×2m=800J，
W总=Fs=250N×4m=1000J，
滑轮组的机械效率： ；
拉力的功率： ．
16．如图所示，在“测量滑轮组机械效率”的实验中，物体重6N．沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，物体上升高度为10cm，此时弹簧测力计的示数为 N，滑轮组的机械效率是 ．
答案：2.4 83.3%
解析：由图示弹簧测力计可知，其分度值为0.2N，示数为2.4N；
由图示滑轮组可知，承重绳子的有效股数n=3，
滑轮组效率： 。
17．如图所示，手用F1的力直接将物体B匀速提升h，F1做功为300J；若借助滑轮组把B匀速提升相同高度，滑轮组机械效率是30%，则F2做功为 J．
答案：1000
解析：手用F1的力直接将物体B匀速提升h，F1做功为300J，即有用功：W有=300J，
滑轮组把B匀速提升相同高度，F2做功是总功，
由机械效率公式 ，可得
F2做功： ．
18．某同学利用斜面匀速提升重为500N的物体，已知沿斜面的拉力做的功为1000J，斜面的机械效率为60%，则物体被提升的高度为 m．
答案：1.2
解析：由机械效率公式 ，
可得提升物体的有用功：
由公式 可得物体被提升的高度：
。
三、解答题
19．工人用如图所示的滑轮组提起重2000N的物体，若工人匀速提升这个物体所用的拉力是800N，则该滑轮组的机械效率是多少？若工人用800N的拉力在1min内将这个物体匀速提高了3m，他做功的功率有多大？
答案：（1）62.5% （2）160W
解析：由图知，承担物体绳子的股数n=4，s=4h，
（1）滑轮组的机械效率： ；
（2）s=4h=4×3m=12m，W总=Fs=800N×12m=9600J，1min=60s，
拉力的功率： ．
20．用如图所示滑轮组匀速提升重为200N的物体，人对绳的拉力为125N，不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率是多少？
答案：80%
解析：由图可知，s=2h，则滑轮组的机械效率：
。
21．利用如图所示的滑轮组，在5s内将重为300N的物体匀速向上提起0.2m，竖直向上的拉力F为125N．求：
（1）滑轮组的机械效率；
（2）拉力的功率．
答案：（1）80% （2）15 W
解析：（1）有用功W有用=Gh=300N×0.2m=60J，总功W总=Fs=F×3h=125N×3×0.2m=75J，
滑轮组的机械效率： ；
（2）拉力的功率： 。
22．小李用如图所示的滑轮组把90kg的物体提升3m，作用在绳子自由端的拉力是400N，不考虑绳重及摩擦（g=10N/kg）．求：
（1）滑轮组的机械效率；
（2）动滑轮的重力．
答案：（1）75% （2）300N
解析：（1）由图可知通过动滑轮绳子的段数n=3，
物体重力G=mg=90kg×10N/kg=900N，
滑轮组的机械效率：；
（2）不考虑绳重及摩擦， ，
G动=3F-G物=3×400N-900N=300N．
23．如图甲所示，为测量滑轮组机械效率的实验装置，钩码总重9N．
（1）若拉力大小为5N，该滑轮组的机械效率为 ；
（2）若不考虑绳重、绳子和滑轮之间的摩擦，只改变滑轮组绳子的绕法（如图乙所示），该滑轮组的机械效率将 ；若只增加钩码的个数，该滑轮組的机械效率将 （选填“增大“ “减小“或“不变“）．
答案：（1）60% （2）不变 增大
解析：（1）若拉力大小为F=5 N，该滑轮组的机械效率为
．
（2）若不考虑绳重、绳子和滑轮之间的摩擦，动滑轮一定，滑轮组的机械效率与绳子的绕法无关，物体越重滑轮组的机械效率越大．