11.3 机械效率 同步练习 2026-2027学年沪粤版物理九年级上学期

**基本信息** 聚焦机械效率核心概念，通过基础辨析、公式应用到实验探究与综合计算的三层递进设计，实现从物理观念建构到科学思维与探究能力的培养。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础认知|机械效率概念、简单机械特点|单选题1-4考查滑轮组/斜面基本特性，填空题9-12强化有用功/总功计算| |能力提升|公式综合应用、影响因素分析|单选题5-8结合功率与机械效率关系，填空题13渗透动滑轮摩擦与功率计算| |综合应用|实验探究与多因素分析|实验题14通过控制变量法研究物重/动滑轮重对效率的影响，计算题15-16整合斜面/滑轮组的效率与功率综合求解|

11.3 机械效率 一、单选题 1．用题图所示的滑轮组去提升重物时，下列说法正确的是（　　） A．绳子自由端移动的距离是重物上升高度的2倍 B．此装置有改变力方向的优点 C．只改变被提升物体的重力，不能改变该装置的机械效率 D．只改变提升重物的速度，就能改变拉力的总功功率 2．如图所示，利用动滑轮把重400N的物体匀速提升了3m，作用在绳子自由端的拉力F为250N，方向竖直向上。不计绳重和摩擦，则下列选项正确的是（    ） A．绳子自由端移动的距离为3m B．动滑轮受到的重力为100N C．拉力F做的功为1200J D．该动滑轮的机械效率为62.5% 3．如图所示，甲、乙两个斜面的长度相同，倾角不同 （），粗糙程度也不同。现用同样大小的力分别将同一物体从斜面底端匀速拉至顶端，已知运动时间 t甲< t乙，则下列说法正确的是（　　） A．使用滑轮可以省力 B．两次拉力做功的情况是W甲>W乙 C．两次拉力做功的功率P甲<P乙 D．斜面的机械效率 4．人们往卡车上装载较重的货物时，常常会在车尾斜搭一块木板，将货物沿着木板往上推，如图所示。下列说法正确是（　　） A．使用斜面可以减少额外功 B．使用斜面不省功 C．木板越长越费力 D．上推时间越少，机械效率越高 5．小明假期回老家时，恰逢爷爷家盖房子。他观察到工人借助如图所示装置将一重280N的建筑材料以的速度匀速竖直提升至二楼。工人对绳子自由端所用拉力为200N。若不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．使用该装置既省力又省功 B．提升该建筑材料时，该装置的机械效率为 C．提升该建筑材料时，克服建筑材料重力做功的功率为56W D．若工人减小提升该建筑材料的速度，该装置的机械效率将减小 6．甲、乙两种机械的效率分别和，则下列说法中正确的是（ ） A．使用甲机械省力 B．使用甲机械做功快 C．在相同的时间内，使用甲机械完成的功多 D．乙机械的额外功在总功中的比例大 7．如图所示，工人使用动滑轮提升物体，物体重600N，动滑轮重20N，物体上升的高度为3m，速度为0.5m/s，工人的质量为60kg，不计绳重和摩擦，（g取10N/kg）下列说法正确的是（　　） A．提升过程中，绳子自由端移动的速度为0.5m/s B．工人能施加的最大拉力为600N C．提升过程中，工人做功的功率为310W D．若将物体竖直匀速提升到更高处，滑轮的机械效率将会增大 8．如图所示，用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置，分别用拉力F甲、F乙在相同时间内将重为G甲、G乙的两个物体匀速提升相同高度，拉力的功率为P甲、P乙，绳子自由端移动的距离为、，不计绳重和摩擦，下列推理中正确的是（　　） A．若G甲=G乙，则F甲=F乙 B．若G甲>G乙，则 C．若F甲>F乙，则P甲>P乙 D．若F甲=F乙，则η甲<η乙 二、填空题 9．乡村振兴建设过程中，工人利用滑轮组提升重400N的建筑材料，如图所示。已知工人对绳子的拉力为250N，建筑材料在10s内匀速上升了5m，则工人做的有用功为_______J，滑轮组的机械效率为_______。使用滑轮组_______（选填“能”或“不能”）省功。 10．如图，用动滑轮将重160N的木箱在5s内沿竖直方向匀速提升3m，所用拉力为100N，不计绳重和摩擦，此过程中有用功是________J，拉力的功率是________W，该动滑轮的机械效率为________。 11．如图所示斜面高1.2m，长5m，用沿斜面向上的150N推力将重500N的小车从斜面底端匀速推到顶端，用时20s。则推力做功为_____J，有用功的功率为_____W。 12．为方便残疾人上下台阶，很多公共场所设计了如图所示的专用通道。沿专用通道至入口和直接上台阶相比较，可以更省力。若将总重为600N的残疾人和轮椅沿8m长的斜面推至2m高的入口处，沿斜面所用的推力为200N，则斜面的机械效率为______。 13．如图所示，重为50 N的物体A在水平拉力F的作用下，沿水平地面以2m/s的速度匀速运动，此时弹簧测力计B的示数为10 N，如果绳重、滑轮重、弹簧测力计重及摩擦均不计，2 s内力F的功率是________W，若作用在绳端的拉力F为20 N，动滑轮的机械效率为80%，那么物体A受地面的摩擦力大小是________N。 三、实验题 14．提高机械效率是充分发挥机械设备效能的关键途径，对实现节能减排、提升经济效益具有重要的现实意义。在“测量滑轮组机械效率”的实验探究中，实验小组使用同一滑轮组，分别按照甲、乙、丙三种装置进行实验。实验中所用钩码规格相同，每个钩码重2 N，测得的实验数据如下表所示。 实验次数 钩码的重力G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动的距离s/m 机械效率η 1 2 0.1 0.8 0.3 83.3% 2 4 0.1 1.5 0.3 ① 3 6 0.1 ② 0.3 90.9% 4 6 0.2 ② 0.6 90.9% (1)实验需要的测量工具有弹簧测力计和________，实验时应沿竖直方向________缓慢向上拉动弹簧测力计。 (2)表格中编号①处的数据为________（计算结果保留到0.1%），编号②处的数据为________（如丙图所示）。 (3)分析第1、2、3次实验数据，发现采用________的方法可以提高滑轮组的机械效率；若使用该滑轮组将重8 N的物体匀速提升0.1 m，推测此时滑轮组的机械效率可能是________。 A．71.6%            B．82.4%            C．92.1%            D．100% (4)分析第3、4次实验数据，发现滑轮组的机械效率与________无关。 (5)另一实验小组改变动滑轮的重力，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图丁的图像，分析可知：被提升的物体重力相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越________（选填“高”或“低”）。 (6)根据所学知识可知，滑轮组的机械效率还与绳重和摩擦有关，分析图丁中的A点可知，被提升物体的重力一定________。 A．小于40 N B．等于40 N C．大于40 N 四、计算题 15．如图所示，重150N的物体在平行于斜面的拉力F作用下，以0.3m/s的速度从斜面的底端匀速运动到斜面的顶端，用时20s。已知F=100N，斜面的高度为3m。求： (1)拉力F做功的功率； (2)利用斜面匀速拉动重物的过程中，该装置的机械效率； 16．小明用如图所示的装置把重800N的货物匀速提升4m，做了800J的额外功，求：（g=10N/kg） (1)小明做的总功是多少？ (2)小明用多大的力提升货物？ (3)机械效率是多少？ 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 D B D B C D C D 1．D 【详解】A．根据滑轮组的特点，绳子自由端移动的距离 s 与重物上升的高度 h 的关系为 s=nh ，即 s=3h ，所以绳子自由端移动的距离是重物上升高度的 3 倍，而不是 2 倍，故A错误； B．由图可知，该滑轮组对重物的拉力方向竖直向上，人可以在绳子自由端向上拉绳子来提升重物，所以此装置没有改变拉力方向，故B错误； C．滑轮组的机械效率公式为 同时 则只改变被提升物体的重力时，有用功W有=Gh会发生变化，而额外功主要是克服动滑轮重力、摩擦等做的功，在动滑轮重力等因素不变的情况下，额外功基本不变，根据 可知，有用功改变，机械效率会改变，故C错误； D．功率的计算公式为P=Fv，当只改变提升重物的速度时，绳子自由端移动的速度v会随之改变，而拉力F的大小取决于物重、动滑轮重和摩擦等因素。在物重、动滑轮重和摩擦等因素不变的情况下，拉力F不变，根据P=Fv，绳子自由端移动速度改变，拉力的总功功率会改变，故D正确。 故选D。 2．B 【详解】A．由题图可知，滑轮组的绳子承重股数为n=2，绳子自由端移动的距离为 故A错误； B．不计绳重和摩擦，根据可知，动滑轮受到的重力为 故B正确； C．拉力F做的功为 故C错误； D．该动滑轮的机械效率为 故D错误。 故选B。 3．D 【详解】A．使用定滑轮不能省力，但可以改变力的方向，故A错误； BC．由题可知，拉力大小相同，斜面的长度相同，根据可知两次拉力做功的情况是W甲=W乙；运动时间 t甲< t乙，由可知，故BC错误； D．根据 由题意可知，物体重力相同，拉力相同，斜面长度相同，甲斜面的高度大于乙斜面的高度，则，故D正确。 故选D。 4．B 【详解】A．使用斜面时，需要克服摩擦力做额外功，不能减少额外功，故A错误； B．根据功的原理，使用任何机械都不省功，所以使用斜面不省功，故B正确； C．在高度一定时，木板越长（斜面的坡度越小），越省力，而不是越费力，故C错误； D．机械效率是有用功与总功的比值，与上推时间无关，故D错误。 故选B。 5．C 【详解】A．由图可知，该滑轮为动滑轮，能省力，根据功的原理可知，使用该装置不能省功，故A错误； B．动滑轮上的绳子段数为，该装置的机械效率 故B错误； C．根据可得，克服建筑材料重力做功的功率 故C正确； D．根据可知，机械效率的大小与速度大小无关，故工人减小提升该建筑材料的速度时，该装置的机械效率不变，故D错误。 故选C。 6．D 【详解】A．机械效率是指有用功占总功的百分比，机械效率高是指做的功中有用功占的比例高，与是否省力没有关系，故A错误； B．功率是表示做功的快慢，而功率与机械效率没有必然的联系，故B错误； C．相同时间，甲机械完成的功多，说明甲机械做功快，即甲机械功率大，与机械效率无关，故C错误； D．乙的机械效率较低，说明有用功占总功的比例小，相应的额外功占总功的比例就比较大，故D正确。 故选D。 7．C 【详解】A．动滑轮绳子段数，绳自由端速度，故A错误； B．物体匀速运动时，工人的拉力大小为 不考虑匀速情况，工人是站在地上向上拉绳子，所以工人能施加最大拉力不受自身重力限制，故B错误； C．工人拉力的功率为，故C正确； D．动滑轮的机械效率为 故机械效率与提升高度无关，故D错误。 故选C。 8．D 【详解】由图可知，甲滑轮组承担动滑轮重的绳子段数，乙滑轮组承担动滑轮重的绳子段数，且是相同的滑轮组，即动滑轮重力相同； A．若，根据，可知，物重相同，动滑轮重相同，但，所以，故A错误； B．根据可知，提升高度相等，但，所以，这个关系始终成立，与物重无关，故B错误； C．若，根据，虽然都是匀速运动，在相同时间内将物体提升相同的高度，且，s 甲  <s 乙，故绳子自由端移动的速度，因此两个力做功的功率关系不确定，故C错误； D．若，根据，可得，由于动滑轮重相等，且，所以提升的重物，再由 可知动滑轮重相同时，重物越重，机械效率越大，即，故D正确。 故选 D。 9． 2000 80% 不能 【详解】有用功是提升建筑材料所做的功，则工人做的有用功为 由图可知，动滑轮上承担物重的绳子段数，因此绳子自由端移动距离 总功 机械效率 根据使用任何机械都不可避免地要做额外功，因此使用滑轮组不能省功。 10． 480 120 80% 【详解】有用功是克服物体重力做的功为 该动滑轮有2段绳子承担物重，因此拉力移动距离 总功 拉力功率 机械效率公式为 11． 750 30 【详解】推力做功 有用功大小为 有用功的功率 12．75% 【详解】斜面的机械效率为 13． 40 32 【详解】[1][2]拉力F移动的速度v=2m/s×2=4m/s 2s内力F的功率是P=Fv=10N×4m/s=40W 物体A克服摩擦力做的功为有用功，水平拉力F做的功为总功，由公式知道，物体A受地面的摩擦力大小是f=ηnF1 =80%×2×20N=32N 14．(1) 刻度尺 匀速 (2) 88.9% 2.2 (3) 增加所提物体的重力 C (4)物体提升的高度/绳子自由端移动的距离 (5)低 (6)C 【详解】（1）实验需要测钩码上升高度、绳端移动距离和力，因此除弹簧测力计外还需要刻度尺；实验时需要让滑轮组受力平衡，拉力大小稳定，因此应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计。 （2）第2次实验的有用功 总功 机械效率 丙中，弹簧测力计分度值为，指针示数为。 （3）1、2、3次实验中，同一滑轮组，物重越大，机械效率越高，因此增大物重可以提高滑轮组机械效率； 物重越大机械效率越高，6N物体提升时效率为90.9%，因此8N物体提升时效率大于90.9%，且机械效率不可能达到100%，故选C。 （4）3、4次实验中，滑轮组、物重相同，只有提升高度不同，机械效率相同，因此滑轮组机械效率与物体提升高度无关。 （5）由丁图可知：被提升物体重力相同时，动滑轮重力越大，额外功占总功的比例越大，机械效率越低。 （6）若不计绳重和摩擦，根据，代入，解得 实际实验中存在绳重和摩擦，额外功更多，要得到80%的机械效率，被提升物体的重力一定大于40N，故选C。 15．(1) (2) 【详解】（1）物体在斜面上运动的路程即斜面长度为 拉力做的总功为 所以拉力的功率为 （2）利用斜面提升物体过程中，克服物体重力对物体所做的功为有用功，此过程中有用功为 斜面的机械效率为 16．(1) 4000J (2) 500N (3) 80% 【详解】（1）有用功 总功 （2）绳子自由端移动的距离 则拉力 （3）机械效率 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $