苏科版九年级上册《11.5 机械效率》2023年同步练习（含解析）

苏科版九年级上册《11.5 机械效率》2023年同步练习卷
一、选择题
1．机械效率越高，则（　　）
A．机械做的有用功越多
B．机械做的总功越少
C．在做相同的总功时，机械做的额外功越多
D．在做相同的总功时，机械做的有用功越多
2．关于功率、机械效率，下列说法正确的是（　　）
A．做功越多的机械，其功率就越大
B．越省力的机械，其功率就越小
C．做功越慢的机械，其机械效率就越低
D．有用功与总功的比值越大的机械，其机械效率就越高
3．分别用杠杆、斜面和滑轮组将同一物体举到相同的高度，做的有用功是（　　）
A．一样多 B．斜面的多 C．滑轮组的多 D．杠杆的多
4．如图所示，工人用250N的力将重400N的物体匀速提升2m，共用了10s，在此过程中（忽略绳重和摩擦），下列说法正确的是（　　）
A．绳子自由端移动的距离是6 m
B．动滑轮的重力是50 N
C．工人做功的功率是80 W
D．滑轮组的机械效率是80%
5．跳板是朝鲜族群众喜爱的一种娱乐活动，若支点在跳板的中央，当质量为60kg的两名运动员同时从1.5m高处由静止跳到跳板的同一端时，静立于跳板另一端质量为50kg的一名女运动员向上弹起3m高，若不计空气阻力，跳板的机械效率为（　　）
A．60% B．70% C．45% D．83.3%
6．如图所示，用滑轮组将重为12N的物体匀速提升0.2m，作用在绳端的拉力F为5N，不计绳重和摩擦。利用以上信息不能求解的物理量是（　　）
A．拉力的功率 B．动滑轮的重力
C．滑轮组的有用功 D．滑轮组的机械效率
7．搬运工人采用如图所示的两种不同方式将同一货物搬运到同一辆汽车上，其中说法正确的是（　　）
A．甲图中克服货物重力做功多
B．乙图中工人更省力
C．甲图中的搬运工人做功要少一些
D．甲图中由于斜面粗糙，所以其机械效率一定小于100%。
8．用一个动滑轮提升重物时，做的额外功为240J，若滑轮的机械效率是60%，则做的有用功为（　　）
A．600J B．400J C．360J D．160J
二、多选题
（多选）9．如图所示，用竖直向上的力F匀速拉动较长的杠杆，将重为18N的物体缓慢提高0.1m，拉力大小为8N，拉力移动的距离为0.25m，则（　　）（不考虑转轴处的摩擦）
A．拉力做功1.8J
B．杠杆对物体做的功是2J
C．克服杠杆重力所做的功是0.2J
D．杠杆的机械效率是90%
三、填空题
10．用水桶从井中提水的时候，对 　 　做的功是有用功，对 　 　做的功是额外功；如果桶掉到井里，从井里捞桶的时候，会把桶中的水一同提上来，在这种情况下，　 　是有用功，　 　是额外功。
11．某一动滑轮在使用时的机械效率为80%，则此时W额外：W有＝　 　，额外功占总功的 　 　，造成机械效率小于1的原因有：（1）　 　，（2）　 　。
12．某人把重100N的砂子提到6m高的楼上，桶重20N，人体重480N：
（1）人直接提着砂桶上楼，需要做的有用功是 　 　J，额外功是 　 　J，总功是 　 　J机械效率是 　 　。
（2）若人站在楼上，用重10N的动滑轮把上述砂桶提上楼，需要做的有用功是 　 　J，额外功是 　 　J，总功是 　 　J，机械效率是 　 　。
（3）若将（2）中的砂桶改用为重5N的口袋装砂子，则提砂子的过程中，需要做的有用功是 　 　J，额外功是 　 　J，总功是 　 　J，机械效率是 　 　。
四、计算题
13．建筑工地上，起重机吊臂上的滑轮组如图所示。在匀速吊起重为4.8×103N的物体时，物体4s内上升了6m，在此过程中，拉力F的功率为9000W。求：
（1）起重机吊起重物过程中所做的有用功；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）拉力F的大小。
14．如图所示，斜面长s＝2m，高h＝0.4m，建筑工人将重G＝600N的货物箱用绳子从地面匀速拉到顶端时，沿斜面向上的拉力F＝150N。忽略绳子重力。求：
（1）该过程拉力F做的功；
（2）该装置的机械效率；
（3）货物箱在斜面上受的摩擦力大小。
15．工人师傅利用如图甲所示的滑轮组搬运石材，质量为1.8×103kg的石材放在水平地面上，在拉力F的作用下沿水平方向做匀速直线运动，其路程随时间变化的图象如图乙所示。石材在水平方向上受到的阻力为石材重的0.1倍，滑轮组的机械效率为75%，滑轮组和绳子的自重不计。（g＝10N/kg）求：
（1）石材受到的阻力；
（2）在石材移动40s过程中，工人做的有用功；
（3）在石材移动40s过程中，工人作用在绳子自由端的拉力F。
苏科版九年级上册《11.5 机械效率》2023年同步练习卷
参考答案与试题解析
一、选择题
1．【解答】解：A、机械效率是有用功占总功的百分比，在总功不知道的情况下是无法判定有用功多少的，故A错误；
B、同理在不知道有用功时也无法确定总功的多少，故B错误；
C、当总功相同时，机械效率高说明机械做的有用功多而不是额外功多，故C错误。
D、机械效率是有用功占总功的百分比，在总功相同时机械效率高说明做的有用功多，故D正确
故选：D。
2．【解答】解：
A、由公式P＝知，功率与做功多少和所用时间都有关；做功多，时间不确定，则功率不能确定，故A错误；
B、功率与机械的省力情况无关，故B错误；
C、功率是描述物体做功快慢的物理量，做功慢的机械，其功率小；机械效率是指有用功与总功的比值，两者没有必然的联系，故C错误；
D、机械效率是指有用功与总功的比值，所以有用功与总功的比值越大的机械，其机械效率就越高，故D正确。
故选：D。
3．【解答】解：用杠杆、斜面和滑轮组将同一物体举到相同的高度，根据公式W＝Gh可知，做的有用功相等。
故选：A。
4．【解答】解：
A、由图知，n＝2，绳子自由端移动的距离：s＝2h＝2×2m＝4m，故A错；
B、由图知，n＝2，不计绳重和摩擦，拉力F＝（G+G动），
即：250N＝（400N+G动），则动滑轮的重力G动＝100N，故B错。
C、拉力做的功为：W总＝Fs＝250N×4m＝1000J，
工人做功的功率：P＝＝＝100W，故C错；
D、做的有用功：W有用＝Gh＝400N×2m＝800J，
该滑轮组的机械效率为：η＝＝×100%＝80%，故D正确。
故选：D。
5．【解答】解：
两名演员做的总功：
W总＝2G1h1＝2m1gh1＝2×60kg×10N/kg×1.5m＝1800J，
对女演员做的有用功：
W有＝G2h2＝m2gh2＝50kg×10N/kg×3m＝1500J，
跳板的机械效率为：
η＝×100%＝×100%≈83.3%。
故选：D。
6．【解答】解：A、求拉力的功率的方法有两种：①利用P＝；②利用P＝＝＝Fv，但题干没有提供时间或速度，因此无法求出拉力的功率，故A符合题意；
B、由图可知n＝3，因为不计绳重和摩擦时F＝（G+G动），所以动滑轮的重力：G动＝nF﹣G＝3×5N﹣12N＝3N，因此可以求出动滑轮的重力，故B不符合题意；
C、滑轮组的有用功：W有＝Gh＝12N×0.2m＝2.4J，因此可以求出滑轮组的有用功，故C不符合题意；
D、滑轮组的机械效率：η＝＝＝＝＝×100%＝80%，因此可以求出滑轮组的机械效率，故D不符合题意。
故选：A。
7．【解答】解：
A、用甲、乙两种方法将同一物体搬上车，由W＝Gh可知，克服货物重力所做的功相同，故A错误。
B、甲方法用斜面向上推货物要比乙直接搬运省力，故B错误。
C、用甲、乙两种方法将同一物体搬上车，克服货物重力所做的有用功相同，但甲方法要克服摩擦力多做额外功，则甲图中的搬运工人做功要多一些，故C错误。
D、甲方法要克服货物与斜面间的摩擦力多做额外功，其做的有用功小于总功，所以其机械效率一定小于100%，故D正确。
故选：D。
8．【解答】解：
设做的有用功为W有用，
∵W额外＝240J，
∴W总＝W有用+W额外＝W有用+240J，
又∵η＝60%，
∴W有用＝W总 η＝（W有用+W额外） η，
代入数值得：W有用＝（W有用+240J） 60%，
公式化简得：W有用＝0.6×W有用+144J，
因此W有用＝360J。
故选：C。
二、多选题
9．【解答】解：
A、拉力做的功：W总＝Fs＝8N×0.25m＝2J，故A错误；
B、杠杆对物体做的功：W有用＝Gh＝18N×0.1m＝1.8J，故B错误；
C、不考虑转轴处的摩擦，额外功为克服杠杆重力所做的功，
由W总＝W有用+W额可得，克服杠杆重力所做的功：W额＝W总﹣W有用＝2J﹣1.8J＝0.2J，故C正确；
D、杠杆的机械效率：η＝×100%＝×100%＝90%，故D正确。
故选：CD。
三、填空题
10．【解答】解：用力将一桶水从井里提上来，他对水做的功是有用功，因为我们的目的是提水，对桶做的功是额外功；
如果桶掉到井里，对桶做的功是有用功，因为我们的目的是捞桶，捞桶时桶里带了一些水，克服水的重力做的功是额外功。
故答案为：水；桶；对桶做的功；对水做的功。
11．【解答】解：某一动滑轮在使用时的机械效率为80%即有用功占80%，额外功为1﹣80%＝20%．所以W额外：W有＝20%：80%＝1：4；
机械做功就要做额外功，额外功主要包括机械自身的重力和零件的摩擦，机械效率总小于1。
故答案为：1：4；20%；克服自身重力做功；克服零件间摩擦力做功。
12．【解答】解：三种情况下，有用功都是对砂子做的功，所以一样，
故W有用＝Gh＝100N×6m＝600J
（1）额外功W额外1＝G1h1＝（20N+480N）×6m＝3000J；
总功：W1＝W有用+W额外1＝600J+3000J＝3600J；
机械效率。
（2）额外功：W额外2＝G2h2＝（20N+10N）×6m＝180J；
总功：W2＝W有用+W额外2＝600J+180J＝780J；
机械效率：。
（3）额外功：W额外3＝G3h3＝（10N+5N）×6m＝90J；
总功：W3＝W有用+W额外3＝600J+90J＝690J；
机械效率：。
故答案为：（1）600，3000，3600，16.7%；
（2）600，180，780，76.9%；
（3）600，90，690，87%。
四、计算题
13．【解答】解：
（1）起重机吊起重物过程中所做的有用功：
W有用＝Gh＝4.8×103N×6m＝2.88×104J；
（2）做功时间t＝4s，
拉力做的总功：
W总＝Pt＝9000W×4s＝3.6×104J，
滑轮组的机械效率：
η＝＝×100%＝80%；
（3）由图知，n＝3，绳子自由端移动距离s＝3h＝3×6m＝18m，
由W总＝Fs可得拉力大小：
F＝＝＝2000N。
答：（1）起重机吊起重物过程中所做的有用功为2.88×104J；
（2）滑轮组的机械效率为80%；
（3）拉力F的大小为2000N。
14．【解答】解：
（1）该过程拉力F做的功：W总＝Fs＝150N×2m＝300J；
（2）此过程拉力做的有用功为：W有＝Gh＝600N×0.4m＝240J；
该装置的机械效率：η＝＝×100%＝80%；
（3）此过程克服摩擦力做的额外功：W额＝W总﹣W有＝300J﹣240J＝60J；
由W额＝fs得摩擦力为：f＝＝＝30N；
答：（1）该过程拉力F做的功为300J；
（2）该装置的机械效率为80%；
（3）货物箱在斜面上运动时受到的摩擦力大小为30N。
15．【解答】解：
（1）石材的重力：
G＝mg＝1.8×103kg×10N/kg＝1.8×104N，
石材受到的阻力：
f＝0.1G＝0.1×1.8×104N＝1800N；
（2）由乙图可得，在t＝10s内石材移动的距离s＝1.0m，石材匀速运动的速度：
v＝＝＝0.1m/s，
石材在t′＝40s移动的距离：
s′＝vt′＝0.1m/s×40s＝4m，
因为石材做匀速直线运动，受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，大小相等，
则滑轮组对石材的拉力：
F拉＝f＝1800N，
工人做的有用功：
W有用＝F拉s′＝1800N×4m＝7200J；
（3）由η＝＝75%可得工人做的总功：
W总＝＝＝9600J，
由图知，n＝3，工人拉力端移动的距离：
sF＝3s′＝3×4m＝12m，
由W总＝Fs可得工人的拉力：
F＝＝＝800N。
答：（1）石材受到的阻力为1800N；
（2）在石材移动40s过程中，工人做的有用功为7200J；
（3）在石材移动40s过程中，工人作用在绳子自由端的拉力为800N。