2027年中考物理重难点专题 功、功率、机械效率的综合分析计算

中考重难点专题 功、功率、机械效率的综合分析计算 时间：45分钟 满分：60分 班级：______________ 姓名：__________ 得分：___________ 一、填空题（每空1分，共22分） 1. 如图是《史记》中“泗水取鼎”的画面，士兵用绳子通过滑轮拉起掉落水中的青铜鼎。 （1）使用图中的滑轮的好处是______________________________________。 （2）青铜鼎重1000N，完全拉出水面后，士兵施加在绳端的拉力F为1250N，士兵在100s内将鼎匀速提升10m，此过程中滑轮的机械效率为____________，绳端拉力做功的功率为___________W。如果士兵加速拉起青铜鼎，则士兵拉力做功的功率_________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 第1题图 第2题图 2. 如图所示，用竖直向上的力匀速拉动质量均匀的杠杆，一重为18N的物体挂在杠杆中点处，现将重物缓慢升高0.1m，拉力大小F=10N，拉力移动的距离为0.2m，不计转轴处的摩擦。则拉力所做的功为____________J，有用功为____________J，杠杆的机械效率为____________%。 3. 如图所示是爸爸带轩轩在科技馆体验升降座椅时的情景，当45kg的轩轩坐在椅子上时，爸爸用200N的力在10s内将他匀速拉高了0.4m，则绳子的自由端移动的距离为____________m，爸爸做功的功率为____________W；换成质量较大的爸爸坐在椅子上，轩轩来拉时，滑轮组的机械效率将____________（选填“增大”“减小”或“不变”）。（不计绳重及摩擦） 第3题图 第4题图 4. 如图甲，盘山公路是________（选填“杠杆”“滑轮”或“斜面”）模型，汽车沿盘山公路上山可以________（选填“省力”或“省功”）。如图乙，工人用沿斜面方向大小为400N的力将重900N的物体匀速推到车上，斜面长3m，高1m，用时10s。在此过程中，推力的功率是________W，斜面的机械效率是________，物体受到斜面的摩擦力是________N。 5. 现定义人对机械施加的力与机械对重物施加的力的比值叫做机械效能K，现用某个滑轮组匀速提升不同重物，不计绳重和摩擦，经测算描绘出此滑轮组的机械效能K与物体重力的倒数G-1的关系图线如图所示。则此滑轮组承担物重与动滑轮重的绳子股数n为__________，滑轮组中动滑轮的重力为__________N，当用此滑轮组提升40N的重物时，机械效率为____________。 第5题图 第6题图 6. 小亮同学重500N，他利用图甲所示的装置将水平地面上重力为50 N的重物提升到高处。当他站在地上向下拉绳时，拉力F、重物的上升速度v随时间t变化的关系图像分别如图乙、丙所示。若不计摩擦和绳重，动滑轮的重力为___________，若该装置能承受的拉力足够大，小亮用其匀速提升重物的最大效率为___________。 7. 如图甲所示，小明重650N，最大臂力为700N，利用滑轮组提升不同重物，动滑轮重100N，绕制滑轮组的绳子能承受的最大拉力为800N，随着货物从某个重量增加到允许的最大值时，小明绘制了滑轮组的机械效率η和物重G的关系图，如图乙所示（横坐标标注的刻度均匀），则B点拉力F=_________N，A点的机械效率为_________%（不计绳重和摩擦）。 二、选择题（每小题2分，共14 分。第 8～12 题每小题只有一个选项符合题目要求；第13～14题每小题有两个选项符合题目要求,全部选对得3分，选对但不全的得1分，有错选的得 0 分） 8. 关于功、功率和机械效率，下列说法正确的是（　　） A．作用在物体上的力越大，做的功越多 B．额外功越少，机械的机械效率越高 C．使用机械效率高的机器一定不能省功 D．做功越快，功率越大，机械效率越高 9. 工人用相同的滑轮以图甲、乙所示的两种方式，在相同时间内把同一物体竖直匀速提升相同高度。甲斜向下拉动，乙竖直向上拉动。物体质量大于滑轮质量，忽略绳重，摩擦和空气阻力，对比两种方式，下列说法正确的是（ ） A．甲中工人改为竖直下拉，拉力会变小 B．甲中绳端拉力做的功较大 C．乙中工人拉力的功率较小 D．乙中滑轮的机械效率较小 10. 用四只完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组（G1=G2），不计绳子与滑轮的摩擦（ ） A．甲较省力且机械效率较高 B．两个滑轮组省力程度不同，机械效率相同 C．乙较省力且机械效率较高 D．两个滑轮组省力程度相同，机械效率不同 第10题图 第11题图 11. 斜面是一种简单机械。螺丝钉是被拧成圆柱形的斜面，螺丝钉上的螺纹就像图甲中形成的纹路，一圈圈螺纹的长相当于斜面的长度。仔细观察如图乙、丙所示的两个螺丝钉，则（ ） A．乙能省功，丙更省力 B．丙能省功，乙更省力 C．乙、丙都不能省功，乙更省力 D．乙、丙都不能省功，丙更省力 12. 某同学用滑轮组提升4N的物体，绳子自由端竖直移动的距离和物体上升的高度随时间变化的关系分别如图线a、b所示。已知动滑轮重0.8N，滑轮组的机械效率为80%，则在0~3s的时间内（ ） A．绳子自由端移动的速度为0.1m/s B．滑轮组的有用功为2.4J C．滑轮组的额外功为0.24J D．该同学对绳子自由端的拉力为2.5N 第12题图 第13题图 13. （多选）遵守公共秩序文明停车是一种美德。在一次拖移违停车辆的过程中，拖车所用的装置可以简化为如图所示的滑轮组，交警指挥拖车用了时间，将水平路面上质量为的违停车匀速拖离了，钢绳自由端的拉力F为600N，地面与违停车的摩擦力为车重的0.1倍（不计滑轮重）。则（　　） A．钢丝绳自由端拉过的长度为15m B．挂钩A受到的拉力大小为1800N C．拉力的功率为900W D．整个装置的机械效率为88.9% 14.（多选）将图甲中A、B两个相同的物体从粗糙程度相同的斜面底端匀速拉到顶端，做功情况如图乙所示，已知拉力FA为8N，则下列说法正确的是（　　） A．左侧斜面的长度sA为0.375m B．右侧斜面机械效率为60% C．物体A受到的摩擦力为4N D．拉力FA大于拉力FB 三、计算题（第15题7分，第16题8分，第17题9分，共24分） 15. 某型号挖掘机的实物图（甲）和作业范围图（乙）以及部分相关数据表如下。挖掘机在4s内将装满铲斗的泥土从最大挖掘深度处送到位于最大卸料高度的装载车上。（g取10N/kg） 求：（1）空载时，挖掘机对水平地面的压强； （2）一次完整移送泥土过程中，挖掘机对泥土做的功； （3）一次完整移送泥土过程中，挖掘机的总功率为20kW，此过程中挖掘机的机械效率。 16. 如图所示，工人站在水平地面上，用滑轮组提升重为900N的物体A，工人对绳子的自由端施加竖直向下的拉力F。已知：工人重600N，他对水平地面的压力为100N。不计绳重和摩擦。 （1）图中工人师傅受到地面对他的支持力为________N，他对绳端的拉力为_______N。 （2）提升重为900N的物体A时，该滑轮组的机械效率为多少？ （3）该工人使用此滑轮组提升重力大于900N的货物时，机械效率将如何变化，请简述你的判断依据。 17. 近年来的很多城市都建设了高架桥快速路。如图甲所示是通向高架桥快速路的引桥，一辆汽车沿引桥匀速行驶，牵引力做的功W与沿引桥行驶距离s的关系如图乙所示，汽车从引桥底端以10m/s的速度行驶40s到达顶端，如果整个过程的额外功为5.6×105J。请解答： （1）引桥相当于简单机械中的________，它的作用是上高架桥时可以省_________。 （2）汽车在引桥上匀速行驶时的牵引力。 （3）汽车从引桥底端上匀速行驶到达引桥顶端的过程中牵引力做的功。 （4）引桥的机械效率。 参考答案 一、填空题 1. （1）改变力的方向 （2）80% 125 变大 2. 2 1.8 90 3. 1.2 24 增大 4. 斜面 省力 120 75% 100 5. 2 10 80% 6. 30N 97% 7. 650 80 二、选择题 8 9 10 11 12 13 14 C D B C D ACD BC 三、计算题 15. 解：（1）（2分）挖掘机对水平地面的压力F = G = mg = 24 × 103 kg × 10 N/kg = 2.4 × 105 N 挖掘机对水平地面的压强p = = = 1 × 104 Pa （2）（3分）泥土的重力G泥 = m泥g = 0.6 × 103 kg × 10 N/kg = 6 × 103 N 泥土上升的高度h = 3 m + 5 m = 8 m 挖掘机对泥土做的功W = G泥h = 6 × 103 N × 8 m = 4.8 × 104 J （3）（2分）此过程中挖掘机做的总功W总 = Pt = 2 × 104 W × 4 s = 8 × 104 J 此过程中挖掘机的机械效率η = × 100％ = × 100％ = 60％ 16. 解：（1）（2分）100 500 （2）（2分）由图可知，n = 2 滑轮组的机械效率η = = = = = = 90％ （3）（4分）变大。不计绳重和摩擦,该工人使用此滑轮组提升重力大于900 N的货物时，由η = = = = 知，机械效率将变大。 17. 解：（1）（2分）斜面 力 （2）（2分）由图乙可知，汽车在引桥上匀速行驶5 m，牵引力做的功W = 1 × 104 J 汽车在引桥上匀速行驶时的牵引力F = = = 2 000 N （3）（2分）汽车在引桥上匀速行驶的路程s = vt = 10 m/s × 40 s = 400 m 汽车在引桥上匀速行驶的过程牵引力做的功W总 = Fs总 = 2 000 N × 400 m = 8 × 105 J （4）（3分）汽车上引桥过程做的有用功W有用 = W总 － W额 = 8 × 105 J － 5.6 × 105 J = 2.4× 105 J 引桥的机械效率η = = = 30％ 学科网（北京）股份有限公司 $