中考物理真題分項匯編(全國通用)專題11功、功率、機械效率(第01期)精品練習(原卷版+解析)

這是一份中考物理真題分項匯編(全國通用)專題11功、功率、機械效率(第01期)精品練習(原卷版+解析)，共32頁。
1．（2023江蘇連云港）下列有關功的說法正確的是（ ）
A．用力推車沒有推動，人對車也做了功
B．足球在水平地面上滾動時重力對足球沒有做功
C．運動員舉起杠鈴在空中靜止不動時對杠鈴做了功
D．學生背著書包在水平路面勻速前進時對書包做了功
2．（2023湖北隨州）在上周的自主復習中物理課代表建議大家“回歸課本”，如圖是課本上的原圖，針對圖中情境增加條件拓展科學思維：小強用100N的力斜向上拉著總重為500N的小車使小車在水平路面上勻速前進了10m用了10s。下列說法中正確的是（ ）
A．這一過程中地面對小車的摩擦力一定是100N
B．這一過程中100N的拉力對小車做的功一定是1000J
C．這一過程中小車的速度為1m/s
D．這一過程中小車對地面的壓力一定等于500N
3．（2023山西）圖是小偉同學在單杠上做引體向上時的情景，每次引體向上身體上升的高度為0.6m，求解下列問題。（小偉的質量為50kg，g取10N/kg）
（1）引體向上前小偉先進行了熱身訓練，他繞操場跑了600m用時5分鐘，他熱身運動的平均速度；
（2）小偉完成1次引體向上克服重力做的功；
（3）小偉做完引體向上運動后，雙腳穩(wěn)穩(wěn)地站在水平地面上，請你估算他此時對地面的壓強。
4.（2023四川成都）小尚同學勤于思考，熱愛探究，下面是他在探究中遇到的兩個問題，請完成相關計算。
（1）小尚聽爸爸說，家里的電動汽車正常行駛10km消耗的電能約為1度（）。他認為由此可以測算出電動汽車的牽引力，依據(jù)模型思想，他將問題簡化為：汽車行駛10km，牽引力做功，求牽引力的大?。?br>（2）被測物體A置于堅固的水平臺上，實驗小桌放在物體A上，小桌與A的接觸面積為（即A的受力面積）。往實驗小桌上的沙盤里緩慢添加細沙，直到將被測物體A壓壞，測得小桌、沙盤和細沙的總重為5N，求物體A能承受的最大壓強。
5．（2023四川達州）A、B兩個圓柱形容器按如圖所示的方式放置在水平地面上，容器的厚度忽略不計，A容器自重300N，底面積為0.6m2，裝有深度為20cm的水，B容器底面積為0.8m2。（g取10 N/kg，ρ水=1×103kg/m3）
（1）求A容器中水的重力；
（2）從A容器中抽出質量為m的水倒入B容器，A容器對B容器A底部剛好無壓力，求m的值；
（3）在（2）小題的基礎上，向B容器另外加入80kg水（水不溢出），當A容器靜止時，求B容器中的水對A容器所做的功。
考點2 功率
6.（2023天津）第七屆世界智能大會于2023年5月18日在天津開幕，大會上展示了可穿戴的“外骨骼”機器人。參觀者戴上該設備，輕松地將50kg的物體勻速舉高1m，用時2s，此過程中對物體做功______J，功率為______W。（g取10Nkg）
7．（2023四川內江）如圖是當今世界上最新研發(fā)的“偵探獵犬”超音速汽車，最大車速能達到1.6×103km/h，它創(chuàng)造了短期內無法超越的世界紀錄。在某次測試中，該超音速汽車以1.26×103km/h的速度在水平軌道上勻速直線行駛時，汽車受到水平方向的阻力為1.8×105N，求在這次測試中：
（1）汽車受到水平方向的牽引力；
（2）汽車牽引力的功率。
8．（2023四川自貢）為保家衛(wèi)國，加強國防建設，我國自主研制了一款兩棲坦克，坦克發(fā)動機最大功率為440kW，滿載時質量是24t，在野外陸地的最大速度是60km/h，在水中的最大速度是14km/h。已知，，請完成下列問題：
（1）坦克滿載在水中行進時，排開水的體積是多少？
（2）坦克每條履帶與地面的接觸面積是2m2，滿載時對水平地面的壓強多大？
（3）在某次演習中，坦克以最大功率在水中行駛10min，發(fā)動機所做的功是多少？
考點3 機械效率
9．（2023江蘇連云港）下列關于機械效率的說法正確的是（ ）
A．越省力的機械，機械效率越高
B．做功越快的機械，機械效率越高
C．所做有用功越多的機械，機械效率越高
D．有用功與總功的比值越大的機械，機械效率越高
10．（2023新疆）使用如圖所示的滑輪組勻速提升重力不同的物體時，除了動滑輪的重力導致的額外功外，其他因素導致的額外功與總功之比為一定值。已知動滑輪的重力為1.0N，繩子能夠承受的最大拉力為50N。當勻速提升重為9.0N的物體時，滑輪組的機械效率為81%，則使用該滑輪組勻速提升物體時的機械效率的最大值為（ ）
A．90%B．89%C．88%D．87%
11．（2023重慶）在美麗鄉(xiāng)村建設的工地上，如圖所示，工人借助動滑輪用250N的拉力，將450N的重物勻速提升2m，用時10s。則（ ）
A．重物上升的速度為0.4m/s
B．動滑輪做的有用功為1000J
C．工人的拉力的功率為90W
D．動滑輪的機械效率為90%
12．（2023湖南岳陽）小明學習了滑輪知識后，利用滑輪設計了一個升降裝置，如圖所示。在爸爸的幫助下，通過它把一個重為100N的物體從地面提升到9m高的陽臺上，所用拉力F為60N，用時10s，關于提升過程描述正確的是（ ）
A．做的有用功為900JB．拉力F做功的功率為54W
C．機械效率為60%D．用升降裝置可以省功
13．（2023四川達州）搬運工人為了將笨重的物體裝進汽車車廂，常使用如圖所示的裝置把物體從斜面底端勻速推上頂端，已知斜面長5m，高2m，物體重1000N，沿斜面向上的推力為500N，則下列判定不正確的是（ ）
A．物體在斜面上運動的過程中受3個力的作用，合力為0
B．推力所做的功是2500J
C．斜面的機械效率為80%
D．物體受到斜面的摩擦力為100N
14．（多選）（2023天津）在測量滑輪組機械效率的實驗中，用如圖所示的滑輪組先勻速提升重為是G1的物體，額外功與有用功之比為1︰3；再勻速提升重為G2的物體。先后兩次繩子自由端的拉力之比為2︰5。若不計繩重和摩擦，則（ ）
A．
B．
C．先后兩次滑輪組的機械效率之比為3︰4
D．先后兩次滑輪組的機械效率之比為5︰6
15．（多選）（2023四川成都）如圖甲所示裝置，小歡用力F向下拉繩子，使物體M在水平地面勻速移動，地面ab、bc粗糙程度不同。物體M重為400N，動滑輪重為5N，ab=2m，bc=3m。物體M從a點到c點過程中，拉力F與M移動距離的關系如圖乙，不考慮物體大小對運動的影響，忽略繩子重力及滑輪轉軸摩擦，對此過程的分析，下列結論正確的是（ ）
A．繩子自由端移動的距離為15m
B．拉力F做的功為840J
C．拉力F在ab段做的額外功等于在bc段做的額外功
D．物體從ab段到bc段，滑輪組的機械效率變大
16．（2023四川內江）如圖所示，將重力為10N的物體沿斜面向上從底端勻速拉到頂端。若斜面長L為1m，斜面高h為0.3m，拉力F為4N，拉力的功率為2W，則此過程中，斜面的機械效率是________%，物體從斜面底端運動到斜面頂端所用的時間是_______s。
17．（2023山東泰安）用如圖所示的滑輪組在10s內將200N的重物勻速提升3m，滑輪組的機械效率為80%，不計繩重和摩擦，拉力F的功率為_________W。
18．（2023重慶）如圖所示，是小智同學在勞動實踐基地體驗的場景。他用的拉力將重的重物勻速提升，用時，此過程中重物上升的速度為______，滑輪組的機械效率為______。
19．（2023江蘇連云港）重450N的箱子，在20N水平推力的作用下，沿水平路面做勻速直線運動，地面對箱子的支持力大小為__________N，箱子受到的阻力大小為________N。如果用如圖所示的滑輪組勻速提升該箱子，拉力F=250N，滑輪組的機械效率為____________。箱子以0.1m/s的速度勻速上升的過程中，拉力的功率為__________W。
20．（2023四川達州）某校科技小組設計了如圖所示的裝置來探究浮力和機械效率的相關問題，B是放置在水平桌面上的盛水玻璃杯，總重力為30N，與桌面的接觸面積為25cm2，A物體重力為50N，體積為1.25×10-3m3，當物體A浸沒在水中勻速上升時，該裝置的機械效率為75%，則物體完全拉出水面后（物體不吸水、不沾水），B容器對水平桌面的壓強變化了__________Pa，該裝置的機械效率變?yōu)開_________。（不計繩重、摩擦和水的阻力，g取10 N/kg，ρ水=1×103kg/m3）
21．（2023湖南懷化）提高機械效率能夠充分發(fā)揮機械設備的作用，一組同學在“測量滑輪組的機械效率”實驗中，實驗測得的數(shù)據(jù)如表所示。
（1）實驗中應盡量豎直向上______（選填“勻速”或“加速”）拉動彈簧測力計；
（2）計算出第3組實驗的有用功______J，機械效率是______（結果精確到0.1%）；
（3）分析比較第1、2、3次實驗數(shù)據(jù)可以判定，使用同一個滑輪組提升物體時，被提升的物體越重，滑輪組的機械效率______（選填“越高”或“越低”或“不變”）；分析比較第3、4次實驗數(shù)據(jù)可得，機械效率與物體上升的高度______（選填“有關”或“無關”）。
22．（2023山東棗莊）提高機械效率可以充分發(fā)揮機械設備的作用，對節(jié)能減排、提高經(jīng)濟效益有重要的意義。某科技創(chuàng)新小組根據(jù)生活經(jīng)驗和客觀事實，對影響滑輪組機械效率的因素作出如下猜想：
猜想I：滑輪組的機械效率與物體被提升的高度有關
猜想Ⅱ：滑輪組的機械效率與動滑輪的重力有關
猜想Ⅲ：滑輪組的機械效率與所提物體的重力有關
根據(jù)猜想，運用如圖甲、乙、丙所示的裝置進行了實驗探究，測得的實驗數(shù)據(jù)如下表所示。
（1）實驗時應沿豎直方向__________緩慢向上拉動彈簧測力計；
（2）分析表中數(shù)據(jù)可知：第3次實驗是利用了圖__________的裝置完成的，它的機械效率η=__________；
（3）比較2、4兩次實驗數(shù)據(jù)，可驗證猜想I是__________（選填“正確”或“錯誤”）的；
（4）通過比較__________（填實驗序號）兩次實驗數(shù)據(jù)得出結論：同一滑輪組提升重物時，物重越大，滑輪組的機械效率越高；
（5）通過比較2、3兩次實驗數(shù)據(jù)可得出結論：不同滑輪組提升相同重物時，動滑輪越重，滑輪組的機械效率__________。
23．（2023湖北隨州）生活中有些低層建筑沒有電梯，房屋裝修時聰明的工人常用滑輪組提升沙石等物料。如下圖，物料及桶總質量為60kg，工人質量為80kg，工人的雙腳與水平地面接觸面積為400cm2，某段時間內工人將物料及桶緩緩勻速提升了3m。不計滑輪組和繩的重量及繩與輪之間的摩擦。圖中拉力的方向近似認為是豎直方向，g取10 N/kg。求：
（1）工人拉繩子的力是多大？
（2）這段時間內工人提升物料及桶做了多少功？
（3）這段時間內工人對地面的壓強是多少？
24．（2023江蘇蘇州）如圖甲所示，重500N、底面積為0.2m2的箱子放在水平地面上?，F(xiàn)用一塊直木板將該箱子勻速拉上平臺（圖乙）。已知拉力為350N，箱子沿板移動了2m，升高1m，用時20s。求：
（1）箱子對水平地面的壓強；
（2）上移過程中拉力做功的功率；
（3）箱子克服木板摩擦力所做的功。
25．（2023安徽）如圖，一固定斜面頂端裝有定滑輪，為測量該裝置提升物體時的機械效率，用彈簧測力計連接細繩，跨過定滑輪將重為6N的物體沿斜面向上勻速拉動0.6m，物體上升的高度為0.3m，彈簧測力計的示數(shù)為4N。求此過程中。
（1）做的有用功；
（2）該裝置的機械效率。
26．（2023四川廣元）如圖所示，某工人利用滑輪組將一個工件沿水平地面勻速拉動到加工點。拉動過程中，工人對繩的拉力始終沿豎直方向，工人雙腳始終與水平地面接觸且接觸面積為。工人對地面的壓強為；此工人的質量為70kg，兩個動滑輪的質量共為10kg，繩重、繩與滑輪之間的摩擦均忽略不計，g取10N/kg。求：
（1）工人的手對繩的拉力大?。?br>（2）工件移動過程中，地面對工件摩擦力的大小；
（3）滑輪組在此次工作中的機械效率。
27．（2023四川南充）某人始終雙腳站在地上，用滑輪組從水池底勻速提起實心圓柱體A，如示意圖甲。A從離開池底到剛要離開水面的過程中，其底面受到水的壓強與時間關系PA-t如圖乙。A從剛離開池底到拉出水面并繼續(xù)向上運動的過程中，人對地面的壓強與時間關系P人-t如圖丙。A未露出水面之前裝置的機械效率為η1；A離開水面后裝置的機械效率為η2。已知人的質量為60kg，人雙腳站地時，與地面的接觸面積為500cm2，A的底面積為200cm2，η1∶η2=15∶16，ρ水=1.0×103kg/m3。不計摩擦和繩重及水的阻力，g=10N/kg，A不吸且不溶于水，A底部與池底不密合，忽略液面高度變化，圖甲中①②③④段繩均豎直。
（1）求池水深度和A的上升速度；
（2）求A的高度和未露出水面受到的浮力；
（3）求A未露出水面前人對繩的拉力和A全部露出水面后人對繩的拉力；
（4）求動滑輪的重力。
專題11 功、功率、機械效率
考點1 功
1．（2023江蘇連云港）下列有關功的說法正確的是（ ）
A．用力推車沒有推動，人對車也做了功
B．足球在水平地面上滾動時重力對足球沒有做功
C．運動員舉起杠鈴在空中靜止不動時對杠鈴做了功
D．學生背著書包在水平路面勻速前進時對書包做了功
【答案】B
【解析】A．用力推車沒有推動，只有力沒有移動距離，人對車沒有做了功，故A錯誤；
B．足球在水平地面上滾動時，重力的方向豎直向下，足球沒有重力的方向上通過一定的距離，重力沒有對足球做功，故B正確；
C．運動員舉起杠鈴在空中靜止不動，運動員對杠鈴有力的作用，但杠鈴沒有在力的方向上通過一定的距離，運動員沒有對杠鈴做功，故C錯誤；
D．學生背著書包在水平路面上行走，背書包的力的方向是向上，書包沒有在力的方向上移動距離，所以學生對書包沒有做功，故D錯誤。
故選B。
2．（2023湖北隨州）在上周的自主復習中物理課代表建議大家“回歸課本”，如圖是課本上的原圖，針對圖中情境增加條件拓展科學思維：小強用100N的力斜向上拉著總重為500N的小車使小車在水平路面上勻速前進了10m用了10s。下列說法中正確的是（ ）
A．這一過程中地面對小車的摩擦力一定是100N
B．這一過程中100N的拉力對小車做的功一定是1000J
C．這一過程中小車的速度為1m/s
D．這一過程中小車對地面的壓力一定等于500N
【答案】C
【解析】AD．小車在拉力的作用下，勻速直線運動，小車受到的斜向上的拉力、豎直向下的重力、豎直向上的支持力及沿水平方向的摩擦力的作用，這幾個力是平衡力。因為拉力是斜向上的，所以摩擦力的大小不等于拉力，不等于100N，支持力與重力也不等，不等于500N，故AD錯誤；
B．拉力的方向斜向上，在拉力的方向移動10m的距離時，拉力所做的功為，但移動的距離10m不是在力的方向上，所以拉力所做的功不等于1000J，故B錯誤；
C．小車的速度，故C正確。
故選C。
3．（2023山西）圖是小偉同學在單杠上做引體向上時的情景，每次引體向上身體上升的高度為0.6m，求解下列問題。（小偉的質量為50kg，g取10N/kg）
（1）引體向上前小偉先進行了熱身訓練，他繞操場跑了600m用時5分鐘，他熱身運動的平均速度；
（2）小偉完成1次引體向上克服重力做的功；
（3）小偉做完引體向上運動后，雙腳穩(wěn)穩(wěn)地站在水平地面上，請你估算他此時對地面的壓強。
【答案】（1）2m/s；（2）300J；（3）
【解析】解（1）小偉熱身運動所用的時間
小偉熱身運動的平均速度
（2）小偉所受的重力
小偉完成1次引體向上克服重力做的功
（3）小偉雙腳鞋底與地面的接觸面積約
小偉雙腳站立時對水平地面的壓力
小偉雙腳站立時對水平地面的壓強
4.（2023四川成都）小尚同學勤于思考，熱愛探究，下面是他在探究中遇到的兩個問題，請完成相關計算。
（1）小尚聽爸爸說，家里的電動汽車正常行駛10km消耗的電能約為1度（）。他認為由此可以測算出電動汽車的牽引力，依據(jù)模型思想，他將問題簡化為：汽車行駛10km，牽引力做功，求牽引力的大?。?br>（2）被測物體A置于堅固的水平臺上，實驗小桌放在物體A上，小桌與A的接觸面積為（即A的受力面積）。往實驗小桌上的沙盤里緩慢添加細沙，直到將被測物體A壓壞，測得小桌、沙盤和細沙的總重為5N，求物體A能承受的最大壓強。
【答案】（1）360N；（2）
【解析】解：（1）汽車行駛10km，牽引力做功3.6×106J，由得
（2）測得小桌、沙盤和細沙的總重為5N，小桌與A的接觸面積為0.1cm2，物體A能承受的最大壓強
5．（2023四川達州）A、B兩個圓柱形容器按如圖所示的方式放置在水平地面上，容器的厚度忽略不計，A容器自重300N，底面積為0.6m2，裝有深度為20cm的水，B容器底面積為0.8m2。（g取10 N/kg，ρ水=1×103kg/m3）
（1）求A容器中水的重力；
（2）從A容器中抽出質量為m的水倒入B容器，A容器對B容器A底部剛好無壓力，求m的值；
（3）在（2）小題的基礎上，向B容器另外加入80kg水（水不溢出），當A容器靜止時，求B容器中的水對A容器所做的功。
【答案】（1）； （2）； （3）
【解析】（1）容器中水的體積為
容器中水的重力為
（2）從A容器中抽出質量為m的水倒入B容器，A容器對B容器A底部剛好無壓力，此時A容器和剩余的水的總重力大小等于它受到的浮力，即
代數(shù)可得解得，m的值為
（3）從A容器中抽出的倒入B容器的水的重力為
A容器和剩下的水的總重力為
B容器另外加入水后，A容器整體漂浮，所浸入的水深不變，B容器水深的增加量為
A容器受到的浮力
B容器中的水對A容器所做的功為
考點2 功率
6.（2023天津）第七屆世界智能大會于2023年5月18日在天津開幕，大會上展示了可穿戴的“外骨骼”機器人。參觀者戴上該設備，輕松地將50kg的物體勻速舉高1m，用時2s，此過程中對物體做功______J，功率為______W。（g取10Nkg）
【答案】500 250
【解析】將50kg的物體勻速舉高1m，此過程中對物體做功
對物體做功用時2s，則功率
7．（2023四川內江）如圖是當今世界上最新研發(fā)的“偵探獵犬”超音速汽車，最大車速能達到1.6×103km/h，它創(chuàng)造了短期內無法超越的世界紀錄。在某次測試中，該超音速汽車以1.26×103km/h的速度在水平軌道上勻速直線行駛時，汽車受到水平方向的阻力為1.8×105N，求在這次測試中：
（1）汽車受到水平方向的牽引力；
（2）汽車牽引力的功率。
【答案】（1）1.8×105N；（2）6.3×107W
【解析】解：（1）由題意可知，超音速汽車在水平軌道上勻速直線行駛時，處于平衡狀態(tài)，受到平衡力作用，因此汽車在水平方向上受到的阻力和牽引力是一對平衡力，大小相等，則汽車受到水平方向的牽引力為
（2）汽車的速度為
根據(jù)
可得，汽車牽引力的功率為
8．（2023四川自貢）為保家衛(wèi)國，加強國防建設，我國自主研制了一款兩棲坦克，坦克發(fā)動機最大功率為440kW，滿載時質量是24t，在野外陸地的最大速度是60km/h，在水中的最大速度是14km/h。已知，，請完成下列問題：
（1）坦克滿載在水中行進時，排開水的體積是多少？
（2）坦克每條履帶與地面的接觸面積是2m2，滿載時對水平地面的壓強多大？
（3）在某次演習中，坦克以最大功率在水中行駛10min，發(fā)動機所做的功是多少？
【答案】（1）24m3；（2）6×104Pa；（3）2.64×108J
【解析】（1）由題意知，坦克滿載時受到的重力為
由于坦克漂浮，所以此時坦克重力等于其受到得浮力，即
由F浮=ρgV排可得，此時它排開水的體積
（2）坦克滿載時靜止在地面上，對地面的壓力等于其重力，即
兩條履帶的觸地面積為
由得，坦克滿載時對水平地面的壓強
（3）由題意知，坦克以最大功率和最大速度在水中行駛10min，發(fā)動機牽引力所做的功為
考點3 機械效率
9．（2023江蘇連云港）下列關于機械效率的說法正確的是（ ）
A．越省力的機械，機械效率越高
B．做功越快的機械，機械效率越高
C．所做有用功越多的機械，機械效率越高
D．有用功與總功的比值越大的機械，機械效率越高
【答案】D
【解析】A．機械效率是指有用功與總功的比值，與省力情況無關，故A錯誤；
B．功率是描述物體做功快慢的物理量，做功慢的機械，其功率?。粰C械效率是指有用功與總功的比值，兩者沒有必然的聯(lián)系，故B錯誤；
C．機械效率是指有用功與總功的比值，所做有用功越多，總功未知，機械效率不一定越高，故C錯誤；
D．機械效率是指有用功與總功的比值，有用功與總功的比值越大的機械，機械效率越高，故D正確。
故選D。
10．（2023新疆）使用如圖所示的滑輪組勻速提升重力不同的物體時，除了動滑輪的重力導致的額外功外，其他因素導致的額外功與總功之比為一定值。已知動滑輪的重力為1.0N，繩子能夠承受的最大拉力為50N。當勻速提升重為9.0N的物體時，滑輪組的機械效率為81%，則使用該滑輪組勻速提升物體時的機械效率的最大值為（ ）
A．90%B．89%C．88%D．87%
【答案】B
【解析】根據(jù)題意可知，則，又，，可得，由題意可知，其他因素導致的額外功與總功之比為一定值，即有，當繩子能夠承受的最大拉力為50N時，則有，可得，，故達到最大拉力時，機械效率的最大值為
故選B。
11．（2023重慶）在美麗鄉(xiāng)村建設的工地上，如圖所示，工人借助動滑輪用250N的拉力，將450N的重物勻速提升2m，用時10s。則（ ）
A．重物上升的速度為0.4m/s
B．動滑輪做的有用功為1000J
C．工人的拉力的功率為90W
D．動滑輪的機械效率為90%
【答案】D
【解析】A．重物上升的速度為，故A不符合題意；
B．動滑輪做的有用功為W有=Gh=450N×2m=900J，故B不符合題意；
C．動滑輪有兩根繩承擔，所以繩子自由端移動的速度為v繩=v=0.2m/s×2=0.4m/s，工人的拉力的功率為P=Fv繩=250N×0.4m/s=100W，故C不符合題意；
D．動滑輪的機械效率為，故D符合題意。
故選D。
12．（2023湖南岳陽）小明學習了滑輪知識后，利用滑輪設計了一個升降裝置，如圖所示。在爸爸的幫助下，通過它把一個重為100N的物體從地面提升到9m高的陽臺上，所用拉力F為60N，用時10s，關于提升過程描述正確的是（ ）
A．做的有用功為900JB．拉力F做功的功率為54W
C．機械效率為60%D．用升降裝置可以省功
【答案】A
【解析】A．做的有用功為，故A正確；
B．物體的速度為，由圖可知，動滑輪上的繩子根數(shù)為n=2，繩子的速度為，拉力F做功的功率為，故B錯誤；
C．機械效率為，故C錯誤；
D．使用任何機械都不可避免會有額外功，所以任何機械都不能省功，故D錯誤。
故選A。
13．（2023四川達州）搬運工人為了將笨重的物體裝進汽車車廂，常使用如圖所示的裝置把物體從斜面底端勻速推上頂端，已知斜面長5m，高2m，物體重1000N，沿斜面向上的推力為500N，則下列判定不正確的是（ ）
A．物體在斜面上運動的過程中受3個力的作用，合力為0
B．推力所做的功是2500J
C．斜面的機械效率為80%
D．物體受到斜面的摩擦力為100N
【答案】A
【解析】A．物體在斜面上運動的過程中受重力、支持力、推力、摩擦力共4個力的作用，處于平衡狀態(tài)，合力為0，故A錯誤，符合題意；
B．推力所做的功是，故B正確，不符合題意；
C．推力做的有用功為，斜面的機械效率為，故C正確，不符合題意；
D．推力做的額外功為，物體受到斜面的摩擦力為，故D正確，不符合題意。
故選A。
14．（多選）（2023天津）在測量滑輪組機械效率的實驗中，用如圖所示的滑輪組先勻速提升重為是G1的物體，額外功與有用功之比為1︰3；再勻速提升重為G2的物體。先后兩次繩子自由端的拉力之比為2︰5。若不計繩重和摩擦，則（ ）
A．
B．
C．先后兩次滑輪組的機械效率之比為3︰4
D．先后兩次滑輪組的機械效率之比為5︰6
【答案】BD
【解析】AB．因為不計繩重和摩擦，則有用功為提升物體所做的功，額外功為提升動滑輪所做的功。由題意知，滑輪組先勻速提升重為是G1的物體，額外功與有用功之比為1︰3；即3G動h=G1h，解得。再勻速提升重為G2的物體。先后兩次繩子自由端的拉力之比為2︰5，即，解得，故A錯誤，B正確；
CD．根據(jù)，先后兩次滑輪組的機械效率之比，故C錯誤，D正確。
故選BD。
15．（多選）（2023四川成都）如圖甲所示裝置，小歡用力F向下拉繩子，使物體M在水平地面勻速移動，地面ab、bc粗糙程度不同。物體M重為400N，動滑輪重為5N，ab=2m，bc=3m。物體M從a點到c點過程中，拉力F與M移動距離的關系如圖乙，不考慮物體大小對運動的影響，忽略繩子重力及滑輪轉軸摩擦，對此過程的分析，下列結論正確的是（ ）
A．繩子自由端移動的距離為15m
B．拉力F做的功為840J
C．拉力F在ab段做的額外功等于在bc段做的額外功
D．物體從ab段到bc段，滑輪組的機械效率變大
【答案】BD
【解析】A．由圖可知，繩子段數(shù)有2段，物體移動的距離s物=2m+3m=5m，則繩子自由端移動的距離為s=5m×2=10m，故A錯誤；
B．由圖乙可知，物體M從a點到b點過程中，拉力F'=60N，繩子自由端移動距離s'=2m×2=4m，拉力F做的功為W'=F's'=60N×4m=240J，物體M從b點到c點過程中，拉力F"=100N，繩子自由端移動距離s"=3m×2=6m，拉力F做的功為W"=F"s"=100N×6m=600J，則拉力F做的總功為W=240J+600J=840J，故B正確；
C．忽略繩子重力及滑輪轉軸摩擦，拉力F在ab段做的額外功W額'=G動sab=5N×2m=10J，拉力F在bc段做的額外功W額"=G動sbc=5N×3m=15J，所以拉力F在ab段做的額外功小于在bc段做的額外功，故C錯誤；
D．在ab段，滑輪組的機械效率，在bc段，滑輪組的機械效率，故D正確。
故選BD。
16．（2023四川內江）如圖所示，將重力為10N的物體沿斜面向上從底端勻速拉到頂端。若斜面長L為1m，斜面高h為0.3m，拉力F為4N，拉力的功率為2W，則此過程中，斜面的機械效率是________%，物體從斜面底端運動到斜面頂端所用的時間是_______s。
【答案】75 2
【解析】拉動物體所做的有用功為，總功為，斜面的機械效率是
根據(jù)，可得，物體從斜面底端運動到斜面頂端所用的時間是
17．（2023山東泰安）用如圖所示的滑輪組在10s內將200N的重物勻速提升3m，滑輪組的機械效率為80%，不計繩重和摩擦，拉力F的功率為_________W。
【答案】75
【解析】由題意知，解得拉力F做的功W總=750J。根據(jù)得，拉力F的功率為
18．（2023重慶）如圖所示，是小智同學在勞動實踐基地體驗的場景。他用的拉力將重的重物勻速提升，用時，此過程中重物上升的速度為______，滑輪組的機械效率為______。
【答案】0.2 75%
【解析】此過程中重物上升的速度
滑輪組的動滑輪繞2段繩，滑輪組的機械效率為
19．（2023江蘇連云港）重450N的箱子，在20N水平推力的作用下，沿水平路面做勻速直線運動，地面對箱子的支持力大小為__________N，箱子受到的阻力大小為________N。如果用如圖所示的滑輪組勻速提升該箱子，拉力F=250N，滑輪組的機械效率為____________。箱子以0.1m/s的速度勻速上升的過程中，拉力的功率為__________W。
【答案】450 20 90% 50
【解析】箱子放在水平地面上時，箱子受到的重力與地面對箱子的支持力大小相等，方向相反，都作用在箱子上，而且作用在同一條直線上，所以箱子受到的重力與地面對箱子的支持力是一對平衡力，故地面對箱子的支持力大小為
箱子勻速直線運動時，箱子受到的阻力等于推力，所以箱子受到的阻力大小為
滑輪組的機械效率η==90%
拉力端移動速度v=2×0.1m/s=0.2m/s，由P=，可得，拉力做功的功率
20．（2023四川達州）某校科技小組設計了如圖所示的裝置來探究浮力和機械效率的相關問題，B是放置在水平桌面上的盛水玻璃杯，總重力為30N，與桌面的接觸面積為25cm2，A物體重力為50N，體積為1.25×10-3m3，當物體A浸沒在水中勻速上升時，該裝置的機械效率為75%，則物體完全拉出水面后（物體不吸水、不沾水），B容器對水平桌面的壓強變化了__________Pa，該裝置的機械效率變?yōu)開_________。（不計繩重、摩擦和水的阻力，g取10 N/kg，ρ水=1×103kg/m3）
【答案】5000 80%
【解析】當物體浸沒在水中時，根據(jù)阿基米德原理可知，物體受到的浮力為，物體完全提出水后，玻璃杯底對地面的壓力變化量為，根據(jù)可得，玻璃杯對地面變化的壓強為
由圖知，拉力作用在動滑輪的軸上，使用時費力但省距離，且n=2，則拉力端移動距離，不計繩重、、摩擦和水的阻力，當物體A浸沒在水中勻速上升時，該滑輪的機械效率為，即
解得F=100N，對動滑輪進行受力分析，動滑輪受到向上的拉力F、二股繩子的向下的拉力（每股繩子的拉力等于）、自身的重力G動，即，所以動滑輪的重力為，物體A完全提出水面后，動滑輪受到向上的拉力F、二股繩子的向下的拉力（每股繩子的拉力等于GA）、動滑輪的重力，則拉力為，拉力端移動距離，此時動滑輪的機械效率為
21．（2023湖南懷化）提高機械效率能夠充分發(fā)揮機械設備的作用，一組同學在“測量滑輪組的機械效率”實驗中，實驗測得的數(shù)據(jù)如表所示。
（1）實驗中應盡量豎直向上______（選填“勻速”或“加速”）拉動彈簧測力計；
（2）計算出第3組實驗的有用功______J，機械效率是______（結果精確到0.1%）；
（3）分析比較第1、2、3次實驗數(shù)據(jù)可以判定，使用同一個滑輪組提升物體時，被提升的物體越重，滑輪組的機械效率______（選填“越高”或“越低”或“不變”）；分析比較第3、4次實驗數(shù)據(jù)可得，機械效率與物體上升的高度______（選填“有關”或“無關”）。
【答案】（1）勻速 （2）0.4 74.1% （3）越高 無關
【解析】（1）實驗中應沿豎直方向向上勻速拉動彈簧測力計，使測力計示數(shù)比較穩(wěn)定，便于讀數(shù)。
（2）由表格中數(shù)據(jù)可知，第3組實驗的有用功為W有=Gh=4N×0.1m=0.4J，總功為W總=Fs=1.8N×0.3m=0.54J，機械效率是
（3）分析比較第1、2、3次實驗數(shù)據(jù)可知，使用同一個滑輪組提升物體，被提升的物體越重，有用功在總功中所占的比例越大，滑輪組的機械效率就越高；分析比較第3、4次實驗數(shù)據(jù)可知，同一滑輪組，在物重相同時，物體上升的高度不同，機械效率相同，說明機械效率與物體上升的高度無關。
22．（2023山東棗莊）提高機械效率可以充分發(fā)揮機械設備的作用，對節(jié)能減排、提高經(jīng)濟效益有重要的意義。某科技創(chuàng)新小組根據(jù)生活經(jīng)驗和客觀事實，對影響滑輪組機械效率的因素作出如下猜想：
猜想I：滑輪組的機械效率與物體被提升的高度有關
猜想Ⅱ：滑輪組的機械效率與動滑輪的重力有關
猜想Ⅲ：滑輪組的機械效率與所提物體的重力有關
根據(jù)猜想，運用如圖甲、乙、丙所示的裝置進行了實驗探究，測得的實驗數(shù)據(jù)如下表所示。
（1）實驗時應沿豎直方向__________緩慢向上拉動彈簧測力計；
（2）分析表中數(shù)據(jù)可知：第3次實驗是利用了圖__________的裝置完成的，它的機械效率η=__________；
（3）比較2、4兩次實驗數(shù)據(jù)，可驗證猜想I是__________（選填“正確”或“錯誤”）的；
（4）通過比較__________（填實驗序號）兩次實驗數(shù)據(jù)得出結論：同一滑輪組提升重物時，物重越大，滑輪組的機械效率越高；
（5）通過比較2、3兩次實驗數(shù)據(jù)可得出結論：不同滑輪組提升相同重物時，動滑輪越重，滑輪組的機械效率__________。
【答案】（1）勻速 （2）丙 80% （3）錯誤 （4）1、2 （5）越低
【解析】（1）實驗時，需要讀出測力計的示數(shù)，所以需要勻速緩慢的拉動測力計，以方便讀數(shù)。
（2）由表中數(shù)據(jù)可得，鉤碼移動的距離為0.1m時，繩子端移動的距離為0.4m，則繩子的股數(shù)為，即動滑輪上有4股繩，所以丙圖符合題意。
由表中數(shù)據(jù)可得，有用功為W有=G3h3=4N×0.1m=0.4J，總功為W總=F3S3=1.25N×0.4m=0.5J，機械效率為
（3）對比2、4的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，其它條件不變，只改變物體提升的高度，機械效率是不變的，所以猜想一是錯誤的。
（4）要想得到同一滑輪組提升重物時，物重越大，滑輪組的機械效率越高的結論，需要保證滑輪組不變，重物提升的高度也不變，只改變重物的重力，所以表中1、2號實驗符合條件。
（5）對比2、3次實驗可以發(fā)現(xiàn)，重物的重力不變，提升的高度也不變，但滑輪組中動滑輪的個數(shù)增多了，且動滑輪個數(shù)越多，機械效率越低，所以可得結論：不同滑輪組提升相同重物時，動滑輪越重，滑輪組的機械效率越低。
23．（2023湖北隨州）生活中有些低層建筑沒有電梯，房屋裝修時聰明的工人常用滑輪組提升沙石等物料。如下圖，物料及桶總質量為60kg，工人質量為80kg，工人的雙腳與水平地面接觸面積為400cm2，某段時間內工人將物料及桶緩緩勻速提升了3m。不計滑輪組和繩的重量及繩與輪之間的摩擦。圖中拉力的方向近似認為是豎直方向，g取10 N/kg。求：
（1）工人拉繩子的力是多大？
（2）這段時間內工人提升物料及桶做了多少功？
（3）這段時間內工人對地面的壓強是多少？
【答案】（1）300N；（2）1800J；（3）1.25×104Pa
【解析】（1）如圖所示，繩子的股數(shù)n=2，工人拉繩子的力為
（2）工人提升物料及桶做的功為W=mgh=60kg×10N/kg×3m=1800J
（3）人受到豎直向下的重力、地面對人豎直向上的支持力和繩子對人豎直向上的拉力作用，這3個力是平衡的，即m′g=F拉+F支持
因為支持力和壓力是一對相互作用力，大小相等，則工人對地面的壓力為F壓= F支持= m′g- F拉=80kg×10N/kg-300N=500N
工人對地面的壓強為
24．（2023江蘇蘇州）如圖甲所示，重500N、底面積為0.2m2的箱子放在水平地面上。現(xiàn)用一塊直木板將該箱子勻速拉上平臺（圖乙）。已知拉力為350N，箱子沿板移動了2m，升高1m，用時20s。求：
（1）箱子對水平地面的壓強；
（2）上移過程中拉力做功的功率；
（3）箱子克服木板摩擦力所做的功。
【答案】（1）；（2）35W；（3）200J
【解析】（1）箱子對水平地面的壓強
（2）拉力做功
拉力做功功率
（3）所做的有用功
克服摩擦力做功
25．（2023安徽）如圖，一固定斜面頂端裝有定滑輪，為測量該裝置提升物體時的機械效率，用彈簧測力計連接細繩，跨過定滑輪將重為6N的物體沿斜面向上勻速拉動0.6m，物體上升的高度為0.3m，彈簧測力計的示數(shù)為4N。求此過程中。
（1）做的有用功；
（2）該裝置的機械效率。
【答案】（1）1.8J；（2）
【解析】（1）有用功為W有=Gh=6N×0.3m=1.8J
（2）總功為W總=Fs=4N×0.6m=2.4J
所以滑輪組的機械效率為
26．（2023四川廣元）如圖所示，某工人利用滑輪組將一個工件沿水平地面勻速拉動到加工點。拉動過程中，工人對繩的拉力始終沿豎直方向，工人雙腳始終與水平地面接觸且接觸面積為。工人對地面的壓強為；此工人的質量為70kg，兩個動滑輪的質量共為10kg，繩重、繩與滑輪之間的摩擦均忽略不計，g取10N/kg。求：
（1）工人的手對繩的拉力大?。?br>（2）工件移動過程中，地面對工件摩擦力的大?。?br>（3）滑輪組在此次工作中的機械效率。
【答案】（1）100N；（2）300N；（3）75%
【解析】（1）工人的重力
由得，工人對地面的壓力
由力的作用是相互的可知，工人受到的支持力
由力的平衡條件可知，工人的手對繩的拉力
（2）兩個動滑輪的重力
由圖可知n=4，因為不計繩重和摩擦時
所以地面對工件摩擦力
（3）滑輪組的機械效率
27．（2023四川南充）某人始終雙腳站在地上，用滑輪組從水池底勻速提起實心圓柱體A，如示意圖甲。A從離開池底到剛要離開水面的過程中，其底面受到水的壓強與時間關系PA-t如圖乙。A從剛離開池底到拉出水面并繼續(xù)向上運動的過程中，人對地面的壓強與時間關系P人-t如圖丙。A未露出水面之前裝置的機械效率為η1；A離開水面后裝置的機械效率為η2。已知人的質量為60kg，人雙腳站地時，與地面的接觸面積為500cm2，A的底面積為200cm2，η1∶η2=15∶16，ρ水=1.0×103kg/m3。不計摩擦和繩重及水的阻力，g=10N/kg，A不吸且不溶于水，A底部與池底不密合，忽略液面高度變化，圖甲中①②③④段繩均豎直。
（1）求池水深度和A的上升速度；
（2）求A的高度和未露出水面受到的浮力；
（3）求A未露出水面前人對繩的拉力和A全部露出水面后人對繩的拉力；
（4）求動滑輪的重力。
【答案】（1）4m，0.2m/s；（2）1m，200N；（3）400N， 500N；（4）200N
【解析】（1）由圖乙可知，物體A在池底時，其底面受到水的壓強pA=4×104Pa，根據(jù)p=ρgh得，池水深度
忽略液面高度變化，A上升的高度h=4m，時間t=20s，所以A的上升速度
（2）由圖丙可知，15~20s時，A從剛接觸水面到拉出水面，上升的高度即為物體A的高度hA=vt′=0.2m/s×5s=1m
A的底面積SA=200cm2=0.02 m2
A的體積VA=SA hA=0.02m2×1m=0.02 m3
A未露出水面受到的浮力F浮=ρ水gV排=ρ水g VA= 1.0×103kg/m3×10N/kg×0.02 m3=200N
（3）由圖丙可知，A未露出水面時，人對地面的壓強p人=0.4×104Pa，人與地面的接觸面積S人=500cm2=0.05m2
根據(jù)得，人對地面的壓力F人=p人S人=0.4×104Pa×0.05 m2=200N
人的重力G人=m人g=60 kg×10N/kg=600N
A未露出水面前人對繩的拉力F拉=G人- F人=600N-200N=400N
由圖丙可知，A全部露出水面后人對地面的壓強p人′=0.2×104Pa，根據(jù)得，人對地面的壓力F人′=p人′S人=0.2×104Pa×0.05 m2=100N
A全部露出水面后人對繩的拉力F拉′=G人- F人′=600N-100N=500N
（4）A未露出水面前，機械效率
A全部露出水面后，機械效率
因為η1∶η2=15∶16，所以GA=800N。A未露出水面前，由
得G動=2F拉-GA+F浮=2×400N-800N+200N=200N次數(shù)
物體的重力
提升的高度
拉力
繩端移動的距離
機械效率
1
2
0.1
1
0.3
66.7%
2
3
0.1
1.4
0.3
71.4%
3
4
0.1
1.8
0.3
4
4
0.2
1.8
0.6
74.1%
實驗次數(shù)
鉤碼的重力G/N
鉤碼上升高度h/m
繩端拉力F/N
繩端移動的距離S/m
機械效率η
1
2
0.1
0.90
0.3
74.1%
2
4
0.1
1.50
0.3
88.9%
3
4
0.1
1.25
0.4
4
4
0.2
1.50
0.5
88.9%
次數(shù)
物體的重力
提升的高度
拉力
繩端移動的距離
機械效率
1
2
0.1
1
0.3
66.7%
2
3
0.1
1.4
0.3
71.4%
3
4
0.1
1.8
0.3
4
4
0.2
1.8
0.6
74.1%
實驗次數(shù)
鉤碼的重力G/N
鉤碼上升高度h/m
繩端拉力F/N
繩端移動的距離S/m
機械效率η
1
2
0.1
0.90
0.3
74.1%
2
4
0.1
1.50
0.3
88.9%
3
4
0.1
1.25
0.4
4
4
0.2
1.50
0.5
88.9%