12.4机械效率 同步练习(有答案)初中物理人教版(2024)

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名称 12.4机械效率 同步练习(有答案)初中物理人教版(2024)
格式 docx
文件大小 3.6MB
资源类型 试卷
版本资源 人教版
科目 物理
更新时间 2025-02-06 23:48:46

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文档简介

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12.4机械效率
一、单选题
1.如图所示,这是一些物理实验及根据实验现象得出的结论,其中正确的是(  )
A.压力的作用效果与受力面积大小有关
B.重力的方向是垂直向下的
C.盆景自动供水装置为连通器的原理
D.盘山公路的设计利用了简单机械
2.甲柴油机的效率为,乙柴油机的效率为,这说明了(  )
A.甲柴油机比乙柴油机的功率大
B.甲柴油机比乙柴油机做的有用功多
C.使用甲柴油机比乙柴油机省力
D.甲把燃料燃烧时释放的内能转化为机械能的百分比较大
3.用定滑轮、动滑轮、滑轮组分别提升同样重的物体,(若不计绳重及摩擦),其中机械效率最大的是(  )
A.定滑轮 B.动滑轮 C.滑轮组 D.一样大
4.用如图所示的滑轮组提升重物时(忽略绳重及摩擦),下列做法能提高滑轮组机械效率的有(  )
A.增加物体被提升的高度
B.减轻动滑轮的重力
C.改变绳子的绕法,减少承担重物的绳子的段数
D.减少物体的重力
5.如图所示,用相同的滑轮组装的甲、乙两个滑轮组,匀速提起质量相同的物体,不计绳重及摩擦。下列说法正确的是(  )
A.甲更省力,甲机械效率大 B.乙更省力,机械效率一样大
C.乙更省力,乙机械效率大 D.甲更省力,机槭效率一样大
6.用一个动滑轮和两个定滑轮组成的滑轮组竖直向上提升物体A,要求滑轮的个数要用完(未画出),实验中,拉力F随时间t变化的关系如图甲所示,物体A上升的速度v随时间变化的关系如图乙所示,不计绳重和摩擦,在1~2s内,滑轮组的机械效率为80%,则下列判断中正确的是(  )
A.物体A的重为1500N
B.动滑轮的重为400N
C.物体A从静止开始上升1s后,拉力的功率为500W
D.若将物体A换成重为900N的物体B,则在匀速提升物体B的过程中,滑轮组的机械效率将变为75%
二、多选题
7.如图所示,竖直固定的测力计下端挂一个滑轮组,已知每个滑轮均重20N,滑轮组下端挂有一个物体B,滑轮组绳的末端通过定滑轮沿水平方向与物体A相连,物体A在绳的水平拉力作用下向右做匀速直线运动,此时测力计的示数为100N,滑轮组的机械效率为η。在物体B下加挂重为15N的物体C后,用水平向左的力F拉动物体A使其沿水平桌面向左做匀速直线运动,此时B上升的速度为3cm/s。滑轮与轴的摩擦、绳的质量等次要因素都忽略不计,g取10N/kg。则下列说法正确的是(  )
A.物体A所受的滑动摩擦力为40N B.拉力F的大小为80N
C.拉力F做功的功率为7.65W D.滑轮组的机械效率η为60%
三、填空题
8.中国最美公路国道318川藏线上有许多弯弯曲曲的盘山公路,其相当于简单机械中的   。选用手柄粗一些的螺丝刀拧螺丝,为了更   。旗杆顶部安装的滑轮是为了   。
9.小明利用如图所示的装置探究滑轮组的特点,他将重为3 N的物体匀速提高了0.5 m,已知绳子自由端的拉力F为2N,则绳端移动的距离s是   m,提起重物时滑轮组的机械效率是   。
10.建筑工人利用如图所示的简易滑轮组提升建材。在一次提升建材的过程中,建筑工人用200N的拉力F,将重540N的建材在10s内匀速提高3m。忽略绳重和摩擦,工人做功的功率为   W,该滑轮组的机械效率为   %。如果用此滑轮组提升940N的建材至相同高度,该滑轮组的机械效率为   %。
11.如图,用滑轮组帮助汽车脱困时,滑轮B的作用是   ;汽车被匀速拉动时,作用在绳子上的拉力F为1000N,滑轮组的机械效率为80%,则汽车受到的摩擦力为   N。
12.如图所示,沿斜面向上匀速拉一个重为5N的物体到斜面顶端,斜面长1.0m,高0.3m,拉力做功为2J,则使用这个斜面时,物体所受摩擦力为   N,实际匀速拉动过程中,拉力一定会   (选填“大于”、“小于”或“等于”)摩擦力。
13.如图所示,工人用动滑轮(不计绳重和摩擦,物重大于动滑轮重)匀速提升重物,人的拉力   (大于/等于/小于)物体重力,物体升高的距离   (大于/等于/小于)绳子自由端移动的距离。人拉力做的功   (大于/等于/小于)重物增加的重力势能。
四、双选题
14.同学们用如图装置测定斜面的机械效率。在实验过程中,同学们对实验过程和装置发表了下列不同的看法。其中不正确的是(  )
A.匀速拉动木块时,拉力与摩擦力是一对平衡力
B.斜面的机械效率与木块被匀速拉动的距离是无关的
C.匀速拉动木块的过程中,木块的机械能是不变的
D.斜面越陡,所用的拉力越大,斜面的机械效率越高
五、科普阅读题
15.阅读短文,回答问题。
材料一:
《天工开物》是世界上第一部关于农业和手工业生产的综合性著作,其中关于一种叫“筒车”的古代农业机械这样记载道:“凡河滨有制筒车者,堰陂障流绕于车下,激轮使转,挽水入筒,一一顷于机内,流入亩中,昼夜不息,百亩无忧。”图甲为文中记载的筒车,图乙为筒车的简化示意图。
材料二:
现代灌溉系统具有定时、循环灌溉功能,结合土壤检测系统和气象监控站,可实现设施农业和大田农业自动灌溉需求,高效又节省人力资源。使用水泵灌溉梯田时,如图丙,水泵依靠电机运转抽水浇灌秧苗,利用电机做功是为了对水产生稳定的压力,可以将水以一定速度推到高处。某水泵出水管横截面积为1.2×10-2m2,出水速度恒定为 2m/s, 灌溉不同高度所需的水压和电机效率如下表所示。
灌溉高度h/m 所需压强 p/×106Pa 电机效率η/%
8 0.25 62.5
40 0.55 85
50 0.65 80
(1)材料一中,筒车工作时是把   能转化为重力势能;
(2)取水筒的容积越大,筒车旋转一周提升的水就越多,那么对进入接水槽的水所做的功越   ,当水流变湍急后,筒车提升水的功率会变   ;
(3)若接水槽离取水处高4m,水轮上有12个取水筒,一个取水筒每次可取水4kg,筒车旋转一周所用时间为60s,水流冲击筒车的总功率为40W,水流做的总功为    J, 筒车旋转一周取水的机械效率为   (接水槽离倒水处的高度忽略不计,g取10N/kg);
(4)材料二中,分析表中信息可知,灌溉高度为   m时,电机效率最高,若用水泵灌溉50m高的田地,需要电机提供的压力为    N,此时电机的总功率为    W。
六、计算题
16.如图所示,小聪同学用力F将重物匀速拉至斜面顶端用时20s。已知该过程中所做的有用功为300J,斜面的机械效率为60%,斜面的倾角为30°,斜面的高度为2m。请计算:
(1)拉力F所做的功;
(2)拉力F的功率;
(3)物体与斜面之间的摩擦力大小。
17.如图所示,斜面长5m、高1.6m,用400N的拉力将重为1000N的物体,沿斜面匀速向上从底端拉到顶端。求:
(1)物体克服重力做的功;
(2)拉力对物体做的功;
(3)斜面的机械效率;
(4)物体受到斜面的摩擦力。
七、实验探究题
18.交流与评估是科学探究的一个重要环节。某班同学,利用如图所示的实验装置完成了“测滑轮组机械效率”实验以后,进行了小组交流,下表是各小组的实验数据记录:请你对表中各小组的实验数据进行分析比较,回答下列问题:
实验小组 钩码重G(N) 动滑轮G′(N) 拉力F(N) 滑轮组的机械效率η
1 0.5 0.4 0.35 47.6%
2 0.5 0.4 0.38 43.9%
3 1 0.6 0.62 53.8%
4 1 0.8 0.71 46.9%
5 2 0.6 0.98 68.0%
6 2 0.8 1.06 62.9%
(1)实验中影响滑轮组效率的主要因素有哪些?    和   ;
(2)1、2两个小组的动滑轮重相同,提起的钩码重也相同,测出的动滑轮的机械效率却不同,原因可能是什么?(写出一点即可)   ;
(3)请你就如何提高滑轮组的机械效率提出自己的建议(要求写两点):
①   ; ②   。
八、综合题
19. 在日常生活和工农业生产中,提高机械效率有着重要的意义。提高机械效率,要从研究影响机械效率的因素出发,寻求办法。
为了探究影响机械效率的因素,小明选取了大小相同的滑轮,利用图甲和图乙装置进行实验,并把数据整理记录在下表中。
实验次数 滑轮材质 钩码重.G/N 提升的高度h/m 有用功 W ィョ/J 拉力F/N 绳端移动的距离s/m 总功 W 总/J 机械效率η
1 铝 1 0.1 0.1 0.6 0.3 0.18 56%
2 铝 2 0.1 0.2 1.0 0.3 0.3 67%
3 铝 2 0.2 0.4 1.0 0.6 0.6 67%
4 塑料 2 0.2 0.4 0.8 0.6 0.48 83%
5 塑料 2 0.2 0.4 2.1 0.2 0.42 95%
(1) 比较1和2两次实验发现:在所用滑轮组一定时,提升的钩码   ,机械效率越高。
(2) 比较3和4两次实验发现:滑轮组的机械效率还与   有关。
(3) 比较   两次实验发现:在所用滑轮组一定时,机械效率与提升钩码的高度无关。
(4) 第5次实验是利用了图   的装置完成的。
(5)利用图甲的装置,把重6N的物体用2.5N,的拉力匀速拉起,滑轮组的机械效率为   。如果没有刻度尺,只有测力计,也可以测量出滑轮组的机械效率,测的机械效率会   。(选填“不变”、“偏大”、“偏小”)
(6) 小明利用图丙装置实验发现:斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和摩擦有关,与物重无关。保持斜面倾斜程度不变,可以采用   的方法提高斜面的机械效率。
(7) 实验表明:额外功越小,总功越接近有用功:进一步推理得出:假设没有额外功,总功等于有用功; 可见使用任何机械都    。
20.某学习小组使用几个相同的滑轮分别进行机械效率的测定,如图.他们将测得钩码重G、拉力F、钩码上升的高度h、测力计移动的距离S,并将计算出的有用功W有用、总功W总和机械效率η数据一并记入下表:
实验 G/N F/N h/m s/m W有用/J W总/J η
1 2 2.1 0.1 0.1 0.2 0.21 95.2%
2 2 1.2 0.1 0.2 0.2 0.24 83.3%
3 2 0.9 0.1 0.3 0.2 0.27 ★
(1)表格中数据★=   ;
(2)比较实验1、2,第2次的机械效率较低,主要原因是   ;
(3)比较实验2、3,影响这两次实验机械效率不同的主要因素是   ,使用滑轮组的优点是   .
21.如题图甲所示为明代宋应星《天工开物》中描述的龙骨水车,它由水槽、刮板、木链、木齿轮、脚踏等组成,其中脚踏部分的结构如图乙所示。水车安放在河边,下端水槽和刮板直伸水中,另一端的木齿轮固定于堤岸的木架上,用时踩动脚踏部分使木齿轮转动,通过木链带动槽内板叶刮水上行,倾灌于地势较高的田地。
(1)龙骨水车脚踏部分相当于简单机械中的   ,刮水上行时水的   能增大;
(2)刮板的面积越大,水车旋转一周提升的水就越多,对水所做的功越   ,当工人踩动脚踏的速度加快时,提升水的功率会变   ;
(3)若工人踩动龙骨水车旋转一周可将0.025m3的水提升到4m高的田地中,所用时间为60s,工人做功的总功率为40W,则该过程中工人做的总功为   J,机械效率为   %(保留整数,取10N/kg)。
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】重力的方向;探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验;连通器原理;斜面的机械效率
2.【答案】D
【知识点】功率大小的比较;机械效率的大小比较
3.【答案】A
【知识点】机械效率的大小比较
4.【答案】B
【知识点】增大或减小机械效率的方法
5.【答案】B
【知识点】滑轮(组)的机械效率
6.【答案】D
【知识点】滑轮(组)的机械效率;滑轮组绳子拉力的计算;滑轮组的设计与组装
7.【答案】A,C
【知识点】滑轮组及其工作特点;滑轮(组)的机械效率;滑轮组绳子拉力的计算
8.【答案】斜面;省力;改变力的方向
【知识点】定滑轮及其工作特点;轮轴及其他常见简单机械;斜面的机械效率
9.【答案】1;75%
【知识点】机械效率的计算;功的计算及应用
10.【答案】180;90;94
【知识点】功率计算公式的应用;滑轮(组)的机械效率;滑轮组绳子拉力的计算
11.【答案】改变力的方向;1600
【知识点】滑轮组及其工作特点;滑轮(组)的机械效率
12.【答案】0.5;大于
【知识点】斜面的机械效率
13.【答案】小于;小于;大于
【知识点】机械效率的计算;滑轮组绳子拉力的计算
14.【答案】A,C
【知识点】动能和势能的大小变化;平衡力的辨别;机械效率的计算
15.【答案】动;多;大;2400;80%;40;7.8×103;1.95×104
【知识点】功率计算公式的应用;机械能及其转化;有用功和额外功
16.【答案】(1)500J;(2)25W;(3)50N
【知识点】功率计算公式的应用;机械效率的计算;斜面的机械效率;有用功和额外功
17.【答案】(1)1600J;(2)2000J;(3)80%;(4)80N
【知识点】斜面的机械效率;有用功和额外功
18.【答案】(1)钩码重;动滑轮重
(2)滑轮和轴之间摩擦等
(3)选轻的动滑轮;减小轴之间的摩擦等
【知识点】滑轮(组)机械效率的测量实验
19.【答案】(1)越重
(2)动滑轮的重力
(3)2、3
(4)乙
(5)80%;不变
(6)减小接触面粗糙程度
(7)都不省功
【知识点】机械效率;滑轮(组)的机械效率;斜面的机械效率
20.【答案】(1)74.1%
(2)动滑轮有重力(或有用功相同时,使用动滑轮做的额外功多)
(3)摩擦;可以省力或改变用力方向
【知识点】滑轮(组)机械效率的测量实验
21.【答案】轮轴;重力势;多;大;2400;42
【知识点】功率计算公式的应用;势能的影响因素;机械效率的计算;功的计算及应用;有用功和额外功
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