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专题05 机械效率（原卷版）
一、单选题
1.生产生活中常常会用到各种机械设备，下列说法中正确的是()
A. 越省力的机械设备，其功率越小
B. 使用机械设备做功越多，其功率越大
C. 使用机械设备做功越快，其效率越高
D. 任何机械设备的效率总小于1
2.如图所示，用同一滑轮组分别将物体A和物体B匀速提升相同的高度．与提
升物体B相比，提升物体A的过程中滑轮组的机械效率较大．若不计绳重与摩
擦的影响，则提升物体A的过程中 ( )
A. 额外功较小 B. 额外功较大 C. 总功较小 D. 总功较大
3.用如图所示的滑轮组将质量为50kg的物体，在10s内匀速向上提升2m.已知拉
力F=300N，g取10N/kg.在此过程中，下列说法正确的是 ( )
A. 绳子自由端移动的距离为6m
B. 拉力F的功率为60W
C. 人所做的额外功为300J
D. 该滑轮组的机械效率为83.3%
4.用同一滑轮组提升同一重物，第一次将重物提高h，第二次将重物提高2 h，
不考虑绳重和摩擦，机械效率分别为η 和η ，比较两次实验滑轮组的机械效率，
1 2
则 ( )
A. η❑ =η❑ B. η❑ >η❑ C. η❑ <η❑ D. 无法比较
1 2 1 2 1 25.用一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组把重150N的物体匀速提升1m，不
计摩擦和绳重，滑轮组的机械效率为60%。则下列选项错误的是()
A. 有用功一定是150J B. 总功一定是250J
C. 拉力大小一定是125N D. 动滑轮重一定是100N
6.小联用如图所示的滑轮组吊起一个质量为2kg的物体，将物体匀速拉升80cm
的过程中，拉力F的功率为25W，滑轮组的机械效率为80%，则下列描述中正
确的是()
A. 拉力做的有用功为160J
B. 绳子自由移动的速度为2.4m/s
C. 动滑轮受到的重力为5N
D. 若重新吊起10kg的物体，其机械效率将变大
7.用如图所示的滑轮组，在4s内将重为1500N的物体沿水平方向匀速移动2m
的过程中，所用的拉力大小为375N，滑轮组的机械效率为80%。在此过程中，
下列说法正确的是()
A. 绳子自由端沿水平方向移动了 6m
B. 物体受到的拉力为 750N
C. 如果只增加物体的重力，滑轮组的机械效率不变
D. 拉力做的额外功为 300J
8.工人利用滑轮组吊起重为3000N的路灯杆(质量分布均匀)。如图所示，这是
路灯杆一端刚被匀速拉起的简图。路灯杆离地后在10s内被匀速提升1m，绳端
拉力F=1250N，下列说法不正确的是()A. 路灯杆一端刚被匀速拉起时，相当于省力杠杆
B. 路灯杆离地后，路灯杆受到的拉力等于3000N
C. 路灯杆离地后，绳端拉力F做的功为2500J
D. 路灯杆离地后，滑轮组的机械效率为80%
9.如图甲所示，用一个动滑轮匀速提升重为800N的物体A，在卷扬机拉力F的
作用下，绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系如图乙中图线a所示；
用该装置匀速提升物体B时，绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系如
图乙中图线b所示。已知动滑轮的重力为200N，在这两次提升物体的过程中，
卷扬机拉力F的功率保持不变，且不计绳重和轮与轴间的摩擦。下列说法不正
确的是()
A. 物体B受到的重力为4000N
B. 物体A上升的速度为10cm/s
C. 拉力F的功率为100W
D. 提升物体B时动滑轮的机械效率为95%
10.如图，在斜面上将一个重为25N的物体匀速从斜面底端拉到顶端，沿斜面向
上的拉力F=9N，斜面长s=2m、斜面高h=0.5m。下列说法正确的是()A. 克服物体重力做功50J B. 额外功为18J
C. 物体受到的摩擦力为2.75N D. 斜面的机械效率为67.5%
二、多选题
11.(双选)如图所示，用三种不同的方法将同一水平面上的物体G提升至平台上，
在将重物匀速提升相同高度h的过程中，三种方法人对绳端的拉力分别为F 、
1
F 、F ，不计绳重，下列说法正确的是
2 3
A. 图乙中的斜面和图丙中的动滑轮都一定是省力装置
F
B. 图乙中斜面的机械效率等于 1
2F
2
C. 若F =F ，则图乙中的斜面和图丙中的动滑轮的机械效率相等
2 3
D. 在图丙中，若只增大物体G的重力，滑轮的机械效率不变
12.如图甲所示，用动滑轮将正方体物块从装有水的容器底部缓慢匀速提起，拉
力F随提升高度h变化的关系如图乙所示。物块完全离开水面后，动滑轮的机
械效率为87.5%，绳重和摩擦忽略不计。下列选项正确的是()
A. 物块的边长为0.6m
B. 动滑轮重为500N
C. 提升物块完全离开水面前，动滑轮的机械效率大于87.5%
D. 将物块提升至上表面与水面相平的过程中拉力F做的功为1650J
三、填空题13.如图所示，用滑轮组提升重100N的物体时，在10s内绳子自由端被匀速拉下
6m.已知拉绳子的力F为70N，则在此过程中滑轮组所做的有用功是 J，
拉力F的功率是 W，该滑轮组的机械效率是 %(保留一位小数)．
14.用如图所示的滑轮组将重85N的物体匀速提升2m，拉力F为50N.此过程中
有用功为_________J，总功为_________J，滑轮组机械效率为_________.根据
已知条件，以下四个物理量：①动滑轮上升的高度、②动滑轮的重力、③额外
功、④拉力的功率，还能求出的有_________和_________(选填序号)．
15.用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率，实验时，竖直向上匀速拉动弹
簧测力计，使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升．实验中，将杠杆从实线位置
匀速拉至图中虚线位置，弹簧测力计的示数如图为 N，弹簧测力计移动距
离为0.3m，钩码总重为1.0N，钩码上升高度为0.1m，则杠杆的机械效率
为 %，请写出使用该杠杆做额外功的一个主要原因： ．
16.利用如图所示的斜面提升物体可以 (填“省力”或“省功”).用平行于
斜面的拉力，将重为5N的物体从斜面底端匀速拉上斜面，物体移动的距离为1m，上升的高度为0.2m.已知斜面的机械效率为50%，则拉力大小为 N，
摩擦力大小为 N.斜面越陡，其机械效率越 (填“高”或“低”)．
17.如图所示，用F=50N的力通过滑轮组水平拉重为80N的物体，使其向左匀
速运动，在这过程中拉力F做功为40J，已知物体受到水平地面的摩擦力为
60N，则物体运动的距离为 m，该滑轮组的机械效率为 。(忽略绳子
和动滑轮的重力)
四、实验探究题
18.某班同学在“测量斜面的机械效率”实验时，所用实验器材有：长木板、支
架、弹簧测力计、刻度尺、重力为5.4N的木块(带挂钩).如图甲所示，将长木板
和支架搭成长1.0m、高0.2m的斜面，用弹簧测力计沿斜面向上匀速拉动木块．
(1)如图乙所示，此时弹簧测力计对木块的拉力为________N．
(2)将木块匀速拉到斜面顶端，斜面的机械效率为________．
(3)木块与斜面的摩擦力为________N．
(4)在实验中若加速拉动木块到斜面顶端，则测得的机械效率与匀速拉动木块比
较________(填“偏大”“偏小”或“不变”)，请分析原因：
_____________________________________________________________________
_________．
19.某小组同学在探究滑轮组的机械效率与哪些因素有关时，提出了一些猜想并
对猜想进行验证．(1)如果影响机械效率的因素有A、B、C多个，要研究其与B因素的关系，需
要先控制其他几个因素不变，而改变______因素，从而进行研究．
(2)下列是同学提出的两个猜想．
猜想一：两个相同滑轮组成的滑轮组，其机械效率与滑轮组细线的绕法有关；
猜想二：两个相同滑轮组成的滑轮组，其机械效率与滑轮组提升的物重有关．
为了验证上述猜想是否正确，同学们准备分别按图甲、图乙、图丙和图丁的滑
轮组进行实验．
验证猜想一的小组应按图________所示的两个滑轮组进行实验，若实验测得两
滑轮组的机械效率大小________(填“相等”或“不相等”)，则可初步判断猜
想一是错误的．
验证猜想二的小组应按图________所示的两个滑轮组进行实验，若实验测得两
滑轮组的机械效率大小不相等，则可初步判断猜想二是________(填“正确”或
“错误”)的．
(3)请 你 为 该 班 同 学 提 出 一 种 提 高 滑 轮 组 机 械 效 率 的 方 法 ：
___________________________．
20.某实验小组利用图示装置探究杠杆的机械效率，实验的主要步骤如下：①将
杠杆的O点悬挂，能自由转动，在A点悬挂总重为9N的钩码，在B点用弹簧测
力计竖直向上拉，使杠杆保持水平静止．其中AO=10cm，AB=20cm.②竖直向
上拉动弹簧测力计缓慢匀速上升(保持O点位置不变)，在此过程中弹簧测力计
的读数为3.75N.回答下列问题：(1)杠杆静止时，若杠杆自重和摩擦不计，弹簧测力计示数应为________N．
(2)杠杆缓慢转动时，其机械效率为________%．
(3)若只将钩码的悬挂点由A移至C点，O和B位置不变，仍将钩码提升相同的
高度(不计摩擦阻力)，则杠杆的机械效率将________(填“变大”“变小”或
“不变”)．
五、计算题
21.质量为60kg的某人站在地上用如图所示的滑轮组匀速提升400N的重物，所
用的拉力F为250N，5s内绳子自由端被拉下2m，在此过程中，(不计摩擦和绳
重)，g取10N/kg.求：
(1)拉力F所做的功及功率．
(2)滑轮组的机械效率．
(3)动滑轮的重．
(4)若绳子能承受的最大拉力为800N，求该滑轮组机械效率的最大值．
22.如图所示一质量为60kg的工人师傅用150N的力，使物体A在1min内沿水
平地面匀速移动了12m，此时物体A受到水平向左的拉力为240N，不计绳重、
滑轮与绳之间的摩擦力。g取10N/kg，求：(1)动滑轮重力为多少？
(2)在此过程中工人师傅做功的功率是多少？
(3)该装置此时的机械效率为多大？
(4)这个工人师傅通过滑轮组匀速拖动重物，最多能克服物体与地面之间多大的
摩擦力？
23.在工厂常用桥式起重机搬运大型工件，如左图所示，卷扬机和滑轮组安装在
小车上，小车放置在水平主梁的轨道中，可以左右移动；主梁安装在钢轨上，
可以前后移动。卷扬机提供动力，通过滑轮组将大型工件提升并实现转移。图
中，卷扬机竖直向上拉绳子自由端，使工件M以0.2m/s的速度匀速上升，提升
工件M匀速上升的过程中滑轮组的机械效率为90%。已知工件M受到的重力为
5400N，该卷扬机受到的重力为1200N，不计滑轮组的绳重、轮与轴的摩擦。求：
(1)卷扬机对绳子自由端的拉力；
(2)卷扬机对小车的压力；
(3)卷扬机对滑轮组做功的功率。
24.如图是某建筑工地上的吊装工具，物体m 是重5000N的配重，杠杆AB支点
1
为O，已知OA：OB=1：2，滑轮下挂货物m ，每个滑轮重100N，工人体重为
2
600N，杠杆与绳的自重及滑轮组间摩擦均不计，当工人用400N力竖直向下以60cm/s的速度匀速拉动绳子时，求：
(1)工人对地面的压力；
(2)工人做功的功率；
(3)滑轮组提升货物m 的效率；
2
(4)m 对地面的压力。
1
