河北省2019年中考物理第11讲简单机械第2课时机械效率复习练习48

第十一章 简单机械和功● 杠杆1．定义：在力的作用下可绕固定点转动的硬棒2．五要素：支点(O )、动力(F )、阻力(F 2)、动力臂(l 1)、阻力臂( l 2)3．杠杆的平衡条件：F 1l 1=F 2l 24．分类1) 省力杠杆：l 1 > l 2， F 1 < F 22) 费力杠杆：l 1 < l 2， F 1 > F 23) 等臂杠杆： l 1 = l 2， F 1 = F 2● 滑轮1．定滑轮1) 实质：等臂杠杆2) 特点：不省力，但能改变施力的方向，s =h2．动滑轮1) 实质：动力臂是阻力臂2倍的杠杆2) 特点：最多省一半力，但费距离，s =2h3．滑轮组1) 实质：由定滑轮和动滑轮组合而成的机械2) 特点：既可省力，又可改变力的方向，s =nh● 功1．定义：力与物体在力的方向上通过的距离的乘积2．两个必要条件：一是对物体要有力的作用；二是物体要在力的方向上通过一定的距离3．公式：W =Fs4．单位：焦耳，简称焦，符号是J ，1J=1N ·m● 功率1．定义：功与做功所用时间的比2．公式：P =W t 3．单位：瓦特，简称瓦，符号是W ，1W=1J/s4．单位换算： 1kW=103 W. 1MW=106W● 机械效率1．定义：物理学中，将有用功与总功的比值。

2．公式：η = W有用W总×100％3．提高机械效率的方法：减轻机械自重，减小机械摩擦，增大被提升物体重力1．（2021•泰州）如图，在均匀杠杆的A处挂3个钩码，B处挂2个钩码，杠杆恰好在水平位置平衡。

下列操作中，仍能使杠杆在水平位置平衡的是（所用钩码均相同）（）A．两侧钩码同时向支点移动一格B．两侧钩码下方同时加挂一个钩码C．左侧加挂一个钩码，右侧加挂两个钩码D．左侧拿去一个钩码，右侧钩码向左移动一格2．（2021•淮安）在“探究杠杆平衡条件”实验中：（1）如图甲所示，应调节杠杆两端的，使杠杆在水平位置平衡。

机械效率1. 下列有关功率与机械效率的说法中正确的是( )A.机械效率越高，机械做功一定越快B.做功越多的机械，机械效率一定越高C.功率越大的机械，机械效率一定越高D.做功越快的机械，功率一定越大2. 简单机械的机械效率高是指( )A.有用功多B.额外功少C.总功多D.有用功占总功的比例高3. 使用机械时,若有用功与额外功相等,则该机械的机械效率 ( )A.大于50%B.小于50%C.等于50%D.无法确定4. 如图所示，用甲、乙两种装置匀速提升同一重物，若每个滑轮重相同，不计摩擦及绳重.则下列说法正确的是( )A.甲较省力，机械效率较低B.乙较省力，机械效率较低C.甲较省力，机械效率较高D.乙较省力，机械效率较高5. 用如图所示的滑轮组在10 s内将300 N的重物匀速提升3 m，已知动滑轮重30 N，不计摩擦，则( )A.利用滑轮组所做的有用功是450 JB.绳子自由端移动的速度是0.9 m/sC.拉力的功率是99 WD.滑轮组的机械效率是80%6. 组合机械的斜面长4 m，高2 m，将重为100 N的物体从斜面的底端匀速拉到顶端，如图所示，需用的拉力为40 N，需要的时间是5 s.那么，将物体从底部拉到顶部所做的有用功是________J，拉力做的总功的功率是________W.7. 如图所示，用滑轮组提升重物时，重800 N的物体在10 s内匀速上升1 m.已知拉绳子的力F为500 N，则提升重物的过程中，所做的有用功是________J.8. 杠杆的摩擦非常小，是一种机械效率非常高的简单机械.如图所示，若用一根机械效率为90％的杠杆将一个720 N的物体提升5 cm，此过程所做的有用功是________J，总功是________J，额外功是________J.9. 如图所示，沿斜面向上拉一个重为4.5 N的物体到斜面顶端，斜面长1.2 m，高0.3 m，拉力做功为2.16 J，则这个斜面的机械效率是________%，物体受到的摩擦力是________N.10. 某建筑工地用图所示的滑轮组提升重物，人对绳的拉力F为400 N，能将75 kg的物体以0.1 m/s的速度匀速提升，则拉力F的功率为________W，此时滑轮组的机械效率为_______%.(不计绳重和摩擦)11. 某学习小组利用如图所示的装置测定滑轮的机械效率.将两个相同的钩码提升相同的高度，则________的机械效率较高，主要原因是：___________________________________________________________________.12. 如图甲所示，工人沿斜面把一箱货物从底端拉进车厢.货物移动的距离s与时间t的关系如图乙所示.在此期间，工人拉这箱货物沿斜面匀速运动时的拉力为594 N，此斜面的长为5 m，高为1 m，这箱货物重为1 500 N.(1)0-5 s内，这箱货物处于________状态，工人所做的功为________J.(2)5-30 s内，这箱货物运动的速度是多少？拉力做功的功率是多大？13. 小李用如图所示的滑轮组把90 kg的物体提升3 m，作用在绳子自由端的拉力是400 N，不考虑绳重及摩擦(g取10 N/kg).求： (1)滑轮组的机械效率.(2)动滑轮的重力.参考答案：1---5 DDCBC6. 200 647. 8008. 36 40 49. 62.5 0.67510. 120 62.511. 甲做的有用功相同，乙装置使用动滑轮做的额外功多、总功多，有用功和总功的比值小12. (1) 静止 0(2) 解：0.2m /s；118.8 W13. (1)75%(2) 300 N。

石家庄市第二十三中学物理第十一章简单机械和功单元练习（Word版含答案）一、初三物理第十一章简单机械和功易错压轴题提优（难）1．小军利用如图所示器材测定滑轮组的机械效率，他记录的实验数据如下表。

次数物重G/N绳自由端的拉力F/N钩码上升的高度h/cm绳自由端移动的距离s/cm机械效率η/%1 1.00.510302 2.00.951574.1(1)根据记录表格中提供的信息，组装图中小军使用的滑轮组______；(2)根据给出的实验数据，计算出第一次的机械效率并填入表格中______；（结果保留三位有效数字）(3)同一个滑轮组，在两次实验过程中机械效率不同，主要原因是______。

【答案】 66.7 两次提升的物重不同【解析】【分析】【详解】(1)[1]当钩码上升的高度为10cm时，绳自由端移动的距离为30cm，则绳子承担重物的段数30cm310cmsnh===绳子的段数是奇数，从动滑轮开始绕起，如图所示(2)[2]第一次的机械效率111111N0.1m100%100%100%66.7%0.5N0.3mW G hW F sη⨯=⨯=⨯=⨯≈⨯有1有1总(3)[3]实验中两次测得的机械效率使用的是同一个滑轮组，即绳重、摩擦、滑轮重是相同的，所以导致机械效率不同主要原因是两次提升的物重不同。

2．某同学在河边玩耍时捡到一块石头：(1)将木杆的中点O悬挂于线的下端，使杆在水平位置平衡，这样做的好处是可以消除_____对杆平衡的影响；(2)将左端A与弹簧测力计相连，用细线把石头挂于OA的中点C，弹簧测力计竖直向上提起A端，使杆保持水平，测力计示数如图所示，则拉力大小为_____N；将石头浸没于装有水的玻璃杯中且不与杯子接触，保持杆水平，记下弹簧测力计此时示数为2.7N；(3)通过计算，浸没后石头受到的浮力大小为_____N，石头的密度为_____kg/m3（已知ρ水＝1.0×103kg/m3）；(4)若上述(2)步骤中，只是杆未保持水平，则测量结果_____（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。

第14讲 功、功率和机械效率本讲内容是河北省中考中的重点内容，主要考查：判断物体是否做功、功和功率的计算，机械效率的计算、机械效率的大小比较及探究滑轮组机械效率的影响因素，综合性强、难度较大．题型多以选择、计算出现．预计2016年中考将会考查探究滑轮组的机械效率或功、功率和机械效率的计算．功、功率1．功致．【提示】 功率表示做功的快慢，功表示做功的多少．一个力做功的多少由功率和时间两个因素决定，功率大的做功不一定多，做功多的功率也不一定大．在分析功和功率的关系时，必须考虑时间的因素．机械效率_______________命题点1 功和功率的计算(2015·自贡)下列说法中正确的是( )A ．用手从地面竖直提起水桶，手竖直向上的拉力对水桶做了功B ．提着水桶在路面上水平向前移动一段路程，手竖直向上的拉力对水桶做了功C ．抛出手的铅球在空中向前运动的过程中，推力对铅球做了功D ．用力推一辆汽车，汽车静止不动，推力在这个过程中对汽车做了功力学中的功必须同时具备做功的两个必要因素，两者缺一不可．据此可以总结出不做功的三种情况：1.不劳无功，具体说就是物体不受力，就不存在做功的问题；2.劳而无功，就是虽然有力作用在物体上，但物体没有动，这时力也没有做功.3.没成效则不做功，物体既运动又受力，但由于运动方向与力的方向垂直，所以力不做功．1．(2015·咸宁)如图所示的情景中，关于力对物体做功的叙述，正确的是( )A．大力士表演拉汽车前行，此时人拉车的力做了功B．起重机吊着重物水平移动，钢丝绳的拉力对重物做了功C．举重运动员举着杠铃不动，运动员对杠铃做了功D．足球在水平地面上运动，足球的重力对足球做了功2．(2015·桂林)如图所示，用50 N的水平拉力F拉着物体在2 s内沿水平方向前进了4 m，下列说法正确的是( )A．拉力做功为零B．拉力的功率为零C．拉力做功为100 JD．拉力的功率为100 W3．(2015·福州)如图是一款新研发的微型机械人，它可拖动比自身大很多的物体．机器人质量是1.2×10－2 kg，它静止在水平地面上时，与地面的接触面积是1×10－4 m2.求：(1)它受到的重力是多少？(g取10 N/kg)(2)静止时，它对水平地面的压强是多少？(3)若它用120 N的水平拉力在10 s内匀速拖动重物前进1 m，则拉力的功率是多少？命题点2 机械效率(多选)(2015·河北)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，在绳自由端用大小分别为F1和F2的拉力，将相同的物体匀速提升相同的高度．若不计绳重和摩擦，下列说法正确的是( )A．F1大于F2B．F1和F2做的功一定相等C．甲、乙的机械效率不相等D．绳子自由端移动的距离不相等，物体运动时间可能相等【点拨】解题的关键点是：甲、乙两装置均为“一定一动”滑轮组，绕法不同→n不同，滑轮完全相同，将相同的物体匀速提升相同的高度，不计绳重和摩擦→有用功、额外功均相同．4．(·来宾)如图，用甲、乙两种方式在相同时间内将同一物体匀速提升相同高度时，拉力做功的功率为P甲、P乙，机械效率分别为η甲、η乙(不计绳重与摩擦)．下列判断正确的是 ( )A．P甲＝P乙η甲＝η乙 B．P甲＜P乙η甲＞η乙C．P甲＜P乙η甲＜η乙 D．P甲＞P乙η甲＞η乙5．(2015·黑河市、齐齐哈尔市、大兴安岭)用两个相同的滑轮组成的滑轮组固定在天花板上，如图所示，当匀速提升物体时，绳子自由端的拉力F＝20 N，物体移动的速度为0.1 m/s，每个滑轮重10 N，忽略绳重和摩擦，下列说法正确的是( )A．绳子自由端移动的速度为0.3 m/sB．物体的重力为40 NC．该滑轮组的机械效率为66.67%D．拉力F的功率为2 W6．(多选)(2015·石家庄十八县基础摸底联考)如图，用此滑轮组在4 s内将重力为50 N的物体匀速提升2 m，绳端拉力为20 N，不计摩擦及绳重，下列说法正确的是( )A．绳子自由端移动的速度为1 m/sB．动滑轮的重力为10 NC．克服物体重力做功为100 JD．滑轮组的机械效率为83.3%命题点探究简单机械的机械效率探究简单机械的机械效率在中考试题中常从以下几个方面进行考查：(1)实验的基本操作过程，如拉动物体做匀速直线运动；(2)对于实验现象、实验数据进行分析；(3)利用控制变量法设计实验，得出结论；(4)进行功、功率、机械效率的计算；⑸分析机械效率的影响因素．(2015·岳阳)在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行了三次实验(如图所示)，实验数据记录如下表．(1)在2次实验中滑轮组的机械效率为________(结果保留一位小数)．(2)第3次实验中弹簧测力计的示数未填，由图可知，弹簧测力计的示数为________N.(3)分析数据可得结论，由同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越________(填“高”或“低”)．(4)根据实验结论推测，使用该滑轮组再次将重8 N的物体匀速提升10 cm，此时滑轮组的机械效率可能为________(只填序号)．A．71.6% B．82.6% C．92.4%(5)实验中应沿竖直方向________拉动弹簧测力计．(6)为了测量绳子自由端的拉力F，A同学认为应该在弹簧测力计静止时读数，B同学认为应该在缓慢匀速提升时读数，正确的是________(填“A”或“B”)同学的方法．理由是：_____________________________________________.(7)实验中要分别记下钩码和弹簧测力计的起始位置，是为了___________________________________________(8)多次改变提升的物重测量滑轮组的机械效率，目的是为了________________________________．一、选择题1．(2015·来宾)下列实例中，力对物体没有做功的是( )A．叉车向上举起货物B．小林沿着斜面向上拉动物体C．小欣背着书包上楼D．小明用力推石头但石头不动2．(2015·沈阳)如图，爷爷与小丽进行爬楼比赛，他们都从1楼上到6楼．爷爷的体重是小丽体重的2倍，爷爷所用的时间是小丽所用时间的2倍．若爷爷做功为W1，功率为P1，小丽做功为W2，功率为P2，则下列判断正确的是( )A．W1∶W2＝1∶1 B．W1∶W2＝4∶1 C．P1∶P2＝1∶1 D．P1∶P2＝4∶13．(2015·武汉)如图所示，利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上重为G的物体，若拉力的大小为F，物体和地面之间的摩擦力大小为f，A点的拉力为F A，则下列滑轮组的机械效率表达式正确的是( )A．f/2F A B．f/3F C．F A/2F D．G/2F4．(2015·泸州)如图所示，斜面高为1 m，长为4 m，用沿斜面向上大小为75 N的拉力F，将重为200 N的木箱由斜面底端匀速缓慢拉到顶端，下列关于做功的判断正确的是( )A．木箱受到重力做功的大小为800 JB．木箱受到斜面摩擦力做功大小为100 JC．木箱受到合力做功的大小为125 JD．木箱受到斜面的支持力做功大小为200 J5．(·威海)小刚和小明分别用沿斜面向上的力F甲、F乙把同一重物匀速拉到两个斜面的顶端，若两个斜面光滑、等高，甲斜面长4 m，乙斜面长5 m，所做的功分别是W甲、W乙，则下列说法正确的是( )A．使用甲斜面比使用乙斜面要省功B．甲斜面的机械效率比乙斜面的机械效率高C．拉力F甲与F乙之比为5∶4D．两个拉力做功W甲与W乙之比为4∶56．(2015·丹东)小勇体重600 N，利用如图所示的滑轮组在10 s内使物体A匀速上升5 m．已知物体A重为800 N，小勇作用在绳端的拉力大小为500 N，在此过程中，下列说法正确的是( )A．水平地面对小勇的支持力做功为6 000 JB．小勇做的有用功为3 000 JC．小勇拉力的功率为250 WD．此滑轮组的机械效率为80%7．(多选)(2015·葫芦岛)如图所示滑轮组，在50 s内将重5 000 N货物匀速吊起10 m 高，绳的自由端受到的拉力大小是 1 500 N，关于该滑轮组的说法正确的是(不计绳重及摩擦)( )A．滑轮组的机械效率为83.3%B．绳自由端移动的距离是50 mC．滑轮组所做有用功的功率是1 000 WD．该装置中的动滑轮总重为1 000 N二、填空题8．(2015·绵阳)“绿色环保，低碳出行”.2015年1月18日，绵阳市首批30辆纯电动公交车投入试运行．假定一辆纯电动公交车在水平路面上匀速行驶，其电动机的输出功率为120 kW，速度为36 km/h，共行驶2 h，其电动机做功为________J，公交车的牵引力为________N.9．(2015·南京)如图所示，用塔式起重机上的滑轮组匀速起吊6 000 N的物体，物体上升5 m所用的时间为10 s，滑轮组的机械效率是80%，则有用功是________J，总功是________J，拉力F的功率是________W.10．(2015·扬州)如图所示，工人用滑轮组匀速提升重800 N的货物，所用的拉力F 为500 N，货物在50 s内匀速上升5 m．在此过程中，货物上升的速度是________m/s；所做的有用功是________J；拉力做功的功率是________W；滑轮组的机械效率是________．11．(·德州)如图所示，在斜面上拉一重50 N的木块到0.3 m高处，木块沿斜面向上移动了1 m，共耗时5 s，已知拉力为20 N，则拉力的功率为________W，此斜面的机械效率为________．三、实验探究题12．(2015·阜新)下表是小明做“测量滑轮组的机械效率”的实验时收集的有关数据：(1)请你将表格中的数据补充完整：★＝________；▲＝________；◆＝________ (2)请在图中画出实验中滑轮组的绕绳方法．(3)用同一滑轮组提升不同重物至同一高度，提升的物重越大，滑轮组的机械效率越________(填“高”或“低”)．(4)第一次实验中，提升钩码所用的时间为1.5 s ，则拉力的功率是________W. 四、计算题13．(2015·佛山)如图所示，在C 点作用方向始终与半径OC 垂直、大小为F 3的力缓慢转动轮轴时，细绳不断缠绕于轮轴之上，细绳通过滑轮组拉动A 物体沿斜面匀速向上运动了2 m ，力的传感器显示对A 物体的拉力F 1为450 N ．(忽略轮轴摩擦)(1)拉力F 1做功是多少？(2)若滑轮组的机械效率为75%，绳对滑轮组拉力F 2是多少？(3)若OB∶OC＝1∶4，则F3的大小为多少？14．(2013·河北)如图所示，重为1 140 N的物体，它与水平地面的接触面积为1.5×103 cm2.工人师傅用600 N的力匀速提升物体，物体的速度为0.2 m/s.(不计摩擦及绳重)．求：(1)工人师傅拉绳的功率；(2)滑轮组的机械效率；(3)体重为450 N的小明用此滑轮组提升物体，但物体没有被拉动，物体对地面的最小压强为多大．一、选择题1．(·长沙)甲乙两个滑轮组如图所示，其中每一个滑轮的重量都相同，用它们分别将重物G1、G2提高相同的高度，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是( )A．若G1＝G2，则拉力做的总功相同B．若G1＝G2，则甲的机械效率大于乙的机械效率C．若G1>G2，则拉力做的有用功相同D．用甲、乙中的任何一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变2．(多选)(2015·营口)如图所示，A物体受到的重力是100 N，在拉力F的作用下，能以0.2 m/s的速度在水平地面上向左匀速直线运动．已知拉力F＝5 N，滑轮组的机械效率为80%，则下列说法正确的是()A．拉力F的功率是1 WB．2 s内绳子自由端移动的距离是1.2 mC．5 s内拉力F所做功的大小是15 JD．物体A受到水平地面的摩擦力大小是12 N3．(多选)(2015·保定一模)如图所示，在甲、乙两个滑轮组中，所有滑轮的质量都相同，在F A和F B的作用下，重物A、B分别以相同的速度匀速上升．已知F A∶F B＝3∶2，不计绳重和摩擦，则下列说法正确的是()A．两重物A、B所受的重力相等B．在相同的时间内，拉力所做的额外功相同C．拉力F A和F B做功的功率之比为3∶2D．甲滑轮组的机械效率大于乙滑轮组的机械效率二、填空题4．(2015·淮安)如图所示，小明用50 N的力F将重为80 N的物体在5 s内匀速提升1 m，在此过程中，小明做的有用功为________J，滑轮的机械效率为________，拉力做功的功率为________W.5．(2015·遵义)如图所示，用滑轮组拉动重为70 N的物体A，使物体A在水平方向上移动5 m，所用拉力F为20 N，地对物体A的摩擦力为30 N．则拉力F做的功为________J，滑轮组的机械效率为________．6．(2015·南充)如图所示，沿斜面向上拉一个重为4.5 N的物体到斜面顶端，斜面长1.2 m，高0.3 m，拉力做功为2.16 J，则这个斜面的机械效率是________%，物体受到的摩擦力是________N.三、计算题7．(2015·遂宁)某兴趣小组用如图甲所示的滑轮组(物体与动滑轮用绳子a连接)匀速拉动放在同一水平面上的不同物体，物体受到的摩擦力从200 N开始逐渐增加，直到组装滑轮组的绳子b被拉断，每次物体拉动的距离均为2 m．通过实验绘出了该滑轮组机械效率随物体受到摩擦力大小变化的关系图像如图乙．(不计绳重和绳与滑轮间的摩擦)求：(1)动滑轮重力(2)当滑轮组的机械效率为80%，物体以0.2 m/s的速度匀速运动时，该滑轮组的有用功率；(3)一个重500 N的同学利用该滑轮组，想独自用竖直向下的力拉断绳子b，请你通过计算分析他能否实现．参考答案考点解读考点1 1.力 力的方向 力 物体在力的方向上移动的距离 W ＝Fs 焦耳 J 2.功 做功所用时间 做功快慢 W t瓦特 W 千瓦 kW 103考点2 W 总＝ W 有＋ W 额 有用功 总功 η η＝W 有W 总 小于 小于1 无关 η＝W 有W 总＝GhFs竖直 匀速 高 低 省 减小 摩擦 增加 各个击破例1 A 例2 ABD 题组训练 1.A 2.D3.(1)微型机器人的重力：G ＝mg ＝1.2×10－2kg×10 N/kg＝0.12 N ；(2)机器人静止时，它对水平地面的压力：F ＝G ＝0.12 N ，对水平地面的压强：p ＝F S ＝0.12 N 1×10－4 m 2＝1 200 Pa ；(3)拉力做的功：W ＝Fs ＝120 N×1 m＝120 J ，拉力的功率：P ＝W t ＝120 J10 s ＝12 W 4.C 5.A6.BCD实验突破例 (1)88.9% (2)2.2 (3)高 (4)C拓展训练 (5)匀速 (6)B 在使用滑轮组时，滑轮组还要克服一些机械摩擦，所以要测量滑轮组的机械效率，需向上提升物体时进行读数 (7)测量钩码和弹簧测力计移动的距离，从而计算有用功和总功 (8)获得多组数据归纳出物理规律整合集训 基础过关1．D 2.C 3.C 4.B 5.C 6.D 7.ACD 8.8.64×108 12 000 9.3×1043.75×104 3.75×10310.0.1 4 000 100 80% 11.4 75%12.(1)0.1 0.33 66.7% (2) (3)高 (4)0.1413.(1)拉力F 1做功：W 1＝F 1s 1＝450 N×2 m＝900 J ；(2)∵滑轮组机械效率η＝F 1s 1F 2s 2，∴F 2＝F 1s 1ηs 2＝900 J 75%×4 m ＝300 N ；(3)根据杠杆平衡条件F 1L 1＝F 2L 2，∴F 3F 2＝OB OC ＝14，∴F 3＝14F 2＝14×300 N＝75 N ． 14.(1)拉力的功率：P 拉＝W 总t ＝Fst ＝Fv 绳＝600 N×2×0.2 m/s＝240 W ；(2)滑轮组的机械效率：η＝W 有用W 总×100%＝Gh Fs 绳×100%＝Gh F×2h ×100%＝1 140 N600 N×2×100%＝95%；(3)由于忽略摩擦及绳重，2F ＝G ＋G 动，动滑轮重：G 动＝2F －G ＝2×600 N－1 140 N ＝60 N ，绳端最大拉力等于人体重力，则物体对滑轮组的拉力：F 拉＝2G 人－G 动，滑轮组提升物体的拉力：F 拉′＝G －F 支，物体受到的支持力：F 支＝G －F′拉＝G －F 拉＝G ＋G 动－2G 人＝1 140 N ＋60 N －2×450 N ＝300 N ，物体对地面的最小压强：p ＝F 压S ＝F 支S ＝300 N 0.15 m2＝2.0×103 Pa.能力提升1．B 2.BCD 3.AB 4.80 80% 20 5.200 75% 6.62.5 0.6757.(1)由图乙可知，当f 1＝200 N 时，η1＝50%，W 有用1＝f 1s ，由于不计绳重及绳与滑轮间的摩擦，W额外＝G动s ，∴W总1＝f 1s ＋G 动s ，∵η1＝W 有用1W 总1，∴η1＝f 1s f 1s ＋G 动s ＝200 N200 N ＋G 动＝50%，∴G 动＝200 N ；(2)当η2＝80%时，η2＝f 2s f 2s ＋G 动s ＝f 2f 2＋G 动＝80%，∴f 2＝800 N ，∴W 有用2＝f 2s ＝800 N×2 m＝1 600 J ，∵v＝s t ，∴t＝s v ＝ 2 m 0.2 m/s ＝10 s ，∵P＝W t ，∴P 有用＝W 有用2t＝1 600 J10 s ＝160 W ；(3)由图乙可知，当f 3＝1 600 N 时，绳子刚好被拉断，由于不计绳重及绳与滑轮间的摩擦，且物体做匀速直线运动，∴绳b 承受的最大拉力F 3＝13(G 动＋f 3)＝13×(200 N＋1 600 N)＝600 N ，因为人的重力为500 N ，竖直匀速拉动绳子，所以绳子对人的最大拉力为人的重力，根据力的作用是相互的，故人给绳子的最大拉力为500 N ，由于绳子b 承受的最大拉力大于人给绳子的最大拉力，所以该同学不能拉断绳子b.第19讲 焦耳定律本讲内容在中考中命题多以生活中的用电器为背景，主要考查：电流的热效应，有时还与热学知识、效率的知识综合考查，题型多为填空题．近三年在河北省中考中的具体情况如下表：探究电流的热效应若该试验用温度计和液体来做实验，应选煤油，因为煤油的________较小；两【提示】电流通过用电器，将电能转化为热能的现象叫电流的热效应．电流的热效应是电流的普遍现象．焦耳定律电热的利用和防止例_____________利用了“逆向思维”．命题点1 焦耳定律的理解与应用(2015·石家庄长安区模拟)一台线圈电阻为0.3 Ω的电动机，接在12 V的电源上时，通过电动机的电流为0.5 A，在2 min内电流产生的热量是________J，转化成的机械能为________J.电学计算要分清纯电阻用电器和非纯电阻用电器的计算，纯电阻用电器Q＝W，非纯电阻用电器Q<W，电动机是非纯电阻电路，线圈产生的热量小于电动机正常工作时消耗的总电能．此时热量计算只能使用Q＝I2Rt.1．(2015·宿迁)电炉中电阻丝通电一段时间后变得很烫，而连接电炉的导线却不怎么热，主要是因为( )A．通过导线的电流小于通过电阻丝的电流B．导线的绝缘皮隔热C．导线散热比电阻丝快D．导线的电阻远小于电阻丝的电阻，导线上产生的热量很少2．(2015·无锡)某物理兴趣小组想利用如图所示的装置比较铝和某种合金材料的导电性能．(1)他们应该选用____________和长度都相同的铝丝和合金丝．(2)在两个相同烧瓶分别装入等质量的煤油．接通电路后，他们发现甲烧瓶中煤油的温度比乙烧瓶中煤油的温度升高得慢，这说明________丝的导电性能较强．3．(2015·成都)如图所示，是晨晨同学探究焦耳定律的部分实验装置．已知R甲＝5 Ω，R乙＝10 Ω，在探究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系时，应将两电阻丝________联在电路．若电路中的电流为0.3 A，则甲电阻丝在1 min内产生的热量为________J.命题点2 电热器的“多档”问题(2015·石家庄桥西区模拟)小明家新买了一个电热煎药壶，原本有高中低三档功率，用了一段时间后发现低温档不能工作，高温档和中温档发热相同．小明翻阅说明书查到电热煎药壶工作电路如图所示，小明想到造成故障的原因是________________，说明书上还写着“高温档400 W、中温档200 W、低温档100 W”的字样，那么小明应该找一个________Ω的电阻丝来修复这个壶，此壶在高温档工作________min可使1 L、初温为20 ℃的药液温度升高到100 ℃.[c药液＝4.2×103J/(kg·℃)、ρ药液＝1×103 kg/m3，不计热量损失]多档电功率问题，关键是正确理解和画出高温档和低温档涉及的电路形式．对于家庭电路的电压，一般电压220 V 是不变量，据P ＝U2R 可知，功率与电阻成反比，即电路中的电阻越小，实际功率越大是高温档，反之是低温档，若电阻值居中，则对应中温档．常见的形式有：a ．高温档：单接电热丝R 1，电功率P ＝U 2/R 1；低温档：R 1和R 2串联，其中若R 2为电热丝，电功率P ＝U 2R 1＋R 2，若R 2为外接电阻，电功率P ＝U 21/R 1，其中U 1＜U.b ．高温档：并联电热丝R 1和R 2，电功率P ＝U 2/R 总；低温档：单接R 1或R 2，电功率P ＝U 2/R 1或P ＝U 2/R 2.c ．高温档：并联电热丝R 1和R 2，电功率P ＝U 2/R 并＝U 2/R 1＋U 2/R 2；中温档：单接电热丝R 1或R 2，电功率P ＝U 2/R 1或P ＝U 2/R 2；低温档：R 1和R 2串联，电功率P ＝U 2/( R 1＋R 2).4．(2015·河北模拟)某品牌电热饮水机有加热和保温两种工作状态，从说明书上收集到如下数据及如图所示的电路原理图(其中S 0为温控开关)．当开关S 0断开时，水箱中的水温度________(填“高”或“低”)，饮水机处于________状态．水箱中装满水后，闭合S ，需要________min 可使水从25 ℃升高到85 ℃.[ρ水＝1×103 kg/m 3、c 水＝4.2×103J/(kg·℃)]5．(2015·河北模拟)某同学家中有个自动电热水瓶，如图和表格是它的电路原理图及参数．A 为自动温控开关，当水的温度达到设定温度时自动断开电路；低于设定温度时，自动接通电路．已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)．则：(1)电热水瓶放出热量的90%被水吸收，将一瓶1 kg 、20 ℃的水加热到92 ℃时，电热水瓶应正常工作多长时间？(2)请分析黄灯亮时电热水瓶处于保温状态还是加热状态？(不考虑指示灯对电路的影响)(3)求发热丝R1、R2的阻值．命题点探究焦耳定律主要考查控制变量法在实验中的应用，及控制条件的理解，对实验探究过程的理解．(2015·临沂)如图所示，甲、乙两个完全相同的玻璃瓶内有阻值分别为R甲、R 乙的电阻丝，瓶中插入温度计a、b.(1)利用此装置探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关时，在两瓶中加入质量、初温均相同的煤油，闭合开关一段时间，可以通过温度计____________情况，判断电阻丝产生热量的多少，此方案是探究________和时间相同时，电流通过电阻丝产生的热量与________大小的关系．(2)在甲、乙两瓶内换用质量、初温都相同的不同液体，且电阻丝阻值R甲________R乙时，可以比较不同物质的吸热能力．若温度计a比温度计b温度升高得快，则甲、乙两瓶内液体的比热容关系是c甲________c乙．焦耳定律采用控制变量法，探究电热与电阻的关系，通电时间和电流不变，改变电阻，通过烧瓶内温度计示数升高的多少，分析产生电热的多少，此处利用了转换法．(3)小强利用该装置改做“比较水和煤油比热容的大小”的实验，他们将其中一烧瓶中的煤油换成________(填“质量”或“体积”)相等的水，并使甲、乙两烧瓶中金属丝的电阻的规格________(填“相同”或“不相同”)．水和煤油吸热升温，这是通过________来改变液体内能的．此时通过观察________________(填“温度计示数”或“加热时间长短”)表示吸收热量的多少．(4)该装置通过温度计示数的变化情况，判断电阻丝产生热量的多少，这是采用了________法．你还可以把电阻丝产生热量的多少转换为________________________等等．(5)为了在较短的时间内达到明显的实验效果，小强选用煤油而不用水做实验，主要是由于____________________________．(6)小强用如图1装置也对“电流产生的热量与哪些因素有关”进行了探究，在两个密闭容器中装有质量________(“相等”或“不等”)的空气，并各放置一根阻值不同的电阻丝，此装置可研究电流产生的热量与________的关系，如图2是两密闭容器中的电阻丝，阻值一样，但在其中一容器外并联上一个阻值相同的电阻，此装置研究的是电流产生的热量与________的关系，两个实验都是观察U型管中液面的________来比较电阻丝产生热量的多少．如果通过图2装置左边容器中5 Ω的电流为0.8 A，则其右边容器中的空气1分钟内最多可从电阻丝吸收________J的热量(忽略环境影响)．如果通电一段时间，发现其中一个U形管液面高度几乎不变，则出现该现象的原因可能是________________________．一、选择题1．(2015·潍坊)下列图中所示的家用电器，利用电流的热效应工作的是( )A ．电暖气B ．洗衣机C ．电风扇D ．电视机2．(·杭州)加在某电动机上的电压是U ，电动机消耗的电功率为P ，电动机线圈的电阻为r ，则电动机线圈上消耗的电热功率为( )A ．P B.U 2r C.P 2rUD ．P3．(2015·乐山)如图所示，将三个相同的空烧瓶口分别用完全相同的气球密封，用三段阻值不同的电阻丝(R 1＜R 2＜R 3)分别给三个烧瓶中的空气加热，通电一段时间后体积变化最大的气球是( )A ．aB ．bC ．cD ．三个相同4．(2015·武汉)下图是探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气，U 形管中液面的高度的变化反映密闭空气温度的变化，下列说法正确的是( )A ．该实验装置是为了探究电流产生的热量与电阻的关系B ．将左边容器中的电阻丝换成10 Ω的电阻丝后，就可以探究电流产生的热量与电阻的关系C ．通电一段时间后，左侧U 形管中液面的高度差比右侧的大D ．该实验装置是利用U 形管中液体的热胀冷缩来反应电阻丝放出热量的多少的5．将阻值为40 Ω的电阻丝接在电源两端，通电10 min ，电流产生的热量是1.5×103J ，若将阻值为10 Ω的电阻丝接入同一电源的两端，通电10 min ，电流产生的热量是( )A ．1.5×103 JB ．3.75×103 JC ．7.5×103 JD ．6.0×103J6．(多选)(2015·崇左)如图是探究电流热效应的实验装置．烧瓶内装有质量和初温完全相同的煤油，铜丝和镍铬合金丝的长度、横截面积均相同，则( )A ．在甲图中，探究的是电流产生热量与电阻的关系B ．在乙图中，探究的是电流产生热量与电阻的关系C ．在甲图中，闭合开关一段时间后，两个瓶中温度计示数相同D ．在乙图中，相同时间内，电流越大，温度计的示数升得越多7．(多选)(2015·石家庄内四区模拟)如图是一种热水器的铭牌．下面的表述中不正确的是( )A.电热水器在额定电压220 V 时产生1 000 W 的电热B ．电热水器在额定电压220 V 时产生1 000 W 的电热功率C ．电热水器的热效应是电流通过发热体的电阻时产生的D ．电热水器正常工作20 min ，电流做的功是2×104J 二、填空题 8．(2015·山西)英国物理学家________做了大量的实验，于1840年最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，其计算公式是________．这一发现发展了电热学理论，为电热应用作出了杰出的贡献．9．(2015·济宁)某导体电阻为10 Ω，通电5 min 产生的热量是1 200 J ，当通过该导体的电流增大为原来的2倍时，在相等时间内产生的热量是________J.10．(2015·玉林)某电热水壶正常工作时的电流为5 A 、电阻为42 Ω.假设电热水壶正常工作时电能全部转化为水的内能，工作5 min 后，水吸收的热量为________J ，此热量能把质量为1 kg 、温度为20 ℃的水加热到________℃.[水的比热容c 水＝4.2×103J/(kg·℃)]11．(·威海)如图所示，电源电压恒为12 V ，闭合开关S ，当滑动变阻器的阻值为10 Ω时，电压表的示数为10 V ，此时电动机正常工作，则滑动变阻器消耗的功率是________W ；若电动机内部线圈的电阻为 2 Ω，则通电 5 min 电流通过电动机内部线圈产生的热量是。

第2课时机械效率一、选择题1．(唐山中考模拟)下列做法不能够改变滑轮组机械效率的是( A )A．改变提升重物的高度B．用体积相等的塑料动滑轮代替铸铁动滑轮C．提升更重的物体D．给定滑轮加润滑油2．(2018安徽中考)如图所示，当水平拉力F＝50 N时，恰好可以使物体A沿水平地面向右做匀速直线运动。

已知物体重为200 N，所受地面的摩擦力约为80 N，假如在5 s时间内，物体水平移动了0.6 m，不计绳和滑轮的自重，则在此过程中( C )A．拉力F做功为30 JB．物体重力做功为120 JC．拉力F做功的功率为12 WD．该装置的机械效率约为60%3．(2018河北一模)甲乙两个滑轮组如图，其中的每一个滑轮都相同，用它们分别将重物G1、G2提高相同的高度，不计滑轮组的摩擦，下列说法中错误的是( D )A．若G1＝G2，拉力做的有用功相同B．若G1＝G2，拉力做的总功不相同C．若G1＝G2，甲的机械效率大于乙的机械效率D．用甲乙其中的任何一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变4．(2018河北中考模拟)(多选)如图所示，重为100 N的物体A，在拉力F的作用下，以20 cm/s 的速度在水平地面上向左匀速直线运动。

若拉力F＝5 N，滑轮组的机械效率为60%，则下列说法正确的是( BD )A．拉力F的功率是20 WB ．2 s 内绳子自由端移动的距离是1.2 mC ．5 s 内拉力F 所做功的大小是5 JD ．物体A 受到水平地面的摩擦力大小是9 N5．(河北中考)(多选)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，在绳子的自由端用大小分别为F 1和F 2的拉力，将相同的物体匀速提升相同的高度。

若不计绳重及摩擦，下列说法正确的是( ABD )A ．F 1大于F 2B ．F 1和F 2做的功一定相等C ．甲、乙的机械效率不相等D ．绳子自由端移动的距离不相等，物体运动的时间可能相等,(第5题图)) ,(第6题图))6．(天津中考)(多选)某建筑工地上，工人师傅用滑轮组和桶组成的装置将水泥从地面匀速运至楼上，如图所示。