2014鲁科高考物理《第1章第4节人与机械》达标测试 5页

第4节 人与机械 知识点 基础 中档 稍难 功率与机械效率的理解 ‎1、2、3、4‎ 机械的使用 ‎5、6、7‎ ‎8‎ 综合提升 ‎9、10‎ ‎11、12‎ 知识点一　功率与机械效率的理解 ‎1．采取下列措施，可以提高机械效率的是 (　　)．‎ A．有用功一定，增大总功 B．总功一定，增大额外功 C．有用功一定，减小额外功 D．额外功一定，减小总功 解析　由η＝＝可知，有用功一定，减小额外功可以提高机械效率．‎ 答案　C ‎2．下列关于人与机械的说法中正确的是 (　　)．‎ A．机械只能承担人类可以完成的工作 B．机械能够承担某些人类无法完成的工作 C．机械可以在超过额定功率的状态下长时间工作 D．机械可以在小于额定功率的状态下长时间工作 解析　机械不但能够承担人类可以完成的工作，也可以承担人类无法完成的一些工作，故A错、B正确；机械长时间正常工作的条件是小于或等于额定功率，反之则机械容易损坏，故C错、D正确．‎ 答案　BD ‎3．有甲、乙两台机械，功率P甲＞P乙，效率η甲＜η乙，下列说法正确的是 (　　)．‎ A．在相同的时间内，乙机械做的功多 B．做相同的有用功，甲机械用的时间少 C．甲机械中的摩擦阻力比较大 D．甲机械的输出功率和输入功率之比小于乙机械的输出功率和输入功率之比 解析　根据P＝和η＝可知，时间相同时，甲做功W甲＝P甲t，乙做功W乙＝P乙t，又P甲＞P乙，则W甲＞W乙，甲做功多，A错误；做相同的有用功，甲机械输入的功应当多，由P甲＞P乙，W＝Pt，无法求出t甲、t乙谁大，B错误；甲的机械效率低，由于不知总功大小，也就不能确定哪个机械额外功多；即使总功相同时，甲机械所做的额外功比较多，机械所做的额外功与很多因素有关，克服摩擦阻力所做的功是额外功，但额外功不只是克服摩擦力所做的功，C错误；对机械来说：W总＝W入，机械输出的功是对物体做的有用功，由功与功率关系知W总＝W入＝P入t，W有＝P出t.输入功的时间与输出功的时间相同，则η＝，即机械效率等于机械输出功率与输入功率的比值，D正确．‎ 答案　D ‎4．以下说法中不正确的是 (　　)．‎ A．机械效率越高的机械越省力 B．做有用功多的机械，机械效率不一定高 C．总功一定，有用功多的机械效率高 D．额外功在总功中占的比例越小，机械的机械效率就越高 解析　机械是否省力与机械效率高低无关，A错误；机械效率的高低取决于有用功与总功的比值．选项B、C、D正确．‎ 答案　A 知识点二　机械的使用 ‎5．下列几种工具能省力的是 (　　)．‎ 解析　根据功的原理，任何机械都不能省功，但增加距离可以省力，A、B、C中工具省力，D中工具费力但省距离．‎ 答案　ABC ‎6.图1－4－2‎ 如图1－4－2所示，是工人师傅往高处运送货物的两种方法．物重均为500 N，滑轮重均为10 N，不计摩擦和绳重，‎ 下列说法正确的是 (　　)．‎ A．甲图中的拉力等于乙图中的拉力 B．甲图中的拉力小于乙图中的拉力 C．甲图中的机械效率小于乙图中的机械效率 D．甲图中的机械效率大于乙图中的机械效率 解析　甲图中利用定滑轮拉货物，F1＝G货，乙图中利用动滑轮拉货物，F2＝，所以甲图中拉力大于乙图中拉力，A、B项错误；甲图中人所做总功等于克服货物重力所做的有用功为理想机械，其机械效率为1，乙图中人所做总功等于克服货物重力所做的有用功和克服滑轮重力所做的额外功之和，机械效率小于1，C项错误、D项正确．‎ 答案　D ‎7.图1－4－3‎ 如图1－4－3所示的滑轮组由同样大、同样重的一个定滑轮、一个动滑轮组成，只是绳子绕法不同．分别使用它们将同一重物匀速升高相同的高度，则这两个滑轮组中相同的物理量是 (　　)．‎ A．总功 B．有用功 ‎ C．额外功 D．机械效率 解析　两个滑轮组绳子绕法不同，只是造成绳子末端拉力F和F′不同及绳子末端发生的位移不同，但是拉力所做总功是一样的，而有用功又相同，所以A、B、C、D均正确．‎ 答案　ABCD ‎8.图1－4－4‎ 如图1－4－4所示用滑轮组将重力为600 N的物体匀速提升，如果人用的拉力为250 N，则下列结论中正确的是 (　　)．‎ A．如将物体提高‎2 m，拉力做功1 000 J B．物体提高‎1 m，装置所做的有用功为250 J C．物体以‎0.5 m/s的速度匀速被提升，拉力的功率为375 W D．此时装置的机械效率是80%‎ 解析　三根绳拉物体，所以拉力移动距离是物体移动距离的3倍，拉力做的功为：WF＝Fs＝250×2×3 J＝1 500 J，故选项A不正确．物体提高‎1米，装置所做的有用功为W有＝Gh＝600×1 J＝600 J故选项B不正确．物体以‎0.5 m/s的速度匀速被提升，‎ 拉力的功率为P拉＝Fv拉＝250×0.5×3 W＝375 W，故选项C正确．机械效率：‎ η＝＝＝80%，故选项D正确．‎ 答案　CD ‎9．一水电站，水流的落差为‎20 m，水流冲击水轮发电机后，水流能20%转化为电能，若发电机的功率为200 kW，则水流的功率为________kW，每分钟流下的水量是________kg.(g取‎10 m/s2)‎ 解析　设水流的功率为P，则：P·20%＝200 kW，故P＝103 kW.设每分钟流下的水量为m，有＝P，‎ 即＝103×103 W，m＝3×10 ‎5 kg.‎ 答案　103　3×105‎ ‎10．风力发电是一种环保的电能获取方式．设计每台风力发电机的功率为40 kW.实验测得风的动能转化为电能的效率约为20%，空气的密度是‎1.29 kg/m3，当地水平风速约为‎10 m/s，问风力发电机的叶片长度约为多少才能满足设计要求？ 解析　风的动能：Ek＝mv2，用t时间内通过以叶片为半径圆的空气的质量：m＝ρV＝ρπl2vt，‎ 所以发电功率：P＝＝ρπl2v3η.得：l≈‎10 m.‎ 答案　‎‎10 m ‎11．一块长‎4 m的木板，一端放在地上，另一端搁在离地面‎1 m高的汽车车厢上，装缷工人把一个重4 000 N的木箱沿着木板匀速推到车厢里，推木箱用的力为木箱重的0.5倍．则：‎ ‎(1)装缷工人把木箱推上去时受到的摩擦力是多少？‎ ‎(2)克服摩擦做的功是多少？‎ ‎(3)斜面的机械效率是多少？‎ 解析　(1)装缷工人推木箱的力为：F＝‎0.5 G＝2 000 N 克服摩擦力所做的功为：W额＝fs＝W总－W有＝Fs－Gh＝4 000 J　得f＝1 000 N.‎ ‎(2)W额＝fs＝4 000 J.‎ ‎(3)η＝＝50%.‎ 答案　(1)1 000 N　(2)4 000 J　(3)50%‎ ‎12．2011年，长江中下游流域遭受大旱，给当地的农业生产造成了巨大的损失，当地群众积极开展抗旱自救工作．农田灌溉需用水泵抽水，假设每分钟用水‎380 kg，所用水需从‎15 m深的井里抽取，已知水泵的效率为80%，则水泵的输入功率至少是多少？‎ 解析　水泵抽水是连续的，我们可以取一段时间(如1 min)分析，在此时间内把‎380 kg的水提升‎15 m.‎ 在1 min内，水泵克服水的重力做功为 W＝mgh＝380×9.8×15 J＝55 860 J，‎ 故水泵的有用功率P有用＝＝ W＝931 W，‎ 根据η＝×100%‎ 知P总＝＝ W≈1 163.75 W.‎ 答案　1 163.75 W