内容正文:
专题七 功能机械效率(原卷版)
考点01 做功与机械能
考点02 简单机械与机械效率
做功与机械能考点01
1.(2025·广西桂林·二模)《物原》记载:“史佚始作辘轳”。如图所示,人们借助辘轳从井中汲水时,转动摇把,使绳子在轴筒上不断叠绕,从而将水桶从井中提起。借助辘轳汲水时,下列说法正确的是( )
A.辘轳转动时属于动滑轮
B.借助辘轳汲水时不遵守能量守恒定律
C.转动摇把将水桶从井中提起时绳子做了功
D.改进后的辘轳的机械效率可以提高到100%
2.(2025·广西南宁·二模)如图所示,在荡秋千时(不计能量损失),下列说法正确的是( )
A.经过最低点时,动能最大
B.到达最高点时,机械能最大
C.整个过程动能与重力势能之和不变
D.在向上摆的过程中,重力势能转化为动能
3.(2025·广西梧州·二模)如图所示,一钢球从斜面上由静止滚下,最终静止在水平面上,下列说法正确的是( )
A.钢球从斜面滚下到达水平面前,重力势能转化为动能,速度越来越快
B.钢球从斜面滚下到达水平面,在水平面上继续运动是因为它具有惯性
C.钢球在水平面上运动越来越慢,最终停下来,是因为它受到的惯性越来越小
D.钢球最后在水平面上静止时,其受到的支持力和对水平面的压力是一对平衡力
4.(2025·广西南宁·二模)用弹簧测力计两次水平拉同一木块,使它在同一水平木板上做匀速直线运动,图乙是它运动的路程随时间变化的图像,下列说法正确的是( )
A.图甲中木块受到的拉力为3.2N
B.木块第一次和第二次速度之比为
C.木块两次受到滑动摩擦力之比为
D.相同时间内拉力两次对木块做功之比为
5.(2025·广西桂林·二模)如图,“复兴号”是中国自主研发、具有完全知识产权的新一代高速列车,“复兴号”持续速度可达350km/h及以上,下列说法正确的是( )
A.列车加速前进时,其动能持续增加
B.列车运行速度越大,其具有的惯性也越大
C.列车对铁轨的压力和铁轨对它的支持力是一对平衡力
D.列车行驶时,若受到的力全部消失,列车将做匀速直线运动
6.(2025·广西河池·二模)小李用30N的水平推力推着重为的超市购物车做匀速直线运动,购物车在内沿水平方向前进了,在此过程中推力做功为 ,功率为 。
简单机械与机械效率考点02
7.(2025·广西南宁·二模)明代科学家宋应星的著作《天工开物》中详细描述了各种机械装置的工作原理和应用,其中就包括了滑轮的使用,如图所示的是古代的一个木质滑轮,下列说法正确的是( )
A.使用此滑轮一定可以改变力的方向
B.此滑轮若当作定滑轮使用则是为了省力
C.使用木质滑轮的机械效率一定高于铁质滑轮
D.减小滑轮与轮轴之间的摩擦力可以提高滑轮的机械效率
8.(2025·广西河池·二模)如图所示,使用筷子时虽然费力但省距离,下列工具在使用中也能省距离的是( )
A.用天平称质量 B.用核桃夹夹核桃
C.用钓鱼竿钓鱼 D.用撬棒撬物体
9.(2025·广西南宁·二模)下列挪动球形石墩的方法中,最省力的是( )
A. B.
C. D.
10.(2025·广西南宁·二模)筷子发源于中国,是华夏饮食文化的标志之一。下列生产和生活中的杠杆在正常使用时与筷子属于同一类型的是( )
A.托盘天平 B.核桃夹
C.食品夹 D.瓶盖起子
11.(2025·广西柳州·二模)一台起重机将重4000N的重物缓慢提高3m,起重机做的有用功是 J。如果额外功是8000J,机械效率是 %。
12.(2025·广西南宁·二模)
(3)利用图丙的实验装置测量滑轮组的机械效率,实验时要竖直向上 拉动弹簧测力计;若增大物体的质量,该滑轮组的机械效率将 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
13.(2025·广西南宁·二模)如图乙,用细绳将不锈钢勺子悬挂起来,使其静止在水平位置,则勺子左侧与右侧的质量 (选填“相同”或“不相同”)。
14.(2025·广西柳州·二模)某小组在探究杠杆平衡条件的实验中:
(1)杠杆静止在图甲所示位置,应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡;
(2)在杠杆两侧挂上钩码并调整其位置,使杠杆处于水平平衡,记录各力和力臂。若将图乙中处的钩码向右移动,对应的力臂变 ,杠杆失去平衡;
(3)多次改变杠杆两侧钩码的 和挂钩码的位置进行多组实验,记录数据,分析归纳出杠杆平衡的条件。进行多组实验的目的是 ;
A.使每组数据更精确 B.取平均值减小误差 C.使实验结论具有普遍性
(4)完成实验后发现放置杠杆的桌面不够水平,这对实验结果 (选填“有”或“没有”)影响。
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专题七 功能机械效率(解析版)
考点01 做功与机械能
考点02 简单机械与机械效率
做功与机械能考点01
1.(2025·广西桂林·二模)《物原》记载:“史佚始作辘轳”。如图所示,人们借助辘轳从井中汲水时,转动摇把,使绳子在轴筒上不断叠绕,从而将水桶从井中提起。借助辘轳汲水时,下列说法正确的是( )
A.辘轳转动时属于动滑轮
B.借助辘轳汲水时不遵守能量守恒定律
C.转动摇把将水桶从井中提起时绳子做了功
D.改进后的辘轳的机械效率可以提高到100%
【答案】C
【难度】0.65
【详解】A.辘轳转动时不随物体移动,所以属于定滑轮,故A错误;
B.能量在转化和转移的过程中都遵循能量守恒定律,借助辘轳汲水时也要遵循能量守恒定律,故B错误;
C.转动摇把将水桶从井中提起时,绳子对桶施加了力的作用,且在力的方向上移动了一段距离,所以绳子做了功,故C错误;
D.任何机械在使用过程中都会有额外功,特别是摩擦力做的功是无法避免的,因此改进后的辘轳的机械效率也不可能达到100%,故D错误。
故选C。
2.(2025·广西南宁·二模)如图所示,在荡秋千时(不计能量损失),下列说法正确的是( )
A.经过最低点时,动能最大
B.到达最高点时,机械能最大
C.整个过程动能与重力势能之和不变
D.在向上摆的过程中,重力势能转化为动能
【答案】AC
【难度】0.65
【详解】A.在荡秋千时,向下摆的过程中,秋千的质量不变,高度变小,速度变大,重力势能变小,动能变大,重力势能转化为动能,经过最低点时,动能最大,故A正确;
BC.在荡秋千时,若不计能量损失,秋千的动能和重力势能相互转化,整个过程动能与重力势能之和不变,即整个过程中,机械能大小不变,故C正确,B错误;
D.在向上摆的过程中,秋千的质量不变,速度变小,高度变大,秋千的动能变小,重力势能变大,动能转化为重力势能,故D错误。
故选AC。
3.(2025·广西梧州·二模)如图所示,一钢球从斜面上由静止滚下,最终静止在水平面上,下列说法正确的是( )
A.钢球从斜面滚下到达水平面前,重力势能转化为动能,速度越来越快
B.钢球从斜面滚下到达水平面,在水平面上继续运动是因为它具有惯性
C.钢球在水平面上运动越来越慢,最终停下来,是因为它受到的惯性越来越小
D.钢球最后在水平面上静止时,其受到的支持力和对水平面的压力是一对平衡力
【答案】AB
【难度】0.65
【详解】AB.钢球从斜面滚下到达水平面之前的过程中,质量不变,高度减小,故重力势能减小,同时速度变大,动能增加,将重力势能转化为动能,到达水平面后,由于惯性继续在水平面上运动,故AB正确;
C.钢球在水平面上运动越来越慢,最终停下来,是因为它受到阻力作用,惯性是物体的属性不是力,不能描述为受到惯性,故C错误;
D.钢球在水平面上静止时,受到的支持力和对水平面的压力,这两个力分别作用在钢球和水平面上,即作用在两个不同的物体上,大小相等,方向相反,是相互作用力,故D错误。
故选AB。
4.(2025·广西南宁·二模)用弹簧测力计两次水平拉同一木块,使它在同一水平木板上做匀速直线运动,图乙是它运动的路程随时间变化的图像,下列说法正确的是( )
A.图甲中木块受到的拉力为3.2N
B.木块第一次和第二次速度之比为
C.木块两次受到滑动摩擦力之比为
D.相同时间内拉力两次对木块做功之比为
【答案】BC
【难度】0.65
【详解】A.从图甲可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,弹簧测力计的示数为3.4N,即图甲中木块受到的拉力为3.4N,故A错误;
B.从图乙可知,木块两次都做匀速直线运动,第一次8s运动路程为40cm,第二次8s运动路程为20cm,木块第一次和第二次速度之比
故B正确;
C.两次接触面的粗糙程度相同、压力相同,摩擦力相同,即木块两次受到滑动摩擦力之比为1∶1,故C正确;
D.从图乙可知,木块两次都做匀速直线运动,拉力和摩擦力是平衡力,木块受到的拉力和摩擦力相等,因为摩擦力相同,故拉力也相同,相同时间内的路程之比为s1∶s2=v1t∶v2t=2∶1,根据W=Fs可得W1∶W2=2∶1
故D错误。
故选BC。
5.(2025·广西桂林·二模)如图,“复兴号”是中国自主研发、具有完全知识产权的新一代高速列车,“复兴号”持续速度可达350km/h及以上,下列说法正确的是( )
A.列车加速前进时,其动能持续增加
B.列车运行速度越大,其具有的惯性也越大
C.列车对铁轨的压力和铁轨对它的支持力是一对平衡力
D.列车行驶时,若受到的力全部消失,列车将做匀速直线运动
【答案】AD
【难度】0.65
【详解】A.动能大小与物体的质量和速度有关,质量越大、速度越大,动能越大;列车加速前进时,质量不变,速度增大,所以动能增大,故A正确;
B.惯性大小只与物体的质量有关,与速度无关;列车运行速度越大,但质量不变,其具有的惯性不变,故B错误;
C.列车对铁轨的压力和铁轨对它的支持力作用在两个物体上,所以不是一对平衡力,而是一对相互作用力,故C错误;
D.列车行驶时,若受到的力全部消失,此时物体具有一定的速度,由牛顿第一定律知,列车将以此时的速度做匀速直线运动,故D正确。
故选AD。
6.(2025·广西河池·二模)小李用30N的水平推力推着重为的超市购物车做匀速直线运动,购物车在内沿水平方向前进了,在此过程中推力做功为 ,功率为 。
【答案】 300 30
【难度】0.94
【详解】[1]已知水平推力F=30N,水平方向上移动的距离s=10m,根据W=Fs计算推力做的功W=Fs=30N×10m=300J
[2]根据功率公式可得推力做功的功率为
简单机械与机械效率考点02
7.(2025·广西南宁·二模)明代科学家宋应星的著作《天工开物》中详细描述了各种机械装置的工作原理和应用,其中就包括了滑轮的使用,如图所示的是古代的一个木质滑轮,下列说法正确的是( )
A.使用此滑轮一定可以改变力的方向
B.此滑轮若当作定滑轮使用则是为了省力
C.使用木质滑轮的机械效率一定高于铁质滑轮
D.减小滑轮与轮轴之间的摩擦力可以提高滑轮的机械效率
【答案】D
【难度】0.85
【详解】A.定滑轮可以改变力的方向,但不能省力,题干中图片是一个滑轮,并不一定是定滑轮,不一定可以改变力的方向,故A错误;
B.定滑轮可以改变力的方向,但不能省力,此滑轮若当作定滑轮使用是为了改变力的方向,不是为了省力,故B错误;
C.滑轮的机械效率与滑轮的材料无关,使用木质滑轮的机械效率不一定高于铁质滑轮,故C错误;
D.减小滑轮与轮轴间的摩擦,可以减少额外功,可以提高机械效率,故D正确。
故选D。
8.(2025·广西河池·二模)如图所示,使用筷子时虽然费力但省距离,下列工具在使用中也能省距离的是( )
A.用天平称质量 B.用核桃夹夹核桃
C.用钓鱼竿钓鱼 D.用撬棒撬物体
【答案】C
【难度】0.85
【详解】A.托盘天平在使用时,是等臂杠杆,不省力,也不省距离,故A不符合题意;
B.核桃夹在使用时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,省力却费距离,故B不符合题意;
C.用钓鱼竿钓鱼,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,费力却省距离,故C符合题意;
D.用撬棒撬物体,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,省力却费距离,故D不符合题意。
故选C。
9.(2025·广西南宁·二模)下列挪动球形石墩的方法中,最省力的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【难度】0.65
【详解】从图中可以看到,A方法中有两段绳子挪动石墩,人对绳子的拉力为石墩与地面的摩擦力的一半;BCD方法中,人对绳子的拉力都等于石墩与地面的摩擦力,即不省力。
故选A。
10.(2025·广西南宁·二模)筷子发源于中国,是华夏饮食文化的标志之一。下列生产和生活中的杠杆在正常使用时与筷子属于同一类型的是( )
A.托盘天平 B.核桃夹
C.食品夹 D.瓶盖起子
【答案】C
【难度】0.85
【详解】A.筷子在使用的过程中动力臂小于阻力臂是费力杠杆,托盘天平的动力臂与阻力臂相等,属于等臂杠杆,故A不符合题意;
B.核桃夹的动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故B不符合题意;
C.食品夹的动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故C符合题意;
D.瓶盖起子的动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故D不符合题意。
故选C。
11.(2025·广西柳州·二模)一台起重机将重4000N的重物缓慢提高3m,起重机做的有用功是 J。如果额外功是8000J,机械效率是 %。
【答案】 12000 60
【难度】0.65
【详解】[1]起重机将重4000N的重物缓慢提高3m,克服重物重力做的有用功
[2]额外功是8000J,起重机做的总功
机械效率是
12.(2025·广西南宁·二模)
(3)利用图丙的实验装置测量滑轮组的机械效率,实验时要竖直向上 拉动弹簧测力计;若增大物体的质量,该滑轮组的机械效率将 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
【答案】
(3) 匀速 增大
【难度】0.65
【详解】
(3)[1][2]测力计不是匀速地移动会影响测力计读数的准确,利用图丙的实验装置测量滑轮组的机械效率,实验时要竖直向上匀速拉动弹簧测力计;使用滑轮组时,相同条件下,做的额外功不变,增大物体的质量,提起的物体越重,有用功越大,有用功在总功中的比值越大,机械效率越高。
13.(2025·广西南宁·二模)如图乙,用细绳将不锈钢勺子悬挂起来,使其静止在水平位置,则勺子左侧与右侧的质量 (选填“相同”或“不相同”)。
【答案】 不相同
【难度】0.65
【详解】[2]用细绳将不锈钢勺子悬挂起来,使其静止在水平位置,此时勺子可看作一个杠杆,支点两侧的两部分的重力分别为动力和阻力,根据杠杆平衡条件可知,力臂长的一侧力较小;由图可知,左侧重心离支点较远,相应力臂较大,则左半部分重力较小,根据G=mg可知,左侧质量较小,即勺子左侧与右侧的质量不相同。
14.(2025·广西柳州·二模)某小组在探究杠杆平衡条件的实验中:
(1)杠杆静止在图甲所示位置,应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡;
(2)在杠杆两侧挂上钩码并调整其位置,使杠杆处于水平平衡,记录各力和力臂。若将图乙中处的钩码向右移动,对应的力臂变 ,杠杆失去平衡;
(3)多次改变杠杆两侧钩码的 和挂钩码的位置进行多组实验,记录数据,分析归纳出杠杆平衡的条件。进行多组实验的目的是 ;
A.使每组数据更精确 B.取平均值减小误差 C.使实验结论具有普遍性
(4)完成实验后发现放置杠杆的桌面不够水平,这对实验结果 (选填“有”或“没有”)影响。
【答案】(1)右
(2)大
(3) 数量 C
(4)没有
【难度】0.85
【详解】(1)由图甲知,杠杆右端高,说明水平时重心在支点左边,所以应将平衡螺母右调,使重心右移,杠杆才能在水平位置平衡。
(2)根据杠杆平衡条件得:如果将图乙中B处的钩码向右移动,对应的力臂会变大,故杠杆失去平衡。
(3)[1][2]探究杠杆平衡的条件时,多次改变力的大小,即钩码的数量和力臂的大小主要是为了获取多组实验数据,归纳出物理规律,使结论具有普遍性,故C符合题意。
(4)完成实验后发现放置杠杆的桌面不够水平,杠杆在使用之前是调平的,故对实验没有影响。
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