2020-2021学年度人教版八年级下册物理同步达标演练——12.3机械效率

2020-2021学年度八年级物理同步达标演练——12.3机械效率
一. 选择题
1.同学们“测量并探究影响滑轮组机械效率高低的因素”，使用了如图所示的装置，下列说法正确的是（每个钩码重相同）
A. 实验需要用到的测量仪器弹簧测力计、刻度尺和停表
B. 实验时需要匀速拉动测力计，只有这样测力计示数才能稳定
C. 当钩码个数相同时，甲的机械效率比乙高
D. 把钩码提高的高度越高，做的有用功越多，机械效率越高
2.下列关于功、功率、机械效率的说法正确的是
A. 做功多的机器机械效率一定高
B. 功率小的机器做功慢
C. 机械效率高的机器功率一定大
D. 功率大的机器做功时间一定短
3.关于机械效率的下列说法中，正确的是
A. 利用机械越省力，机械效率越高
B. 机械做功越快，机械效率越高
C. 有用功相同，总功越大的机械效率越高
D. 额外功相同，有用功越大的机械效率越高
4. 下列关于简单机械在实际应用中的说法正确的是（ ）
A. 指甲剪是省力省功的机械
B. 定滑轮不省力，但能改变力的方向
C. 滑轮组既省力，又省距离，还省功
D. 斜面的机械效率可以达到100%
5.分别用杠杆、动滑轮和滑轮组将同一物体举到相同的高度，做的有用功
A. 杠杆最多 B. 动滑轮最多
C. 滑轮组最多 D. 一样多
6.如图甲、乙所示是由相同的滑轮组装的滑轮组，甲乙两人分别用两装置在相等时间内将质量相等的重物匀速提升相同的高度，空气阻力、摩擦、滑轮和绳子的质量均不计，下列说法正确的是（ ）
A. 甲的拉力是乙的拉力的 3 倍
B. 甲拉力的功率大于乙拉力的功率
C. 乙拉绳子的速度大小是甲拉绳子速度大小的 2 倍
D. 如果考虑滑轮质量，图甲装置的机械效率比图乙小
7.如图，甲、乙是同一滑轮组的不同绕法．用它们分别把同一重物匀速提升（绳重及摩擦不计），下列说法正确的是
A. 甲较省功 B. 乙较省力
C. 甲的机械效率较高 D. 甲、乙的机械效率相同
8.朝鲜族有一种群众喜爱娱乐跳板，若支点在跳板中央，当体重均为600N的两名运动员从1.5m处由静止下落到跳板一端时，静止于另一端重为450N的女运动员被向上弹起3m高，若不计空气阻力，跳板的机械效率为
A. 100% B. 90% C. 75% D. 25%
9.如图所示，将一块1m长的木板一端架高0.4m，用50N沿木板的拉力把一个重为100N的小铁块从底端加速拉到顶端时，木板对小铁块的摩擦力可能是（　　）
A. 10N B. 15N C. 45N D. 55N
10.工人师傅利用如图所示两种方式，将均为300N的货物从图示位置向上缓慢提升一段距离．F1、F2始终沿竖直方向；图甲中OB=2OA，图乙中动滑轮重为60N，重物上升速度为0.01m/s．不计杠杆重、绳重和摩擦，则下列说法正确的是（　　）
A. 甲乙两种方式都省一半的力 B. 甲方式F1由150N逐渐变大
C. 乙方式机械效率约为83.3% D. 乙方式F2的功率为3W
11.利用四个相同的滑轮，组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，用同样的时间，把质量相等的重物G提升了相同的高度，所用的拉力分别为F甲、F乙，拉力做的功分别为W甲、W乙，拉力的功率分别为P甲、P乙，机械效率分别是η甲、η乙（忽略绳重与摩擦），下列关系式正确的是
A. F甲＜F乙η甲=η乙
B. F甲＞F乙η甲＞η乙
C. Ｗ甲＞W乙P甲＞P乙
D. Ｗ甲=W乙P甲=P乙
12.小强用如图所示的滑轮组匀速拉动物体A，使重为2000N的物体A在3s内沿水平方向匀速移动了6m，若A所受地面的摩擦力f＝600N，小强所用水平拉力F＝250N，在这个过程中( )
A. 小强做的有用功为3600J
B. 小强所用拉力F的功率为1500W
C. 该装置的机械效率为80%
D. 重力做了12000J的功
二、填空题
13.如图所示，斜面长6m，高1m，工人用500N的力沿斜面把重2400N的箱子匀速推到车上，推力对箱子做的功是_______J，斜面的机械效率是____________．
14.如图所示，用一动滑轮拉一物体A以0.5m/s的速度在水平面上作匀速直线运动，物体A重为20N，受到的摩擦阻力是物重的0.2倍，水平拉力为2.5N，则在2s内拉力做的功是________J，滑轮的机械效率是________（不计滑轮重力）．
15.如图所示，用动滑轮将重为10N的物体竖直向上匀速提升20cm，拉力为6N．此过程中拉力做的功为_______J，动滑轮的机械效率为_______.物体在上升过程中，机械能将_______（选填“增大”、”减小”或“不变”） .
16.如图所示，建筑工人用滑轮组提升重为220N的泥桶，其中动滑轮重为20N，不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重，若工人将绳子匀速向上拉起6m，则泥桶上升________m，手拉绳子的力为________N；机械效率是________(结果保留一位小数)．
17.起重机把质量为0.5t的重物匀速提升了3m，而它的电动机所做的功是2.4×104J，起重机提升重物所做的有用功是________J，起重机的机械效率是________．(g＝10N/kg)
18.用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，把相同的物体提升相同的高度，在不计绳重及机械摩擦的情况下，甲所用的拉力_______乙所用的拉力；甲滑轮组的效率________乙滑轮组的效率.（均选填“大于”、“等于”或“小于”）．
三、实验题
19.下表是小明测一滑轮组机械效率时收集的有关数据
①请在如图中画出实验中滑轮组的绕绳方法____．
②将表格中的数据补充完整______．
③用同一滑轮组提升不同重物至同一高度，提升的物重增加时，出克服动滑轮重所做的额外功外，其它额外功将_________________（选填“变大”、 “变小”或“不变”）．进一步分析可知，在动滑轮和绳重一定的情况下，该滑轮组的机械效率与_________________有关．
④第一次实验中，钩码上升0.1m所用的时间为1.5s则动力的功率为___________W．
20. 在测“滑轮组机械效率”的实验中，瑞瑞同学在与动滑轮相切的细绳上作一标记A(如图甲所示)，然后用大小为F的拉力匀速竖直向上提升总重为G的钩码，当钩码上升的高度为H时．瑞瑞同学在与动滑轮相切的细绳上作另一标记B，并测得AB两点间的距离为2H(如图乙所示)(不计摩擦与绳重)
求：(I)动滑轮的重力G．
(2)滑轮组的机械效率
(3)如果减少钩码的个数，滑轮组的机械效率会如何变化?
21.用如图所示的实验装置测杠杆的机械效率．实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升．
（1）实验中，将杠杆拉至图中虚线位置，弹簧测力计的示数F为________N；钩码总重G为1.0 N，钩码上升高度h为0.1 m，弹簧测力计移动距离s为0.3 m，则杠杆的机械效率为________%（结果保留一位小数）．请写出使用该杠杆做额外功的一个原因：__________________．
（2）钩码从A点改挂在B点后，拉力作用点及拉力方向都不变，此时把相同的钩码匀速提升相同的高度，则所测机械效率将________（选填“变大”“变小”或“不变”）．
22.“测算简单机械的效率”实验．
(1)下表是小明做“测算斜面的机械效率”的实验记录数据：

①将表格中数据补充填写完整_________；
②分析实验数据可知：同一斜面，倾斜程度越高，拉同一个物体所用的拉力越大，机械效率越________．
(2)请你尝试做“测算滑轮组的机械效率”实验：
①在图中用笔画线按最省力的方法组装好滑轮组_______；
②设计一个记录此实验数据的表格_______．
四、解答题
23.工人用平行于斜面向上的500N的推力将重800N的物体匀速推上高1.5m的车厢，所用的斜面长是3m．求：
(1)推力做的功；
(2)斜面的机械效率．
24.利用如图滑轮组来拉动汽车，已知汽车与地面间的摩擦力是4.08×103N，将汽车移动1m，拉力做的总功是4800J，试求此时滑轮组的机械效率．
25.如图所示，工人师傅用一个滑轮组在40s内将重600N的木箱从地面匀速吊上4m高的阳台，所用的拉力为220N，不计绳重和摩擦．求：
①工人师傅做的有用功；
②动滑轮的重力．
③机械效率是多少?
26.图甲是建造大桥时所用的起吊装置示意图，使用电动机和滑轮组（图中未画出）将实心长方体A从江底沿竖直方向匀速吊起，图乙是钢缆绳对A的拉力F1随时间t变化的图像．A完全离开水面后，电动机对绳的拉力F大小为6.25×103N，滑轮组的机械效率为80%．已知A的重力2×104N，A上升的速度始终为0.1m/s．（不计钢缆绳与滑轮间的摩擦及绳重，不考虑风浪、水流等因素的影响）求：
（1）长方体A未露出水面时受到的浮力；
（2）长方体A的密度；
（3）长方体A完全离开水面后，在上升过程中F的功率．
（4）把长方体A按图21甲中的摆放方式放在岸边的水平地面上，它对地面的压强．
27.质量为60kg的李师傅在装修施工时，利用如图所示的滑轮组来提升装修材料．他用200N的拉力在20s内将500N的材料提升了10m，不计绳重及摩擦．求：
（1）动滑轮的重力；
（2）他施加拉力的功率
（3）他利用此滑轮组工作时的最大机械效率（保留一位小数）
2020-2021学年度八年级物理同步达标演练——12.3机械效率参考答案
一. 选择题
1.同学们“测量并探究影响滑轮组机械效率高低的因素”，使用了如图所示的装置，下列说法正确的是（每个钩码重相同）
A. 实验需要用到的测量仪器弹簧测力计、刻度尺和停表
B. 实验时需要匀速拉动测力计，只有这样测力计示数才能稳定
C. 当钩码个数相同时，甲的机械效率比乙高
D. 把钩码提高的高度越高，做的有用功越多，机械效率越高
【答案】B
2.下列关于功、功率、机械效率的说法正确的是
A. 做功多的机器机械效率一定高
B. 功率小的机器做功慢
C. 机械效率高的机器功率一定大
D. 功率大的机器做功时间一定短
【答案】B
3.关于机械效率的下列说法中，正确的是
A. 利用机械越省力，机械效率越高
B. 机械做功越快，机械效率越高
C. 有用功相同，总功越大的机械效率越高
D. 额外功相同，有用功越大的机械效率越高
【答案】D
4. 下列关于简单机械在实际应用中的说法正确的是（ ）
A. 指甲剪是省力省功的机械
B. 定滑轮不省力，但能改变力的方向
C. 滑轮组既省力，又省距离，还省功
D. 斜面的机械效率可以达到100%
【答案】B
5.分别用杠杆、动滑轮和滑轮组将同一物体举到相同的高度，做的有用功
A. 杠杆最多 B. 动滑轮最多
C. 滑轮组最多 D. 一样多
【答案】D
6.如图甲、乙所示是由相同的滑轮组装的滑轮组，甲乙两人分别用两装置在相等时间内将质量相等的重物匀速提升相同的高度，空气阻力、摩擦、滑轮和绳子的质量均不计，下列说法正确的是（ ）
A. 甲的拉力是乙的拉力的 3 倍
B. 甲拉力的功率大于乙拉力的功率
C. 乙拉绳子的速度大小是甲拉绳子速度大小的 2 倍
D. 如果考虑滑轮质量，图甲装置的机械效率比图乙小
【答案】C
7.如图，甲、乙是同一滑轮组的不同绕法．用它们分别把同一重物匀速提升（绳重及摩擦不计），下列说法正确的是
A. 甲较省功 B. 乙较省力
C. 甲的机械效率较高 D. 甲、乙的机械效率相同
【答案】D
8.朝鲜族有一种群众喜爱娱乐跳板，若支点在跳板中央，当体重均为600N的两名运动员从1.5m处由静止下落到跳板一端时，静止于另一端重为450N的女运动员被向上弹起3m高，若不计空气阻力，跳板的机械效率为
A. 100% B. 90% C. 75% D. 25%
【答案】C
9.如图所示，将一块1m长的木板一端架高0.4m，用50N沿木板的拉力把一个重为100N的小铁块从底端加速拉到顶端时，木板对小铁块的摩擦力可能是（　　）
A. 10N B. 15N C. 45N D. 55N
【答案】A
10.工人师傅利用如图所示两种方式，将均为300N的货物从图示位置向上缓慢提升一段距离．F1、F2始终沿竖直方向；图甲中OB=2OA，图乙中动滑轮重为60N，重物上升速度为0.01m/s．不计杠杆重、绳重和摩擦，则下列说法正确的是（　　）
A. 甲乙两种方式都省一半的力 B. 甲方式F1由150N逐渐变大
C. 乙方式机械效率约为83.3% D. 乙方式F2的功率为3W
【答案】C
11.利用四个相同的滑轮，组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，用同样的时间，把质量相等的重物G提升了相同的高度，所用的拉力分别为F甲、F乙，拉力做的功分别为W甲、W乙，拉力的功率分别为P甲、P乙，机械效率分别是η甲、η乙（忽略绳重与摩擦），下列关系式正确的是
A. F甲＜F乙η甲=η乙
B. F甲＞F乙η甲＞η乙
C. Ｗ甲＞W乙P甲＞P乙
D. Ｗ甲=W乙P甲=P乙
【答案】AD
12.小强用如图所示的滑轮组匀速拉动物体A，使重为2000N的物体A在3s内沿水平方向匀速移动了6m，若A所受地面的摩擦力f＝600N，小强所用水平拉力F＝250N，在这个过程中( )
A. 小强做的有用功为3600J
B. 小强所用拉力F的功率为1500W
C. 该装置的机械效率为80%
D. 重力做了12000J的功
【答案】ABC
二、填空题
13.如图所示，斜面长6m，高1m，工人用500N的力沿斜面把重2400N的箱子匀速推到车上，推力对箱子做的功是_______J，斜面的机械效率是____________．
【答案】3000，80%
14.如图所示，用一动滑轮拉一物体A以0.5m/s的速度在水平面上作匀速直线运动，物体A重为20N，受到的摩擦阻力是物重的0.2倍，水平拉力为2.5N，则在2s内拉力做的功是________J，滑轮的机械效率是________（不计滑轮重力）．
【答案】 (1). 5 (2). 80%
15.如图所示，用动滑轮将重为10N的物体竖直向上匀速提升20cm，拉力为6N．此过程中拉力做的功为_______J，动滑轮的机械效率为_______.物体在上升过程中，机械能将_______（选填“增大”、”减小”或“不变”） .
【答案】2.4；83.3%；增大
16.如图所示，建筑工人用滑轮组提升重为220N的泥桶，其中动滑轮重为20N，不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重，若工人将绳子匀速向上拉起6m，则泥桶上升________m，手拉绳子的力为________N；机械效率是________(结果保留一位小数)．
【答案】 (1). 2 (2). 80 (3). 91.7%
17.起重机把质量为0.5t的重物匀速提升了3m，而它的电动机所做的功是2.4×104J，起重机提升重物所做的有用功是________J，起重机的机械效率是________．(g＝10N/kg)
【答案】 (1). 15000 (2). 62.5%
18.用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，把相同的物体提升相同的高度，在不计绳重及机械摩擦的情况下，甲所用的拉力_______乙所用的拉力；甲滑轮组的效率________乙滑轮组的效率.（均选填“大于”、“等于”或“小于”）．
【答案】 (1). 大于 (2). 等于
三、实验题
19.下表是小明测一滑轮组机械效率时收集的有关数据
①请在如图中画出实验中滑轮组的绕绳方法____．
②将表格中的数据补充完整______．
③用同一滑轮组提升不同重物至同一高度，提升的物重增加时，出克服动滑轮重所做的额外功外，其它额外功将_________________（选填“变大”、 “变小”或“不变”）．进一步分析可知，在动滑轮和绳重一定的情况下，该滑轮组的机械效率与_________________有关．
④第一次实验中，钩码上升0.1m所用的时间为1.5s则动力的功率为___________W．
【答案】 (1). (2). 66.7% (3). 变大 (4). 物重 (5). 摩擦力 (6). 0.14
20. 在测“滑轮组机械效率”的实验中，瑞瑞同学在与动滑轮相切的细绳上作一标记A(如图甲所示)，然后用大小为F的拉力匀速竖直向上提升总重为G的钩码，当钩码上升的高度为H时．瑞瑞同学在与动滑轮相切的细绳上作另一标记B，并测得AB两点间的距离为2H(如图乙所示)(不计摩擦与绳重)
求：(I)动滑轮的重力G．
(2)滑轮组的机械效率
(3)如果减少钩码的个数，滑轮组的机械效率会如何变化?
【答案】（1）G1=3F－G（2）(G／3F)×100％ （3）机械效率会降低
【解析】
(1)由图可知，n="3" F=(G1＋G)/3 G1=3F－G
(2)滑轮组机械效率η=(W有/W总)×100％=(GH／3FH)×100％=(G／3F)×100％
(3)机械效率会降低
不计摩擦与绳重有，代入有关条件求得动滑轮的重力G；滑轮组的机械效率由求得；影响机械效率的因素是机械重力、摩擦、工作对像的重力．
21.用如图所示的实验装置测杠杆的机械效率．实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升．
（1）实验中，将杠杆拉至图中虚线位置，弹簧测力计的示数F为________N；钩码总重G为1.0 N，钩码上升高度h为0.1 m，弹簧测力计移动距离s为0.3 m，则杠杆的机械效率为________%（结果保留一位小数）．请写出使用该杠杆做额外功的一个原因：__________________．
（2）钩码从A点改挂在B点后，拉力作用点及拉力方向都不变，此时把相同的钩码匀速提升相同的高度，则所测机械效率将________（选填“变大”“变小”或“不变”）．
【答案】 (1). 0.5 (2). 66.7 (3). 杠杆的重力 (4). 变大
22.“测算简单机械的效率”实验．
(1)下表是小明做“测算斜面的机械效率”的实验记录数据：

①将表格中数据补充填写完整_________；
②分析实验数据可知：同一斜面，倾斜程度越高，拉同一个物体所用的拉力越大，机械效率越________．
(2)请你尝试做“测算滑轮组的机械效率”实验：
①在图中用笔画线按最省力的方法组装好滑轮组_______；
②设计一个记录此实验数据的表格_______．
【答案】 (1). 4 60% (2). 高 (3). (4).
四、解答题
23.工人用平行于斜面向上的500N的推力将重800N的物体匀速推上高1.5m的车厢，所用的斜面长是3m．求：
(1)推力做的功；
(2)斜面的机械效率．
【答案】(1) 1500J；(2) 80%．
【解析】
根据题意知道，推力是F=500N，物体的重力是G=800N，斜面长度是s=3m，斜面高度是h=1.5m，
（1）推力做的功是：W总=Fs=500N×3m=1500J；
（2）克服物体重力做的有用功：W有用=Gh=800N×1.5m=1200J，
斜面的机械效率是：η=W有用/W总×100%=1200J/1500J×100%=80%
24.利用如图滑轮组来拉动汽车，已知汽车与地面间的摩擦力是4.08×103N，将汽车移动1m，拉力做的总功是4800J，试求此时滑轮组的机械效率．
【答案】85%
【解析】
滑轮组做的有用功为W有用＝fs＝4.08×103N×1m＝4.08×103J，
滑轮组的机械效率为η＝85
25.如图所示，工人师傅用一个滑轮组在40s内将重600N的木箱从地面匀速吊上4m高的阳台，所用的拉力为220N，不计绳重和摩擦．求：
①工人师傅做的有用功；
②动滑轮的重力．
③机械效率是多少?
【答案】①2400J ② 60N ③90.9%
【解析】
①工人师傅做的有用功：W有用＝Gh＝600N×4m＝2400J；
②由图示滑轮组可知，滑轮组承重绳子的股数n＝3；∵不计绳重和摩，
∴F＝(G动+G)，动滑轮的重力：G动＝3F?G＝3×220N?600N＝60N.
③拉力移动距离s＝3h＝3×4m＝12m，工人师傅做的总功：W总＝Fs＝220N×12m＝2640J；滑轮组的机械效率：η＝×100%＝×100%≈90.9%.
26.图甲是建造大桥时所用的起吊装置示意图，使用电动机和滑轮组（图中未画出）将实心长方体A从江底沿竖直方向匀速吊起，图乙是钢缆绳对A的拉力F1随时间t变化的图像．A完全离开水面后，电动机对绳的拉力F大小为6.25×103N，滑轮组的机械效率为80%．已知A的重力2×104N，A上升的速度始终为0.1m/s．（不计钢缆绳与滑轮间的摩擦及绳重，不考虑风浪、水流等因素的影响）求：
（1）长方体A未露出水面时受到的浮力；
（2）长方体A的密度；
（3）长方体A完全离开水面后，在上升过程中F的功率．
（4）把长方体A按图21甲中的摆放方式放在岸边的水平地面上，它对地面的压强．
【答案】（1）1×104N；（2）2×103kg/m3；（3）2500W；（4）把长方体A按图甲中的摆放方式放在岸边的水平地面上，它对地面的压强为4×104Pa．
27.质量为60kg的李师傅在装修施工时，利用如图所示的滑轮组来提升装修材料．他用200N的拉力在20s内将500N的材料提升了10m，不计绳重及摩擦．求：
（1）动滑轮的重力；
（2）他施加拉力的功率
（3）他利用此滑轮组工作时的最大机械效率（保留一位小数）
【答案】（1）100N；（2）300W；（3）94.4%．
【解析】
（1）由图可知，连接动滑轮绳子的股数n＝3， 不计绳重及摩擦，由F 得，动滑轮的重力：
G动＝nF﹣G＝3200N﹣500N＝100N．
（2）绳子自由端移动的距离：
s＝nh＝310m＝30m，
李师傅施加拉力做的功：
W＝Fs＝200N30m＝6000J，
则他施加拉力的功率：
P ＝300W．
（3）李师傅的重力：
G人＝mg＝60kg10N/kg＝600N，
人能提供的最大拉力等于自身重力，即
F′＝G人＝600N，
当人施加最大拉力时，提升的物重最大，滑轮组的机械效率最高，此时的最大物重：
G′＝nF′G动＝3600N100N＝1700N，
则滑轮组的最大机械效率：
η100% 100%100% 100%94.4%．