高中物理魯科版第一章功和功率4人與機(jī)械 2023版學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng)4

學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng)(四)(建議用時(shí)：45分鐘)[學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)]1．下列關(guān)于功率和機(jī)械效率的說(shuō)法中，正確的是()A．現(xiàn)在機(jī)械的機(jī)械效率小于1，將來(lái)有可能出現(xiàn)新的機(jī)械，其效率突破1B．功率的大小與機(jī)械效率的大小無(wú)關(guān)C．機(jī)械效率越大，說(shuō)明有用功率越大D．功率越大，機(jī)械效率越大【解析】機(jī)械在做功的過(guò)程中，由于W總＝W有用＋W額外，所以W有用永遠(yuǎn)不可能大于W總，因此機(jī)械效率不可能大于1，故A錯(cuò)誤．功率和機(jī)械效率是兩個(gè)不同的物理量，功率是表示做功快慢的物理量，機(jī)械效率是表示對(duì)總能量利用率大小的物理量，兩者沒(méi)有必然聯(lián)系，故B正確，D錯(cuò)誤．機(jī)械效率越大，說(shuō)明有用功率在總功率中占的比重越大，并不能說(shuō)明有用功率越大，有可能是額外功率變小了，故C錯(cuò)誤．【答案】B2．在建筑工地上，需要把一車水泥運(yùn)到樓頂，如果工人用手搬運(yùn)，需要8名工人連續(xù)工作4小時(shí)才能搬完．但如果采用吊車搬運(yùn)，只需1名工人工作1小時(shí)就能搬完．這件事說(shuō)明了()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：45732023】A．使用機(jī)械能夠省功B．使用機(jī)械可以提高工作效率C．工人用手搬運(yùn)時(shí)，克服水泥重力做功多D．吊車克服水泥重力做功多【解析】使用任何機(jī)械都不省功，但可以提高工作效率，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確；水泥質(zhì)量相同，上升高度相同，所以兩種情況克服重力做功相同．C、D選項(xiàng)均錯(cuò)誤．【答案】B3．下列說(shuō)法正確的是()A．機(jī)械只能在額定功率下工作B．功率越大，機(jī)械效率越大C．功率的大小與機(jī)械效率的大小無(wú)關(guān)D．隨著科技的發(fā)展，機(jī)械效率有可能達(dá)到100%【解析】機(jī)械實(shí)際工作的功率可以小于或等于額定功率，A錯(cuò)；功率與機(jī)械效率無(wú)必然聯(lián)系，B錯(cuò)，C對(duì)；克服額外阻力而做的無(wú)用功總是存在的，故機(jī)械效率不可能達(dá)到100%，D錯(cuò)．【答案】C4．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，減少額外功D．額外功一定，減少總功【解析】由η＝eq\f(W有用,W總)，W總＝W有用＋W額外知，W有用一定，減少額外功，總功也相應(yīng)減小，選項(xiàng)C正確．【答案】C5．(多選)關(guān)于人與機(jī)械，下列說(shuō)法中正確的是 ()A．機(jī)械只能承擔(dān)人類可以完成的工作B．機(jī)械能夠承擔(dān)某些人類無(wú)法直接完成的工作C．機(jī)械可以在超過(guò)額定功率的狀態(tài)下長(zhǎng)時(shí)間工作D．機(jī)械可以在小于額定功率的狀態(tài)下長(zhǎng)時(shí)間工作【解析】機(jī)械可以完成某些人類無(wú)法完成的工作．A錯(cuò)誤，B正確；機(jī)械不可以在超過(guò)額定功率下長(zhǎng)時(shí)間工作，所以C錯(cuò)誤，D正確．【答案】BD6．如圖1-4-6所示，在相同的時(shí)間里，用力F甲、F乙把等重的物體提升相同的高度，乙的動(dòng)滑輪比甲重(忽略繩重和摩擦)，比較它們的機(jī)械效率η甲、η乙和兩力做功的功率P甲、P乙，則()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：45732023】圖1-4-6A．η甲>η乙，P甲>P乙 B．η甲>η乙，P甲<P乙C．η甲<η乙，P甲>P乙 D．η甲<η乙，P甲<P乙【解析】本題中有用功相同，但乙的動(dòng)滑輪比甲重，所以乙的額外功大，由η＝eq\f(W有用,W有用＋W額外)可知η甲>η乙；又因?yàn)樵谙嗤臅r(shí)間內(nèi)提升相同的高度，即P有用＝eq\f(W有用,t)＝eq\f(mgh,t)相同，由η＝eq\f(P有用,P總)?P總＝eq\f(P有用,η)，而η甲>η乙，所以P甲<P乙．【答案】B7．一滑輪組，不計(jì)繩子與滑輪間及所有滑輪的輪軸之間的摩擦，用它提升一重為G的貨物時(shí)其機(jī)械效率為80%，則用此滑輪組來(lái)提升一重為2G的貨物時(shí)，其機(jī)械效率將()A．大于80% B．等于80%C．小于80% D．無(wú)法確定【解析】設(shè)當(dāng)提升重為G的貨物時(shí)有用功為W有用，額外功為W額外，則有η＝eq\f(W有用,W有用＋W額外)＝80%；當(dāng)提升重為2G的貨物時(shí)有用功為2W有用，額外功保持不變，仍為W額外，所以有η′＝eq\f(2W有用,2W有用＋W額外)>80%.故選項(xiàng)A正確．【答案】A8．水能不產(chǎn)生污染物，是一種清潔能源．位于美國(guó)和加拿大交界處的尼亞加拉瀑布流量達(dá)每秒6000m3，而且一年四季流量穩(wěn)定，瀑布落差50m，若利用這一資源發(fā)電，設(shè)其效率為50%，請(qǐng)估算發(fā)電機(jī)的輸出功率．(g取10m/s2)【解析】每秒鐘流下的水的質(zhì)量m＝ρV＝1×103×6000kg＝6×106kg每秒鐘水減少的重力勢(shì)能Ep＝mgh＝6×106×10×50J＝3×109J設(shè)發(fā)電機(jī)的輸出功率為P，則有Epη＝Pt解得P＝3×109×50%W＝×109W.【答案】×109W[能力提升]9．纜車的總質(zhì)量為2t，用額定功率為100kW的電動(dòng)機(jī)牽引，在傾角為θ＝53°的軌道上由靜止向上運(yùn)動(dòng)，設(shè)電動(dòng)機(jī)在額定功率下工作，電動(dòng)機(jī)的效率為85%，纜車所受摩擦力大小為其重力的倍．纜車可達(dá)到的最大速度為(sin53°＝，g取10m/s2)()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：45732023】A．5m/s B．6m/sC．85m/s D．100m/s【解析】纜車在傾斜的軌道上運(yùn)動(dòng)．當(dāng)牽引力F等于阻力時(shí)，纜車達(dá)到最大速度，而纜車的阻力等于重力沿軌道向下的分力Gsinθ與摩擦力f的合力．即F＝mgsin53°＋f ①f＝ ②P額×85%＝F·vm ③①②③聯(lián)立得vm＝5m/s故A選項(xiàng)正確．【答案】A10.(多選)如圖1-4-7所示，用滑輪組提升重物時(shí)，重800N的物體在10s內(nèi)勻速上升了1m．已知拉繩子的力F為500N，則提升重物的過(guò)程中()圖1-4-7A．繩子自由端被拉下3mB．做的有用功是800JC．拉力F的功率是80WD．滑輪組的機(jī)械效率是80%【解析】該滑輪組是由兩段繩子承擔(dān)物體的重力，即s＝2h＝2×1m＝2m．有用功W有用＝Gh＝800N×1m＝800J，總功W總＝Fs＝500×2J＝1000J拉力的功率P＝eq\f(W總,t)＝eq\f(1000J,10s)＝100W，滑輪組的機(jī)械效率η＝eq\f(W有用,W總)＝eq\f(800J,1000J)×100%＝80%.由此可知，選項(xiàng)B、D正確．【答案】BD11．如圖1-4-8所示，某工人用滑輪組往3m高的平臺(tái)上運(yùn)送沙土，已知沙土的質(zhì)量為40kg，箱子與動(dòng)滑輪共重100N，不計(jì)繩重和摩擦，工人勻速拉動(dòng)繩索．則此過(guò)程中工人做的有用功是多少？此滑輪組的機(jī)械效率多大？(g取10m/s2)【導(dǎo)學(xué)號(hào)：45732023】圖1-4-8【解析】工人做的有用功就是克服沙土重力所做的功：W有用＝mgh＝40×10×3J＝1200J.工人做的總功就是克服沙土、箱子和動(dòng)滑輪總重力所做的功：W總＝(mg＋G)h＝(40×10＋100)×3J＝1500J機(jī)械效率為η＝eq\f(W有用,W總)＝eq\f(1200J,1500J)×100%＝80%.【答案】1200J80%12．如圖1-4-9所示，重為100N的物體G在大小為12N的拉力F作用下，在水平方向勻速移動(dòng)了2m，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為5N．試求滑輪的機(jī)械效率．圖1-4-9【解析】依題圖知，拉力F移動(dòng)的距離為s2＝eq\f(1,2)s1＝e