2025年中考物理复习实验专题练习 专题二十一 测滑轮组机械效率

2025年中考物理复习实验专题练习 专题二十一 测滑轮组机械效率 一、实验探究题 1．如图是智慧小组“测滑轮组的机械效率”的实验装置。测得的实验数据如表。 实验次数 物重G/N 物体上升高度h/m 拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率η 1 1 0.1 0.6 0.3 55.6% 2 2 0.1 1.0 0.3 66.7% 3 4 0.1 1.8 0.3 　 （1）实验过程中，应竖直向上　 　拉动弹簧测力计。 （2）第三次实验中滑轮组的机械效率是　 　。 （3）分析表中实验数据可知，同一滑轮组，物重　 　，滑轮组的机械效率越高。 （4）若在第三次实验中，物体上升的速度为0.1m/s，则拉力F的功率为　 　W （5）创新小组也利用重为1N、2N、4N的物体进行了三次实验，每次测得的机械效率均大于智慧小组的测量值，则创新小组测量值偏大的原因可能是　 　。（填字母） A．测拉力时，弹簧测力计未调零，指针指在零刻度线下方 B．弹簧测力计每次拉动物体时均加速上升 C．所使用的动滑轮的重力小于智慧小组 2．小明同学做“测量滑轮组机械效率”的实验，如图所示，用下列滑轮组提升不同数量的钩码。记录数据如表所示。 实验次数 所用滑 轮组 钩码的 重力G/N 钩码提升 高度h/m 拉力F/N 绳端移动 距离s/m 机械效率η 1 甲 2 0.1 0.9 0.3 74% 2 乙 4 0.1 1.6 0.3 83% 3 丙 6 0.1 　 0.3 　 4 丁 2 0.1 1.35 0.2 　 5 　 8 0.2 　 0.4 　 （1）实验过程中要　 　缓慢拉动弹簧测力计； （2）第三次实验时，弹簧测力计的示数如图戊所示，则拉力的大小是　 　N，此时滑轮组的机械效率为　 　； （3）对比　 　（填序号）三次实验数据，可以得出：相同的滑轮组随着提升物重的增加，滑轮组的机械效率　 　（填“增大”、“减小”或“不变”）； （4）对比1、4两次实验数据，两个相同滑轮组成不同的滑轮组，其机械效率与滑轮组细线的绕法　 　（填“有”或“无”）关； （5）第5次实验所用的滑轮组是　 　滑轮组。 3．某小组在“测滑轮组机械效率的实验”中得到的数据如表所示，实验装置如图所示。 实验 次数 钩码重 量G/N 钩码上升 高度h/m 绳端拉 力F/N 绳端移 动距离s/m 机械效 率η 1 4 0.1 2.7 0.2 74% 2 4 0.1 1.8 0.3 74% 3 8 0.1 3.1 0.3 86% 4 8 0.1 2.5 　 80% （1）实验中应沿竖直方向　 　缓慢拉动弹簧测力计，某同学在该实验中加速向上提升重物，所测滑轮组的机械效率会　 　（选填“偏大”“偏小”或“不变”）； （2）通过比较　 　（填实验次数的序号）两次实验数据得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数无关；比较2、3两次实验得出结论：同一滑轮组，　 　越大，滑轮组的机械效率越高； （3）表格中第4次实验空格中数值：绳端移动距离s=　 　m；通过比较3、4两次实验数据可得出结论；不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越　 　（填“高”或“低”）； （4）若每个滑轮的质量为100g，第三次实验中克服摩擦做的额外功为 　 　J（不计绳重）。 4． 提高机械效率可以充分发挥机械设备的作用，对节能减排、提高经济效益有重要的意义。某科技创新小组根据生活经验和客观事实，对影响滑轮组机械效率的因素作出如下猜想： 猜想Ⅰ：滑轮组的机械效率与物体被提升的高度有关； 猜想Ⅱ：滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关； 猜想Ⅲ：滑轮组的机械效率与所提物体的重力有关。 根据猜想，运用如图甲、乙、丙所示的装置进行了实验探究，测得的实验数据如下表所示。 实验次数 钩码的重力 钩码上升高度 绳端拉力 绳端移动的距离 机械效率 1 2 0.1 0.90 0.3 74.1% 2 4 0.1 1.50 0.3 88.9% 3 4 0.1 1.25 0.4 　 4 4 0.2 1.50 0.6 88.9% （1）实验时应沿竖直方向　 　缓慢向上拉动弹簧测力计； （2）分析表中数据可知：第3次实验是利用了图　 　的装置完成的，它的机械效率　 　； （3）比较2、4两次实验数据，可验证猜想Ⅰ是　 　（选填“正确”或“错误”）的； （4）通过比较　 　（填实验序号）两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高； （5）通过比较2、3两次实验数据可得出结论：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率　 　。 5．实验小组在测滑轮组机械效率的实验中，实验装置如图所示，得到的数据如表所示。 实验次数 1 2 3 钩码重G/N 4 4 6 钩码上升的高度h/m 0.1 0.1 0.2 绳端拉力F/N 1.8 1.6 2.4 绳端上移的距离s/m 0.3 0.4 0.6 机械效率 74.1% 62.5% 83.3% （1）通过表中数据可分析出第2次实验是用图　 　（选填“甲”“乙”“丙”）所示装置做的实验； （2）比较第1次和第3次实验可得出结论：使用同一滑轮组，提升的物体重力越大，机械效率越　 　； （3）采用图丙装置提升同一物体，改变动滑轮重G进行多次实验，获得数据并绘制出如丁图所示的图像。分析图像中的A点可知，被提升物体所受的重力为　 　N（忽略绳重和摩擦）； （4）另一创新小组使用甲装置，用重为4N、6N的物体进行了两次实验，每次测得的机械效率均大于表中数据，该小组测量值偏大的原因可能是_________（选填字母）。 A．测拉力时，弹簧测力计未调零，指针指在零刻度线下方 B．测量拉力时，弹簧测力计处于静止状态 6．在“测量滑轮组的机械效率”实验中，小陈用如图所示的同一滑轮组提升不同重力的物体，将弹簧测力计悬挂绳子的自由端，实验数据记录如表所示： 实验次数 1 2 3 物体所受的重力G/N 6.0 12.0 18.0 提升高度h/m 0.1 0.1 0.1 拉力F/N 6.0 9.6 13.2 绳端移动的距离s/m 0.2 0.2 0.2 机械效率η 50.0% 62.5% A （1）实验中要竖直向下 　 　拉动弹簧测力计，使物体升高； （2）表格中编号A处数据应为 　 　；分析表中实验数据可以得出如下结论：同一滑轮组提升不同重物时，被提升的物体重力越大，滑轮组的机械效率越 　 　； （3）小陈同学通过计算还发现，此滑轮组提升不同重力的物体时，绳子重力和摩擦力所对应的额外功与总功的比值总等于，则动滑轮的重力为　 　N。 7．某物理兴趣小组在测量滑轮组的机械效率，实验过程如下： ①用弹簧测力计测量沙和袋所受总重力G并填入表格。 ②按图安装滑轮组，分别记下沙袋和绳端的位置。 ③匀速拉动弹簧测力计，使沙袋升高，读出拉力F的值，用刻度尺测出沙袋上升的高度h和绳端移动的距离s，将这三个量填入表格。 ④算出有用功W有，总功W总，机械效率η。 ⑤改变沙袋中沙子的重量，重复上面的实验。 次数 沙和袋所受总重力G/N 提升高度 h/m 有用功W有/J 拉力F/N 绳端移动的距离s/m 总功W总/J 机械效率η 1 0.6 0.2 ① 0.3 0.6 ② 66.7% 2 0.9 0.2 0.18 0.4 ③ 0.24 75% 3 1.2 0.2 0.24 0.5 0.6 0.30 125% 请根据实验过程和实验记录，思考并回答： （1）请将表格内的数据补充完整：①　 　、②　 　、③　 　； （2）小张没有通过计算就发现表格中有一数据明显错误，它是第　 　次实验的数据，这数据应该为　 　； （3）改正后，分析三次实验中的数据，可以发现用同一个滑轮组提升重物，物重越大，滑轮组的机械效率　 　。 8．同学们在探究“影响滑轮组机械效率高低的因素”时提出了下列假设：滑轮组机械效率高低可能与动滑轮重有关；滑轮组机械效率高低可能与被提物重有关；滑轮组机械效率高低可能与物体提升高度有关。一位同学设计了如图所示的三个滑轮组，并将所测实验数据填入下表。 次数 动滑轮重/N 钩码重/N 动力/N 机械效率 1 1 2 1 ［1］　 　 2 1 4 ［2］　 　 3 2 4 2 ［3］　 　 （1）在答题卡上填上三次实验的机械效率。 （2）根据实验　 　和　 　（选填1、2、3）可知，滑轮组机械效率高低与被提物重有关； （3）通过实验可以发现，不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，机械效率越　 　；（选填“高”或“低”） （4）要研究滑轮组机械效率高低是否与物体提升高度有关，应该选用　 　（选填“同一”或“不同”）滑轮组，提升　 　（选填“相同”或“不同”）的高度去研究。 9．如图所示，在“测量滑轮组机械效率”的实验中，利用甲、乙、丙三个实验装置进行实验，测得的实验数据如下表。（钩码规格相同、动滑轮个数越多重力越大） 次数 钩码所受的重力G/N 提升高度 h/m 拉力 F/N 绳端移动的距离s/m 机械效率 η 1 4 0.1 0.3 2 8 0.1 3.2 0.3 83.3% 3 8 0.1 2.0 0.5 80.0% （1）在实验中，应沿竖直方向　 　拉动弹簧测力计； （2）第1次实验中，弹簧测力计的示数如图丁，则拉力F是　 　N，机械效率是　 　%（精确到0.1%）； （3）由1、2两次实验数据可得出结论：使用同一滑轮组，提升的物体越重，机械效率越　 　（选填“高”或“低”）；由　 　两次实验数据可得出结论：使用不同滑轮组提升相同重物，动滑轮越重，机械效率越低。 10．小华在“测量滑轮组的机械效率”实验中得到的数据如下表所示，实验装置如图所示。 （1）实验中缓慢拉动弹簧测力计，使物体升高。小华同学发现实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，他认为应该在拉着弹簧测力计静止不动时读数，你认为他的想法　 　（选填“正确”或“不正确”）； （2）表格中，①处的数据应该是　 　； （3）通过比较　 　（填实验次序）两次实验数据得出结论：使用相同滑轮组提升相同重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数无关； 实验次序 钩码重力G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率 甲 4 0.1 2.7 ① 74% 乙 4 0.1 1.8 0.3 74% 丙 8 0.1 3.1 0.3 86% （4）通过比较　 　（填实验次序）两次实验数据得出结论：用同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高； （5）有的同学认为，要测量绕法确定的滑轮组的机械效率，钩码上升的高度和绳端移动的距离可以不测量，你认为他的想法　 　（选填“可行”或“不可行”）； （6）结合生产生活实际，用滑轮组提升重物时，下列选项中可以提高机械效率的是　 　（选填字母）。 A．增加物体提升的高度　　B．加快提升物体的速度 C．减小动滑轮的重力　　D．减小物体的重力 11．某同学用如图所示的实验装置测量滑轮组的机械效率，相关数据记录在下表中。 实验 次数 钩码重 G/N 钩码上升高度 h/cm 拉力 F/N 绳端移动距离 s/cm 机械效率 η 1 1.0 10 0.6 30 55.6% 2 2.0 10 1.0 30 　 3 4.0 10 1.6 30 83.3% （1）实验中，使用滑轮组提升重物时，应竖直向上 　 　拉动弹簧测力计； （2）第二次实验中，滑轮组的机械效率为 　 　； （3）分析1、2、3次实验数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物越 　 　（选填“重”或“轻”），滑轮组的机械效率越高； （4）小琪同学在仅改变提升物体速度的情况下，又做了上述第三次实验，结果会发现滑轮组的机械效率 　 　（选填“变大”“变小”或“不变”）。 12．某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中实验装置如图所示，得到的数据如表所示： 实验次数 钩码重G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率η 1 4 0.1 1.8 0.3 74.1% 2 4 0.1 1.6 0.4 62.5% 3 6 0.1 2.4 — — （1）通过表中数据可分析出第2次实验是用　 　（选填“甲”或“乙”）图所示装置做的实验； （2）通过第1次实验和第2次实验的数据分析可得出结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的个数越多（动滑轮的质量越大），滑轮组的机械效率　 　（选填“越高”“不变”或“越低”）； （3）小组同学再用第1次实验中使用的装置做第3次实验，表中第3次实验中空缺的数据应为绳端移动距离s=　 　m，机械效率η=　 　（百分号前保留一位小数）； （4）比较第1次实验和第3次实验可得出结论：使用同一滑轮组，　 　。 （5）只要滑轮组结构一定，知道绕动滑轮的细绳有n段，测滑轮组机械效率的实验器材就可以不需要　 　（填一种测量工具名称），且机械效率的表达式的通式为η=　 　（用本题中有关字母表示）； （6）如采用图丙装置，改变动滑轮重G，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图丁的图像，分析图像中的A点可知，被提升物体所受的重力G为　 　N。（忽略绳重和摩擦） 13．某实验小组在“测量滑轮组的机械效率”的实验中得到的实验数据如下表所示，第1、2、3次实验装置分别如图中的甲、乙、丙所示。 实验次数 钩码重/N 钩码上升的高度/m 弹簧测力计的示数/N 弹簧测力计移动的距离/m 机械效率 1 4 0.3 1.8 0.9 2 8 0.3 3.2 0.9 3 8 0.3 2.2 1.5 （1）在实验操作中，应沿竖直方向　 　拉动弹簧测力计且在拉动过程中读数。同组小华认为静止读数也可以，小明说这个想法没有考虑到　 　对滑轮组机械效率的影响，所以是错误的： （2）通过比较第1次和第2次实验数据，可得出结论：使用同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越　 　。 （3）通过比较第2次和第3次实验数据，可得出结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，　 　越重，滑轮组的机械效率越低。 （4）结合生产生活实际，用滑轮组提升重物时，下列选项中也可提高机械效率的是　 　。 A．增大绳重 B．减轻动滑轮重 C．加快物体提升的速度 综合上述结论，提高机械效率的方法有：增大有用功，　 　（选填“增大”或“减小”）额外功。 14．小明和小莉在测量滑轮组机械效率的实验中，用如图所示的装置拉钩码向上移动，实验中每个钩码重2N，测得的数据如下表。 物理量 实验次数 钩码总重 钩码上升的高度 测力计示数 测力计移动距离 机械效率 1 4 0.1 1.6 0.3 2 6 0.1 2.3 0.3 87% 3 4 0.1 1.3 0.4 77% 4 4 0.2 1.3 0.8 77% （1）实验中要　 　、　 　向上拉绳子； （2）第1次实验测得的机械效率为　 　（结果保留两位数字）； （3）分析第　 　两次实验数据可知，使用同一滑轮组，提升的重物越　 　，滑轮组的机械效率越高； （4）分析第　 　两次实验数据可知，使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮个数越多，滑轮组的机械效率　 　。 （5）分析第3、4两次实验数据可知，滑轮组的机械效率与物体被提升的高度　 　。 15．提高机械效率可以充分发挥机械设备的作用，对节能减排、提高经济效益有重要的意义。某科技创新小组根据生活经验和客观事实，对影响滑轮组机械效率的因素作出如下猜想： 猜想Ⅰ：滑轮组的机械效率与物体被提升的高度有关 猜想Ⅱ ：滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关 猜想Ⅲ ：滑轮组的机械效率与所提物体的重力有关 根据猜想，运用如图甲、乙、丙所示的装置进行了实验探究，测得的实验数据如下表所示： 实验次数 钩码的重力G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动的距离s/m 机械效率 1 2 0.1 0.90 0.3 74.1% 2 4 0.1 1.50 0.3 88.9% 3 4 0.1 1.25 0.4 4 4 0.2 1.50 0.6 88.9% （1）实验时应沿竖直方向　 　缓慢向上拉动弹簧测力计； （2）分析表中数据可知：第3次实验是利用了图　 　（选填“甲”、“乙”或“丙”）的装置完成的，它的机械效率　 　； （3）比较2、4两次实验数据，可验证猜想Ⅰ是　 　（选填“正确”或“错误”）的； （4）通过比较　 　（填实验次数）两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越重，滑轮组的机械效率越高； （5）通过比较2、3两次实验数据可得出结论：不同滑轮组提升相同重物时，　 　，滑轮组的机械效率越高。 答案 1．匀速缓慢；74.1%；越大；0.54；C 2．匀速；2.3；87%；1、2、3；增大；无；丁 3．匀速；变小；1、2；物重；0.4；低；0.03 4．（1）匀速 （2）丙；80% （3）错误 （4）1、2 （5）越低 【解答】1）实验时应沿竖直方向 匀速 缓慢向上拉动弹簧测力计 ，使得物体保持匀速运动，避免摩擦力示数的干扰 综上 第1空、匀速 2）试验3钩码上升高度为0.1m，绳子移动距离为0.4m，所以缠绕绳子数为4，为丙图，根据η=G/nF=4N/4/1.25N=80% 综上第1空、丙；第2空、80% 3） 2、4两次实验数据， 除了上升高度不同，其余因素均相同，但是机械效率相同，所以 猜想Ⅰ是 错误的 综上 第1空、错误 4）重力越大，机械效率越大，需要使得重力不同，其余因素不同，所以比较 1、2 次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高； 综上 第1空、1、2 5） 比较2、3两次实验数据可得出结论：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率 越低 综上 第1空、越低 【分析】1、动滑轮的工作特点：可以省力，但是费距离，定滑轮的工作特点：可以改变方向但是不省力 2、拉力的计算， ，n为动滑轮缠绕绳子数，绳子移动的距离为物体移动距离的n倍， 3、功的相关计算：W=Fs，距离为拉力的方向。3、总结：考虑滑轮重力的情况，定滑轮的机械效率要大于动滑轮，重物重力越大，机械效率越大。 5．（1）乙 （2）高 （3）3 （4）B 【解答】测滑轮组机械效率的实验中， （1）根据数据，实验2中，物体升高0.1m，绳端移动距离为0.4m，则， 物体和动滑轮的总重由4段绳子承担，用乙滑轮组做的实验。 （2）根据实验1和3可知，使用的是同一滑轮组，而提升的物体越重，机械效率的数值越大，结论是使用同一滑轮组，物体越重，滑轮组的机械效率越高。 （3）根据图丙，忽略绳重和摩擦，根据 当动滑轮重为1N时，机械效率为75%，则，可得 （4）A．测拉力时，弹簧测力计未调零，指针指在零刻度线下方，则测得的拉力偏大，由 ，可知，测得的机械效率将偏小，故A不符合题意； B．测量拉力时，弹簧测力计处于静止状态，绳子与滑轮间的摩擦力变小，则测得的拉力偏小，由 ，可知，测得的机械效率将偏大，故B符合题意。 故选B。 【分析】（1）根据滑轮组绳子移动的距离和物体移动距离的关系，判断绳子股数； （2）动滑轮重力相同时，物体重力越大， 机械效率越大； （3）根据，可以计算物体重力大小； （4）测量机械效率时，若测力计静止，不能测量绳子和滑轮间的摩擦力，机械效率偏大。 （1）实验2中，物体升高0.1m，绳端移动距离为0.4m 物体和动滑轮的总重由4段绳子承担，所以第2次实验是用乙滑轮组做的实验。 （2）由实验1和实验3可知，使用的是同一滑轮组，而提升的物体越重，机械效率的数值越大，所以结论是使用同一滑轮组，物体越重，滑轮组的机械效率越高。 （3）由图丙可知，忽略绳重和摩擦，根据 由图丁装置知，当动滑轮重为1N时，机械效率为75%，则 故被提升物体所受的重力 （4）A．测拉力时，弹簧测力计未调零，指针指在零刻度线下方，则测得的拉力偏大，由 可知，测得的机械效率将偏小，故A不符合题意； B．测量拉力时，弹簧测力计处于静止状态，绳子与滑轮间的摩擦力变小，则测得的拉力偏小，由 可知，测得的机械效率将偏大，故B符合题意。 故选B。 6．（1）匀速缓慢 （2）68.2%；高 （3）4 7．0.12；0.18；0.6；3；80%；越高 【解答】测量滑轮组的机械效率时，（1）根据表格数据，第一次实验所做的有用功：W有=Gh=0.6N×0.2m=0.12J， 第一次实验所做的总功：W总=Fs=0.3N×0.6m=0.18J； 根据图像，滑轮组有3根绳子，第二次实验中物体的高度为0.2m，绳端移动的距离 s1=3h1=3×0.2m=0.6m； （2）分析表格数据，第三次实验的机械效率为125%，明显错误，机械效率不可能超过100%，使用机械时，避免不了做额外功。实验的机械效率 ； （3）根据表格数据知，三次提升物体的总重力分别为0.6N、0.9N、1.2N，对应的机械效率为66.7%、75%、80%，可得：用同一滑轮组提升重物，物重越大，滑轮组的机械效率越高。 【分析】（1）根据W有=Gh，计算有用功，利用W总=Fs，计算总功；根据绳子股数和物体移动距离，可以计算绳子的距离； （2）滑轮组的机械效率低于100%，利用，计算机械效率； （3）动滑轮相同时，物体重力越大，机械效率越高。 8．33.3%；80%；66.7%；1；2；低；同一；不同 9．匀速；1.8；74.1；高；2、3 10．不正确；0.2；甲、乙；乙、丙；可行；C 11．匀速直线；66.7%；重；不变 12．乙；越低；0.3；83.3%；提升物体的重力越大，机械效率越高；刻度尺；；12 13．匀速；绳和滑轮间的摩擦；高；动滑轮；B；减小 14．匀速；竖直；83%；1、2；重；1、3；越低；无关 15．匀速；丙；80%；错误；1、2；动滑轮的重力越小 学科网（北京）股份有限公司 $$