專(zhuān)題04 功 功率 機(jī)械效率（第五周提優(yōu)卷）（解析版）

2023-2024學(xué)年度第一學(xué)期九年級(jí)物理周測(cè)試卷-B卷（答案）（內(nèi)容：11.3--11.5功功率機(jī)械效率滿(mǎn)分80分）九_(tái)_____班姓名____________得分_____________一、選擇題（每題2分，共20分）1．有一臺(tái)柴油機(jī)的功率是2000W，其物理意義是（）A．每秒鐘柴油機(jī)做功2000JB．柴油機(jī)做了2000J的功C．柴油機(jī)每秒鐘的功率是2000WD．每秒鐘柴油機(jī)做功2000W【答案】A【解析】功率表示的是單位時(shí)間內(nèi)做做的功，由定義和物理意義可知A符號(hào)題意。故答案為：A。2.某同學(xué)聽(tīng)到上課鈴響了，他一口氣從一樓跑到三樓，所用時(shí)間為10s．則他上樓消耗的功率最接近（）A．3W B．30W C．300W D．3000W【答案】C【解析】該同學(xué)的重力約為500N，從一樓到三樓在豎直方向移動(dòng)的距離為6m，所以克服重力做的功為上樓消耗的功率為故答案為：C。3.山區(qū)里的挑夫挑著物體上山時(shí)，行走的路線(xiàn)呈“S”形，目的是（）A.加快上山時(shí)的速度 B.省力C.減小對(duì)物體的做功 D.工作中養(yǎng)成的生活習(xí)慣【答案】B【解析】【解析】斜面也是一種簡(jiǎn)單機(jī)械，使用斜面的好處是可以省力。挑物體上山，其實(shí)就是斜面的應(yīng)用，走S形的路線(xiàn)，增加了斜面的長(zhǎng)，而斜面越長(zhǎng)，越省力，所以是為了省力。故答案為：B。4.如圖為了提升重物，我們選用了粗細(xì)均勻重為G的杠桿，不計(jì)杠桿支點(diǎn)處的摩擦，先后把同一個(gè)重物掛在A、B兩處，每次用力讓杠桿上升同樣的高度，下列說(shuō)法正確的是（）A．重物在A點(diǎn)處人做的有用功多機(jī)械效率高B．重物在A和B點(diǎn)處杠桿的機(jī)械效率相等C．重物在B點(diǎn)處做的有用功多，杠桿的機(jī)械效率高D．重物在B點(diǎn)處做的額外功多，杠桿的機(jī)械效率高【答案】C【解析】利用杠桿提升重物，有用功W有用=Gh，在A、B兩處提升的是同一個(gè)重物，每次杠桿上升同樣的高度，而重物上升的高度hB＞hA，在A、B兩處人做的有用功不相同，重物在A點(diǎn)處做的有用功少；由圖可知在A、B兩處提升重物，每次用力讓杠桿上升同樣的高度，而杠桿的重心上升的高度hA′=hB′，額外功W額外=G桿h，所以額外功相同；在A、B兩處人對(duì)重物提升的高度不同，做的有用功不相同，因?yàn)椋珹有用功少，額外功一樣，可得ηA＜ηB，故ABD錯(cuò)誤，C正確。故答案為：C5.如圖所示，當(dāng)水平拉力F=50N時(shí)，恰好可以使物體A沿水平地面向右做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。已知物體重為200N，所受地面的摩擦力約為80N，假如在5s時(shí)間內(nèi)，物體水平移動(dòng)了0.6m，不計(jì)繩、滑輪的自重以及繩與滑輪間的摩擦，則在此過(guò)程中(

)

?

A.拉力F做功為30J B.物體重力做功為120J

C.拉力F做功的功率為12W D.該裝置的機(jī)械效率約為60%【答案】C

【解析】拉力做的功(總功)，故A錯(cuò)誤；物體只在水平方向運(yùn)動(dòng)，物體在重力方向上移動(dòng)的距離為0，所以重力做功為0，故B錯(cuò)誤；拉力做功的功率，故C正確；拉力克服物體與水平面間的摩擦力做的功是有用功，即，根據(jù)機(jī)械效率的計(jì)算公式可得，，故D錯(cuò)誤。故答案為：C6.如圖所示，物體A在拉力F的作用下，10s內(nèi)水平勻速運(yùn)動(dòng)了5m，物體A與地面間的滑動(dòng)摩擦力為270N，拉力F為150N。下列物理量計(jì)算正確的是（）A．繩子自由端移動(dòng)的速度是1.5m/sB．拉力F做功為750JC．該滑輪組的機(jī)械效率是60%D．拉力F的功率是150W【答案】D【解析】A．動(dòng)滑輪上有兩段繩子承載，自由端移動(dòng)的距離是物體移動(dòng)距離的2倍，故自由端移動(dòng)的距離自由端移動(dòng)的速度故A錯(cuò)誤；B．拉力F做功故B錯(cuò)誤；C．滑輪組做的有用功滑輪組的機(jī)械效率故C錯(cuò)誤；D．拉力F的功率故D正確。故答案為：D。7．已知甲機(jī)器的機(jī)械效率是65%，乙機(jī)器的機(jī)械效率是80%，那么下列說(shuō)法中正確的是（）A．甲機(jī)器一定比乙機(jī)器省力B．甲機(jī)器一定比乙機(jī)器省距離C．甲機(jī)器做的有用功一定比乙機(jī)器多D．以上說(shuō)法都不對(duì)【答案】D【解析】機(jī)械效率是有用功與總功的比值，有用功占總功的比例越大，機(jī)械效率越高，乙機(jī)器的機(jī)械效率只能說(shuō)明乙機(jī)器中有用功占總功的比例大，并不能說(shuō)明甲機(jī)器一定比乙機(jī)器省力，一定比乙機(jī)器省距離，做的有用功一定比乙機(jī)器多；故答案為：D。8．如圖所示，用手沿豎直方向勻速拉一個(gè)動(dòng)滑輪，使掛在下面重為G的物體緩緩上升，動(dòng)滑輪的重力不可忽略。現(xiàn)改變物體的重力G，則動(dòng)滑輪的機(jī)械效率η與物體重力G的關(guān)系可能符合下列圖中的A.B.C.D.【答案】B【解析】動(dòng)滑輪的重力不可忽略，則克服動(dòng)滑輪的重和繩與滑輪間的摩擦所做的功為額外功，從摩擦角度考慮，隨著物體重力的增加，滑輪與繩子間摩擦?xí)欢ǔ潭仍龃螅煌瑫r(shí)，物重增大，有用功逐漸增大，有用功占總功的比值在增大，所以機(jī)械效率逐漸增大，但由于摩擦也在增大，故機(jī)械效率η與物體重力G的關(guān)系并不成正比，且機(jī)械效率逐漸趨近于100%，故B正確符合題意故答案為：B。9．如圖是一種千斤頂，當(dāng)手壓搖臂時(shí)，重物便被舉高，用這種千斤頂把某汽車(chē)的一個(gè)后輪頂起時(shí)，施加在搖臂上向下的壓力為200N，每壓一次，手向下移動(dòng)的距離是50cm，壓10次后，車(chē)后輪被抬高10cm，整個(gè)過(guò)程做的有用功為600J，則下列說(shuō)法正確的是（）A．這種千斤頂屬于費(fèi)力杠桿B．人的手對(duì)千斤頂做的總功是1000JC．該千斤頂?shù)臋C(jī)械效率是50%D．當(dāng)千斤頂向上頂車(chē)后輪的過(guò)程中，這個(gè)后輪對(duì)地面的壓強(qiáng)變大【答案】B【解析】A．千斤頂使用時(shí)動(dòng)力臂大于阻力臂，是省力杠桿。故A錯(cuò)誤；B．人的手對(duì)千斤頂做的總功W=Fs=200N×0.5m×10=1000J。故B正確；C．千斤頂?shù)臋C(jī)械效率。故C錯(cuò)誤；D．當(dāng)千斤頂向上頂后輪時(shí)，后輪受到向上的力，所以對(duì)地面的壓力減小，根據(jù)可知壓強(qiáng)變小，故D錯(cuò)誤。故答案為：B。10．某同學(xué)用滑輪組提升物體，繩子自由端豎直移動(dòng)的距離隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖中圖線(xiàn)所示，物體上升的距離隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖中圖線(xiàn)所示。已知物體的重力為，所用動(dòng)滑輪的重力為，繩子自由端的拉力為。g取。在的過(guò)程中，下列說(shuō)法中正確的是（）A．繩子自由端移動(dòng)的速度為5.0cm/sB．滑輪組的機(jī)械效率為90%C．滑輪組的有用功為0.5JD．拉力F的功率為0.26W【答案】D【解析】A．據(jù)圖a所知，當(dāng)，路程為40cm，則速度為故A錯(cuò)誤；B．當(dāng)時(shí)，物體移動(dòng)了10cm，而繩子移動(dòng)了40cm，故，即一共有四段繩子直接與動(dòng)滑輪相連，故滑輪組的機(jī)械效率為故B錯(cuò)誤；C．物體的重力為，在的過(guò)程中，物體升高高度，拉力做的有用功故C錯(cuò)誤；D．拉力F的功率故D正確。故答案為：D。二、填空題（每空1分，共20分）11.在平直地面上，一個(gè)物體在牛的水平拉力作用下，秒內(nèi)沿水平方向前進(jìn)了米，則拉力對(duì)物體做的功為_(kāi)__________焦，拉力的功率為_(kāi)________瓦；若物體重力為牛，重力對(duì)物體做的功為_(kāi)__________焦?！敬鸢浮?/p>

150150

【解析】拉力對(duì)物體做的功為W=Fs=30N×5m=150J拉力的功率=15W物體在重力的方向上沒(méi)有移動(dòng)距離，重力對(duì)物體做功為0。故答案為：150150。12．如圖所示，某同學(xué)在做俯臥撐運(yùn)動(dòng)，可將他視為一個(gè)杠桿，他的重心在A點(diǎn)，重力為500N，那么他將身體撐起，雙手對(duì)地面的壓力至少為_(kāi)_________N．若他在1min內(nèi)做了30個(gè)俯臥撐，每次肩部上升的距離均為0.4m，則在此過(guò)程中他做的功為_(kāi)_________J，做功的功率為_(kāi)_________W．【答案】

300N

3600J

60W【解析】由杠桿平衡的條件可以計(jì)算雙手對(duì)地面的壓力；根據(jù)W=FS計(jì)算做的功，由計(jì)算功率即可．由杠桿平衡的平衡條件F1L1=F2L2知道，，所以雙手對(duì)地面的作用力大小是：；若在1min內(nèi)做了30個(gè)俯臥撐，則在此過(guò)程中他做的功是：，做功的功率是：．故答案為：300N

3600J

60W13．小黃用圖所示的滑輪組經(jīng)過(guò)10s的時(shí)間，用150N的拉力將一個(gè)重270N的重物提高1m，求此過(guò)程：拉力F自由端拉出的距離是________m；小黃所做的有用功是________J；總功是________J；拉力做功的功率是________W?！敬鸢浮?；270；450；45【解析】由圖可知，滑輪組的承重繩子根數(shù)n=3根，則拉力自由端拉出的距離s=nh=3×1m=3m有用功W有用=Gh=270N×1m=270J總功W總=Fs=150N×3m=450J拉力做功的功率故答案為：3；270；450；4514．如圖所示，，，此時(shí)物體A相對(duì)于地面靜止，物體B以的速度在物體A表面向左做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)不計(jì)彈簧測(cè)力計(jì)、滑輪和繩子的自重及滑輪和繩子之間的摩擦．彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)為_(kāi)_____N，的功率為_(kāi)_____W．物體B對(duì)物體A的摩擦力為_(kāi)_____N，方向向______．【答案】

9

0.6

6

左【解析】由圖知，水平使用滑輪組，，拉力端移動(dòng)速度，拉力做功功率；不計(jì)彈簧測(cè)力計(jì)、滑輪和繩子的自重及滑輪和繩子之間的摩擦，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)；對(duì)于物體A，受到的力：B向左的摩擦力；故答案為：9

0.6

6

左15.質(zhì)量為0.5kg的塑料桶裝滿(mǎn)水后總質(zhì)量為10kg，小明將其從地面勻速搬到高度為1m的桌面上，在豎直向上搬水的過(guò)程中所做的總功是________J，有用功是________J，機(jī)械效率是________。（g=10N/kg）【答案】①.100②.95③.95%【解析】塑料桶裝滿(mǎn)水后總重力為G總=m總g=10kg×10N/kg=100N在豎直向上搬水的過(guò)程中所做的總功是水的質(zhì)量為m水=m總-m桶=10kg-0.5kg=9.5kg水的重力為G水=m水g=9.5kg×10N/kg=95N有用功機(jī)械效率故答案為：1009595%16．如圖所示，用定滑輪和動(dòng)滑輪分別將質(zhì)量相同的甲、乙兩物體勻速提升相同的高度，不計(jì)繩重與摩擦，且動(dòng)滑輪重G動(dòng)小于物體的物重G，甲圖中拉力做的功為W甲，乙圖中拉力做的功W乙，則所用的拉力F甲____F乙，W甲___W乙，其機(jī)械效率η甲____η乙。（均選填“＞”“＜”或“=”）【答案】＞＜＞【解析】不計(jì)繩重與摩擦，使用定滑輪時(shí)，拉力為：，使用動(dòng)滑輪時(shí)，拉力為：，因?yàn)閯?dòng)滑輪重G動(dòng)小于物體的物重G，所以。當(dāng)不計(jì)繩重與摩擦?xí)r，做功分別為故。當(dāng)不計(jì)繩重與摩擦?xí)r，使用定滑輪做功時(shí)，沒(méi)有額外功，即效率為100%，使用動(dòng)滑輪時(shí)，提升動(dòng)滑輪做的功為額外功，所以機(jī)械效率小于100%，故。故答案為：＞＜＞三、解析題（第17、18、19題每題6分，20、21題每空2分，共40分）17.桑塔拉2000轎車(chē)的質(zhì)量是1.6t，它以108km/h的速度在水平路面上勻速行駛20min，轎車(chē)受到的阻力是車(chē)重的0.1倍。求轎車(chē)在這段時(shí)間內(nèi)：（1）發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力F；（2）發(fā)動(dòng)機(jī)所做的功W；（3）發(fā)動(dòng)機(jī)的功率P。（g取10N/kg）【答案】（1）發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力是1.6×103N。（2）發(fā)動(dòng)機(jī)所做的功是5.76×107J。（3）發(fā)動(dòng)機(jī)的功率是4.8×104W。【解析】（1）轎車(chē)受到的重力：G=mg=1.6×103kg×10N/kg=1.6×104N；轎車(chē)受到的阻力：f=0.1G=0.1×1.6×104N=1.6×103N；因?yàn)檗I車(chē)勻速行駛，所以牽引力等于阻力：F=f=1.6×103N；（2）轎車(chē)行駛的路程：；發(fā)動(dòng)機(jī)所做的功：W=Fs=1.6×103N×36000m=5.76×107J；（3）發(fā)動(dòng)機(jī)的功率：18.為了迎接揚(yáng)州建城2500周年，建筑工人對(duì)揚(yáng)州古建筑進(jìn)行維修，需要將建筑材料運(yùn)送到6m高樓頂上，工人搭建了長(zhǎng)12m、高6m的斜面。工人沿斜面方向施加400N的拉力勻速將重為600N的建筑材料成功運(yùn)上樓頂，如圖所示。求該過(guò)程中：（1）工人所做的有用功和總功；（2）斜面的機(jī)械效率；（3）工人所做的額外功和物體所受斜面的摩擦力?！敬鸢浮浚?）3600J，4800J；（2）75%；（3）1200J，100N【解析】【詳解】解：（1）根據(jù)題意有用功為克服重力做的功總功為（2）機(jī)械效率為（3）根據(jù)額外功等于總功減去有用功，可得額外功為據(jù)題意可知額外功等于克服摩擦力所做的功，即，所以有答：（1）工人所做的有用功為3600J，總功為4800J；（2）斜面的機(jī)械效率為75%；（3）工人所做的額外功為1200J，物體所受斜面的摩擦力為100N。19.一位工人利用如圖所示的滑輪組提升建材他某次以v=0.7m/s的速度勻速提升箱重G=960N的建材，所用拉力的大小F=600N，不計(jì)繩重和摩擦，取g=10N/kg，求：（1）拉力的功率P；（2）動(dòng)滑輪的重力G′；（3）滑輪組的機(jī)械效率?！敬鸢浮浚?）840W；（2）240N；（3）80%【解析】解：（1）如圖有二段繩子，物體速度0.7m/s，繩子速度拉力的功率（2）動(dòng)滑輪的受力情況可求得動(dòng)滑輪的重力（3）滑輪組的機(jī)械效率答：（1）拉力的功率為840w；（2）動(dòng)滑輪的重力為240N；（3）滑輪組的機(jī)械效率為80%。20.在“探究影響滑輪組機(jī)械效率的因素”實(shí)驗(yàn)中，某實(shí)驗(yàn)小組用如圖所示的同一滑輪組提升不同鉤碼的方法，分別做了甲、乙、丙三組實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下：（1）在實(shí)驗(yàn)操作中應(yīng)該使鉤碼________緩慢上升；（2）進(jìn)行第2次測(cè)量時(shí)滑輪組的機(jī)械效率約為_(kāi)_______（保留三位有效數(shù)字）；（3）進(jìn)行第3次測(cè)量時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為_(kāi)_______N，滑輪組做的有用功是________J；（4）分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)小組得出的結(jié)論是：同一滑輪組，物重越大，機(jī)械效率越________．若提起同樣的重物，用輕質(zhì)塑料動(dòng)滑輪代替實(shí)驗(yàn)中的鐵質(zhì)動(dòng)滑輪，則機(jī)械效率將變________．【答案】①.勻速②.78.4%③.2.4④.0.3⑤.大⑥.大【解析】在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，應(yīng)緩慢豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)；(2)進(jìn)行第2次測(cè)量時(shí)滑輪組做的有用功,W2有用＝G2h2＝4N×0.05m＝0.2J，進(jìn)行第2次測(cè)量時(shí)滑輪組做的總功,W2總＝F2s2＝1.7N×0.15m＝0.255J，進(jìn)行第2次測(cè)量時(shí)滑輪組做的額外功,W2額＝W2總?W2有用＝0.255J?0.2J＝0.055J；進(jìn)行第2次測(cè)量時(shí)滑輪組的機(jī)械效率：η2＝78.4%；(3)由圖丙可知，彈簧秤的分度值為0.2N，由指針可知示數(shù)為2.4N；此時(shí)滑輪組的有用功：W3有用＝G3h3＝6N×0.05m＝0.3J；(4)從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)看，鉤碼重不斷增大，機(jī)械效率不斷提高．若提起同樣的重物，用輕質(zhì)塑料動(dòng)滑輪代替實(shí)驗(yàn)中的鐵質(zhì)動(dòng)滑輪，由η＝×100%可知，機(jī)械效率將變大．故答案為：①.勻速②.78.4%③.2.4④.0.3⑤.大⑥.大21.閱讀短文，回答問(wèn)題：電梯與摩天大樓是哪一個(gè)先問(wèn)世的？如果你認(rèn)為是后者，那就錯(cuò)了。事實(shí)上，正是電梯的發(fā)明引起了建筑師們的注意，從而想到利用電梯可使人們自由地出入高樓的每一層，免于爬樓之苦。因此他們認(rèn)為，建造摩天大樓是可行的。據(jù)報(bào)道，安裝在我國(guó)上海中心大廈的“火箭”電梯，其攀升速度創(chuàng)造了20.5m/s的世界紀(jì)錄，從1樓到118樓只需短短55s。電梯的典型結(jié)構(gòu)包括滑輪、轎廂、鋼絲繩、配重、電動(dòng)機(jī)、安全裝置和信號(hào)操縱系統(tǒng)等。如圖甲所示，是某種升降電梯