2025年機(jī)械效率試題及答案一、單項選擇題（每題3分，共15分）1.某建筑工地上使用一臺電動滑輪組提升建材，滑輪組由2個定滑輪和2個動滑輪組成（不計繩重與摩擦）。當(dāng)勻速提升重600N的建材時，繩子自由端拉力為200N，此時滑輪組的機(jī)械效率為（）A.60%B.75%C.80%D.85%2.如圖1所示（注：假設(shè)圖中為水平放置的滑輪組，物體A在水平地面上被勻速拉動），物體A重500N，與地面間的滑動摩擦力為自身重力的0.3倍。若拉力F為80N，繩子自由端移動速度為0.5m/s，則10秒內(nèi)滑輪組的機(jī)械效率為（）A.62.5%B.75%C.80%D.90%3.用長5m、高1m的斜面將重1200N的貨物從底端勻速推至頂端，推力為300N。若增大斜面的傾角（保持斜面長度不變），重新將同一貨物推至頂端時，下列說法正確的是（）A.有用功減小B.總功不變C.額外功減小D.機(jī)械效率降低4.某杠桿式起重機(jī)工作時，動力臂與阻力臂之比為5:1。當(dāng)勻速提升重2000N的物體時，實際動力為500N，則該杠桿的機(jī)械效率為（）A.60%B.70%C.80%D.90%5.某小型挖掘機(jī)的液壓系統(tǒng)效率為85%，其發(fā)動機(jī)輸出功率為40kW。若挖掘機(jī)在1分鐘內(nèi)將30m3的泥土勻速提升6m（泥土密度為1.5×103kg/m3），則液壓系統(tǒng)的額外功約為（）A.1.02×10?JB.1.8×10?JC.2.7×10?JD.3.6×10?J二、填空題（每空2分，共20分）6.一臺起重機(jī)用5s將重4×10?N的貨物勻速提升10m，鋼絲繩自由端拉力為1.2×10?N，移動距離為40m。則起重機(jī)做的有用功為______J，總功為______J，機(jī)械效率為______。7.如圖2所示（注：假設(shè)圖中為斜面與滑輪組組合機(jī)械，斜面長L=4m、高h(yuǎn)=1m，滑輪組由1個定滑輪和1個動滑輪組成）。用該組合機(jī)械將重800N的物體從斜面底端勻速拉至頂端，斜面的機(jī)械效率為70%，滑輪組的機(jī)械效率為80%。則整個組合機(jī)械的總機(jī)械效率為______（保留一位小數(shù)），物體沿斜面運(yùn)動時受到的摩擦力為______N（不計繩重與滑輪摩擦）。8.某實驗小組探究“影響滑輪組機(jī)械效率的因素”時，記錄數(shù)據(jù)如下表：|實驗次數(shù)|物重G/N|動滑輪重G動/N|繩端拉力F/N|物體上升高度h/m|繩端移動距離s/m|機(jī)械效率η||----------|---------|---------------|-------------|-----------------|-----------------|------------||1|2|0.5|1.0|0.1|0.3|66.7%||2|4|0.5|1.8|0.1|0.3|______||3|4|1.0|2.0|0.1|0.3|66.7%|第2次實驗的機(jī)械效率為______；分析數(shù)據(jù)可知，滑輪組的機(jī)械效率與______和______有關(guān)。三、計算題（共40分）9.（8分）某農(nóng)場使用一臺皮帶輸送機(jī)運(yùn)輸糧食，輸送機(jī)的電動機(jī)功率為15kW，機(jī)械效率為80%。若輸送機(jī)在30分鐘內(nèi)將54噸糧食勻速提升12m（g取10N/kg），求：（1）輸送機(jī)對糧食做的有用功；（2）電動機(jī)實際消耗的電能。10.（12分）如圖3所示（注：假設(shè)圖中為豎直放置的滑輪組，n=3，動滑輪重G動=100N），用該滑輪組提升不同物重的物體時，測得數(shù)據(jù)如下：|物重G/N|繩端拉力F/N|物體上升速度v物/(m/s)||---------|-------------|------------------------||500|220|0.2||800|300|0.3|（1）求提升500N物體時的機(jī)械效率；（2）求提升800N物體時，繩端拉力的功率；（3）分析兩次機(jī)械效率的差異，并說明原因。11.（20分）某新型物流分揀中心使用傾斜傳送帶（可視為斜面）與電動葫蘆組合系統(tǒng)搬運(yùn)貨物。傳送帶長L=8m、傾角θ=30°（sin30°=0.5，cos30°≈0.87），貨物與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.2；電動葫蘆由2個定滑輪和2個動滑輪組成（n=4），動滑輪總重G動=120N，不計繩重與摩擦。（1）當(dāng)傳送帶以0.4m/s的速度勻速向上運(yùn)送重600N的貨物時，求傳送帶的機(jī)械效率（結(jié)果保留一位小數(shù)）；（2）若電動葫蘆需將同一貨物從傳送帶頂端勻速提升3m，求此時電動葫蘆的拉力及機(jī)械效率；（3）若系統(tǒng)總效率為傳送帶效率與電動葫蘆效率的乘積，求將該貨物從地面經(jīng)傳送帶運(yùn)至頂端再用電動葫蘆提升3m的總有用功與總消耗能量的比值。四、實驗探究題（共25分）12.某興趣小組為探究“斜面的機(jī)械效率與哪些因素有關(guān)”，設(shè)計了如下實驗：【實驗器材】長木板（可調(diào)節(jié)傾角）、木塊（重5N）、彈簧測力計、刻度尺、毛巾（改變接觸面粗糙程度）、砝碼（改變物重）?！緦嶒灢襟E】①用彈簧測力計測出木塊重力G；②將長木板一端墊高，形成傾角為α的斜面，用刻度尺測出斜面長度L和高度h；③用彈簧測力計沿斜面勻速拉動木塊，記錄拉力F；④改變斜面傾角α、木塊重力（加砝碼）、接觸面粗糙程度（鋪毛巾），重復(fù)實驗，記錄數(shù)據(jù)?！緦嶒灁?shù)據(jù)】|實驗序號|傾角α|物重G/N|接觸面|斜面高度h/m|斜面長度L/m|拉力F/N|機(jī)械效率η||----------|-------|---------|--------|-------------|-------------|---------|------------||1|30°|5|木板|0.5|1.0|3.2|78.1%||2|45°|5|木板|0.71|1.0|3.8|93.4%||3|30°|10|木板|0.5|1.0|5.5|90.9%||4|30°|5|毛巾|0.5|1.0|4.0|62.5%|（1）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，計算第2次實驗的機(jī)械效率并填入表格（保留一位小數(shù)）；（2）分析實驗1、2可得：______；（3）分析實驗1、3可得：______；（4）分析實驗1、4可得：______；（5）實驗中，若拉動木塊時速度不均勻（先加速后勻速），會導(dǎo)致測得的拉力F偏______（填“大”或“小”），機(jī)械效率偏______（填“高”或“低”）；（6）若斜面傾角為60°（h=0.87m，L=1.0m），用該裝置勻速拉動重5N的木塊（接觸面為木板），拉力F=4.2N，此時額外功為______J，摩擦力為______N。答案一、單項選擇題1.B2.A3.C4.C5.A二、填空題6.4×10?；4.8×10?；83.3%7.56.0%；1208.74.1%；物重；動滑輪重三、計算題9.（1）有用功W有=Gh=mgh=54×103kg×10N/kg×12m=6.48×10?J；（2）電動機(jī)總功W總=W有/η=6.48×10?J/0.8=8.1×10?J，消耗電能等于總功，即8.1×10?J。10.（1）η=W有/W總=Gh/Fs=G/(nF)=500N/(3×220N)≈75.8%；（2）繩端速度v繩=nv物=3×0.3m/s=0.9m/s，功率P=Fv繩=300N×0.9m/s=270W；（3）提升800N時，η'=800N/(3×300N)≈88.9%，比第一次高。原因：物重增大，有用功占總功比例增加，額外功（克服動滑輪重力）占比減小，故效率提高。11.（1）傳送帶有用功W有1=Gh=600N×8m×sin30°=2400J；摩擦力f=μGcosθ=0.2×600N×0.87≈104.4N，額外功W額1=fL=104.4N×8m≈835.2J；總功W總1=W有1+W額1=2400J+835.2J=3235.2J；效率η1=W有1/W總1≈2400/3235.2≈74.2%。（2）電動葫蘆n=4，拉力F=(G+G動)/n=(600N+120N)/4=180N；有用功W有2=Gh'=600N×3m=1800J；總功W總2=Fs=180N×4×3m=2160J；效率η2=1800/2160≈83.3%。（3）總有用功W總有用=W有1+W有2=2400J+1800J=4200J；傳送帶消耗能量W1=W總1=3235.2J；電動葫蘆消耗能量W2=W總2=2160J；總消耗能量W總=W1+W2=5395.2J；總效率η總=4200/5395.2≈77.8%。四、實驗探究題12.（1）η=Gh/FL=(5N×0.71m)/(3.8N×1.0m)≈93.4%（已填入）；（2）當(dāng)物重和接觸面粗糙程度相同時，斜面傾角越大，機(jī)械效率越高；（3）當(dāng)斜面傾角和接觸面粗糙程度相同時，物重越大，機(jī)