2025年中考物理二輪復(fù)習(xí)核心考點(diǎn)訓(xùn)練- 簡(jiǎn)單機(jī)械的實(shí)驗(yàn)探究 （含解析）

年中考物理二輪復(fù)習(xí)核心考點(diǎn)訓(xùn)練簡(jiǎn)單機(jī)械的實(shí)驗(yàn)探究1.小聞利用如圖所示的裝置探究杠桿平衡條件：（1）如圖甲所示，若杠桿在使用前左端低、右端高，要使它在水平位置平衡，應(yīng)將杠桿右端的螺母向（選填“左”或“右”）調(diào)節(jié)至平衡，使杠桿在水平位置平衡的目的是。（2）下列實(shí)驗(yàn)步驟中，正確的順序是（填字母）。A.將杠桿放在支架上，調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡。B.計(jì)算每次實(shí)驗(yàn)中F1L1和F2L2的大小，根據(jù)計(jì)算結(jié)果得出杠桿的平衡條件。C.再次改變鉤碼的個(gè)數(shù)或位置，重復(fù)實(shí)驗(yàn)。D.記下動(dòng)力F1、動(dòng)力臂L1、阻力F2和阻力臂L2的大小，將數(shù)據(jù)填入表格中。E.將鉤碼掛在杠桿的兩邊，改變鉤碼的位置，使杠桿在水平位置重新平衡。（3）如圖乙所示，如需杠桿在水平位置平衡（OA：OB＝4：3），這時(shí)應(yīng)在右側(cè)B點(diǎn)處添加個(gè)相同的鉤碼；如圖丙所示，彈簧測(cè)力計(jì)位置在C處時(shí)杠桿已水平平衡，此時(shí)將彈簧測(cè)力計(jì)位置改為D處，則其示數(shù)將（選填“變大”、“變小”或“不變”）。（4）小聞改變鉤碼的個(gè)數(shù)和位置進(jìn)行了多次實(shí)驗(yàn)，其目的是。2.如圖甲是小紅“測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)裝置。（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)小紅沿豎直方向________拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使鉤碼上升10cm，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)如圖甲所示，若每個(gè)物塊重2N，則滑輪組的機(jī)械效率為________。（2）小紅做完實(shí)驗(yàn)，通過(guò)和其他小組交流，了解到滑輪組的機(jī)械效率與動(dòng)滑輪重有關(guān)系，接著她改變動(dòng)滑輪重，提升同一物體進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，獲得數(shù)據(jù)并繪制出如圖乙的圖像。由圖像可知：被提升物體所受的重力相同時(shí)，動(dòng)滑輪越重，滑輪組的機(jī)械效率越________。若不計(jì)繩重和摩擦，分析圖像中的A點(diǎn)可知，被提升物體所受的重力為________N。3.小科在“探究杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn)中，在輕質(zhì)杠桿后面安裝一個(gè)以O(shè)為圓心、以O(shè)B為半徑的圓盤(不影響杠桿的平衡)，如圖。步驟一：調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母使杠桿在水平位置靜止。如圖甲，在杠桿的A點(diǎn)掛上一重物，在B點(diǎn)用彈簧測(cè)力計(jì)施加豎直向下的力F1使杠桿在水平位置靜止。步驟二：將彈簧測(cè)力計(jì)從B點(diǎn)移到C點(diǎn)，拉力F2沿DC方向(CD是圓O的切線)，使杠桿再次在水平位置靜止。（1）在圖甲中畫出拉力F2的力臂L2（2）判斷：F1F2。(選填“>”、“<”或“=”)（3）在圖乙中的E點(diǎn)施加拉力F3，使杠桿仍然在水平位置靜止，且彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)與F1相同，則施加的作用力的方向可能是。A.①B.②C.③D.④4．用如圖的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量杠桿的機(jī)械效率。實(shí)驗(yàn)時(shí)，豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使掛在較長(zhǎng)杠桿下面的鉤碼緩慢上升．（1）實(shí)驗(yàn)中，將杠桿拉至圖中虛線位置，測(cè)力計(jì)的示數(shù)為_______,鉤碼總重為，鉤碼上升高度為，測(cè)力計(jì)移動(dòng)路離為，則杠桿的機(jī)械效率為________%，請(qǐng)寫出使用該杠桿做額外功的一個(gè)原因_________________．（2）為了進(jìn)一步研究杠桿的機(jī)械效率與哪些因素有關(guān)，一位同學(xué)用該實(shí)驗(yàn)裝置，先后將鉤碼掛在、兩點(diǎn)，測(cè)量并計(jì)算得到如表所示的兩組數(shù)據(jù)：次數(shù)鉤碼懸掛點(diǎn)鉤碼總重鉤碼移動(dòng)距離拉力測(cè)力計(jì)移動(dòng)距離機(jī)械效率1點(diǎn)1．50．100．70．3071．42點(diǎn)2．00．151．20．3083．3根據(jù)表中數(shù)據(jù)，能否得出：“杠桿的機(jī)械效率與所掛鉤碼的重有關(guān)，鉤碼越重其效率越高”的結(jié)論？答：________________請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明兩條理由：①_______;②________．5.在日常生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，提高機(jī)械效率有著重要的意義，提高機(jī)械效率，要從研究影響機(jī)械效率的因素出發(fā)，尋求辦法。（1）為了探究影響機(jī)械效率的因素，小明選取了大小相同的滑輪，利用圖甲和圖乙裝冒進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并把數(shù)據(jù)整理記錄在下表中。實(shí)驗(yàn)次數(shù)滑輪材質(zhì)鉤碼重G/N提升的高度g/m有用功W有用/J拉力F/N繩端移動(dòng)的距離s/m總共W總/J機(jī)械效率1鋁10.10.10.60.30.1856%2鋁20.10.21.00.30.367%3鋁20.20.41.00.60.667%4塑料20.20.40.80.60.4883%5塑料20.20.42.10.20.4295%①比較1和2兩次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：在所有滑輪組一定時(shí)，提升的鉤碼，機(jī)械效率越高。②比較3和4兩次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：滑輪組的機(jī)械效率還與動(dòng)滑輪的重有關(guān)。③比較兩次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：在所用滑輪組一定時(shí)，機(jī)械效率與提升鉤碼的高度無(wú)關(guān)。④第5次實(shí)驗(yàn)是利用了圖的裝置完成的。⑤利用圖甲的裝置，把重6N的物體用2.5N的拉力迅速拉起，滑輪組的機(jī)械效率為?？梢?jiàn)如果沒(méi)有刻度尺，只有測(cè)力計(jì)，也可以測(cè)量出滑輪組的機(jī)械效率。（2）小明利用圖丙裝置實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：斜面的機(jī)械效率與斜面的傾斜程度和摩擦有關(guān)，與物重?zé)o關(guān)。保持斜面傾斜程度不變，可以采用的方法減小摩擦，從而提高斜面的機(jī)械效率。（3）實(shí)驗(yàn)表明：額外功越小，總功越接近有用功；進(jìn)一步推理得出：假設(shè)沒(méi)有額外功，總功等于有用功；可見(jiàn)使用任何機(jī)械都。下列物理規(guī)律的得出運(yùn)用了這種研究方法的是。A.焦耳定律B.牛頓第一定律C.阿基米德原理D.歐姆定律6.小凡同學(xué)在“探究定滑輪和動(dòng)滑輪特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn)中，裝置圖如圖所示。實(shí)驗(yàn)次數(shù)物重G/N測(cè)力計(jì)的示數(shù)F/N11.000.6521.500.9032.001.15（1）在探究定滑輪時(shí)，照?qǐng)D乙操作，覺(jué)得讀數(shù)不方便，于是把測(cè)力計(jì)倒過(guò)來(lái)，即測(cè)力計(jì)吊環(huán)系在拉繩上，用手拉掛鉤，測(cè)力計(jì)的示數(shù)會(huì)（填“變大”、“變小”或“不變”）。（2）在探究動(dòng)滑輪時(shí)，照?qǐng)D丙操作，記錄數(shù)據(jù)如下表，分析數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，測(cè)力計(jì)的示數(shù)F大于物重G的一半，與課本結(jié)論存在差異，其原因是，請(qǐng)給出一條減小此差異的建議。7.在“測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中，某實(shí)驗(yàn)小組用同一滑輪組進(jìn)行了三次實(shí)驗(yàn)（如圖所示），實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如表。次數(shù)鉤碼重/N鉤碼上升距離/cm彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)/N彈簧測(cè)力計(jì)上升距離/cm機(jī)械效率/%12100.83083.324101.53036103090.9（1）在第2次實(shí)驗(yàn)中，滑輪組的機(jī)械效率η為。（保留一位小數(shù)）（2）分析數(shù)據(jù)可得結(jié)論：同一滑輪組，提升的物體越重，滑輪組的機(jī)械效率越（填“高”或“低”）。（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論推測(cè)，使用該滑輪組再次將重為8N的物體勻速提升10cm，此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率可能為。A．71.6% B．82.6% C．92.4% D．100%（4）另一實(shí)驗(yàn)小組改變動(dòng)滑輪的重，提升同一物體進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，獲得數(shù)據(jù)并繪制出如圖丁的圖像。分析圖像中的A點(diǎn)可知，被提升物體所受的重力為N。（忽略繩重和摩擦）8.斜面是一種簡(jiǎn)單機(jī)械，在生活和生產(chǎn)中使用斜面的好處是可以省力，那么斜面省力情況與哪些因素有關(guān)呢？（使用斜面的省力情況可以通過(guò)比較沿斜面拉力F與物體重力G的比值大小來(lái)判定，比值越小，越省力）小明做了如下猜想：猜想1：與斜面的表面材料有關(guān)；猜想2：與斜面的傾斜程度有關(guān)；猜想3：與物體受到的重力大小有關(guān)。小明為驗(yàn)證上述猜想，利用如圖所示的裝置進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中物體在斜面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，相關(guān)的記錄如表。實(shí)驗(yàn)序號(hào)123456斜面傾角θθθθθ1（θ1＞θ）θ2（θ2＞θ1）斜面的表面材料木板毛巾木板木板木板木板物塊重G/N2.02.04.06.02.02.0沿斜面拉力F/N1.351.522.704.051.521.70（1）物體從斜面底端沿斜面勻速拉到頂端過(guò)程中，傾斜角度越大，機(jī)械效率（選填“越高”、“越低”或“不變”）；（2）通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)1、5、6中的數(shù)據(jù)，得出的結(jié)論是：；（3）小明通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證猜想3是錯(cuò)誤的，他的依據(jù)是；（4）完成實(shí)驗(yàn)后，小明還想知道實(shí)驗(yàn)1中物體在斜面上受到的摩擦力f的大小。已知斜面傾角θ時(shí)，斜面長(zhǎng)1m、高0.5m，分析可知f＝N。9.在碼頭，小?？吹焦と死眯泵姘沿浳锿频杰嚿?，想探究“斜面的省力情況與哪些因素有關(guān)”。他用同一塊木板組成如圖所示的裝置，拉著物體沿斜面勻速向上運(yùn)動(dòng)，通過(guò)比較拉力F與物體重力G的比值大小來(lái)判定，比值越小，越省力。記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：實(shí)驗(yàn)次數(shù)斜面傾角0物塊重GN沿斜面拉力FN拉力F與物體重力G的比值130°5.04.20.84230°3.02.50.83345°3.02.80.93445°5.04.60.92（1）通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)中的數(shù)據(jù)可知，斜面傾角相同時(shí)，使用鞋面省力的情況與物體重力無(wú)關(guān)；（2）通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)1和4（或2和3）中的數(shù)據(jù)，得出的結(jié)論是：。10.小明在測(cè)滑輪組機(jī)械效率時(shí)，記錄了如下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（不計(jì)繩重和摩檫）滑輪組組成鉤碼重/N鉤碼升高的高度/m動(dòng)滑輪重/N繩子自由端移動(dòng)距離/m兩個(gè)定滑輪，一個(gè)動(dòng)滑輪40.10.50.3（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)畫出滑輪組的繞線方式（如圖中）。（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)計(jì)算滑輪組的機(jī)械效率為。（3）若繩子承受最大拉力為20N，此滑輪組的最大效率為。（4）當(dāng)動(dòng)滑輪重為N時(shí)，使用該滑輪組提起10N重的鉤碼剛好省一半的力。（5）在實(shí)驗(yàn)中重物移動(dòng)的速度為0.1m/s。拉繩的功率為3W，則有用功率為。答案及解析1.（1）右；便于直接讀出力臂的值（2）AEDCB（3）4；變?。?）避免實(shí)驗(yàn)的偶然性，尋找普遍規(guī)律【解析】（1）根據(jù)甲圖可知，杠桿的右端上翹，說(shuō)明右端輕，那么螺母應(yīng)該向右調(diào)節(jié)。使杠桿在水平位置平衡的目的是：便于直接讀出力臂的。

（2）實(shí)驗(yàn)步驟如下：

A.將杠桿放在支架上，調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡。

E.將鉤碼掛在杠桿的兩邊，改變鉤碼的位置，使杠桿在水平位置重新平衡。

D.記下動(dòng)力F1、動(dòng)力臂L1、阻力F2和阻力臂L2的大小，將數(shù)據(jù)填入表格中。

C.再次改變鉤碼的個(gè)數(shù)或位置，重復(fù)實(shí)驗(yàn)；

B.計(jì)算每次實(shí)驗(yàn)中F1L1和F2L2的大小，根據(jù)計(jì)算結(jié)果得出杠桿的平衡條件。

則正確順序?yàn)椋篈EDCB。

（3）根據(jù)乙圖可知，A端掛3個(gè)鉤碼，根據(jù)杠桿的平衡條件F1L1=F2L2得到：3G×4L=nG×3L；

解得：n=4。如圖丙所示，彈簧測(cè)力計(jì)位置在C處時(shí)杠桿已水平平衡，此時(shí)將彈簧測(cè)力計(jì)位置改為D處，那么動(dòng)力臂增大，根據(jù)杠桿的平衡條件F1L1=F2L2可知，其示數(shù)將變小。

（4）小聞改變鉤碼的個(gè)數(shù)和位置進(jìn)行了多次實(shí)驗(yàn)，其目的是：避免實(shí)驗(yàn)的偶然性，尋找普遍規(guī)律。2.（1）勻速；83.3%（2）低；3【解析】（1）只有勻速直線拉動(dòng)繩子時(shí)，測(cè)力計(jì)的示數(shù)才和繩子的拉力相等。當(dāng)豎直拉動(dòng)物體時(shí)，根據(jù)公式η=W有W總=GnF計(jì)算滑輪組的機(jī)械效率；

（2）根據(jù)圖乙確定滑輪組的機(jī)械效率與動(dòng)滑輪重力的關(guān)系，再根據(jù)機(jī)械效率的公式η=W有W總=GG+G動(dòng)計(jì)算此時(shí)提升物體的重力。

【解答】（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)小紅沿豎直方向勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)。

根據(jù)圖甲可知，此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的拉力為2.4N，

那么滑輪組的機(jī)械效率為：【解析】（1）通過(guò)支點(diǎn)O做F2力的作用線的垂線，從支點(diǎn)到垂足之間的距離就是它的力臂L2，如下圖所示：（2）根據(jù)圖甲可知，F(xiàn)1和F2的方向都與這個(gè)圓相切，則兩個(gè)力的作用線都與通過(guò)切點(diǎn)的半徑垂直。根據(jù)力臂的定義可知，兩個(gè)力的力臂都等于半徑，即力臂相等。根據(jù)杠桿的平衡條件F1L1=F2L2可知，F(xiàn)1=F2；

（3）根據(jù)圖乙可知，物體的重力豎直向下，要使杠桿保持平衡，拉力的方向必須是向上的，故④錯(cuò)誤；

力①和②的作用線都與這個(gè)圓相切，則它們的力臂相等，即它們的大小都等于F1，故A、B正確，而C錯(cuò)誤。故選AB。4．（1）0．5（1分）；66．7；由于使用杠桿時(shí)需要克服杠桿自重（克服摩擦力）做功；（2）不能，①兩次實(shí)驗(yàn)時(shí)，鉤碼沒(méi)有掛在同一位置，②同時(shí)改變兩組條件，數(shù)據(jù)不宜直接比較（或僅根據(jù)一次對(duì)比實(shí)驗(yàn)所得結(jié)論是不可靠的）?！窘馕觥?1)由圖可知，彈簧測(cè)力計(jì)的分度值是0.1N，所以它的示數(shù)是0.5N.在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，有用功是：=Gh=1.0N×0.1m=0.1J，總功是：=Fs=0.5N×0.3m=0.15J，所以杠桿的機(jī)械效率是：η=×100%=×100%≈66.7%，利用杠桿提升物體時(shí)，克服摩擦以及杠桿自重做的功是額外功；(2)分析機(jī)械效率的影響因素應(yīng)采取控制變量法，研究提起的物重和機(jī)械效率的關(guān)系時(shí)，應(yīng)保持鉤碼的位置不變；原實(shí)驗(yàn)中先后將鉤碼掛在A.

B兩點(diǎn)，是錯(cuò)誤的；為避免實(shí)驗(yàn)的偶然性，應(yīng)進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，分析多組數(shù)據(jù)，才能得出正確結(jié)論。原實(shí)驗(yàn)中只憑一次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比做出結(jié)論是不科學(xué)的。5.（1）重力越大；2和3；乙；80%（2）減小接觸面的粗糙程度（3）不省功；B【解析】（1）①根據(jù)表格1和2可知，當(dāng)鉤碼的重力從1N變成2N時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率從56%變成67%，那么得到：在所有滑輪組一定時(shí)，提升的鉤碼重力越大，機(jī)械效率越高。③探究滑輪組的機(jī)械效率與鉤碼高度的關(guān)系時(shí)，需要控制其它因素相同，只改變鉤碼的高度，故選數(shù)據(jù)2和3；

④在實(shí)驗(yàn)⑤中，鉤碼的重力為2N，拉力F=2.1N，即拉力幾乎等于鉤碼重力，即不省力，那么應(yīng)該用的是定滑輪，故選乙。

⑤利用圖甲的裝置，滑輪組的機(jī)械效率為：η=W有W總=GnF=6N3×2.5N=80%；

（2）保持斜面傾斜程度不變，可以采用減小接觸面的粗糙程度的方法減小摩擦，從而提高斜面的機(jī)械效率。

（3）實(shí)驗(yàn)表明：額外功越小，總功越接近有用功；進(jìn)一步推理得出：假設(shè)沒(méi)有額外功，總功等于有用功；可見(jiàn)使用任何機(jī)械都不省功。

6.（1）變小（2）動(dòng)滑輪有重力；將動(dòng)滑輪的重力計(jì)算在提升物體的重力中【解析】（1）如乙圖所示，如果將測(cè)力計(jì)倒過(guò)來(lái)，將吊環(huán)系在拉繩上，此時(shí)測(cè)力計(jì)的外殼會(huì)對(duì)繩子產(chǎn)生向下的拉力。當(dāng)緩慢拉動(dòng)時(shí)，繩子上的拉力等于測(cè)力計(jì)的外殼重力與彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)和，因此測(cè)力計(jì)的示數(shù)會(huì)變小。

（2）在探究動(dòng)滑輪時(shí)，照?qǐng)D丙操作，記錄數(shù)據(jù)如下表，分析數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，測(cè)力計(jì)的示數(shù)F大于物重G的一半，與課本結(jié)論存在差異，其原因是動(dòng)滑輪有重力，減小此差異的建議：將動(dòng)滑輪的重力計(jì)算在提升物體的重力中。7.（1）88.9%（2）高（3）C（4）12【解析】（1）第2次實(shí)驗(yàn)中滑輪組的機(jī)械效率為：η=W有用W總=G?Fs×100%=4N×0.1m1.5N×0.3m×100%≈88.9%；

8.（1）越高（2）在其他條件相同時(shí)（在接粗面粗糙程度相同時(shí)），斜面的傾斜程度越小，提升物體越省力（3）比較1、3、4幾次實(shí)驗(yàn)，沿斜面的拉力與物體的重力的比值相等（4）0.35【解析】（1）斜面的傾斜角度越大，則斜面受到的壓力減小，那么物體受到的摩擦力減小。根據(jù)W額=fL可知，斜面做的額外功減小。根據(jù)W=Gh可知，斜面做的有用功不變，根據(jù)η=W有W總可知，此時(shí)斜面的機(jī)械效率越高。

（2）在實(shí)驗(yàn)1、5、6中，其它條件都相同，只有傾斜角度不同，那么得到結(jié)論：在其他條件相同時(shí)（在接粗面粗糙程度相同時(shí)），斜面的傾斜程度越小，提升物體越省力。

（3）驗(yàn)證猜想3，即探究斜面的省力情況與物體重力是否有關(guān)時(shí)，可以控制斜面角度和接觸面的粗糙程度相同，只改變物體重力，故選實(shí)驗(yàn)1、3、4。