2025年中考物理二轮专题特训：简单机械实验题

2025年中考物理二轮专题特训：简单机械实验题 1．图甲、乙、丙是小李利用刻度均匀的均质杠杆进行探究“杠杆的平衡条件”的实验。（每个钩码重0.5N） (1)实验前杠杆静止在如图甲所示位置，该杠杆处于 （选填“平衡状态”或“非平衡状态”）； (2)调整杠杆在水平位置平衡。如图乙所示，在B点处施加一个竖直向下的3N拉力时，杠杆仍然在水平位置平衡，当拉力F向右倾斜时，仍要保持杠杆在水平位置平衡，拉力F的大小将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）； (3)如果小李又进行了如图丙所示的探究，发现用弹簧测力计在C点竖直向上拉，使杠杆仍然处于水平位置平衡时，测出数据得出的结论与杠杆平衡条件不相符，其原因是： ； (4)小李利用身边的物品来探究杠杆的平衡条件（图丁所示），铅笔水平平衡后，不小心将前端的铅笔芯弄断了，她立刻将铅笔稳住，并将铅笔芯放到右端细线处固定，绳松手后铅笔______（填字母序号）； A．左端下沉 B．右端下沉 C．仍然水平平衡 (5)学习了功的知识后，小李回看表格中记录的数据，她想能否将：“”中的单位“”换成“J”。根据功的定义，你觉得可以换吗？ （选填“可以”或“不可以”）。 2．同学们用杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的若干钩码探究“杠杆的平衡条件”。 (1)调节杠杆水平平衡后，第一组同学按图甲进行实验，第二组同学按图乙进行实验，你认为第 （选填“一”或“二”）组实验更方便，理由是 ； (2)如图丙所示，小刚调节杠杆在水平位置平衡。然后在B点下方加挂一些钩码，若仍要保持杠杆在水平位置平衡，需要用弹簧测力计A点施加一个竖直 （选填“向上”或“向下”）的动力； (3)保持所挂钩码位置不变，不断改变弹簧测力计的作用点，每次都使得杠杆在水平位置平衡，弹簧测力计施加的动力F与其力臂L1的图象如图丁所示。由图象可知，各个数据点与两坐标轴所围成的矩形的面积（如图丁中阴影部分）是 （选填“相等”或“不等”）的，由此可以得到结论是： ； (4)实验结束后，小刚想到一个新问题：在生活中，杠杆是有自重的，当支点不在杠杆的中点时，杠杆也会平衡。如图戊所示，已知弹簧测力计的示数为2N，杠杆恰好平衡，则杠杆自身受到的重力为 N。 3．小明在做“测量滑轮组的机械效率”的实验中，用滑轮安装了如图甲、乙所示的滑轮组，实验测得的数据如下表所示。 实验次数 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 2.0 0.1 1.0 0.3 66.7% 2 3.0 0.2 1.4 0.6 71.4% 3 4.0 0.3 1.8 0.9 (1)利用甲图的滑轮组进行实验，要测量绳子自由端所受的拉力，应在弹簧测力计 （选填“保持静止”或“匀速上升”）时读数； (2)表中的实验数据是利用 （选填“甲”或“乙”）图所示的滑轮组测得的；机械效率指的是 与总功的百分比，第3次实验测得的滑轮组机械效率是 （保留一位小数）； (3)分析表中数据，第3次实验拉力做的额外功是 J；滑轮组的机械效率与所提升物体的重力大小 。（选填“有关”或“无关”） 4．小明想测量常见的两种简单机械的机械效率。 (1)他先测滑轮组的机械效率，所用装置如图1所示，实验中每个钩码重2N，测得的数据如表。 实验次数 钩码总重 钩码上升的高度 测力计示数 测力计移动的距离 机械效率 1 4 0.1 1.8 0.3 2 6 0.1 2.4 0.3 83% 3 4 0.1 1.4 0.5 57% 4 4 0.2 1.4 1.0 57% ①在实验中，测绳端拉力F时，应尽量竖直向上 拉动弹簧测力计； ②第1次实验测得的机械效率为 （保留整数），第4次实验是用 （选填“a”“b”或“c”）图做的； ③分析第1、3次实验数据可得结论： ； (2)接着小明用如图2所示的装置探究杠杆的机械效率，每个钩码的质量为m，O为支点（支点处的摩擦不计）。 ①他先将2只钩码悬挂在B点，在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计，拉力为F1，机械效率为η1； ②然后他将这2只钩码悬挂在C点，在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使C点上升高度与第一次相同，则杠杆的机械效率η2 （选填“>”“<”或“=”）η1。 5．第一实验小组研究杠杆的机械效率，他们用轻绳悬挂杠杆一端的O点作为支点，在B点用轻绳悬挂总重为G的钩码，在A点用轻绳竖直悬挂一个弹簧测力计，装置如图所示。 (1)将杠杆缓慢抬升，测得弹簧测力计的拉力为F，用刻度尺分别测出A、B两点上升的高度为h1、h2 （不计摩擦）。则：杠杆机械效率的表达式为η= ×100%。（用所测的物理量符号表示） (2)若仅将弹簧测力计改挂到C点，仍将钩码竖直向上匀速提升h2的高度（不计摩擦），杠杆的机械效率为η'，则η' η（选填“小于”、“等于”或“大于”）。 6．某同学用弹簧测力计、刻度尺、钩码等实验器材，测量如图甲、乙所示的滑轮组的机械效率，正确进行实验后，测出的数据如下表： 物理量 实验1 实验2 实验3 钩码所受总重力G/N 4 6 4 钩码上升的高度h/m 0.1 0.1 0.1 绳端拉力F/N 2.0 2.8 1.4 绳端移动的距离s/m 0.3 0.3 0.5 机械效率 67% 71% ？ (1)通过分析表中数据可知，实验2获得的数据，是使用 （选填“甲”或“乙”）图所示装置获得的； (2)对比实验1和实验2的数据，可以得出（　　）（选填序号） A．提升相同重量的钩码，滑轮组中动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率越低 B．提升相同重量的钩码，滑轮组中动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率越高 C．同一滑轮组的机械效率随钩码重力的变化而变化，钩码重力越大，机械效率越低 D．同一滑轮组的机械效率随钩码重力的变化而变化，钩码重力越大，机械效率越高 (3)实验3中滑轮组的机械效率是 。 7．亲爱的同学，请你运用所学知识解答下列问题。 (1)如图甲所示，圆筒测力计的分度值为 N，此时，该测力计的示数是 N。 (2)如图乙所示，使用该装置时眼睛应注意观察U形管两侧液柱的 ，从而比较出液体压强的大小。 (3)如图丙所示，该实验利用了“转换法”，通过观察 来判断 （选填“小球”或“木块”）动能的大小。 (4)如图丁所示，在“测量滑轮组机械效率”的实验中，物体重6N，实验时，应沿 的方向匀速拉动弹簧测力计。物体上升高度为5cm，此时弹簧测力计的示数如图丁所示，则滑轮组的机械效率是 。 8．韩彪实验小组测一滑轮组机械效率的数据如下表： 试验次数 动滑轮重G动/N 钩码重G物/N 钩码上升高度h物/m 动力F动/N 动力作用点移动距离s动/m 滑轮组的机械效率η 1 0.53 1 0.1 0.7 0.3 47.6% 2 2 0.1 1.1 0.3 3 4 0.1 0.3 66.6% (1)请你在图中画出本实验的绕绳方法； (2)请将表格空白处填上数据（第一空保留一位小数，第二空保留整数）； (3)用同一滑轮组提升不同重物至同一高度：克服动滑轮的重所做的额外功 （相同/不同）；提升的物重增加时，克服摩擦和绳重所做的额外功如何变化？ 滑轮组的机械效率如何变化？ （以上两问都填：变大/变小/不变）； (4)多次改变提升的物重测量滑轮组的机械效率，目的是为了（　　）（填字母）； A．减小摩擦 B．多次测量取平均值减。小误差 C．获得多组数据纳出物理律 (5)由本实验 （填“能”或“不能”）。推断：任何机械的机械效率跟物重均有关。 9．如图甲所示，是小华利用所学的物理知识设计的一个拉力传感器，并用它作为测力计完成了测量滑轮组机械效率的实验。拉力传感器的电源电压为6V，R0是阻值为10Ω的定值电阻，R1是压敏电阻，其阻值与所受压力的关系如图乙所示，压敏电阻与滑轮组绳子自由端相连，能将绳子自由端的拉力转化为对压敏电阻的压力，用量程为0~3V的电压表来反应绳子自由端的挂钩处拉力大小。不计滑轮组的绳重及摩擦，求： (1)由图乙可知，压敏电阻R1的阻值随拉力增大而 ；当绳子自由端的挂钩受到拉力F＝0时，电压表示数为 V。 (2)实验中用滑轮组提着重15N的物体匀速上升1m的过程中，电压表的示数始终保持1.5V不变时，绳子自由端的挂钩受到的拉力为 N；这次实验滑轮组的机械效率是 。 (3)这个滑轮组能提起的物体最重不能超过 N；若要增大该滑轮组提起的物体最大重量，可以通过 （增大/减小）电源电压。 10．在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某实验小组用如图所示的同一滑轮组提升不同数量的钩码，分别做了甲、乙、丙3次实验，实验数据记录如下： 次数 钩码重/N 钩码上升的距离/cm 弹簧测力计的示数/N 弹簧测力计上升的距离/cm 机械效率/% 1 2 3 1 9 67% 2 4 3 1.8 9 3 6 3 2.4 9 83% (1)在实验中，应该用弹簧测力计沿 方向拉着绳子，当钩码 （选填“匀速上升”或“静止”）时读取测力计示数。 (2)进行第2次测量时，滑轮组的机械效率约为 %。（结果精确到1%） (3)分析实验数据得出的实验结论是：滑轮组的机械效率与 有关。 11．小新同学用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率。实验时，他先后将钩码放置在图中B、C位置，并得到下表实验数据。试完成下列问题： 实验次数 钩码悬挂点 钩码重G/N 钩码移动 距离h/m 拉力F/N 测力计移动 距离s/m 机械效 率η/% 1 B点 2.0 0.10 1.3 0.25 61.5 2 C点 2.0 0.10 1.5 0.20 (1)实验中，应在物体处于 （填“静止”或“匀速运动”）状态时，读取弹簧测力计示数； (2)表格中第2次实验所测杠杆的机械效率为 （保留1位小数）； (3)小新分析实验数据，发现用同一杠杆将同一重物提升到相同的高度，重物的悬挂点不同，杠杆的机械效率也不同。这是因为 。 12．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 钩码上升高度 绳端拉力 绳端移动距离 机械效率 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 (1)实验中应沿竖直方向 缓慢拉动弹簧测力计。 (2)小组某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，应该静止读数。他的想法是不正确的，因为他没有考虑到 对滑轮组机械效率的影响。 (3)用丁图装置进行实验，得出表中第4次实验数据，请将表中空白的两个数据填写完整。 、 (4)通过比较1、2两次实验数据可得出结论：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 （选填“有关”或“无关”）。 (5)通过比较 两次实验数据可得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高。（填实验次数的序号） (6)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”）。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《2025年中考物理二轮专题特训：简单机械实验题》参考答案 1．(1)平衡状态 (2)变大 (3)杠杆自重的影响 (4)A (5)不可以 【详解】（1）杠杆的平衡状态有静止状态或匀速转动，如图甲所示，杠杆在此位置静止，所以此时杠杆处于平衡状态。 （2）如改变弹簧测力计拉力的方向，向右倾斜时，阻力和阻力臂不变，动力臂减小，动力要增大，所以弹簧测力计示数变大，才能使杠杆仍然水平平衡。 （3）如图丙所示，用弹簧测力计在C点竖直向上拉，使杠杆仍然处于水平位置平衡时，测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符的原因是由于杠杆的重心在杆的中点，重心在支点的左侧，杠杆自身重力对实验产生了影响。 （4）铅笔水平平衡后，将铅笔稳住，并将断裂的铅笔芯放到右端细线上方固定，如图所示，铅笔芯所放置的力臂小于原位置的力臂，根据杠杆平衡条件可知，其不会保持平衡，而是左端会下沉，故A符合题意，BC不符合题意。 故选A。 （5）功等于力与物体在力的方向上通过距离的乘积，功的单位是焦耳（J），杠杆平衡条件中力与力臂垂直，所以力与力臂的乘积，不是功，所以不能把表格中单位“N·m”换成“J”。 2．(1) 一 便于测量力臂 (2)向下 (3) 相等 动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积 (4)4 【详解】（1）[1][2]探究杠杆平衡条件时，使杠杆在水平位置平衡，此时力的方向与杠杆垂直，力臂的长度可以直接从杠杆上读出来，故第一组实验更方便。 （2）如图丙所示的装置，要保持杠杆在水平位置平衡，可以用弹簧测力计在图丙中的A点施加一个竖直向下的力。 （3）[1][2]分析图丁中数据可知，两坐标轴围成的方形面积均相等，即动力和动力臂的乘积不变，保持所挂钩码位置不变，即阻力与阻力臂的乘积不变，因此可得杠杆平衡的条件为：动力臂与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积。 （4）设一格的距离为L，根据杠杆平衡的条件可得 已知F=2N，带入上式解得 3．(1)匀速上升 (2) 甲 有用功 74.1% (3) 0.42 有关 【详解】（1）用滑轮组提起重物时，由于滑轮的转动，滑轮和轴之间、滑轮和绳子之间都存在摩擦， 在测量绳端所受的拉力时，需要沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，在拉动过程中读读。 （2）[1]从表中数据可以看出，实验时绳子自由端移动的距离是物体提升高度的3倍，所以滑轮组承重绳子股数为3，则表中的实验数据是利用甲图所示的滑轮组测得的。 [2]机械效率指的是有用功与总功的百分比，用公式表示为。 [3]第3次实验测得的滑轮组机械效率是。 （3）[1]分析表中数据，第3次实验拉力做的额外功是。 [2]由表中3三组数据可知，在装置相同情况下，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高，则说明滑轮组的机械效率与所提升物体的重力大小有关。 4．(1) 匀速 74% c 见解析 (2)> 【详解】（1）①[1]在实验中，测绳端拉力时，应尽量竖直向上匀速拉动弹簧测力计，此时处于平衡状态，受到的拉力等于测力计示数。 ②[2]第1次实验测得的机械效率为 [3]第4次实验绳子的有效段数 故是用图c做的。 ③[4]分析第1、3次实验数据可以得到，第1次实验中绳子的有效段数 钩码的重力是4N，第1次使用的是a滑轮组， 第3次实验中绳子的有效段数 第3次使用的是c滑轮组，两个滑轮组提升重物的重力相等，提升的高度相等，第3次滑轮组的动滑轮较重，机械效率较小，可以得到使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越小。 （2）使C点上升高度与第一次相同，故有用功不变，因杠杆重心上升高度变小，克服杠杆自重额外功变小，总功变小，所以机械效率变大，即η2>η1。 5．(1) (2)等于 【详解】（1）有用功为，总功，则机械效率的表达式为 （2）因为不计摩擦，设杠杆重心升高的距离为h，所以有 仅将弹簧测力计改挂到C点，仍将钩码竖直向上匀速提升的高度，则有用功不变。额外功是克服杠杆重力所做的功，因钩码上升高度相同，所以杠杆上升高度也相同，则额外功相同，因此总功不变，由可知，机械效率不变，故等于。 6．(1)甲 (2)D (3)57% 【详解】（1）通过分析表中数据可知，实验2中绳端移动的距离是钩码上升的高度的3倍，说明有效绳子段数，所以是使用甲图所示装置获得的。 （2）对比实验1和实验2的数据，绳端移动的距离和钩码上升的高度相同，说明都是使用甲图所示装置获得的数据，实验2钩码所受总重力较大，则机械效率较高，可得：同一滑轮组的机械效率随钩码重力的变化而变化，钩码重力越大，机械效率越高。故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 （3）实验3中滑轮组的机械效率为 7．(1) 0.1 1.5 (2)高度差 (3) 木块移动的距离 小球 (4) 竖直向上 62.5% 【详解】（1）[1][2]圆筒测力计0~0.5N之间有5个小格，则其分度值为0.1N，此时，该测力计的示数是1.5N。 （2）液体压强计是利用U形管中两侧液面的高度差来反映压强的大小，压强越大，U形管液面高度差越大。因此使用该装置时，眼睛应注意观察U形管两侧液柱的高度差，从而比较出液体压强的大小。 （3）[1][2]在比较小球动能的大小时，运用了“转换法”，通过观察木块被推动的距离来判断小球动能的大小。 （4）[1]在“测量滑轮组机械效率”的实验中，应沿竖直向上的方向匀速拉动弹簧测力计。 [2]物体上升高度为5cm，此时弹簧测力计的示数如图丁所示，测力计的分度值为0.2N，示数为3.2N。则滑轮组的机械效率 8．(1) (2)60.6%，2 (3) 相同 变大 变大 (4)C (5)不能 【详解】（1）由表格数据知，动力作用点移动距离s是钩码上升高度h的3倍，所以滑轮组承重绳子为3根，则绳子固定在动滑轮上，逐一绕过定滑轮和动滑轮。如图所示： （2）表格中，第二次实验，滑轮组的机械效率 第三次实验中，动力 （3）[1]实验中，使用同一滑轮组提升不同重物至同一高度，动滑轮的重力相同，提升的高度相同，据W=Gh知，克服动滑轮的重所做的额外相同。 [2]由表中数据可知，额外功等于总功和有用功之差，第1次额外功为 第2次额外功为 第3次额外功为 总的额外功等于克服动滑轮的重所做的额外功加上克服摩擦和绳重所做的额外功，可见克服摩擦和绳重所做的额外功变大。 [3]由表中数据可知，随着钩码重力增大，机械效率增大，所以滑轮组的机械效率变大。 （4）多次改变提升的物重，是为了探究滑轮组机械效率与提升物重大小的关系，总结出规律，故AB不符合题意，C符合题意。 故选C。 （5）实验只能说明滑轮组机械效率与提升物重大小的关系，不能得出其它机械的机械效率跟物重的关系。 9．(1) 减小 1 (2) 10 75% (3) 35 减小 【详解】（1）[1]由图乙可知，压敏电阻的阻值随拉力增大而减小。 [2]当绳子自由端的挂钩受到拉力为零时，由图乙可知压敏电阻阻值为50Ω，电压表测定值电阻电压，示数为 （2）[1]电压表的示数始终保持1.5V不变时，压敏电阻阻值为 由图乙可知压敏电阻阻值为30Ω时，绳子自由端的挂钩受到的拉力为10N。 动滑轮重力为 [2]这次实验滑轮组的机械效率是 （3）[1]提升重物最大时则拉力最大，则压敏电阻阻值最小，则压敏电阻分压最小，则定值电阻分压即电压表示数最大。由题目可知电压表最大可以达到3V，此时压敏电阻阻值为 由图可知此时绳子自由端拉力为20N,又动滑轮重力为,则重物重力最大为 [2]若要增大该滑轮组提起的物体最大重量,则由可知要增大绳子自由端最大拉力，则由图知压敏电阻阻值要减小，会导定值电阻分压增大，若要定制电阻分压不超过电压表最大量程，则以通过减小电源电压来实现。 10．(1) 竖直 匀速上升 (2)74 (3)提升的物重 【详解】（1）[1][2]在测量滑轮组的机械效率实验中，为了使弹簧测力计的示数等于绳子自由端的拉力，应该用弹簧测力计沿竖直向上方向拉着绳子。因为当钩码匀速上升时，系统处于平衡状态，此时弹簧测力计的示数才等于绳子自由端的拉力，所以要在钩码匀速上升时读取测力计示数。 （2）由表格数据可知，第2次实验中，G=4N，h=3cm=0.03m，F=1.8N，s=9cm=0.09m 滑轮组机械效率的计算公式 （3）分析实验数据，实验中使用的是同一滑轮组，动滑轮重力不变，改变的是钩码的重力（即提升的物重），且随着钩码重力增大，滑轮组的机械效率也增大，所以可以得出实验结论是：滑轮组的机械效率与提升的物重（或钩码重）有关。 11．(1)匀速运动 (2)66.7% (3)在有用功相同时，克服杠杆重力所做的额外功不同 【详解】（1）实验中，小新应在物体处于匀速运动状态时，此时系统处于平衡状态，二力平衡，弹簧测力计示数才等于拉力大小。 （2）表格中第2次实验所测杠杆的机械效率为 （3）重物的悬挂点不同，克服杠杆重力所做的额外功不同，而有用功相同，所以总功不同，由知，杠杆的机械效率不同。 12．(1)匀速 (2)摩擦力 (3) 0.4 80% (4)无关 (5)2、3 (6)低 【详解】（1）实验中应沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计，系统处于平衡状态，拉力的大小才等于测力计的示数。 （2）若静止时读数，测力计没有测量出机械之间的摩擦力，故测量出的拉力偏小，他的想法不正确；根据，求出的总功偏小，而有用功不变，根据，故这样测出的机械效率偏大，即他没有考虑到摩擦力对滑轮组机械效率的影响。 （3）[1]丁图装置绳子的有效段数为4，故绳子自由端移动的距离为 [2]第4次实验的机械效率为 （4）根据可知，第1、2、3次实验绳子的有效段数分别为2、3、3；结合图示和钩码的重力，第1、2、3次分别是用甲乙丙装置完成的，通过比较1、2两次实验数据可知，钩码的重力相同，提升的高度相同，连接动滑轮绳子的段数不同，机械效率相同，故可得出结论：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。 （5）通过比较2、3两次实验数据可知，滑轮组相同，连接动滑轮的绳子段数相同，提升的高度相同，物体的重力不同，物体重力越大，机械效率越大，故可得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组机械效率越高。 （6）通过比较3、4两次实验是分别用丙丁装置完成的，丁装置中有2个动滑轮，动滑轮重力大于丙中动滑轮的重力，而实验提起物体的重力相同，第4次实验的机械效率小于第3次实验的机械效率，故得出的结论是：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组机械效率越低。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$