2022版高中物理第一章功和功率第4节人与机械试题鲁科版必修220220704189.doc

第4节　人与机械
【二维选题表】

物理观念
科学思维
科学探究
科学态度与责任
对功率和机械效率关系的
理解
1(易),2(易),3(易)
10(中)

机械的
使用

9(中)

机械效率的理解与计算

5(易),
6(易),
7(易),
8(中)

4(中),
5(易),
7(易),
8(中)
根底训练
1.(2022·福建龙岩期中)关于机械效率和功率,以下说法中正确的选项是(　D　)
A.功率大的机械,机械效率一定高
B.机械效率高的机械,功率一定大
C.做功快的机械,机械效率一定高
D.做功快的机械,功率一定大
解析:功率大的机械,做功比拟快,但是机械效率不一定高,应选项A错误.机械效率高的机械,功率不一定大,应选项B错误.做功快的机械,功率大,机械效率不一定高,应选项C错误,D正确.
2.有关功、功率和机械效率的说法中,正确的选项是(　B　)
A.机器的功率越大,做的功就越多
B.功率不同的机器,做的功可能相等
C.机器做功的时间越少,功率就越大
D.机器的功率越大,机械效率就越高
解析:由P=可推得W=Pt,即做功的多少由功率和做功时间两个量决定,功率大的机器做的功不一定多,应选项A错误,B正确;只有时间而没有做功的多少,无法确定功率的大小,应选项C错误;功率反映的是做功的快慢程度,而机械效率反映的是有用功在总功中所占的份额,这是两个不同的概念,它们之间没有必然的联系,应选项D错误.
3.以下关于功率和机械效率的说法中,正确的选项是(　B　)
A.现在机械的机械效率小于1,将来有可能出现新的机械,其效率突
破1
B.功率的大小与机械效率的大小无关
C.机械效率越大,说明有用功率越大
D.功率越大,机械效率越大
解析:机械在做功的过程中,由于W总=W有用+W额外,由于W额外必不为零,所以W有用永远不可能大于W总,因此机械效率不可能大于1,应选项A错误.功率和机械效率是两个不同的物理量,功率是表示做功快慢的物理量,机械效率是表示对总能量利用率大小的物理量,两者没有必然联系,应选项B正确,D错误.机械效率越大,说明有用功率在总功率中占的比重越大,并不能说明有用功率越大,应选项C错误.
4. (2022·福建松溪检测)有两个人利用斜面共同将木箱拉上汽车,为了提高斜面的机械效率,以下做法中可取的是(　D　)
A.以较快的速度将木箱匀速拉上汽车
B.以较慢的速度将木箱匀速拉上汽车
C.改由一个人匀速将木箱拉上汽车
D.板长不变,增大斜面的倾角将木箱匀速拉上汽车
解析:使用斜面时,有用功是克服重力做的功,克服摩擦力做的功为额外功,与速度快慢无关;欲提高斜面的机械效率,就必须在有用功一定时,尽量减少额外功.当斜面的倾角变大时,木箱对斜面的压力变小,在接触面粗糙程度不变时,压力越小,受到的滑动摩擦力就越小,这样可以有效地减少额外功.应选项D正确.
5.(2022·福建闽清检测)随着家用小轿车的增多,方便了人们的出行,但也给道路交通和环境保护带来越来越大的压力,提高汽车的效率对保护环境有重大的意义.关于效率,以下说法中正确的选项是(　C　)
A.小轿车发动机额定功率越大,小轿车的效率一定也越大
B.通过改良道路条件和汽车性能,小轿车的效率有可能到达100%
C.设法减少排放的尾气带走的热量,有利于提高效率
D.行驶的小轿车里乘坐的人越少,小轿车的效率一定越大
解析:功率反映做功快慢,效率反映对总能量的利用率,二者没有必然联系,要提高效率,需要减少额外功,但实际情况中,效率总小于100%,不可能到达100%,应选项C正确.
6. (2022·福建泉州期中)如下图,用力F拉细绳,通过重为50 N的动滑轮将重为450 N的物体匀速提升3 m(不计绳的重和摩擦).那么拉力F所做的额外功和动滑轮的机械效率分别是(　D　)
A.750 J　80% B.1 350 J　80%
C.1 500 J　90% D.150 J　90%
解析:拉力F做的额外功等于克服动滑轮重力做的功,即W1=50×3 J
=150 J,拉力的有用功W2=450×3 J=1 350 J,动滑轮的机械效率η=
×100%=90%.应选项D正确.
7.一滑轮组,不计绳子与滑轮间及所有滑轮的轮轴之间的摩擦,用它提升一重为G的货物时其机械效率为80%.假设用此滑轮组来提升一重为2G的货物时,其机械效率(　A　)
A.大于80% B.等于80%
C.小于80% D.无法确定
解析:提高机械效率的方法有减小无用功和增大有用功.增加重物就是增大有用功.应选A.
8.某矿井发生漏水事故,根据估算,1 min内可有4.8 t的水渗出,矿井深100 m,假设水泵的机械效率为80%,为了及时将漏水抽出,那么需功率至少多大的水泵来抽水才能使井底不积水(g取10 m/s2)(　C　)
A.48 kW B.80 kW
C.100 kW D.125 kW
解析:1 min内水泵做的有用功为WG=mgh=4.8×103×10×100 J=4.8×
106 J,1 min内水泵的总功为W总=Pt,又η==80%,解得P=100 kW,选项C正确.
素养提升
9. (2022·天津河西区一模)如下图,体重为510 N的人,用滑轮组拉重500 N的物体A沿水平方向以0.02 m/s的速度匀速直线运动.运动中物体A受到地面的摩擦阻力为200 N,动滑轮重为20 N.(不计绳重、滑轮摩擦,地面上的定滑轮与物体A相连的绳子沿水平方向,地面上的定滑轮与动滑轮相连的绳子沿竖直方向,人对绳子的拉力与人对地面的压力始终竖直向下且在同一直线上)那么以下分析正确的选项是(　C　)
A.绳子自由端受到拉力的大小是100 N
B.绳子自由端移动的速度是0.01 m/s
C.人对地面的压力是400 N
D.人对地面的压力是250 N
解析:由题图知,承当物重的绳子股数n=2,不计绳重和摩擦,利用F=1/2(G轮+f地)求拉力大小;绳子自由端运动速度等于物体移动速度的2倍,据此求出绳子自由端运动速度;人对地面的压力等于自己体重减去拉力,据此求压力大小.由题图知,n=2,不计绳重和摩擦,拉力用F=110 N,故A错误.绳子自由端运动速度v=0.04 m/s,故B错误.人对地面的压力F压=G-F=510 N-110 N=400 N,故C正确,D错误.
10.(2022·北京房山区模拟)起重机在1 min内把重48 000 N的货物提高了30 m,机械效率为50%,求起重机的:
(1)有用功多大?
(2)总功多大?
(3)额外功多大?
(4)有用功率多大?
(5)总功率多大?
解析:根据公式,力所做的有用功
W有用=Gh=48 000×30 J=1.44×106 J
根据机械效率只有50%,实际所做的功只有一半是作为有用功的,所以总功是W总=1.44×106 J×2=2.88×106 J
额外功W额外=W总—W有用=2.88×106 J-1.44×106 J=1.44×106 J
有用功的功率
P有用== W=2.4×104 W
总功率P总== W=4.8×104 W.
答案:(1)1.44×106 J　(2)2.88×106 J　(3)1.44×106 J　(4)2.4×104 W　(5)4.8×104 W