11.4 机械效率 随堂同步练习-2025-2026学年教科版物理八年级下学期

11.4机械效率 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．如图是某工地施工时用于提升重物的滑轮组，工人用大小为的拉力，在内将重力为的重物在竖直方向上匀速提升。若不计绳重和机械摩擦，则下列判断错误的是（　　） A．绳子自由端移动的距离为 B．动滑轮的重力为 C．滑轮组的机械效率是 D．工人做的功为 2．如图所示是一辆东风牌汽车，其发动机功率为160kW，运送5t的沙石，以5m/s的速度从坡底匀速到达坡顶，已知坡长300m，坡高150m。下列说法正确的是（　　） A．汽车从斜坡底端到达坡顶的时间是6min B．汽车做的有用功为9.6×106J C．汽车上坡做的功为4.8×106J D．汽车运送沙石的机械效率大约是78% 3．如图所示的滑轮应用情景中，不计摩擦和绳重。用大小均为5N的力F分别匀速提起甲、乙两个物体，两物体在相同时间内被竖直提升1m的过程中，下列说法中错误的是（　　） A．物体甲的重力大小为5N B．物体乙的重力大小为10N C．（a）中的拉力F做功的功率较小 D．（a）中滑轮比（b）中滑轮的机械效率大 4．利用图所示的滑轮组匀速提升一个重为2N的物体，绳子自由端的拉力F，2s内绳子自由端移动了0.6m。在这个过程中，下列说法中正确的是（　　） A．动滑轮受到的重力就是0.4N B．物体上升的速度为0.3m/s C．该滑轮组的额外功为0.12J D．该滑轮组的机械效率为55.6% 5．利用如图所示的甲、乙两滑轮组，在相同的时间内用大小相同的力和分别把质量相等的重物提升到相同的高度，则（　　） A．力做功的功率大 B．甲滑轮组做的有用功较大 C．乙滑轮组的机械效率高 D．乙滑轮组做的总功较大 6．如图所示的斜面长2m、高1m；现在斜面上将一个质量为5kg的物体匀速拉到最高处，所用沿斜面向上的拉力为40N，g取10N/kg。下列说法正确的是（　　） A．做的有用功是80J B．物体受到的摩擦力大小为15N C．此斜面的机械效率为75% D．物体只受重力、拉力和摩擦力三个力的作用 7．用如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率η与物重G物的关系，改变G物，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，计算并绘出η与G物的关系如图乙所示，若不计绳重和摩擦，则下列说法正确的是（　　） A．同一滑轮组的机械效率η随G物的增大而增大 B．此滑轮组动滑轮的重力为5N C．当G物＝15N时，滑轮组机械效率为η＝75% D．G物不变，改变图甲中的绕绳方式，滑轮组的机械效率将改变 8．如图所示，小桂利用动滑轮竖直匀速提升木箱。以下做法可以提高动滑轮机械效率的是（　　） A．适当减小木箱重力 B．增大木箱上升高度 C．增大提升木箱的速度 D．换用质量较小的动滑轮 9．利用四个相同的滑轮组成如图所示的甲、乙两个滑轮组。用同样的时间把质量相等的物体提升相同的高度（忽略绳重和摩擦），下列说法中正确的是（　　） A．甲、乙两滑轮组中绳子自由端的拉力相等 B．甲、乙两滑轮组中绳子自由端移动的速度相等 C．使用甲滑轮组做的有用功多 D．甲、乙两滑轮组的机械效率相等 10．下列数据最符合实际的是（　　） A．一本物理教科书的重力约为2.6 N B．家用轿车发动机的最大功率为0.08 kW C．吊车的机械效率可以达到100% D．把1个苹果举高1m，做的功大约是200 J 二、填空题 11．用如图所示的滑轮组在内将的重物匀速提升，已知动滑轮重，不计绳重和摩擦，则绳子自由端移动的速度是___________m/s，滑轮组的机械效率是___________。 12．如图，小强用动滑轮提起140N的水桶，使其上升1m，动滑轮重10N（不计绳重和摩擦），他在此过程中做的有用功为________J；如果从水桶内取出20N的水，再次提起时动滑轮的机械效率将________（填“变大”、“变小”或“不变”）。 13．用如图所示滑轮组在5s内将重为150N的物体速提升1m，拉力大小为60N，拉力做功的功率为______W，有用功为______J；滑轮组的机械效率为______%（结果保留一位小数）。 14．如图所示，小明用滑轮组匀速提起一个重为600N的物体，物体上升的速度为0.1m/s，小明拉绳的力为250N，不计绳重和摩擦，小明在0.5min内拉绳做的功为________J，滑轮组的机械效率为_________ 。 15．用平行于斜面100N的拉力把12kg的物块从底端匀速拉到顶端，斜面长2m，高1m。则拉力做功___________J，斜面的机械效率___________，物体受到斜面的摩擦力___________N。（g取10N/kg） 三、实验题 16．在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，小雨用如图所示的滑轮组进行了三次实验，实验数据如下表所示。 实验序号 物重G/N 物体上升高度h/m 拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率η 1 1 0.2 0.7 0.4 71.4% 2 2 0.2 1.3 0.4 76.9% 3 3 0.2 1.8 0.4 83.3% (1)小雨是用图中的___________（选填“甲”或“乙”）滑轮组完成实验的： (2)实验中用到的测量工具有弹簧测力计和___________ (3)分析数据可得结论：使用同一滑轮组，不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率与物重的关系可能是___________选填字母）； A． B． C． D． (4)小明同学发现实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，应该静止读数，如果这样做，测得的机械效率将___________（选填“偏大”、“偏小”或“更准确”）。 四、综合题 17．现用如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率与所挂物重G物的关系，改变G物，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，计算并绘出与G物关系如图乙所示，若不计绳重和摩擦，则： （1）动滑轮自重是______N； （2）当G物=7N时，重物以v=2m/s速度匀速上升，拉力F做功的功率是______W，此时滑轮组的机械效率是______； （3）图乙中的曲线表明，同一滑轮组的机械效率随所挂物重G物的增大而增大，最终______（会/不会）达到；仅改变图甲中的绕绳方式、重复上述实验，所得到的-G物图线与图乙所示曲线______（相同/不同）。 18．新考法图甲是明代宋应星在《天工开物》中记载的辘轳，可用于汲取井水。其主要部件由固定在同一转轴上的小轮和手柄组成。提水时，用力转动手柄，带动小轮一起转动并缠绕井绳，提起水桶。请回答下列问题： (1)物理原理：图甲所示，辘轳可视为不等臂杠杆，为方便提水，它是按照______（选填“省力”或“费力”）杠杆来设计的。用辘轳提水的某时刻示意图如图乙所示，它的支点是“A”“B”或“C”中的______点。 (2)装满液体：若装满水后，桶中水的质量为30kg，则桶中水受到的重力是多少______N?若小轮的周长为1m，转动大轮使装满水的水桶匀速上升，则转动一周做的有用功是多少______J?（g取10N/kg） (3)提高效率：列举两种提高辘轳提水机械效率的方法______。 19．如图所示，小华同学在“测滑轮组机械效率”的实验中，竖直向上匀速拉动绳子的自由端。若钩码重为，小华所用拉力为。求： (1)请画出滑轮组的绕线。 (2)如果钩码上升，那么小华要拉绳子上升多少米？ (3)该滑轮组的机械效率。（保留两位小数） (4)若换成重为的钩码再进行实验，此滑轮组的机械效率将______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 学科网（北京）股份有限公司 《11.4机械效率》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D D B C C B A D D A 1．D 【详解】A．由图可知，动滑轮上绳子段数为，绳子自由端移动的距离 故A正确，不符合题意； B．不计绳重和机械摩擦，根据 可得，动滑轮的重力 故B正确，不符合题意； CD．克服物重做的有用功 工人做的总功 滑轮组的机械效率 故C正确，不符合题意；故D错误，符合题意。 故选D。 2．D 【详解】A．由题意可知，根据公式可得汽车从斜坡底端到达坡顶的时间为 故A错误； B．由题意可知，汽车做的有用功为克服沙石的重力做功，即 W有用=Gh=mgh=5×103kg×10N/kg×150m=7.5×106J 故B错误； C．由题意可知，汽车上坡做的功为 W总=Pt=1.6×105W×60s=9.6×106J 故C错误； D．因为总功为9.6×106J，有用功为7.5×106J，所以汽车运送沙石的机械效率为 故D正确。 故选D。 3．B 【详解】A．（a）中为定滑轮，不计摩擦和绳重，则拉力，故A正确，不符合题意； B．（b）中为动滑轮，不计摩擦和绳重，则拉力，可得 所以物体乙的重力大小一定小于10N，故B错误，符合题意； C．两物体在相同时间内被竖直提升1m的过程中，中绳子自由端移动的距离为1m，（b）中绳子自由端移动的距离为2m。根据可知，（a）中拉力F做功较少，所用时间相同，根据可知，中拉力F做功的功率较小，故C正确，不符合题意； D．不计摩擦和绳重，则（a）中定滑轮的机械效率 中动滑轮的机械效率 比较可得，即（a）中滑轮比（b）中滑轮的机械效率大，故D正确，不符合题意。 故选B。 4．C 【详解】A．没有说是否忽略摩擦，所以无法计算动滑轮自重，故A错误； B．有两股绳，物体上升距离 物体上升的速度为 故B错误； C．有用功 W有=Gh=2N×0.3m=0.6J 总功 W总=Fs=1.2N×0.6m=0.72J 额外功 W额= W总- W有=0.72J-0.6J=0.12J 故C正确； D．该滑轮组的机械效率为 故D错误。 故选C。 5．C 【详解】A．由图知，甲滑轮组由3段绳子承担物重（即n1=3），乙滑轮组由2段绳子承担物重（即n2=2），在相同的时间内两物体提升的高度相同，则两物体上升速度相同，由v绳=nv物可知，甲绳端移动速度大于乙绳端移动速度。拉力F相同，甲绳端移动速度大，根据 可知，F1做功的功率大，故A错误； B．已知滑轮组把质量相等的重物提升到相同的高度，由公式 W有用=Gh=mgh 知，两个滑轮组做的有用功相同；故B错误； C．甲滑轮组由3段绳子承担物重，所以绳端移动的距离s1=3h，则甲滑轮组的机械效率为 乙滑轮组由2段绳子承担物重，所以绳端移动的距离s2=2h，则乙滑轮组的机械效率为 由于两拉力相同、物重相同，所以比较可知乙滑轮组的机械效率高，故C正确； D．由于两拉力相同，且绳端移动的距离 s1＞s2 所以，由W总=Fs可知甲滑轮组做的总功较大，故D错误。 故选C。 6．B 【详解】A．做的有用功是 W有用=Gh=5kg×10N/kg×1m=50J 故A错误； B．拉力所做总功为 W总=Fs=40N×2m=80J 拉力所做额外功为 W额外=W总-W有用=80J-50J=30J 物体受到的摩擦力大小为 故B正确； C．此斜面的机械效率为 故C错误； D．物体受支持力、重力、拉力和摩擦力四个力的作用，故D错误。 故选B。 7．A 【详解】A．由图象知道，同一滑轮组机械效率η随G物的增大而增大，故A正确； B．由图知道，n＝3，当G＝12N时，η＝80%，忽略绳重及摩擦，滑轮组的机械效率 代入数据解得，动滑轮重力G轮＝3N，故B错误； C．当G物＝15N时，滑轮组的机械效率 故C错误； D．G物不变，改变图甲中的绕绳方式，如图所示， 因为此图与题中甲图将同一物体匀速提高相同的高度，所以所做的有用功相同，忽略绳重及摩擦时，额外功 W额＝G轮h 即额外功W额相同，又因为 W总＝W有+W额 所以总功相同，由知道，两装置的机械效率相同，即η1＝η2，故D错误。 故选A。 8．D 【详解】A．由公式 可知，减小木箱的重力，在提升相同的高度时，有用功会减小，而额外功不变，所以有用功所占总功的比值会减小，所以机械效率会减小，故A不符合题意； BC．由公式 可知，机械效率的大小与物体上升的高度和物体上升的速度无关，所以增大木箱的上升高度和增大提升木箱的速度不能改变机械效率，故BC不符合题意； D．由公式 可知，换用质量较小的动滑轮，在提升相同高度时，额外功会减少，而有用功不变，所以有用功占总功的比值会增大，所以机械效率会增大，故D符合题意。 故选D。 9．D 【详解】A．甲、乙图中绳子的有效段数n分别为3、2，忽略绳重和摩擦，作用在绳子自由端的力 因物体的质量相同，故物体的重力相同，动滑轮的重力相同，根据上式可知，甲滑轮组中绳子自由端的拉力小于乙中绳子自由端的拉力，故A错误； B．用同样的时间把质量相等的物体提升相同的高度，根据，物体上升的速度相同，根据 故甲滑轮组中绳子自由端移动的速度大于乙中滑轮组中绳子自由端移动的速度，故B错误； C．用把重力相等的物体提升相同的高度，根据 故使用甲、乙滑轮组做的有用功相同，故C错误； D．忽略绳重和摩擦，故克服动滑轮自重做的功为额外功的唯一来源，滑轮组的机械效率 故甲、乙两滑轮组的机械效率相等，故D正确。 故选D。 10．A 【详解】A．物理教科书的质量在300g=0.3kg左右，所以其受到的重力约为 G=mg=0.3kg×10N/kg=3N 故A符合题意； B．家用轿车发动机的功率在75kW左右，故B不符合题意； C．使用任何机械时，都不可避免地做额外功，所以机械效率一定小于100%，故C不符合题意； D．1个苹果的重力约为2N，所以把1个苹果举高1m，做的功大约为 W=Gh=2N×1m=2J 故D不符合题意。 故选A。 11． 0.6 90% 【详解】[1]图中连接动滑轮绳子的股数是2股，在内将的重物匀速提升，绳子移动的距离是6m，则绳子自由端移动的速度是 [2]不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率为 12． 140J 变小 【详解】[1]小强用动滑轮提水桶，有用功为对水桶做的功，有用功为 [2]如果从水桶内取出20N的水，再次提起1m时，额外功不变，有用功减小，因此动滑轮的机械效率变小。 13． 36 150 83.3 【详解】[1]从图中可以看出，滑轮组 拉力移动的距离 拉力做的功 拉力做功的功率为 [2]有用功为 [3]滑轮组的机械效率为 14． 2250 80% 【详解】[1]由图可知：重物由三股绳子承担，即n=3；物体上升速度是0.1m/s，则人拉动绳子的速度是v=nv1=3×0.1m/s=0.3m/s 在0.5min内拉绳自由端移动的距离为s=vt=0.3m/s×0.5×60s=9m 小明在0.5min内拉绳做的功为W=Fs=250N×9m=2250J [2]滑轮组的机械效率 15． 200 60% 40 【详解】[1]拉力做的总用功为 [2]拉力做的有用功为 斜面的机械效率为 [3]额外功为 由W额= fs可知，体所受的摩擦力为 16．(1)乙 (2)刻度尺 (3)A (4)偏大 【详解】（1）根据图中数据可知，绳端移动距离是物体上升高度的2倍，说明提升动滑轮绳子的段数为2，图中甲提升动滑轮绳子段数为3，乙提升动滑轮绳子段数为2，小雨是用图中的乙滑轮组完成实验的。 （2）实验中用到的测量工具有弹簧测力计和刻度尺，弹簧测力计测物体重力和绳子的拉力，刻度尺测物体上升高度和绳端移动距离。 （3）BD．分析数据可得结论：使用同一滑轮组，不计绳重和摩擦，物重越大，机械效率越高，故BD不符合题意； AC．由BD分析可知，使用同一滑轮组，不计绳重和摩擦，物重越大，机械效率越高，但由数据可以看出，机械效率与物重的比值不是一个定值，图像不是过原点的倾斜直线，物重成倍数增大时，机械效率增大的较小，故A符合题意，C不符合题意。 故选A。 （4）实验中应匀速缓慢竖直拉动测力计，此时系统处于平衡状态，测力计示数等于作用在绳子自由端的拉力大小，若静止读数，没有测量出机械之间的摩擦力，绳子自由端拉力测量值偏小，求出的总功偏小，由可知，测得的机械效率将偏大。 17． 2 18 77.8% 不会 相同 【详解】（1）[1]由图乙可知，物重时，滑轮组的机械效率，因不计绳重和摩擦，克服物重做的功为有用功，克服动滑轮重力和物重做的功为总功，所以，滑轮组的机械效率 解得 （2）[2]由图可知，动滑轮上有三股绳，即，不计绳重和摩擦，拉力的大小 绳端移动的速度 则拉力做功的功率 [3]此时滑轮组的机械效率为 （3）[4]不计绳重和摩擦，使用滑轮组提升物体时，需要克服动滑轮重力做额外功，有用功一定小于总功，滑轮组的机械效率达不到。 [5]用滑轮组提升相同的物体上升相同的高度时，改变图甲中的绕绳方式，所做的有用功相同，克服物体重力和动滑轮重力所做的总功不变，则滑轮组的机械效率不变，所以，重复上述实验，所得到的图线与图乙所示曲线相同。 18．(1) 省力 B (2) 300N 300J (3)见解析 【详解】（1）[1][2]由图得，辘轳是轮轴，相当于绕着B点转动的杠杆，在轮上用力时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。 （2）[1]根据得，桶中水受到的重力 [2]大轮转动一周，水桶匀速上升的高度等于小轮的周长，转动一周克服水的重力做的有用功 （3）可以通过增大有用功或者减小额外功来提高辘轳提水的机械效率：①换用一个容积相同，质量更小的桶；②换用一个质量更小，容积更大的桶，装更多的水。 19．(1) (2)0.6 (3)83.33% (4)变大 【详解】（1）已知钩码重为G=3N，拉力为F=1.2N，近似满足，可知绳子段数n=3，根据“奇动偶定”原则，所以绳子应从动滑轮的挂钩开始绕起，如图所示： （2）已知绳子段数n=3，根据滑轮组的特点，绳子自由端移动的距离s与物体上升高度h的关系为，即 所以小华要拉绳子上升0.6米。 （3）由题意可知，有用功 总功 所以滑轮组的机械效率 （4）滑轮组的机械效率 当钩码重力增大时，G增大，G动不变，可知的值增大，所以此滑轮组的机械效率将变大。 学科网（北京）股份有限公司 $