沪科版物理八年级下册《10.5 机械效率》同步练习卷（含解析）

沪科版物理八年级下册《10.5 机械效率》同步练习卷
一、单选题：本大题共8小题，共16分。
1.姚锦煜同学进入初三后非常努力，也非常爱思考，一次他研究水桶的构造时，不小心将水桶弄掉进水里，在他打捞时桶里带些水。下列所述中属于有用功的是( )
A. 把桶中水提高所做的功 B. 把桶提高做的动
C. 提桶和桶中的水做的功 D. 手对绳子拉力做的功
2.小明同学的体重为，他用重的水桶将重的水提上高的教室使用，在这一过程中，他做的有用功和额外功分别是( )
A. B. C. D.
3.下列关于机械效率的说法中，正确的是( )
A. 越省力的机械，机械效率越高
B. 做的有用功越多，机械效率越高
C. 功率越大，机械效率越高
D. 额外功在总功中占的比例越小，机械效率越高
4.下列做法中不能提高滑轮组机械效率的是( )
A. 增加物体提升的高度 B. 使用轻质动滑轮
C. 增加物体的质量 D. 在轴上加润滑油
5.如图甲所示，用手直接将物体匀速提升高度，拉力做功。若用图乙的滑轮组把此物体匀速提升相同高度，拉力做功为。则( )
A. 滑轮组省力情况为
B. 拉力做的额外功为
C. 滑轮组的机械效率为
D. 增大动滑轮重可提高机械效率
6.小明同学用一滑轮组竖直向上提升重为的货物，所用拉力为，绳端和重物移动的距离与时间的关系如图所示。不计绳重和摩擦，下列说法中不正确的是( )
A. 该滑轮组的动滑轮重
B. 拉力的功率为
C. 该滑轮组的机械效率为
D. 若绳端移动的距离为，则动滑轮也移动
7.工人利用滑轮组吊起重为的路灯杆质量分布均匀。如图所示，这是路灯杆一端刚被匀速拉起的简图。路灯杆离地后在内被匀速提升，绳端拉力，下列说法不正确的是( )
A. 路灯杆一端刚被匀速拉起时，相当于省力杠杆
B. 路灯杆离地后，路灯杆受到的拉力等于
C. 路灯杆离地后，绳端拉力做的功为
D. 路灯杆离地后，滑轮组的机械效率为
8.如图甲所示，用一个动滑轮和两个定滑轮组成的滑轮组提升重物。拉力随时间的变化关系如图乙所示，重物上升的速度随时间变化的关系如图丙所示。不计一切摩擦和绳重，已知在内，滑轮组的机械效率为。下列说法错误的是( )
A. 内，重物受到了非平衡力的作用
B. 若以动滑轮为参照物，重物是静止的
C. 动滑轮的重力为
D. 若将重物的重力减小为，则提升重物匀速上升时，滑轮组的机械效率将变为
二、填空题：本大题共6小题，共12分。
9.如图，用滑轮组将一重物竖直向上匀速提升，所用拉力。若该过程中滑轮组的机械效率为，则滑轮组对重物做的有用功为 。
10.如图所示，在的水平拉力作用下，重的物体沿水平地面做匀速直线运动了，物体与地面间滑动摩擦力为，则滑轮组的有用功为______；滑轮组的机械效率为______．
11.如图所示，工人沿斜面用一个大小恒定的力把一重为的物体从斜面底部匀速推到顶部不考虑物体的大小。已知斜面长，高。若该过程中斜面的效率为，则力的大小为______。
12.如图所示，工人们用同一滑轮组，根据需要有两种方式来提起等重的建筑材料，若不计摩擦和绳重，则 ______，机械效率 ______均选填“”“”或“”
13.利用如图所示的滑轮组，用的力水平拉绳子自由端，不计绳、弹簧测力计和滑轮重，货物以的速度匀速直线运动，则弹簧测力计的示数为______；整个过程中，滑轮组的机械效率为，这个过程中拉力的功率为______，水平地面对货物的摩擦力为______。
14.质量为的物体静止在水平桌面上，小明用如图所示的滑轮组装置匀速拉动绳子的自由端使物体在内匀速移动了。已知物体在水平面上受到的滑动摩擦力为重力的倍，则受到的摩擦力为______。若不计绳重和绳与滑轮之间的摩擦力，滑轮组的机械效率为，则动滑轮重为______，绳端拉力的功率为______。
三、实验探究题：本大题共1小题，共6分。
15.测量滑轮组的机械效率：如图为测量某滑轮组机械效率的实验装置。
实验时沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计。
分析下表中数据可知：实验是用图______做的实验。
实验序号中的机械率 ______。
实验序号 钩码重量 钩码上升高度 绳端拉力 绳端移动距离 机械效率
结论：通过比较______填实验序号两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高。通过比较、两次实验数据可得出结论：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率______。
问题讨论：实验过程中边拉边读数，弹簧测力计示数不稳定，有同学认为应静止时读数。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。
四、计算题：本大题共4小题，共32分。
16.有一重力为的物体静置在水平地面上，工人用如图所示的装置将物体匀速提升，所用拉力的大小为，在此过程中不计绳重和摩擦。求：
工人通过滑轮组所做的有用功；
滑轮组的机械效率；
如果工人的重力为，则工人通过该滑轮组装置能匀速拉起的物体的最大重力是
多少？
17.在建筑工地上，“吊车”是常见的一种起重设备。如图为吊车上的滑轮组的示意图。在起重过程中，钢丝绳用的拉力，将重为的物体在内匀速提升不计绳重和摩擦求：
滑轮组提升重物所做的有用功和总功。
滑轮组拉力的功率。
若用该滑轮组匀速提升的重物，则其机械效率是多少？
18.某同学在“测滑轮组的机械效率”实验中，用如图所示的滑轮组竖直匀速提升个相同的钩码，每个钩码重，测力计的示数为，此时滑轮组的机械效率是______；用该装置匀速提升钩码时，增大机械效率的办法是______忽略绳重和摩擦．
19.小芳同学设计了一个高度可调节的斜面来探究斜面的省力情况、斜面的机械效率与斜面的倾斜程度之间的关系，如图所示．她首先测出小车重，然后用弹簧测力计沿斜面拉动小车，调节斜面倾斜角的大小多次测量，得到下表所示的数据：
斜面
倾斜角 小车重 斜面高
斜面长
拉力
有用功
总功
机械效率
请你替小芳在上表中的空格处填上适当的数据．
分析上表中的数据，可以得出的探究结论是：斜面倾斜角越小，斜面的机械效率越______．
若想探究斜面的机械效率与物重的关系，则要保持______不变，斜面的光滑程度不变，只改变______．
答案和解析
1.【答案】
【解析】解：
我们的目的就是为了把水桶提上来，所以对水桶做的功为有用功；
但水桶里面有一些水，又不得不对水做功，所以对水做的功为额外功；
手对绳子拉力做的功，包括对水做的功、对桶做的功、对绳子做的功，为总功。
故ACD错、B正确。
故选：。
从有用功、额外功和总功的定义方面进行解答；有用功的定义是完成一件事情而不得不做的功，简单理解，有用功是与你的目的直接相关的；其他无实用价值而又不得不做的功，叫额外功。
本题考查有用功和额外功的利用，关键是对有用功和额外功定义的正确理解。
2.【答案】
【解析】解：有用功为；
额外功为。
故选：。
已知物重和上升高度，利用公式得到有用功；
已知体重、桶重和上升高度，利用公式得到额外功。
此题考查的是有用功和额外功的计算，由于体重大于物重，所以做的额外功比有用功大很多。
3.【答案】
【解析】解：、机械功率反映了做功的快慢，功率与机械的省力情况无关，故A错误；
B、使用机械时，机械效率高说明有用功在总功中占的比例大；有用功多，不知道总功的多少，则机械效率不一定越高，故B错误；
C、做功多的机械，有用功在总功中占的比例不一定大，机械效率不能确定，故C错误；
D、额外功在总功中所占比例越小，说明有用功在总功中所占比例较大，即机械效率越高，故D正确。
故选：。
机械效率指使用机械时做的有用功占总功的比值；
解决此题不仅要知道机械效率的概念，而且要区分在使用机械时的总功、额外功与有用功；
机械效率指有用功占总功的比例，而做功的快慢指功率，二者之间没有什么关系。
本题考查了功和功率的物理意义、机械效率的概念以及功率和机械效率的区别，是一道好题。
4.【答案】
【解析】解：
A、增加重物的提升高度，绳子自由端移动的距离变长，根据可知，滑轮组的机械效率不变，即不能提高滑轮组的机械效率，故A符合题意；
B、使用轻质动滑轮，减少了动滑轮的重，可以减小克服动滑轮重力所做的额外功，在有用功相同的情况下，总功减小，由可知，能提高滑轮组的机械效率，故B不符合题意；
C、增加物体的质量增加物体的重力，在提升高度不变时，有用功增大；在额外功不变的情况下，有用功增大，有用功在总功中所占的比例增大，能提高滑轮组的机械效率，故C不符合题意；
D、在轴上加润滑油，可以减小克服摩擦所做的额外功，在有用功相同的情况下，总功减小，由可知，能提高滑轮组的机械效率，故D不符合题意。
故选：。
对于改变滑轮组机械效率的方法，有两种情况：一是减轻动滑轮质量、加润滑油减小摩擦，这些方法可以减少额外功，提高机械效率；二是增加提升物体的重，在额外功不变的情况下，增大有用功，从而提高机械效率。据此分析。
机械效率的高低取决于有用功和总功两个因素，不能理解成：“有用功多，机械效率高”；或“总功大，机械效率低”。还有机械效率的高低与是否省力及重物提升的高度无关。
5.【答案】
【解析】解：、用的力将物体匀速提升，；由图可知，不计绳重与摩擦，拉力，故A错误；
B、做功，做功为，拉力做的额外功为，故B错误；
C、做的功为使用滑轮组时做的有用功，做的功为是总功，滑轮组的机械效率，故C正确；
D.增大动滑轮的重力，增大了额外功，根据知，有用功不变，机械效率减小，故D错误。
故选：。
直接匀速提升物体，拉力等于物重；使用滑轮组提升重物，不计绳重与摩擦，拉力；
根据有用功加额外功等于总功分析解答；
根据求机械效率；
增大动滑轮的重力，增大了额外功，据此分析。
本题考查了机械效率公式、拉力端与物体升高高度的关系以及使用滑轮组时拉力的计算，正确认识有用功和总功是解题的关键。
6.【答案】
【解析】解：
根据图象可知，时，物体上升的高度为，绳子自由端移动的距离为，
由可知动滑轮上的绳子股数：；
A、不计绳重和摩擦，由可得，动滑轮的重力：；故A正确；
B、绳子自由端移动的速度：，
拉力的功率：；故B正确；
C、滑轮组的机械效率：；故C正确；
D、动滑轮和物体上升的高度相同，由可得，动滑轮上升的高度：，故D错误。
故选：。
根据图象读出时，物体上升的高度和绳子自由端移动的距离，然后根据求出动滑轮上的绳子股数；
根据的应用求出动滑轮的重力；
先根据速度公式求出绳子自由端移动的速度，然后根据求出拉力的功率；
根据求出滑轮组的机械效率；
动滑轮和物体上升的高度相同，根据的应用可求出动滑轮上升的高度。
本题考查功、功率以及机械效率的计算，关键能从图象中读出物体上升的高度和自由端移动的距离。
7.【答案】
【解析】解：
A.路灯杆一端刚被匀速拉起时，重力为阻力，动力臂大于阻力臂，相当于省力杠杆，故A正确；
B.路灯的重力是，路灯杆离地后，匀速运动，拉力和重力是一对平衡力，受到的拉力等于重力，即拉力大小为，故B正确；
C.由图可知，滑轮组绳子的有效股数，路灯杆离地后，绳端拉力做的功，故C错误；
D.路灯杆离地后，有用功，滑轮组的机械效率，故D正确。
故选：。
路灯杆一端刚被匀速拉起时，重力为阻力，比较动力臂和阻力臂的大小判断相当于杠杆的类型；
路灯杆离地后，匀速运动，拉力和重力是一对平衡力，二力大小相等，据此得出拉力的大小；
根据图示滑轮组可知绳子的有效股数，路灯杆离地后，根据和求出绳端拉力做的功；
路灯杆离地后，根据求出有用功，利用求出滑轮组的机械效率。
本题考查了杠杆的分类和二力平衡条件、做功公式、滑轮组机械效率公式的应用，分清路灯杆一端刚被匀速拉起时动力臂和阻力臂关系以及滑轮组绳子的有效股数是关键。
8.【答案】
【解析】解：
A.由图丙可知，物体在内做变速运动，运动状态发生改变，由此可知物体受到了非平衡力作用，故A正确；
B.随物体一起运动的滑轮叫动滑轮，因为重物相对于动滑轮的位置没有发生改变，所以重物相对于动滑轮是静止的，故B正确；
C.在内，由图甲可知滑轮组绳子的有效股数，由图乙可知拉力，由图丙可知物体匀速上升，
则滑轮组的机械效率，解得：，
不计一切摩擦和绳重，由可得，动滑轮的重力，故C正确；
D.若将重物的重力减小为，则提升重物匀速上升时，
滑轮组的机械效率，故D错误。
故选：。
物体静止或做匀速直线运动时处于平衡状态，受到的力为平衡力，否则为非平衡状态，受到的力为非平衡力；
运动和静止是相对的，判断物体的运动和静止，首先确定一个参照物，如果被研究的物体和参照物之间没有发生位置的改变，被研究的物体是静止的，否则是运动的；
在内，根据图甲读出滑轮组绳子的有效股数，根据图乙读出拉力，根据图丙可知物体匀速上升，利用表示出滑轮组的机械效率即可求出物体的重力，不计一切摩擦和绳重，根据求出动滑轮的重力；
若将重物的重力减小为，提升重物匀速上升时，根据求出滑轮组的机械效率。
本题考查了力与运动的关系、运动和静止的相对性、滑轮组机械效率公式、滑轮组拉力公式的应用，从图像中获取有用的信息是关键。
9.【答案】
【解析】解：由图知，承担物重的绳子有段，即，绳子自由端移动的距离，
拉力做的总功为：
，
由可得滑轮组对重物做的有用功为：
；
故答案为：。
由图知，承担物重的绳子有段，已知物体上升的距离，可以得到绳子自由端移动的距离；根据计算拉力做的总功，再根据机械效率的变形公式计算拉力所做的有用功。
此题考查了使用滑轮组时总功、有用功的计算，需熟知拉力做的功为总功。
10.【答案】；
【解析】解：
滑轮组所做有用功：，
由图可知，则绳子自由端移动的距离：，
总功：，
滑轮组的机械效率：．
故答案为：；．
用滑轮组水平拉动物体时，克服物体的摩擦力做的功是有用功，拉力做的功是总功；利用即可算出滑轮组的机械效率．
本题主要考查水平方向的滑轮组的机械效率；注意水平方向运动的物体，有用功等于摩擦力与物体移动的距离的乘积，并能够对功的相关知识熟练应用．
11.【答案】
【解析】解：推力做的有用功：
，
由得，推力做的总功为：，
由得推力大小为：。
故答案为：。
利用求出有用功；然后利用机械效率的计算公式变形可求出总功，再利用变形可求出力。
熟练运用计算功、机械效率的公式，是解答此题的关键。
12.【答案】
【解析】解：工人们用同一滑轮组，根据需要有两种方式来提起等重的建筑材料，由图知分别为、，
不计摩擦及绳重，提升等重的建筑材料时拉力分别为：
，，
比较可知；
因不计摩擦及绳重，额外功的来源是克服动滑轮自重做的功，
滑轮组的机械效率，
因动滑轮的重力不变、提起物体的重力相同，故。
故答案为：；。
不计摩擦和绳重，绳端的拉力，据此判断拉力的大小；
因不计摩擦及绳重，额外功的来源是克服动滑轮自重做的功，根据公式比较机械效率的大小。
此题考查了使用滑轮组时拉力和机械效率的比较，难度不大。
13.【答案】
【解析】解：不计绳、弹簧测力计和滑轮重，水平拉力，则弹簧测力计的示数为；
由图可知，，绳子自由端的速度为：
，
则拉力的功率为：
；
不计绳、弹簧测力计和滑轮重，根据可知，水平地面对货物的摩擦力为：
。
故答案为：；；。
不计绳、弹簧测力计和滑轮重，弹簧测力计的示数等于水平拉力的大小；
根据滑轮组装置确定绳子股数，利用求出绳子自由端的速度，根据求出拉力的功率；
不计绳、弹簧测力计和滑轮重，根据求出水平地面对货物的摩擦力。
本题考查功率和效率的有关计算，综合性强，难度适中。
14.【答案】
【解析】解：已知物体在水平面上受到的滑动摩擦力为重力的倍，则受到的摩擦力为：
；
由图知，则绳子自由端移动的距离；不计绳重和绳与滑轮之间的摩擦力，利用可得滑轮组的拉力：
，
根据可得动滑轮重：
；
匀速拉动绳子的自由端使物体在内匀速移动了，物体移动的速度：
，
绳子自由端移动的速度，，
绳端拉力的功率：．
故答案为：；；。
利用可求受到的摩擦力；
由图知，则绳子自由端移动的距离，绳子自由端移动的速度，；不计绳重和绳与滑轮之间的摩擦力，利用可求滑轮组的拉力，根据可求动滑轮重。根据可求绳端拉力的功率。
本题考查定滑轮的特点，滑轮组的特点，以及机械效率的计算，是一道综合题。
15.【答案】乙 、 越低 不正确 摩擦
【解析】解：由表中数据，，可知实验中绳子的有效段数：
，，所以物重是两个钩码，因此实验是用图乙做的实验；
实验序号中的机械效率：
；
结论：根据控制变量法的思路可知，通过比较、两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高；
比较、两次实验，所提升的重物相同，第次实验动滑轮的个数多，动滑轮重力大，第次机械效率较低，故实验比较、两次实验数据可得出结论：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低；
问题讨论：实验过程中边拉边读数，弹簧测力计示数不稳定，有同学认为应静止时读数，他的想法不正确，因为滑轮组静止时测力计不能测量出机械之间的摩擦，即没有考虑到摩擦对滑轮组机械效率的影响。
故答案为：乙；；、；越低； 不正确；摩擦。
由表中数据，根据得出实验中承担物重的滑轮的段数，结合物体的重力大小分析回答；
根据得出实验序号中的机械效率：
比较、两次实验数据，找出相同量和不同量，分析得出滑轮组的机械效率与变化量的关系；
比较、两次实验，找出相同量和不同量，分析得出滑轮组的机械效率与变化量的关系；
实验时沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计，若静止时读数，则测力计没有测量出机械之间的摩擦力，导致测量值偏小。
本测量滑轮组的机械效率，考查的运用及机械效率计算、控制变量法、数据分析和实验注意事项。
16.【答案】解：
工人通过滑轮组所做的有用功：
；
由图知，，则拉力端移动的距离，
工人做的总功：
，
滑轮组的机械效率：
；
不计绳重和摩擦，拉力，则动滑轮的重力：
，
绳上的拉力不能超过工人的体重，
工人通过此滑轮组能拉起最重物体时，绳上的最大拉力，
由可得，提升物体的最大重力：
。
答：工人通过滑轮组所做的有用功为；
滑轮组的机械效率为；
如果工人的重力为，则工人通过该滑轮组装置能匀速拉起的物体的最大重力是。
【解析】利用求工人通过滑轮组所做的有用功；
由图知，使用的滑轮组承担物重的绳子股数，拉力端移动距离，利用求工人做的总功，
滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比；
不计绳重和摩擦，拉力，据此求动滑轮的重力；
绳上的拉力不能超过工人的体重，工人通过此滑轮组能拉起最重物体时，绳上的最大拉力等于工人的体重，
再利用求提升物体的最大重力。
本题考查了使用滑轮组时有用功、总功、机械效率的计算，要利用好隐含条件：不计绳重和摩擦，拉力。
17.【答案】已知：拉力，重力，时间，高度，物重，
求：有用功？总功？功率？机械效率？
解：有用功：
；
总功：
；
拉力的功率：
；
由得：
动滑轮重：
，
其机械效率：
。
答：滑轮组提升重物所做的有用功；总功；
滑轮组拉力的功率；
其机械效率是。
【解析】根据求出有用功，再根据求出总功；
根据求出拉力的功率；
根据求出动滑轮重，再根据求出机械效率。
此题主要考查的是学生对有用功、总功、功率、机械效率和滑轮组省力情况计算公式的理解和掌握，综合性较强，难度较大。
18.【答案】；在不超过绳子承受的最大拉力和不超弹簧测力计量程的情况下，增大钩码重力
【解析】解：滑轮组的机械效率；
用该装置匀速提升钩码时，动滑轮重不变，根据可知，要提高机械效率，可以在不超过绳子承受的最大拉力和不超弹簧测力计量程的情况下，增大钩码重力．
故答案为：；在不超过绳子承受的最大拉力和不超弹簧测力计量程的情况下，增大钩码重力．
根据求出滑轮组的机械效率；
根据作出分析和解答．
此题主要考查的是学生对机械效率的计算和机械效率高低影响因素的理解和掌握，基础性题目．
19.【答案】低；斜面倾斜角；小车重
【解析】解：由表中实验数据可知，；；，实验数据如下表所示：
斜面
倾斜角 小车重 斜面高
斜面长
拉力
有用功
总功
机械效率
由表中实验数据可知，时，则拉力，机械效率；由此可知：斜面倾斜度越小时，越省力，斜面机械效率越低．
若想探究斜面的机械效率与物重的关系，则要保持粗糙程度和倾斜程度不变，只改变小车的重力进行试验即可．
故答案为：
见上表；
低；
斜面倾斜角；小车重．
根据实验数据，利用、和效率公式求出表格中的所缺的数据，完成表格．
分析表格数据时，虽然拉力和机械效率的变化是因斜面的倾斜度的改变而引起的，但我们先比较省力时，倾斜度是如何变化，然后比较机械效率的变化．
若想探究斜面的机械效率与物重的关系，必须控制其它因素不变，只改变物体的重力．
本题考查了求功、斜面效率、实验数据分析、实验注意事项等问题；应用功的计算公式与效率公式即可正确解题．
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