1、沪粤版九年级上册物理 11.3 如何提高机械效率同步测试一、单选题1.用 100N 的力沿机械效率为 60%的斜面拉一个重 400N 的物体匀速前进，据此可知斜面的高与长之比为（ ）A. 3：20 B. 1：4 C. 4：1 D. 20：32.以下说法正确的是（ ）A. 根据 c= （t 为物体升高的温度）可知：物体吸热越多，它的比热容就越大B. 根据 R= 可知：导体的电阻跟它两端的电压成正比，跟电流成反比C. 根据 q= （q 为燃料的热值）可知，燃料的质量越大，其热值就越小D. 根据 = 可知：有用功占总功的比例越大，机械效率就越大3.将一个定滑轮改为动滑轮使用，则它的机械效率在不计绳重
2、和摩擦时（ ）A. 一定提高 B. 一定降低 C. 一定不变 D. 无法判断4.如图所示，建筑工人用一个滑轮组将重为 600N 的物体匀速提升 2m，所用的时间为 40s，人所用的拉力是 400N，不计绳重与摩擦，则（ ）A. 此滑轮组的机械效率为 50% B. 此滑轮组的机械效率为 50%C. 拉力所做的总功为 800J D. 工人的功率为 40W5.下列说法中正确的是（ ）A. 机械效率越高，越省时间 B. 机械效率可能等于 1C. 机械效率越高，越省力 D. 机械效率越高，有用功占总功的比例越大6.如图所示，用质量相同的滑轮分别将质量相同的甲、乙两物体匀速提升相同的高度，所用的拉力分别为
3、F 甲 、 F 乙 ，两装置的机械效率分别为 甲 、 乙 不计绳重与摩擦，且动滑轮重力 G 动 小于物体重力 G 物 ，则下列关系正确的是（ ）A. 甲装置的机械效率大于乙装置的机械效率B. 甲装置的机械效率等于乙装置的机械效率C. 甲图中的拉力等于乙图中的拉力D. 甲图中的拉力小于乙图中的拉力7.骑自行车上陡坡时，有经验的同学会沿“s”型路线骑行，这样做的目的是（ ）A. 缩短上坡过程中所走的路程 B. 减少上坡过程中所做的功C. 缩短上坡过程中所用的时间 D. 减小上坡过程中所施加的力8.如图所示，小明用 20N 的力 F 将重为 30N 的物体在 5s 时间内匀速提升 1m，在此过程中（
4、忽略绳重及摩擦）（ ）A. 小明做的有用功为 40J B. 滑轮的机械效率为 75%C. 拉力做功的功率为 4W D. 滑轮的重力为 5N9.（2015常德）如图所示，用滑轮组把重为 200N 的货物提到 9m 高的楼上，所用拉力为 80N，则总功和滑轮组的机械效率分别是A. 1400J 80% B. 1800J 80% C. 1800J 83.3% D. 2160J 83.3%二、填空题10.用一个动滑轮提起重 96N 的物体（绳的重力与摩擦不计），所用拉力 60N，如果物体提升 2m，有用功为_J，滑轮的机械效率为 _ 11.用一个动滑轮把重 100 N 的物体匀速提到 5 m 高的楼上，
5、作用在绳上的拉力 F 为 60 N，动滑轮的机械效率为_若不考虑摩擦和绳重，动滑轮的重为_N，如果提升的重物重力大于 100N，则动滑轮的机械效率会_（变大，变小，不变）。12.如图甲所示，用弹簧秤将重为 3.9N 的物块从斜面的底端匀速拉至顶端，则物块所受拉力为_N，已知斜面的高为 4m，长为 8m，斜面的机械效率为 _若用图乙所示装置匀速提升900N 重物上升 0.5m，当其机械效率与斜面机械效率相同时，该过程所做的额外功为_ J该滑轮组提升物体越重，机械效率越_（填“高”或“ 低”）13.利用机械工作时，因为额外功是不可避免的，故总功总是 _（选填“ 大于”“ 小于” 或“等于” ）有用
6、功，所有机械效率总是 _（选填“大于”“ 小于”或“等于”）1三、解答题14.如图所示，工人用 250N 的力 F 将重为 400N 的物体在 10s 内匀速提升 2m求：（1 ）重物受到的拉力大小；（2 ）拉力 F 的功率：（3 ）动滑轮的机械效率四、实验探究题15.某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如表所示，实验装置如图1 2 3钩码重 G/N 4 4 6钩码上升高度 h/m 0.1 0.1 0.1绳端拉力 F/N 1.8 1.4 2.4绳端移动距离 s/m 0.3 0.5 0.3机械效率 74.1% 57.1%（1 ）实验中，使用滑轮组提升重物时，应竖直向上_ 拉动弹簧测力计
7、（2 ）根据实验数据求出第 3 次实验的机械效率是_ （3 ）从表中数据可分析出实验 1 是用_图做的实验，实验 2 是用_图做的实验（4 ）通过实验 1 和实验 2 的数据分析可得出结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率_（5 ）比较实验 1 和实验 3 可得结论：使用同一滑轮组，_可以提高滑轮组的机械效率（6 ）滑轮组的机械效率与_ 和_有关16.在 “探究动滑轮的机械效率”时，某小组利用自重不同的两个动滑轮进行了如图所示的三次测量，数据记录如下：实验序号钩码重/N动滑轮重/N拉力/N 钩码上升的高度/m测力计移动的距离/m有用功/J总功/J机械效率/%
8、4 0.5 2.3 0.2 0.4 0.8 0.92 87.0 4 0.9 2.5 0.2 0.4 0.8 1.0 80.0 6 0.5 3.3 0.2 0.4（1 ）完成表格中第 3 次数据空白处的计算；（2 ）通过比较 _ 两次实验数据（选填实验序号），可知动滑轮的机械效率与动滑轮的自重_ （选填“ 有关”或“无关”）；（3 ）小明认为“ 同一个机械，它的机械效率是一个定值”通过比较 _ 两次实验数据（选填实验序号），可知他的观点是_ 的（选填“正确”或“ 错误” ）五、综合题17.在 “探究滑轮组的机械效率”时，小明利用如图甲、乙滑轮组进行测量，测得数据如表实验次数动滑轮重 G 动/N物
9、重G/N钩码上升高度h/m动力F/N动力作用点移动距离s/m滑轮组的机械效率/%1 0.5 1 0.1 0.7 0.3 47.62 0.5 1 0.2 0.7 0.6 47.63 0.5 2 0.1 1.1 0.3 4 0.5 4 0.1 2.0 0.3 66.75 1 4 0.1 0.5 50（1 ）如表中数据中有一组采用的滑轮组与其他不同，这组数据是第_次实验的结果，相对应的滑轮组是_（填“ 甲”或“乙”）（2 ）实验中应沿竖直方向向上_拉动弹簧测力计才能正确读数（3 ）根据表格数据可知：处数据应为_；编号数据应为_ N（4 ）小明分析数据得出了以下结论，请你判断正确的结论是 （不定项选择
10、）A. 由表中第 1、 2 组数据可知，同一滑轮组的机械效率与物体提升的高度无关B. 由表中第 3、4 组数据可知，同一滑轮组的机械效率与被提升的物重有关C. 由表中第 4、5 组数据可知，机械越省力，它的机械效率越高（5 ）小明最后用甲滑轮组又测了一组数据：G=5N ；h=0.1m；F=1.6N；s=0.3m ，结果发现竟然机械效率算出来超过了 100%，请问导致小明犯错原因最可能是 _答案解析部分一、单选题1.【答案】A 【解析】【解答】解：= 斜面的高与长之比： = = = 故选 A【分析】知道物重和拉力，根据 = 求出斜面高和长之比2.【答案】D 【解析】【解答】解：A、比热容是物质的
11、一种属性，只与物质的种类和状态有关，与物体吸热的多少无关，故根据 C= 不能得出物体吸热越多，它的比热容就越大，故 A 错误；B、导体的电阻是导体的一种属性，与导体的材料、长度和横截面积有关，与导体两端的电压和导体中的电流无关，故 B 错误；C、热值是燃料的一种属性，只与燃料的种类有关，根据 q= 不能得出燃料的质量越大，其热值就越小，故 C 错误；D、机械效率是指有用功占总功的比值，因此，根据 = 可知：有用功占总功的比例越大，机械效率就越大，故 D 正确故选 D【分析】根据对比热容、热值概念的了解，以及对欧姆定律、机械效率的理解，可结合选项中的说法逐一做出判断3.【答案】B 【解析】【解答
12、】将一个定滑轮改为动滑轮使用，由于要对动滑轮本身做额外功，在不计绳重和摩擦时，它的机械效率一定降低.B 符合题意.故答案为：B.【分析】解答本题，要理解有用功、总功、额外功的定义，在本题中，克服被提升物体重力所做的功是有用功，有用功不变；将一个定滑轮改为动滑轮使用后，额外功增加，所以机械效率降低.4.【答案】D 【解析】【解答】解：做的有用功：W 有用 =Gh=600N2m=1200J；又因为动滑轮上绳子段数 n=2；所以 s=nh=22m=4m；所以总功为 W 总 =Fs=400N4m=1600J；所以工人做功的功率根据 P= =40W机械效率：= 100%= 100%=75%因为 F= （
13、G+G 动 ）400N= （600N+G 动 ）所以动滑轮得为 G 动=200N分析比较以上结果可知：A、B、C 错误，D 正确故选：D【分析】已知物重和物体被提升高度，根据公式 W 有 =Gh 可计算出有用功；已知拉力和物体升高的高度，还有动滑轮上绳子段数，根据 s=nh，W 总 =Fs 可求总功；则工人做功的功率根据 P= 可得机械效率利用 = 可求动滑轮重根据公式 F= （G+G 动 ）可得5.【答案】D 【解析】【解答】根据 = 有用 / 总 可知机械效率与时间和力无关；因为在使用机械时，总功总大于有用功，所以机械效率总小于。根据机械效率的定义可判断选项是正确的。故选：D试题【点评】本
14、题考查对机械效率概念的理解。6.【答案】A 【解析】【解答】解：AB、因为甲和乙质量相同，匀速提升高度相同，根据 W 有=Gh=mgh 可知有用功相同，由于要克服动滑轮重力的作用，所以使用动滑轮做的总功多，由 = 可知定滑轮的机械效率高，所以 甲 乙 故 A 正确， B 错误；CD、不计绳重与摩擦，由定滑轮的使用特点可知：F 甲 =G，而乙图中的滑轮是动滑轮，所以 F 乙 = （G+G动 ），因动滑轮重量小于乙物体的物重 G，故 F 甲 F 乙 ；故 CD 错误故选 A【分析】（1）有用功指的是为达到目的而做的功，本题中指的是克服物体重力做的功；（2 ）动滑轮和定滑轮的使用特点：使用定滑轮不能
15、省力，但能改变动力的方向；使用动滑轮不能改变动力的方向，但能省力（3 ）机械效率等于有用功和总功的比值，根据机械效率公式 = 分析两个滑轮机械效率的大小7.【答案】D 【解析】【解答】解：A、上坡时，自行车上升的高度不变，走 S 形路线所走的路线较长，故 A 错误；B、使用任何机械都不省功，故 B 错误；C、速度一定，走 S 形路线所走的路线较长，所用的时间较长故 C 错误；D、上坡时，走 S 形路线所走的路线较长，相当于增长了斜面的长度，斜面越长越省力故 D 正确故选 D【分析】使用任何机械都不省功；斜面坡度越小越省力，即斜面高度一定，斜面越长越省力8.【答案】B 【解析】【解答】解：A、小
16、明做的有用功 W 有 =Gh=30N1m=30J，故 A 错误；B、由图可知，滑轮组由 2 段绳子承担，则绳子自由端被拉下 s=2h=21m=2m，W 总 =Fs=20N2m=40J，滑轮组的机械效率 = 100%= 100%=75%，故 B 正确；C、拉力 F 的功率 P= =8W；故 C 错误；D、在不计绳子重与摩擦的情况下，F= （G 物 +G 动 ），所以动滑轮的重力为 G 动 =nFG=220N30N=10N，故 D 错误故选 B【分析】（1）根据 W=Gh 可求得有用功；（2 ）绳子自由端被拉下 2h；根据 W=Fs 可求得总功，根据 = 可求得滑轮组的机械效率；（3 ）利用 P=
17、 可求得拉力 F 的功率；（4 ）在不计绳子重与摩擦的情况下，已知物重、拉力和承担物重的绳子段数，利用 G0=nFG 可得出动滑轮的重9.【答案】D 【解析】【解答】解：有用功 W 有用 =Gh=200N9m=1800J，动滑轮上有三段绳子，所以拉力移动的距离是物体升高高度的 3 倍，s=3h=39m=27m总功 W 总 =Fs=80N27m=2160J故选 D【分析】已知物体重和升高的高度，根据公式 W=Gh 可求有用功，已知拉力和动滑轮上绳子的段数，根据公式 W=FS 可求总功，有用功与总功的比值就等于机械效率二、填空题10.【 答案】192；80% 【解析】【解答】W 有 Gh96N2m
18、192J，拉力做的总功 W 总 FS60N 240J，动滑轮的机械效率： 80%.【分析】有用功是克服被提升物体重力所做的功 W 有 Gh；总功是拉力所做的功 W 总 FS ，注意两者的区别。11.【 答案】83.3%；20；变大【解析】【解答】（1）由题知，使用动滑轮， n=2，拉力端移动的距离 ；拉力所做的功： ；拉力做的有用功：；动滑轮的机械效率： （2 ）不考虑摩擦和绳重，拉力 ，则动滑轮重力：；（3）若不考虑摩擦和绳重，使用动滑轮时，提升的重物重力大于 100N（即增加了物重），增大了有用功，做的额外功不变，则有用功在总功中占的比例增大，也就是机械效率变大故答案为：83.3%；20；
19、变大【分析】估计物体重力和上升的高度计算有用功，利用拉力和绳子移动的计算求总功，利用有用功和总功求机械效率，物体重力越大，机械效率越大.12.【 答案】2.6；75%；150 ；高【解析】【解答】解：（1）由图甲知，测力计的分度值为 0.2N，示数为 2.6N，拉力做的总功：W 总=Fs=2.6N8m=20.8J，有用功：W 有 =Gh=3.9N4m=15.6J，斜面的机械效率：= = 100%=75%；（2）由图乙知，滑轮组由 3 段绳子承担物重，所以s=3h=30.5m=1.5m，有用功：W 有 =Gh=900N0.5m=450J，已知滑轮组的机械效率与斜面机械效率相同，即 =75%，根据
20、 = 可得，使用滑轮组所做的总功：W 总 = = =600J；在此过程中所做的额外功为：W 额 =W 总 W 有 =600J450J=150J（3 ）该滑轮组提升物体的越重，有用功越大，在额外功不变时，有用功在总功中所占的比例越大，所以机械效率越高故答案为：2.6；75%；150 ；高【分析】（1）首先读出弹簧测力计的示数，注意分度值，利用 W 总 =Fs 求总功，利用 W 有 =Gh 求有用功，根据 = 计算斜面的机械效率；（2）对滑轮组进行分析，判断出承担物重的绳子段数，s=nh；求出有用功，知道机械效率，利用效率公式求总功，根据总功等于有用功加上额外功求额外功的大小（3）增大滑轮组机械效
21、率的方法：增大提升的物重、减小摩擦和动滑轮重13.【 答案】大于；小于【解析】【解答】解：机械工作时，因为额外功是不可避免的，而 W 总 =W 有 +W 额 ，故总功总是大于有用功由机械效率公式 = 可以看出：机械效率总是小于 1故答案为：大于；小于【分析】机械效率是有用功占总功的百分比，而有用功和额外功的和等于总功，也就是有用功总比总功小，因此机械效率总小于 1三、解答题14.【 答案】解：（1 ）因为重物被匀速提起，所以重物受到的拉力等于重物重力为 400N；（2 ）由图知 n=2，拉力 F 移动的距离： s=2h=22m=4m；拉力 F 所做的总功：W 总 =Fs=250N4m=1000
22、J；拉力做功的功率：P= =100W；（3 ）有用功：W 有 =Gh=400N2m=800J，动滑轮的机械效率：= 100%= 100%=80%答：（1）重物受到的拉力大小为 400N；（2 ）拉力 F 的功率为 100W：（3 ）动滑轮的机械效率为 80%【解析】【分析】（1）由于重物被匀速提起，所以重物受到的拉力和重物重力是一对平衡力，大小相等；（2 ）使用动滑轮，承担物重的绳子股数 n=2，则拉力 F 移动的距离 s=2h，拉力 F 与拉力移动距离的乘积为总功；根据 P= 求出拉力的功率（3 ）克服物体的重力所做的功是有用功，利用 W=Gh 即可求出有用功；有用功与总功的比值是机械效率四
23、、实验探究题15.【 答案】（1）匀速（2 ） 83.3%（3 ）甲；乙（4 ）越低（5 ）增加物重（6 ）物重；动滑轮重【解析】【解答】解：（1）实验中，使用滑轮组提升重物时，应竖直向上匀速拉动弹簧测力计（2 ）根据实验数据求出第 3 次实验的机械效率是 = = 100%83.3%；（3）根据绳端移动距离 s 与物体上升高度 h 的关系 n= ，由表中数据可知，实验 1 绳子的有效段数为 3，是用甲乙图做的实验，实验 2 绳子的有效段数为 5，是用乙图做的实验（ 4）纵向分析实验 1 和实验 2 的数据分析可得出结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率越低（5
24、）比较实验 1 和实验 3 可得结论：使用同一滑轮组，增加提升物体的重力可以提高滑轮组的机械效率（6）由（4）、（5 ），滑轮组的机械效率与物重和动滑轮重有关故答案为：（1）匀速；（2）83.3%；（3）甲；乙；（4）越低；（ 5）增加物重；（6）物重；动滑轮重【分析】（1）实验中，使用滑轮组提升重物时，应竖直向上匀速拉动弹簧测力计（2 ）根据机械效率的公式计算；（3）根据绳端移动距离 s 与物体上升高度 h 的关系 n= ，由表中数据确定绳子的段数回答；（4 ）（5 ）纵向分析实验 1、实验 2 的数据及实验 1、实验 3 的数据得出结论；（6）综合（4）（5 ）得出结论16.【 答案】（1
25、）（2 ） 与；有关（3 ） 与；错误【解析】【解答】解：（1）第 3 次数据中，有用功 W 有用 =Gh=6N0.2m=1.2J；总功 W 总 =FS=3.3N0.4m=1.32J；机械效率 = 100%= 100%90.9%；（2 ） 两次实验中，钩码的重力相同，动滑轮的重力不同，机械效率也不同，因此探究的是机械效率与动滑轮自重的关系；（3 ）比较，同一个机械，动滑轮重力不变，提升的物体重力不同时，机械效率也不同，提的物体越重，机械效率越大，可知小明的观点是错误的故答案为：（1）1.2；1.32 ；90.9 ；实验序号钩码重/N动滑轮重/N拉力/N钩码上升的高度/m测力计移动的距离/m有用
26、功/J总功/J机械效率/% 4 0.5 2.3 0.2 0.4 0.8 0.92 87.0 4 0.9 2.5 0.2 0.4 0.8 1.0 80.0 6 0.5 3.3 0.2 0.4 1.2 1.32 90.9（2 ） 与；有关；（3）与 ；错误【分析】（1）有用功等于钩码重力和钩码上升高度的乘积，即 W 有用 =Gh；总功等于拉力和测力计移动距离的乘积，即 W 总 =FS；机械效率等于有用功和总功的比值，即 = 100%；（2 ）研究动滑轮机械效率与动滑轮自身重力是否有关时，应控制提升钩码的重力相同，改变动滑轮重力；（3 ）同一个机械，额外功基本上不变，当提升的物体重力变化时，有用功在
27、总功中占得比值就变化，机械效率也就变化五、综合题17.【 答案】（1）4 、5；乙（2 ）匀速（3 ） 66.7；1.6（4 ） AB（5 ）拉力 F 读错【解析】【解答】解：（1）由表中 5 组数据中有一组采用的滑轮组与其他 4 组不同，这组数据是第 4、 5 次实验的结果，相对应的滑轮组是乙（2）实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，这样才能准确测出拉力的值；（3）= 100%= 100%= 100%66.7%； 表中数据可知，此时的机械效率 =50%；由 = 100%= 100%= 100%=50%，解得 F=1.6N；（4 ）A 、第1、 2 组数据，动滑轮重、钩码重相同，钩码被提升的
28、高度不同，机械效率相同，可知同一滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关；B、第 3、4 组数据，动滑轮、钩码被提升的高度相同，被提升的钩码重不同，机械效率不同，可知同一滑轮组的机械效率与摩擦和被提升的物重有关；C、由表格中数据知，第 5 组滑轮组由 5 段绳子承担物重， =50%；第五组比第四组滑轮组省力，但机械效率更低，所以“机械越省力，它的机械效率越高 ”的说法不正确（5）实验时，对测力计读数错误，或提升物体高度读数错误，或没有沿竖直方向匀速拉动测力计都会造成滑轮组效率不同甚至错误，由“G=5N；h=0.1m；F=1.6N；s=0.3m”，可知导致小明犯错原因最可能是拉力 F 读错故答案为：（1）4、5 ；乙；（2 ）匀速；（3）66.7；1.6；（4 ）AB；（5）拉力 F 读错【分析】（1）根据实验的结果中的动力数值，可知相对应的滑轮组；（2 ）为准确地测出拉力，需竖直向上匀速拉动测力计；（3）根据公式 = 100%= 100%计算的机械效率和 的读数；（4 ）分析机械效率的变化及前面物理量的变化得出结论，机械效率与物体被提升的高度无关；分析 3、4 中机械效率和物理量的变化，得出机械效率与被提升的物重之间的关系；计算出第 5 组数据与前面的几组机械效率比较，得出结论（5 ）实验时由于操作或读数错误会导致所测滑轮组效率错误
