1. 下列关于机械效率的说法正确的是()。

A.越省力的机械，机械效率越高
B.做功越少的机械，机械效率越低
C.做功越慢的机械，机械效率越低
D.总功相同，有用功越大的机械，机械效率越高

1. D

【分析】
要解决这道题，首先需明确机械效率的核心定义：机械效率是有用功与总功的比值（$\eta = \frac{W_{有用}}{W_{总}} × 100\%$），其高低仅由有用功和总功的比例关系决定，与机械是否省力、做功的多少、做功的快慢是完全不同的物理概念，需逐一分析每个选项：
1. 分析A选项：省力与否由机械的结构（如杠杆的力臂关系、滑轮组的绕线方式）决定，和有用功与总功的比值无关，因此省力程度和机械效率没有必然联系；
2. 分析B选项：机械效率是比值，仅知道总功少，但若有用功占总功的比例高，机械效率也可能很高，不能仅通过做功多少判断效率高低；
3. 分析C选项：做功快慢是功率的物理意义，功率和机械效率是两个独立的物理量，做功慢的机械功率小，但机械效率不一定低；
4. 分析D选项：总功相同时，有用功越大，有用功与总功的比值就越大，根据机械效率的公式，机械效率越高，符合定义。
【解析】
机械效率的计算公式为：$\eta = \frac{W_{有用}}{W_{总}} × 100\%$，机械效率的高低仅由有用功与总功的比值决定，与机械的省力情况、做功多少、做功快慢均无关，对各选项分析如下：
A选项：机械是否省力取决于机械的结构特点（如杠杆动力臂与阻力臂的大小关系），与有用功和总功的比值无关，因此越省力的机械，机械效率不一定越高，A错误。
B选项：机械效率是有用功与总功的比值，仅根据“做功少（总功少）”无法判断有用功在总功中的占比，若总功少但有用功占比高，机械效率也会很高，B错误。
C选项：做功快慢是功率的物理意义，功率表示单位时间内做功的多少，与机械效率是两个完全不同的物理量，做功慢的机械功率小，但机械效率不一定低，C错误。
D选项：根据$\eta = \frac{W_{有用}}{W_{总}} × 100\%$，当总功$W_{总}$相同时，有用功$W_{有用}$越大，有用功与总功的比值越大，机械效率越高，D正确。
【答案】
D
【知识点】
机械效率的定义；功率与机械效率的区别
【点评】
本题属于机械效率的基础概念辨析题，容易混淆机械效率与省力情况、做功多少、功率的关系，解题的关键是紧扣机械效率的核心定义，明确机械效率仅由有用功和总功的比值决定，区分不同物理量的物理意义。
【难度系数】
0.6

2. 将一个定滑轮改为动滑轮使用，则它的机械效率在不计绳重和摩擦情况下()。

A.一定提高
B.一定降低
C.一定不变
D.无法判断

2. B

【分析】
要解决这道题，需从机械效率的定义和滑轮的额外功来源入手分析：
1. 首先回忆机械效率公式：η=W有用/W总×100%，而W总=W有用+W额外，额外功越少，机械效率越高。
2. 不计绳重和摩擦时，定滑轮的额外功为0：因为定滑轮不随物体一起上升，无需克服定滑轮自重做功，此时机械效率为100%。
3. 改为动滑轮后，动滑轮会随物体一起上升，额外功为克服动滑轮自重做的功，此时总功等于有用功加额外功，机械效率η=W有用/(W有用+W额外)，必然小于100%。
因此将定滑轮改为动滑轮，机械效率一定降低。
【解析】
1. 机械效率的计算公式：
η=W有用/W总×100% = W有用/(W有用+W额外)×100%
2. 分析定滑轮的机械效率（不计绳重和摩擦）：
定滑轮不随物体移动，无需对其自重做功，额外功W额外=0，因此：
η定=W有用/(W有用+0)×100%=100%
3. 分析改为动滑轮后的机械效率（不计绳重和摩擦）：
动滑轮随物体一起上升，额外功为克服动滑轮自重做的功，即W额外=G动h（G动为动滑轮自重，h为物体上升高度）。
总功W总=W有用+W额外=G物h+G动h，因此：
η动=G物h/(G物h+G动h)×100% = G物/(G物+G动)×100%
显然η动＜100%，对比定滑轮的机械效率，可知机械效率一定降低。
【答案】
B
【知识点】
机械效率的计算、定滑轮与动滑轮的特点
【点评】
本题核心是理解额外功对机械效率的影响，关键在于区分定滑轮和动滑轮在不计绳重、摩擦时额外功的来源，通过公式推导能清晰判断机械效率的变化，属于对机械效率基础概念的应用考查。
【难度系数】
0.6

3. 一位同学组装的提升重物的装置如图所示，他用80N的力，在10s内把重为120N的物体匀速提升了5m，则此过程中()。


A.他做的总功是1200J
B.他做的有用功是800J
C.他对滑轮组做功的功率是60W
D.该滑轮组的机械效率是75%

3. D

【分析】
要解决这道题，需依次计算有用功、总功、功率和机械效率，再结合选项判断对错：
1. 首先确定滑轮组中承担物重的绳子段数$n=2$，由此可得绳子自由端移动距离$s=nh$；
2. 有用功是对重物做的功，用公式$W_{有用}=Gh$计算；
3. 总功是拉力做的功，用公式$W_{总}=Fs$计算；
4. 拉力做功的功率用公式$P=\frac{W_{总}}{t}$计算；
5. 机械效率是有用功与总功的比值，用公式$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}×100\%$计算，最后将计算结果与选项对比即可。
【解析】
由图可知，滑轮组中承担物重的绳子段数$n=2$，物体上升高度$h=5m$，则绳子自由端移动的距离：
$s=nh=2×5m=10m$
1. 计算有用功：
$W_{有用}=Gh=120N×5m=600J$，故选项B错误；
2. 计算总功：
$W_{总}=Fs=80N×10m=800J$，故选项A错误；
3. 计算拉力做功的功率：
$P=\frac{W_{总}}{t}=\frac{800J}{10s}=80W$，故选项C错误；
4. 计算机械效率：
$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}×100\%=\frac{600J}{800J}×100\%=75\%$，故选项D正确。
【答案】
D
【知识点】
滑轮组有用功计算、总功与功率计算、机械效率计算
【点评】
本题考查滑轮组的功、功率及机械效率的综合计算，解题关键是准确确定承担物重的绳子段数，明确有用功和总功的定义，熟练运用相关公式进行计算。
【难度系数】
0.7

4. 如图，用相同的滑轮采用不同的绕法提起相同的重物，绳重、摩擦忽略不计。在物体匀速上升的过程中()。


A.图甲更省力，机械效率图甲大
B.图甲更省力，机械效率一样大
C.图乙更省力，机械效率图乙大
D.图乙更省力，机械效率一样大

4. D

【分析】
要解决这道题，需分两步分析：
1. 判断省力情况：滑轮组的省力程度由承担物重的绳子段数$n$决定，拉力$F=\frac{G_{\mathrm{物}}+G_{\mathrm{动}}}{n}$（绳重、摩擦忽略），$n$越大，拉力越小。先数出甲、乙两图中$n$的数值，再比较拉力大小。
2. 判断机械效率：绳重、摩擦忽略时，额外功仅来自动滑轮的重力，机械效率$\eta=\frac{W_{\mathrm{有}}}{W_{\mathrm{总}}}=\frac{G_{\mathrm{物}}}{G_{\mathrm{物}}+G_{\mathrm{动}}}$，结合物重和动滑轮重相同的条件，分析机械效率的关系。
【解析】
1. 分析省力情况：
图甲中，承担物重的绳子段数$n_1=2$，拉力 $ F_1 = \frac{G_{\mathrm{物}} + G_{\mathrm{动}}}{2} $；
图乙中，承担物重的绳子段数$n_2=3$，拉力 $ F_2 = \frac{G_{\mathrm{物}} + G_{\mathrm{动}}}{3} $；
由于 $ \frac{G_{\mathrm{物}} + G_{\mathrm{动}}}{3} ＜ \frac{G_{\mathrm{物}} + G_{\mathrm{动}}}{2} $，即 $ F_2 ＜ F_1 $，所以图乙更省力。
2. 分析机械效率：
绳重、摩擦忽略不计，有用功 $ W_{\mathrm{有}} = G_{\mathrm{物}}h $，额外功 $ W_{\mathrm{额}} = G_{\mathrm{动}}h $，总功 $ W_{\mathrm{总}} = W_{\mathrm{有}} + W_{\mathrm{额}} = G_{\mathrm{物}}h + G_{\mathrm{动}}h $。
机械效率 $ \eta = \frac{W_{\mathrm{有}}}{W_{\mathrm{总}}} = \frac{G_{\mathrm{物}}h}{G_{\mathrm{物}}h + G_{\mathrm{动}}h} = \frac{G_{\mathrm{物}}}{G_{\mathrm{物}} + G_{\mathrm{动}}} $。
因为两图中物重$G_{\mathrm{物}}$和动滑轮重$G_{\mathrm{动}}$均相同，所以甲、乙的机械效率相等。
综上，图乙更省力，机械效率一样大，答案选D。
【答案】
D
【知识点】
滑轮组省力特点、机械效率计算
【点评】
本题考查滑轮组的省力情况与机械效率的比较，核心是明确承担物重的绳子段数的判断方法，以及机械效率的影响因素（绳重、摩擦忽略时，机械效率仅与物重和动滑轮重有关），需区分省力程度与机械效率的不同决定因素。
【难度系数】
0.7