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2019-2020年高中物理 第1章 功和功率 第4講 人與機(jī)械題組訓(xùn)練 魯科版必修2 [時(shí)間：60分鐘] 題組一　對機(jī)械效率的理解及計(jì)算 1．下列對功率和機(jī)械效率的說法，正確的是(　　) A．現(xiàn)在機(jī)械的機(jī)械效率小于1，將來有可能出現(xiàn)新的機(jī)械，其效率突破1 B．功率的大小與機(jī)械效率的大小無關(guān) C．機(jī)械效率越大，說明有用功率越大 D．功率越大，機(jī)械效率越大 2．關(guān)于機(jī)械效率，下列說法正確的是(　　) A．根據(jù)η＝可知，有用功越大，機(jī)械效率越高 B．額外功越大的機(jī)械，機(jī)械效率越小 C．有用功總小于總功，所以η＜1 D．越省力的機(jī)械，機(jī)械效率越高 3．有甲、乙兩臺機(jī)械，功率P甲＞P乙，效率η甲＜η乙，下列說法正確的是(　　) A．在相同的時(shí)間內(nèi)，乙機(jī)械做的功多 B．做相同的有用功，甲機(jī)械用的時(shí)間少 C．甲機(jī)械中的摩擦阻力比較大 D．甲機(jī)械的輸出功率和輸入功率之比小于乙機(jī)械的輸出功率和輸入功率之比 4．以下說法中不正確的是(　　) A．機(jī)械效率越高的機(jī)械越省力 B．做有用功多的機(jī)械，機(jī)械效率不一定高 C．總功一定，有用功多的機(jī)械效率高 D．額外功在總功中占的比例越小，機(jī)械的機(jī)械效率就越高 5．如圖1所示，是工人師傅往高處運(yùn)送貨物的兩種方法．物重均為500 N，滑輪重均為10 N，不計(jì)摩擦和繩重，下列說法正確的是(　　) 圖1 A．甲圖中的拉力等于乙圖中的拉力 B．甲圖中的拉力小于乙圖中的拉力 C．甲圖中的機(jī)械效率小于乙圖中的機(jī)械效率 D．甲圖中的機(jī)械效率大于乙圖中的機(jī)械效率 6．如圖2所示的滑輪組由同樣大、同樣重的一個(gè)定滑輪、一個(gè)動(dòng)滑輪組成，只是繩子繞法不同．分別使用它們將同一重物勻速升高相同的高度，則這兩個(gè)滑輪組中相同的物理量是(　　) 圖2 A．總功 B．有用功 C．繩的拉力 D．機(jī)械效率 7.如圖3所示用滑輪組將重力為600 N的物體勻速提升，如果人用的拉力為250 N，則下列結(jié)論中正確的是(　　) 圖3 A．如將物體提高2 m，拉力做功1 000 J B．物體提高1 m，裝置所做的有用功為250 J C．物體以0.5 m/s的速度勻速被提升，拉力的功率為375 W D．此裝置的機(jī)械效率是80% 題組二　提高機(jī)械效率的方法 8．采取下列措施，可以提高機(jī)械效率的是(　　) A．有用功一定，增大總功 B．總功一定，增大額外功 C．有用功一定，減小額外功 D．額外功一定，減小總功 9．關(guān)于功率和機(jī)械效率，下列說法正確的是(　　) A．功率越大，機(jī)械效率越高 B．機(jī)械效率低，功率不一定小 C．減小額外阻力，可以提高機(jī)械效率 D．增大有用阻力，可以提高機(jī)械效率 題組三　綜合應(yīng)用 10．一水電站，水流的落差為20 m，水流沖擊水輪發(fā)電機(jī)后，水流能20%轉(zhuǎn)化為電能，若發(fā)電機(jī)的功率為200 kW，則水流的功率為________kW，每分鐘流下的水量是________kg.(g取10 m/s2) 11．一塊長4 m的木板，一端放在地上，另一端擱在離地面1 m高的汽車車廂上，裝缷工人把一個(gè)重4 000 N的木箱沿著木板勻速推到車廂里，推木箱用的力為木箱重的0.5倍．則： (1)裝缷工人把木箱推上去時(shí)受到的摩擦力是多少？ (2)克服摩擦做的功是多少？ (3)斜面的機(jī)械效率是多少？ 12．風(fēng)力發(fā)電是一種環(huán)保的電能獲取方式．設(shè)計(jì)每臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)的功率為40 kW.實(shí)驗(yàn)測得風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能的效率約為20%，空氣的密度是1.29 kg/m3，當(dāng)?shù)厮斤L(fēng)速約為10 m/s，問風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片長度約為多少才能滿足設(shè)計(jì)要求？(動(dòng)能表達(dá)式Ek＝mv2，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) 13．xx年，長江中下游流域遭受大旱，給當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成了巨大的損失，當(dāng)?shù)厝罕姺e極開展抗旱自救工作．農(nóng)田灌溉需用水泵抽水，假設(shè)每分鐘用水380 kg，所用水需從15 m深的井里抽取，已知水泵的效率為80%，則水泵的輸入功率至少是多少？(g取9.8 m/s2) 答案精析 第4講　人與機(jī)械 1．B　 2．C　[有用功越大，若總功也越大，則機(jī)械效率不一定越高；額外功越大，若有用功也越大，機(jī)械效率就不一定越?。×Φ臋C(jī)械不省功，機(jī)械效率不一定高．] 3．D　[根據(jù)P＝和η＝可知，時(shí)間相同時(shí)，甲做功W甲＝P甲t，乙做功W乙＝P乙t，又P甲＞P乙，則W甲＞W(wǎng)乙，甲做功多，A錯(cuò)誤；做相同的有用功，甲機(jī)械輸入的功應(yīng)當(dāng)多，由P甲＞P乙，W＝Pt，無法求出t甲、t乙誰大，B錯(cuò)誤；甲的機(jī)械效率低，由于不知總功大小，也就不能確定哪個(gè)機(jī)械額外功多；即使總功相同時(shí)，甲機(jī)械所做的額外功比較多，機(jī)械所做的額外功與很多因素有關(guān)，克服摩擦阻力所做的功是額外功，但額外功不只是克服摩擦力所做的功，C錯(cuò)誤；對機(jī)械來說：W總＝W入，機(jī)械輸出的功是對物體做的有用功，由功與功率關(guān)系知W總＝W入＝P入t，W有＝P出t.輸入功的時(shí)間與輸出功的時(shí)間相同，則η＝，即機(jī)械效率等于機(jī)械輸出功率與輸入功率的比值，D正確．] 4．A　[機(jī)械是否省力與機(jī)械效率高低無關(guān)，A錯(cuò)誤；機(jī)械效率的高低取決于有用功與總功的比值．選項(xiàng)B、C、D正確．] 5．D　[題圖甲中利用定滑輪拉貨物，F(xiàn)1＝G貨，題圖乙中利用動(dòng)滑輪拉貨物，F(xiàn)2＝，所以題圖甲中拉力大于題圖乙中拉力，A、B項(xiàng)錯(cuò)誤；題圖甲中人所做總功等于克服貨物重力所做的有用功為理想機(jī)械，其機(jī)械效率為1，乙圖中人所做總功等于克服貨物重力所做的有用功和克服滑輪重力所做的額外功之和，機(jī)械效率小于1，C項(xiàng)錯(cuò)誤、D項(xiàng)正確．] 6．ABD　[兩個(gè)滑輪組繩子繞法不同，只是造成繩子末端拉力F和F′不同及繩子末端發(fā)生的位移不同，但是拉力所做總功是一樣的，而有用功又相同，所以A、B、D均正確，C錯(cuò)誤．] 7．CD　[三根繩拉物體，所以拉力移動(dòng)距離是物體移動(dòng)距離的3倍，拉力做的功為：WF＝Fs＝25023 J＝1 500 J，故選項(xiàng)A不正確．物體提高1 m，裝置所做的有用功為W有＝Gh＝6001 J＝600 J，故選項(xiàng)B不正確．物體以0.5 m/s的速度勻速被提升，拉力的功率為P拉＝Fv拉＝2500.53 W＝375 W，故選項(xiàng)C正確．機(jī)械效率：η＝＝＝80%，故選項(xiàng)D正確．] 8．C　[由η＝＝可知，有用功一定，減小額外功可以提高機(jī)械效率．] 9．BCD　[功率是描述做功快慢的物理量，機(jī)械效率是表示能量轉(zhuǎn)化的有效程度的物理量，二者之間沒有必然聯(lián)系，A錯(cuò)誤，B正確．減少額外阻力，W額外減小，由η＝＝知，η增大，C正確．增大有用阻力，減小，由η＝＝＝知，η增大，D正確．] 10．103　3105 解析　設(shè)水流的功率為P，則：P20%＝200 kW，故P＝103 kW.設(shè)每分鐘流下的水量為m，有＝P， 即＝103103 W，m＝310 5 kg. 11．(1)1 000 N　(2)4 000 J　(3)50% 解析　(1)裝缷工人推木箱的力為：F＝0.5 G＝2 000 N 克服摩擦力所做的功為： W額＝fs＝W總－W有＝Fs－Gh＝4 000 J 得f＝1 000 N. (2)W額＝fs＝4 000 J. (3)η＝＝50%. 12．10 m 解析　風(fēng)的動(dòng)能：Ek＝mv2，t時(shí)間內(nèi)通過以葉片為半徑圓的空氣的質(zhì)量：m＝ρV＝ρπl(wèi)2vt， 所以發(fā)電功率：P＝＝ρπl(wèi)2v3η. 得：l≈10 m. 13．1 163.75 W 解析　水泵抽水是連續(xù)的，我們可以取一段時(shí)間(如1 min)分析，在此時(shí)間內(nèi)把380 kg的水提升15 m. 在1 min內(nèi)，水泵克服水的重力做功為 W＝mgh＝3809.815 J＝55 860 J， 故水泵的有用功率P有用＝＝ W＝931 W， 根據(jù)η＝100% 知P總＝＝ W＝1 163.75 W.