機(jī)械效率（測試）-2024年中考物理復(fù)習(xí)（全國）（解析版）

專題14機(jī)械效率（測試）（解析版）

（滿分100分，時間90分鐘）

一、選擇題（8小題，每小題3分，共24分）

1.關(guān)于功率、機(jī)械效率的說法正確的是（）。

A.功率大的機(jī)器做功一定多B.額外功占總功比值小的機(jī)器機(jī)械效率高

C.做功多的機(jī)器機(jī)械效率一定高D.功率大的機(jī)器做功時間一定短

【答案】Bo

【解析】A.功率是指做功的快慢，功率大的機(jī)器做功并不一定多，故A錯誤；

B.根據(jù)機(jī)械效率公式〃=‘：；一100%

可知額外功占總功比值小的機(jī)器，有用功占比大，則其機(jī)械效率高，故B正確；

C.功率大的機(jī)械、做功多的機(jī)械，額外功不一定小，機(jī)械效率不一定高，故c錯誤；

D.功率大的機(jī)器說明做功快，但做功時間不一定短，故D錯誤。故選B。

2.關(guān)于功的原理和機(jī)械效率的說法正確的是（）。

A.使用機(jī)械提升物體可以省功；

B.提升同一物體，使用省力杠桿一定比用等臂杠桿的機(jī)械效率大；

C.提升同一物體，使用動滑輪一定比用定滑輪的機(jī)械效率大；

D.使用任何機(jī)械提升物體，機(jī)械效率都不可能達(dá)到100%

【答案】Do

【解析】A.根據(jù)功的原理，使用任何機(jī)械提升物體時，都不能省功，因?yàn)椴豢杀苊獾臅鲱~外功，故

A錯誤；

B.提升同一物體，使用省力杠桿不一定比用等臂杠桿的機(jī)械效率大，機(jī)械效率指的是有用功與總功之

比，與是否省力無關(guān)，故B錯誤；

C.提升同一物體，使用動滑輪不一定比用定滑輪的機(jī)械效率大，機(jī)械效率指的是有用功與總功之比，

與是否省力無關(guān)，故C錯誤；

D.使用任何一個機(jī)械提升物體時，不可避免的會做額外功，故D正確。故選D。

3.如圖所示，小華用滑輪組水平向左勻速拉動A物體，A物體5s內(nèi)移動了100cm,且A物體與水平地

面的摩擦力大小為12N,已知滑輪組的機(jī)械效率為80%,則下列說法錯誤的是（）。

A.拉力尸大小為4NB.繩子自由端移動的速度為0.6m/s；

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C.拉力尸做功的功率為3WD.拉力廠在5s內(nèi)對滑輪組做的額外功為3J

【答案】Ao

【解析】B.動滑輪上有三段繩子，則行3,5s內(nèi)繩子自由端移動的距離s京AS?F3X100義10-2ni=3ni

繩子自由端移動的速度%?工?仝.?0.6m/f，故B正確，不符合題意;

*l5s

AC.物體克服摩擦力做的有用功W^fs^12NX100X10^m=12J

拉力做的總功上=*?=里=15J

&780%

拉力6大小F=2=.=5N

拉力/做功的功率尸=%=—=3W

t5g

故A錯誤，符合題意；C正確，不符合題意。

D.拉力戶在5s內(nèi)對滑輪組做的額外功

r＜=F,e-Fg=15J-12J=3J

故D正確，不符合題意。故選A。

4.利用四個相同的滑輪，組成如圖所示的甲、乙兩個滑輪組，用同樣的時間，把質(zhì)量相等的物體提升

相同的高度，則關(guān)于所用的拉力尸甲和尸乙，拉力做的功人和/乙，拉力的功率戶甲和戶乙，機(jī)械效率分別〃甲

=7乙（忽略繩重與摩擦），下列關(guān)系式正確的是（）。

A.尸甲V尸乙〃甲〉〃乙B.尸甲〉尸乙〃甲=〃乙

C.『甲〉/乙〃甲＞尸乙D.『甲二/乙P甲二P乙

【答案】Do

【解析】由圖可知，滑輪組中“亍=3,＞七=2

由受力平衡可知所用拉力為濯轉(zhuǎn)二好界,國/

-G+G.G+G.G+G=G+G、

即久=----￡=——,F.=---------------二

鼻3"42

則尸甲〈尸乙

第2頁共13頁

GhGhG

滑輪組的機(jī)械效率為〃=7'1t00o==―=

丁FsnFhG+G丈

則〃甲=〃乙

G?G

拉力做功為丁=&-----￡■汕=（G+q）4

fl

則例甲=/乙

因所有時間相同，則拉力做功的功率為尸='=(G+G^M

則產(chǎn)甲=尸乙

故ABC錯誤、D正確。故選Do

5.如圖所示，斜面長10m,高4m。用平行于斜面450N的拉力，將重100N的物體，從斜面的底端勻速

拉到頂端。在此過程中，下列說法正確的是（）。

A.利用此裝置既可以省力，也可以省功B.物體受到的摩擦力為50N

C.對物體所做的有用功為500JD.該斜面的機(jī)械效率為打。：

【答案】D?

【解析】A.使用任何機(jī)械都不省功，所以利用此裝置不能省功，故A錯誤；

BC.由題意知，將物體從斜面底端勻速拉到頂端所做的有用功/產(chǎn)加100NX4m=400J

所做的總功/卡信50NX10m=500J

額外功r^F.a-r^=5ooj-4ooj=iooj

物體所受的摩擦力/=%=UI2I=1ON，故BC錯誤；

s10m

留.400J

D.該斜面的機(jī)械效率？=加1=樣外8%=80%；故D正確。故選D。

6.如圖所示，小凱用拉力廠提著重為G的物體勻速緩慢上升力，下列關(guān)于杠桿的有關(guān)說法正確的是

）O

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A.拉力廣所做的總功為歷；

B.杠桿的機(jī)械效率是劭/9X100%；

C.若把懸掛點(diǎn)從4點(diǎn)移至8點(diǎn)，把同一物體勻速緩慢提升相同的高度，拉力的大小與原來相同；

D.若把懸掛點(diǎn)從A點(diǎn)移至6點(diǎn)，把同一物體勻速緩慢提升相同的高度，拉力所做的總功與原來相同

【答案】D?

【解析】A.重為G的物體勻速緩慢上升力，總功應(yīng)為拉力產(chǎn)與力的方向上的位移s的乘積，由圖可知

s>h

則總功腑'=褫比㈱::，故A項錯誤；

B.物體重力做的功為有用功是開；=GJl,而拉力做的功大于仍，故B項錯誤；

C.懸掛點(diǎn)從4點(diǎn)移至6點(diǎn)，阻力臂增大，根據(jù)公式6/1=不2,阻力不變，阻力臂增大，動力臂不變

則動力增大即拉力/變大，故C項錯誤；

D.把懸掛點(diǎn)從4點(diǎn)移至6點(diǎn)，把同一物體勻速緩慢提升相同的高度，理想狀態(tài)下，沒有額外功，所以

拉力所做的總功與原來相同，故D項正確。故選D。

7.如圖所示的滑輪組，動滑輪重3N,物體A在5s內(nèi)被勻速提升0.5m的過程中，圖中繩的拉力均沿豎

直方向，滑輪組的機(jī)械效率為90%,不計繩重和摩擦，則在本次實(shí)驗(yàn)中（）。

A.若提升更重的物體，滑輪組的機(jī)械效率降低；

B.物體A的重力為27N；

C.繩子自由端的拉力尸大小為8N；

D.繩子自由端拉力的功率為3W

【答案】BDo

【解析】A.用同一滑輪組提升重物時，物重越重，滑輪組機(jī)械效率越高，若提升更重的物體，滑輪組

的機(jī)械效率提高，故A不符合題意；

B.物體A在5s內(nèi)被勻速提升0.5m的過程中，做的額外功外=q*=3Nx0.5m=15J

由滑輪組的機(jī)械效率為90%,可知總功=15J

金1-90%10%

第4頁共13頁

有用功1%=?；^=150Jx90^b=135J

物體A的重力G=/=”-2=27N,故B符合題意；

A0.5m

C.繩子自由端的拉力F大小為F=三馬=3H+3N=]0N,故C不符合題意；

33

D.繩子自由端拉力的功率P=A=l0N*3＞：U吧=3W

5s

故D符合題意。故選BD。

8.用如圖所示的滑輪組，在時間:內(nèi)，將重為G的貨物勻速提升了力，人對繩子豎直向下的拉力恒為尸,

以下說法正確的是（）。

G

A.額外功為（2-。人B.滑輪組的機(jī)械效率為彳

2Ph

C.滑輪組的機(jī)械效率隨分的增大而增大D.拉力廠的功率為丁

【答案】ADo

【詳解】A.由圖可知，連接動滑輪繩子的股數(shù)左2繩子自由端移動的距離f4F2%,拉力尸做的功

嗅=五歹2仍

拉力做的有用功/有=仍，則額外功例額=%-/有=2林仍=（2戶。力，故A正確；

B.由圖可知，連接動滑輪繩子的股數(shù)爐2繩子自由端移動的距離差4F2A,滑輪組的機(jī)械效率

WaGkGhG

'唯FsFx2A2F

故B錯誤；

C.由＞7=》可知，滑輪組的機(jī)械效率與提升的高度右無關(guān)，故C錯誤；

**

D.由圖可知，連接動滑輪繩子的股數(shù)爐2繩子自由端移動的距離f4F24拉力尸做的功

Ws=Fs=2Fh

則拉力廣的功率P=^-=—

tt

第5頁共13頁

故D正確。故選AD。

二、填空題（5小題，每空2分，共32分）

9.工人師傅用如圖所示的滑輪組將重為400N的貨物勻速提升了1m,動滑輪重為100N,不考慮繩重和

摩擦，工人師傅做的額外功為J,該滑輪組的機(jī)械效率為。

【答案】100；80%o

【解析】［1］由題意可知，不考慮繩重和摩擦，則工人師傅做的額外功，就是克服動滑輪的重力所做的

功，動滑輪重為100N,動滑輪被勻速提升了1m,根據(jù)公式郎可知，工人師傅做的額外功

科1Mli=G^=100Nxlm=100J,工人師傅做的額外功為100J。

⑵由題意可知，貨物重為400N,被勻速提升了1m,所做的有用功科用域=G4=400Nxlm=400J

所做的有用功為400J,則總功%%1M+%*.?400J+100J?500J

該滑輪組的機(jī)械效率7=變"XlOO%=黑,100%=80%

JOOJ

該滑輪組的機(jī)械效率為80%。

10.如圖所示，把重力為600N的物體勻速推到斜面頂端，斜面長為3m,高為0.9m,實(shí)際推力為300N,

那么提升物體做的有用功是J,推力做的總功是^J,斜面的機(jī)械效率是%,物體與斜面之間

的摩擦力是No

【答案】540；900；60%；120?

【解析】［1］提升物體做的有用功歷行制=600NX0.9m=540J

第6頁共13頁

[2]推力做的總功r.ig=Fs=300NX3m=900J

［3］斜面的機(jī)械效率7=》=O?1。0%=60%

?v我yum

［4］額外功r^F,e-r^900J-540J=360J

心但,以363

摩擦力/=，="=120N。

s3m

11.一輛汽車不小心開進(jìn)了泥水坑中，司機(jī)取來一套滑輪組將汽車從泥水坑中拉出，如圖所示。若汽車

重為1.2X10"N,受的阻力為車重的0.15倍，司機(jī)用800N的拉力，經(jīng)過30s拉著滑輪組自由端勻速前進(jìn)了

6m,則司機(jī)做功的功率是W,司機(jī)拉動該滑輪組的機(jī)械效率是,寫出該滑輪組的一

個優(yōu)點(diǎn)：?

【答案】160；75%；省力。

【解析】［1］由圖示可知，與動滑輪相連繩子的股數(shù)上3,拉力的功歷與氏u800NX6m=4.8Xl()3j

拉力的功率尸="=4sxeJ_

t30s

[2]由題意可知,汽車受到的阻力15(^0.15X1.2X104N=l.8X103N

由圖示可知，與動滑輪相連繩子的股數(shù)爐3,則汽車移動的距離%=￡=鮑=2m

*?3

有用功W^fs4^1.8X103NX2m=3.6X103J

滑輪組的效率D=U=；：''4>100%=75%

48xl(rJ

［3］由題意可知，繩子自由端的拉力小于汽車受到的阻力，因此使用該滑輪組可以省力。

12.如圖所示，用滑輪組拉動重70N的物體A,在10s內(nèi)使A在水平方向上移動5m,所用拉力F為20N,

地面對A的摩擦力為30N,則A運(yùn)動速度是m/s,滑輪組所做的有用功是J,滑輪組的機(jī)械

效率是。

第7頁共13頁

F

【答案】0.5；150；75%?

【解析】（1）A運(yùn)動的速度丫=旦=要=0.5m/s；

t10s

（2）滑輪組做的有用功:W有用=fs=30NX5m=150J；

（3）由圖可知：n=2,繩子自由端移動的距離SF=2s=2X5m=10m,

拉力F做的總功：W總=FsF=20NX10m=200J,

滑輪組的機(jī)械效率：n=方曳=裊匕><100%=75%。

w總200.1

13.小明用圖中的動滑輪勻速拉動水平地面上的物體A,測出A移動的距離s、水平拉力F和A的重力Go

（1）以上條件能否求出此時滑輪的機(jī)械效率n?如果能，寫出n的表達(dá)式；如果條件不足，

寫出還需要補(bǔ)充的物理量的測量步驟和符號，并寫出n的表達(dá)式（n用題目已知及補(bǔ)充的物理量符

號表示）；

（2）若A在10s內(nèi)運(yùn)動了4m,A的速度為。

【答案】不能；用彈簧測力計測出物體A在水平面上勻速移動時所受的摩擦力f；q=乙；0.4m/s。

【解析】（1）由機(jī)械效率的公式可知單獨(dú)根據(jù)以上條件不能求出此時滑輪的機(jī)械效率；要想求出滑輪

組的機(jī)械效率還需知道物體在水平面上勻速移動時受到的摩擦力f的大小，設(shè)摩擦力為f,則A物體在拉力

F的作用下移動距禺為s時，所做的有用功Ww=fs,W總=Fx2￡，所以7=言=；

（2）若A在10s內(nèi)運(yùn)動了4m,A的速度為v=￡=—=0.4m/s。

t10s

四、實(shí)驗(yàn)題（3小題，共32分）

14.（6分）某實(shí)驗(yàn)小組利用圖示裝置研究杠桿的機(jī)械效率，實(shí)驗(yàn)的主要步驟如下：

第8頁共13頁

X

小

im

$A

BCO

①用輕繩懸掛杠桿一端的D點(diǎn)作為支點(diǎn)，在A點(diǎn)用輕繩懸掛總重為G的鉤碼，

在占點(diǎn)用輕繩豎直懸掛一個彈簧測力計，使杠桿保持水平；

②豎直向上拉動彈簧測力計緩慢勻速上升（保持0點(diǎn)位置不變），在此過程中彈

簧測力計的讀數(shù)為F,利用刻度尺分別測出A、B兩點(diǎn)上升的高度為瓜、h2o

回答下列問題：

（1）杠桿機(jī)械效率的表達(dá)式為n=-（用己知或測量的物理量符號表示）

（2）本次實(shí)驗(yàn)中，若提升的鉤碼重一定，則影響杠桿機(jī)械效率的主要因素是:；

（3）若只將鉤碼的懸掛點(diǎn)由A移至C,0、B位置不變，仍將鉤碼提升相同的高度，則杠桿的機(jī)械效率將

（選填“變大”、“變小”或“不變”）。

【答案】學(xué)■X100%；杠桿的自重；變大。

%

【解析】（1）有用功為W苕=Ghi,總功W『Fh”則機(jī)械效率的表達(dá)式n=Ux100%=毀X100%.

%F壇

（2）有用功是提升鉤碼所做的功，額外功主要是克服杠桿重力做的功，影響機(jī)械效率的因素主要是有

用功和總功所占的比例；提升的鉤碼重一定說明有用功一定，所以影響杠桿機(jī)械效率的主要因素是杠桿自

身的重力.

（3）鉤碼的懸掛點(diǎn)在A點(diǎn)時，由杠杠的平衡條件得G?0A=F?0B；懸掛點(diǎn)移至C點(diǎn)時，由杠杠的平衡條

件得G?0C=F-0B,經(jīng)對比發(fā)現(xiàn)，由0A到0C力臂變大，所以拉力F也變大，杠桿提升的高度減小，額外功減

小，因此杠桿的機(jī)械效率變大。

15.（12分）在“測量滑輪組的機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)小組用如圖所示的裝置進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)

據(jù)記錄如表所示，第三次實(shí)驗(yàn)時的拉力如圖所示。

實(shí)驗(yàn)鉤碼所受的鉤碼上升的繩自由端移動

拉力9N機(jī)械效率n

次數(shù)重力G/N高度7?/cm的距離s/cm

12100.83083.3%

24101.530②

第9頁共13頁

3610①30*

(1)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)豎直向上__________拉動彈簧測力計使鉤碼上升；

(2)表格中編號①的數(shù)據(jù)應(yīng)為；編號②的數(shù)據(jù)應(yīng)為；

(3)比較實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是：使用同樣的滑輪組，提升的物體越重，滑輪組的機(jī)械效率越

(4)如果在第一次實(shí)驗(yàn)時，忽略繩重和摩擦，可以計算出動滑輪的重力為N；

(5)結(jié)合生產(chǎn)生活實(shí)際，用滑輪組提升重物時，下列選項中也可提高機(jī)械效率的是

A.增大繩重

B.減輕動滑輪重

C.加快物體提升的速度

【答案】勻速；2.2；88.9%；高；0.4；Bo

【解析】(1)[1]實(shí)驗(yàn)中應(yīng)豎直向上勻速拉動彈簧測力計使鉤碼上升，此時系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，測力

計示數(shù)大小才等于拉力大小。

(2)[2]由圖知，1N之間有10個小格，每個小格代表0.1N,彈簧測力計的分度值為0.1N,測力計的

示數(shù)為2.2N,故拉力為2.2N。

[3]第2次實(shí)驗(yàn)的機(jī)械效率為廣芻xIM%=?xlOOH=.藝xl00%.889%

Fs15N?0.3m

(3)[4]實(shí)驗(yàn)選用的同一滑輪組，動滑輪的重力不變，由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可知，同一滑輪組提升的

物體越重，即做的有用功越大，因?yàn)樽龅念~外功不變，故滑輪組的機(jī)械效率越高。

(4)[5]根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在第一次實(shí)驗(yàn)做的總功/i=R5=08N?03m=024J

做的有用功為%】=國力=刎0lm=02J

做的額外功為名*=WtC%[=024J-021=004J

因忽略繩重和摩擦，故所做額外功是克服動滑輪重力所做的功，則動滑輪的重力為

0Q4J

h0.Im

(5)[6]A.增大繩重，增大了額外功，有用功與總功的比值變小，機(jī)械效率變小，故A不符合題意;

B.減輕動滑輪重，減小了額外功，有用功與總功的比值變大，機(jī)械效率大，故B符合題意；

第10頁共13頁

oh_Qft_a

C.滑輪組的機(jī)械效率為

町FsFnhnF

可知，滑輪組的機(jī)械效率與鉤碼上升的高度無關(guān)，再根據(jù)可知，機(jī)械效率與物體提升的速度無關(guān),

t

故C不符合題意。故選B。

16.（14分）圖甲是某居民樓前的無障礙通道，一位中年人正用輪椅推著他年邁的母親緩緩上行，圖乙

是該通道斜面示意圖。為了解中年人推輪椅時所用力的大小，小紅和小華進(jìn)行了探究。她們從斜面底端A

點(diǎn)沿斜面確定了相距1m處的B點(diǎn)。（g取10N/kg）

（1）使刻度尺“0”刻度線與水平地面對齊，正確測量6點(diǎn)高度，結(jié)果如圖乙，為cm；

（2）選用車輪與輪椅相同材質(zhì)、花紋的小車為研究對象，進(jìn)行了如下操作：

①正確使用彈簧測力計，測出小車重為2.0N；

②將彈簧測力計與斜面平行放置并,然后沿斜面方向勻速拉動小車，如圖乙所示，彈簧測力計

示數(shù)為N；

③計算出將小車從4點(diǎn)拉到8點(diǎn)的過程中，拉力所做的功為J;利用斜面將小車從水平地面提升

到尻點(diǎn)時的機(jī)械效率為;

（3）在小車上逐漸添加重物，測出小車的總重G,測出沿斜面勻速拉動小車需要的力，計算出拉小車

從/點(diǎn)到6點(diǎn)所做的功膾計算出豎直向上將小車從水平地面提升到6點(diǎn)所做的功族以功為縱坐標(biāo)，以

小車總重為橫坐標(biāo)，建立平面直角坐標(biāo)系，作出環(huán)和仍與小車總重G的關(guān)系圖像，分別如圖丙中的線段a

和b；

①由圖像可知：用該通道斜面提升物體時的機(jī)械效率與物重______（選填“有關(guān)”或“無關(guān)”）；

②若這位母親的質(zhì)量為50kg,所坐的輪椅質(zhì)量為20kg,則中年人用沿著通道斜面方向的力推輪椅勻速

上坡時，力的大小為No

【答案】9.00cm；重新調(diào)零；0.3；0.3；60%；有關(guān)；105。

【解析】（1）［1】由圖乙可知，該刻度尺的分度值為0.1cm,故瓦點(diǎn)高度為9.00cm。

（2）②【2】彈簧測力計在不同方向上使用時，都需要重新進(jìn)行調(diào)零。

［3］由圖乙可知，彈簧測力計的分度值為0.02N,故彈簧測力計示數(shù)為0.3N。

③【4】將小車從4點(diǎn)拉到6點(diǎn)的過程中，距離為1m,則拉力所做的功為（總=戶乒0.3NXlm=0.3J

第11頁共13頁

[5]有用功為FW=67F2NX0.09m=0.18J

町018J

故機(jī)械效率為〃=一二=二——X100%=60%

紇0.3J

(3)①[6]機(jī)械效率等于有用功與總功的比值，即%與用的比值，由圖丙可得，隨著總重的增加，比

值逐漸減小，故用該通道斜面提升物體時的機(jī)械效率與物重有關(guān)。

②[7]由圖丙可以，隨著總重的增加，拉小車從力點(diǎn)到8點(diǎn)所做的功例成正比例增加，當(dāng)總重為1N時,

%為0.15J,故它們之間的函數(shù)關(guān)系為^=0.15/7

若這位母親的質(zhì)量為50kg,所坐的輪椅質(zhì)量為20kg,則此時總重

(?=(卬母+m輪)g=(50kg+20kg)X10N/kg=700N；

則此時拉小車從4點(diǎn)到瓦點(diǎn)所做的功?=0.15^0.15X700J=105J；

則此時推力片"1=吧1=1051

s1m

四、綜合題(2小題，共12分)

17.(6分)水平地面上放著重為200N、邊長為0.2m的正方體物塊現(xiàn)用斜面將其由底端勻速拉到頂端,

如圖所示已知