人教版八年级下册物理12.3机械效率 同步练习（含答案)

人教版八年级下册物理12.3机械效率
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
第I卷（选择题）
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一、单选题
1．下列关于功、功率、机械效率的说法中正确的是
A．机械效率越大，做的有用功一定越多
B．功率越大，做功越快
C．有力作用在物体上，力一定对物体做了功
D．功率小，机械效率也一定低
2．为了将放置在水平地面上、重false 的重物提升到高处。小明同学设计了图甲所示的滑轮组装置。当用图乙所示随时间变化的竖直向下拉力F拉绳时，重物的速度false和上升的高度h随时间t变化的关系图象分别如图丙和丁所示。若重物与地面的接触面积 false，不计绳重和摩擦，绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向。则下列选项正确的是（ ）
A．在false内，拉力F的功率P为 false
B．在false内，重物对地面的压强p为 false
C．在false内，拉力F做的功W为 false
D．在false内，滑轮组的机械效率false保留两位F有效数字后为 false
3．下列关于功、功率、机械效率的说法正确的是（　　）
A．做功越多的机械，功率越大
B．做功越多的机械，机械效率越高
C．功率越大的机械，机械效率越高
D．做功越快的机械，功率越大
4．将动滑轮改为定滑轮使用后，在相同的时间内把同一物体匀速提高相同高度，则改动后与改动前比较
A．节省了力 B．提高了功率
C．降低了效率 D．提高了效率
5．如图所示，工人用250 N的力将重400 N的物体匀速提升2m，共用了10s，若在此过程中(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．动滑轮的重是10 N
C．工人做功的功率是80 W D．滑轮组的机械效率是80%
6．通过“探究斜面”活动的研究，你发现有没有既省力又省距离的机械 ( )
A．一定有 B．一定没有
C．现有没有，但将来可能有 D．无法得出结论
7．甲同学用水桶从井里提水，乙同学把掉在井里的水桶捞上来，水桶里带了一些水，在上述过程中，两位同学都做了功，则下列说法正确的是
A．甲做的功都是有用功 B．乙做的功都是有用功
C．甲对桶做的功是额外功 D．乙对桶做的功是额外功
8．在图所示的滑轮组中，用110N的力在5s内把重为200N的物体匀速提高2m，则（ ）
A．对重物做的有用功约为550J
B．滑轮组的机械效率约为60%
C．拉力做的总功约为440J
D．拉力的功率约为44W
9．如图所示，小明用200N的拉力提升480N的货物，使货物在1min内匀速上升3m。若不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．动滑轮重为40N
B．拉力的功率为240W
C．该滑轮组的机械效率为80%
D．提升质量不同的货物时，滑轮组的机械效率不变
10．如图，若瓶起子起瓶盖的机械效率为90%，这表示
A．若作用在起子的动力是10N，则阻力是9N
B．若作用在起子的阻力是10N，则动力是9N
C．若作用在起子的动力做功1J，则有0．9J的功用于起瓶盖
D．若作用在起子的动力做功1J，则有0．1J的功用于起瓶盖
第II卷（非选择题）
请点击修改第II卷的文字说明
二、填空题
11．在“再探动滑轮”的实验中，小明用动滑轮将重3N的钩码匀速向上提升，拉力为1.8N，2s内钩码上升0.2m．此过程中有用功为________J，额外功为________J，拉力做功的功率为________W，动滑轮的机械效率为________%．
12．一个质量为15kg的物块，现利用3m长的斜面将其移到2m高的平台上，如图所示，将其匀速拉到顶端所受的摩擦力大小为20N，则所需的拉力F为_____N。
13．下图是挖井时从井中提升沙土的杠杆示意图．杠杆AB可以在竖直平面内绕固定点O转动，已知AO:AB=3:5，悬挂在A端的沙土所受的G=150N，作用在绳端的竖直向下的拉力F=250N,匀速把沙土提升2m，求此过程的机械效率_________ ．如果改为用一个定滑轮去提升这些沙土，机械效率将__________．（选填“升高”或“降低”）
14．如图所示，物重G为480N，用滑轮组将重物匀速提升2m，所用拉力F为200N，则拉力做功为________J，滑轮组的机械效率为________%．在“测量滑轮组机械效率的实验”中测量拉力F时，如果在弹簧测力计提着滑轮组加速上升时读数，则拉力会_____________，计算出来的机械效率会_____________．
15．用如图所示滑轮组拉着一重为 90N 的物体匀速前进了 0.2m，若物体与地面的摩擦力是物体重力的 0.1 倍，则木块克服摩擦所做的功为___________J．如果小勇对绳的拉力 F=4N，则该滑轮组的机械效率为___________%．
三、综合题
16．一名中学生站在水平地面上，要用滑轮组在20s内将600N的重物匀速提升3m.
（1）画出滑轮组的绕线方式;
（2）若匀速提升过程中滑轮组的机械效率是75 %，拉力F多大?拉力的功率多大?
（3）若中学生体重为500N、每个脚与地面接触面积均为0. 02m2，此时他对地面的压强多大?
17．光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应，而将光能直接转化为电能的一种技术，其发电系统主要有太阳能电池板，控制器和逆变器三大部分组成，其简化电路如图所示，当太阳光照射太阳能电池板发电时，控制信号将S1闭合，S2断开，蓄电池充电，当控制信号将S2闭合后，向外供电。光伏发电广泛应用于小型电源，中型供电系统和大型发电站。
(1)李湾村新建的文化广场上，有很多以光伏发电为电源的路灯，若某路灯电源的输出电压为20V，电流为0.5A，则输出功率是多大？输出电路中的电阻是多少___________？
(2)该村还建成了一座扶贫光伏发电站，总功率为5×104kW，其一天的发电量是多少千瓦时_________？(一天的有效光照时间按8小时计算)
(3)光伏发电站发的电用于灌溉农田，可将低处河水抽到高处灌溉渠中，若高低落差为10m，抽水机的效率为60%，则每度电可抽取河水多少立方米________ ？(ρ河水=1×103kg/m3,g取10N/kg)
(4)根据你所学的知识，请写出一条光伏发电的优点：(科学合理即可)______。
18．如图甲所示，工人沿斜面把一箱货物从底端拉进车厢.货物移动的距离s与时间t的关系如图乙所示.在此期间，工人拉这箱货物沿斜面匀速运动时的拉力为594 N，此斜面的长为5 m，高为1 m，这箱货物重为1 500 N.
(1) 0~5 s内，这箱货物处于__________状态，工人所做的功为_____________J.
(2)拉力做功的功率是多大___________?
(3)该斜面的机械效率是多少__________ ?
四、计算题
19．如图所示，用滑轮组提升重物时，重600N的物体在10s内匀速上升1m。已知绳子的拉力为400N，则：
(1)对物体做的有用功是多少？
(2)拉力F做的功？
(3)拉力F的功率为多少？
(4)滑轮组的机械效率为多少？
20．小明用如图所示的滑轮组拉动货箱，已知货箱的质量为60kg，在F＝50N的拉力作用下，货箱以0.1m/s的速度做匀速直线运动，地面对货箱的滑动摩擦力f为货箱重的0.2倍（g＝l0N/kg）。求：
（1）拉力F的功率是多少？
（2）货箱运动了1min，克服摩擦所做的功是多少？
（3）此滑轮组的机械效率是多少？
参考答案
1．B
【详解】
A．因为机械效率是有用功与总功的比值，所以机械效率越大，做的有用功不一定越多，故A错误；
B．功率是表示做功快慢的物理量，功率越大，做功越快，故B正确；
C．有力作用在物体上，物体力的方向上没有移动距离，力不做功，故C错误；
D．机械效率是有用功与总功的比值，与功率的大小无关，故D错误．
2．B
【详解】
A．由图知道，在2～3s内，重物做匀速运动，v3 =2.50m/s，拉力F3 =40N，又因为承担物重的绳子股数n=3，所以，拉力F的作用点下降的速度
v3 ′=3v3 =3×2.50m/s=7.5m/s
拉力做功功率（总功率）
false
故A错误；
B．由丙图知道，物体在2～3s内做匀速直线运动，由图乙知道，此时的拉力F3 =40N，根据false知道，
G动=nF3 -G物=3×40N-100N=20N
在0～1s内，拉力F1 =30N，把动滑轮和重物看成整体，则这个整体受到向下的重力、向上的支持力以及三根绳向上的拉力作用处于静止状态，所以，
F支 +3F1 =G+G动
地面对物体的支持力
F支=G+G动-3F1 =100N+20N-3×30N=30N
由于力的作用是相互的，所以，重物对地面的压力
F压=F支=30N
对地面的压强
false
故B正确；
C．由图乙知道，在1～2s内，拉力F2 =50N，重物上升高度h2 =1.25m，拉力F的作用点下降的距离
s2 =3h2 =3×1.25m=3.75m
拉力做的功
W=F2 s2 =50N×3.75m=187.5J
故C错误；
D．滑轮组的机械效率
false
故D错误。
故选B。
3．D
【详解】
A．由false可得，功率由功和时间共同决定，反映做功的快慢，功率大则做功快，故A错误；
B．机械效率是指有用功与总功的比值，做功越多的机械，有用功与总功的比值不一定大，机械效率不一定高，故B错误；
C．功率越大的机械做功越快，机械效率是有用功和总功的比值，所以功率大不能确定机械效率高，故C错误；
D．功率反映做功的快慢，做功快则功率大，故D正确。
故选D。
4．D
【解析】
A. 使用动滑轮可以省一半力，使用定滑轮不能省力．故A错误；B. 在相同的时间内把同一物体匀速提高相同高度，做的有用功相同，时间相同，功率相同．将动滑轮改为定滑轮使用后，做的额外功少了，所以总功率应该更小了．故B错误；C. 动滑轮在提升过程中随物体一起上升，要对动滑轮做额外功，有用功相同，做的总功越多，机械效率越低．故C错误；D. 使用定滑轮提升时滑轮的位置不上升，有用功相同，使用定滑轮时做的额外功最小，所以机械效率最大．故D正确；故选D.
5．D
【详解】
（1）由图知，n=2，s=2h=2×2m=4m，故A错；
（2）不计摩擦和绳重，拉力F=（G+G轮），则动滑轮的重力G轮=2F﹣G=2×250N﹣400N=100N，故B错；
（3）拉力端移动的距离s=4m，拉力做功W总=Fs=250N×4m=1000J，P===100W，故C错；
（4）W有用=Gh=400N×2m=800J，
滑轮组的机械效率η=×100%=×100%=80%，故D正确．
6．B
【解析】通过“探究斜面”活动的研究，以及根据功的原理，一种机械可以省力，也可以省距离，但不可能即省力又省距离，即使用机械不能省功。一定没有省功的机械，B正确。
故选B。
7．C
【详解】
根据题意知道，甲同学的目的是提水，所以对水做的功是有用功，而对桶是不得不做功，则对桶做的是额外功；乙同学的目的是提桶，所以对桶做的功是有用功，而对水是不得不做功，故对水做的是额外功，综上所述，只有C正确，故选C．
8．C
【解析】
试题分析：（1）利用公式W=Gh可求出有用功，利用P=可求拉力的功率；
（2）由图可知有两段绳子吊着物体，所以S=2h，可W=FS计算拉力F做的总功，再利用公式η=求机械效率．
解：A、滑轮组的有用功为W有用=Gh=200N×2m=400J，则A选项错误；
B、滑轮组的机械效率为η=×100%=×100%≈91%，则B选项错误；
C、从图可知，S=2h=2×2m=4m，∴W总=FS=110N×4m=440J．则C选项正确；
D、拉力的功率P总===88W，则D选项错误；
故选C．
【点评】本题通过滑轮组的使用，考查了有用功、总功以及机械效率的计算，注意拉力移动的距离和物体升高高度的关系．
9．C
【详解】
A．小明提升货物的有用功为
false
由图可知，承担货物和动滑轮的绳子股数为3股，小明提升货物的总功为
false
小明提升货物的额外功为
false
动滑轮重为
false
故A错误；
B．拉力的功率为
false
故B错误；
C．滑轮组的机械效率为
false
故C正确；
D．由于不计绳重和摩擦， 不管提升货物的质量多大，提升动滑轮做的额外功都是不变的，而提升货物的质量改变有用功也要改变，根据
false
故提升货物的质量增加，货物的重力增加，有用功也增加，机械效率增大，故D错误。
故选C。
10．C
【解析】
试题分析：起子做是一个杠杆，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2知，要比较动力或阻力大小，必须知道动力臂和阻力臂，故A、B错误；起子的机械效率为90%表示：在起瓶盖过程中，在总功中有90%是用来起瓶盖的有用功，10%是额外功，在使用起子过程中用于起瓶盖的有用功占总功的90%，即：若动力做功1J，则有0．9J功用于起瓶盖，故C 正确、D错误．选C．
考点：机械效率概念
11．0.6 0.12 0.36 83.3或83
【详解】
重3N的钩码上升0.2m，所以有用功为：W有=Gh=3N0.2m=0.6J.
拉力做的总功为：W总=FS=1.8N20.2m=0.72J；
W额=W总falseW有=0.72Jfalse0.6J=0.12J
拉力的功率为：P=false；
动滑轮的机械效率为：false100false=false100false83.3false
12．120
【详解】
拉动物体所做的有用功
W有=Gh=mgh=15kg×10N/kg×2m=300J
拉动物体所做的额外功
W额=fs=20N×3m=60J
则拉动物体所做的总功
W总=W有+W额=300J+60J=360J
根据W=Fs可得，所需拉力
false
13．90％ 升高
【详解】
由题意知，知false，则false，用竖直向下的拉力匀速把沙土提升时，拉力移动的距离与沙土升高的距离之比为：false，则拉力移动的距离为：false；
根据false得，此过程的机械效率为：
false；
当用一个定滑轮去提升这些沙土时，因为定滑轮不省力，也不费力，在不考虑摩擦力的情况下，做功时额外功为0，所以机械效率为100%，则使用定滑轮时可以提高机械效率．
14．1200 80 变大 减小
【解析】
物重G为480N，用滑轮组将重物匀速提升2m，所用拉力F为200N，
false；
false
false；
如果弹簧测力计提着滑轮组加速上升，除了克服摩擦力外，还要克服惯性使物体加速，所以拉力会变大，拉力变大，所以做的功增多，而有用功是不变的，所以效率降低。
答案：(1). 1200 (2). 80 (3). 变大 (4). 减小
点睛：正因为提着滑轮组加速上升，除了克服摩擦力外，还要克服惯性使物体加速，所以拉力会变大，所以应匀速提升滑轮。
15．1.8 75%
【解析】
（1）由题意可知，木块受到的摩擦力：
f=0.1G=0.1×90N=9N，
木块克服摩擦所做的功：
W有=fs物=9N×0.2m=1.8J；
（2）由图可知，n=3，则绳端移动的距离：
s绳=ns物=3×0.2m=0.6m，
拉力做的总功：
W总=Fs绳=4N×0.6m=2.4J，
滑轮组的机械效率：false．
故答案为1.8；75．
16．（1）（2） 400N（3）120W（4）2500Pa
【详解】
(1)由题意可知，人站在地面上提升重物，所以子自由端的拉力方向应向下，则绳子的起始端应在定滑轮的挂钩上，如图所示：
(2)将600N的重物匀速提升3m，他所做的有用功：
W有=Gh=600N×3m=1800J，
由false可得，拉力做的总功：false，
由图可知n=2，则拉力端移动距离s=2h=2×3m=6m，
由W总=Fs得拉力：false；
拉力的功率：false；
(3)提升重物的过程中，小明对地面的压力：F压=G人?F=500N?400N=100N，
小明对地面的压强：
false；
17．40Ω 4×105kW?h 21.6m3不会污染环境，即清洁无污染；取之不尽、用之不竭，可再生；节约传统的化石能源
【解析】
【详解】
(1)该路灯电源的输出功率为：P＝UI＝20V×0.5A＝10W；由I＝UR得：电路中的电阻：R＝UI＝20V0.5A＝40Ω；(2)光伏发电站一天的发电量：W总＝P总 t＝5×104 kW×8h＝4×105 kW?h；(3)W电＝1kW?h＝3.6×106 J，由η＝W机械W电×100%得，将低处河水抽到高处克服重力做的功：W机械＝ηW电＝60%×3.6×106 J＝2.16×106 J，由W＝Gh＝mgh得，水的质量：m＝W机械gh＝2.16×106J10N/kg×10m＝2.16×104 kg，由ρ＝mV得，抽取河水的体积：V＝m河水ρ河水＝2.16×104kg1×103kg/m3＝21.6m3；(4)根据题意得知光伏发电是将太阳能直接转化为电能，属于清洁能源，发电过程实现了碳的零排放．太阳能取之不尽、用之不竭，属于可再生能源；大力发展太阳能光伏发电，可以节约传统的化石能源。
【点睛】
（1）已知输出电压为和输出电流， 由P＝UI求得输出功率，据欧姆定律电路中的电阻；（2）光伏发电站一天的发电量由W总＝P总 t直接求出；（3）据η＝W机械W电×100%得W机械＝ηW电，由W＝Gh＝mgh得，水的质量：m＝W机械gh，最后由密度公式求出河水的体积；（4）可从环保、节约能源方面答题。
18．静止 0 118.8W 50.5%
【详解】
(1) 由图乙知，在0~5 s内货物没有移动距离，所以这箱货物处于静止状态；
距离为零，所以工人所做的功为0J.
(2)拉力为594 N，此斜面的长为5 m，
所以拉力做功，即总功为：false
图乙知，物体运动时间为25s，所以拉力做功的功率为；
false
(3)有用功为：false
该斜面的机械效率是：
false．
【点睛】
涉及机械效率的问题时，关键是要清楚总功、有用功、额外功都在哪，特别要清楚额外功是对谁做的功，弄清楚这些功后，求效率和功率就显得简单了．
19．(1)600J；(2)800J；(3)80W；(4)75%
【详解】
由图可知，滑轮组的动滑轮绕2段绳。
(1)对物体做的有用功
W有=Gh=600N×1m=600J
(2)拉力F做的功
W总=Fs=400N×1m×2=800J
(3)拉力F做的功率为
p=false=80W
(4)滑轮组的机械效率
η=false=75%
答：(1)对物体做的有用功是600J；
(2)拉力F做的功是800J；
(3)拉力F的功率为80W；
(4)滑轮组的机械效率为75%。
20．（1）15W；（2）720J；（3）80%。
【解析】
【详解】
（1）由图可知，n＝3，则绳端移动的速度：
v绳＝nv物＝3×0.1m/s＝0.3m/s，
则拉力F的功率：
P＝Fv绳＝50N×0.3m/s＝15W；
（2）货箱受到的摩擦力：
f＝0.2G＝0.2mg＝0.2×60kg×10N/kg＝120N，
由false可得，1min内货箱运动的距离：
s＝v物t＝0.1m/s×60s＝6m，
克服摩擦所做的功：
W有＝fs＝120N×6m＝720J；
（3）由false可得，1min内拉力做的总功：
W总＝Pt＝15W×60s＝900J，
此滑轮组的机械效率：false
答：（1）拉力F的功率是15W；
（2）货箱运动了1min，克服摩擦所做的功是720J；
（3）此滑轮组的机械效率是80%。