常考实验08 探究滑轮及滑轮组以及斜面的机械效率的实验--【物理实验】2025年中考物理二轮复习必考实验专项精练

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一、选择题
1.（2024四川成都）小成在实验室组装如图所示的滑轮组进行实验探究，实验过程如下：先测得定滑轮的重力为0.2N，动滑轮的重力为0.25N，再使用组装好的滑轮组在10s内将质量为100g的钩码竖直匀速提升20cm，此过程中弹簧测力计的示数为0.5N。g取10N/kg，下列说法正确的是（ ）
A. 弹簧测力计对细绳拉力的功率为0.03W
B. 滑轮组的机械效率为80%
C. 克服绳重和摩擦做的额外功为0.05J
D. 若增大提升钩码的质量，滑轮组的机械效率不变
2.（2024四川眉山）如图是小龙“测量斜面机械效率”的实验装置，斜面粗糙程度相同。他用平行于斜面向上的恒定拉力F，将重6N的物体以的速度匀速拉到斜面顶端，测得斜面的机械效率为75%。则下列说法正确的是（ ）
A. 拉力做功为3J
B. 物体受到摩擦力为1.5N
C. 在匀速拉动过程中，物体的机械能不变
D. 若以的速度匀速拉动物体，斜面机械效率仍为75%
3. （2023天津）在测量滑轮组机械效率的实验中，用如图所示的滑轮组先匀速提升重为是G1的物体，额外功与有用功之比为1︰3；再匀速提升重为G2的物体。先后两次绳子自由端的拉力之比为2︰5。若不计绳重和摩擦，则（ ）

A.
B.
C. 先后两次滑轮组的机械效率之比为3︰4
D. 先后两次滑轮组的机械效率之比为5︰6
二、填空题
1. （2022重庆）在一次实验探究活动中，小林用如图所示滑轮组将重为2.7N的物体匀速提升了20cm用时2s，绳子自由端弹簧测力计的示数如图所示，则小林做的有用功为_______J，滑轮组的机械效率为_________%。
2. 小聪探究斜面的机械效率时，将粗糙程度均匀的长木板用支架支撑构成斜面，如图所示。用刻度尺量出斜面底端A点到斜面上B点的距离L为80cm，B点距水平地面高度h为20cm。沿斜面向上用0.8N的拉力F将重为2N的木块匀速拉到B点，用时2s，则这段过程中拉力F做功的功率P=______W，斜面的机械效率η=_____%，木块在该斜面上受到的滑动摩擦力f=________N。

3.（2023湖北孝感） 利用图甲装置测量“滑轮组的机械效率”，需要的测量工具有刻度尺和_________；实验中，要想提高滑轮组的机械效率，可采取的措施有_________（写出一种方法即可）。

三、实验探究题
1．（2021遂宁）涪江六桥建筑工地上矗立的塔吊，是用电动机来带动滑轮组提升重物的设备。如何提高滑轮组机械效率，节约电能呢？为此同学们进行了“影响滑轮组机械效率因素”的实验探究，用到的装置如图，实验数据记录如下表所示：

（1）实验中应沿竖直方向 ▲ 拉动弹簧测力计。
（2）分析表中数据可知：第4次实验是用 ▲ 图所示装置来完成的。
（3）通过比较1、2两次实验数据可得出：使用同一滑轮组提升相同重物，滑轮组的机械效率与重物上升高度无关。
（4）通过比较 ▲ 两次实验数据可得出：同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组机械效率越高(填实验次数的序号)。
（5）通过比较3、4两次实验数据可得出：不同滑轮组提升相同重物，动滑轮越重机械效率越小。
（6）为提高滑轮组机械效率节约电能，根据以上结论和生活经验，你建议可采取的措
施有（多选） ▲ 。
A. 减轻动滑轮重 B. 增加所提物体重
C. 机械加润滑油 D. 增加重物上升高度
2.（2020天津）在探究影响滑轮组机械效率的因素时，小明提出了如下猜想：
猜想一：滑轮组机械效率与被提升物体所受的重力有关；
猜想二：滑轮组机械效率与动滑轮所受的重力有关；
为了验证猜想，准备的器材如下：两个相同的滑轮、一根细绳、钩码若干、刻度尺和弹簧测力计；
小明把两个滑轮分别作为定滑轮和动滑轮组装成滑轮组，用该滑轮组提升不同数量的钩码进行了三次实验，数据如下表所示：
请你解答如下问题：
(1)表中第3次实验时滑轮组的机械效率为______：根据表中数据在图中画出该滑轮组的绕线方式（ ）；
(2)分析表中数据可知：用同一滑轮组提升不同的物体，物体越重，滑轮组的机械效率______（选填“越高”“越低”或“不变”）；
(3)为了验证猜想二，还需增加的实验器材是______｡
3. （2020山东青岛）研究定滑轮的特点：
(1)在研究使用定滑轮是否省力时，用如图甲所示装置匀速提升重物，需要测量的物理量是______和______。
(2)如图乙所示，分别用拉力F1、F2、F3匀速提升重物，则三个力的大小关系是______。
(3)旗杆顶部有一个定滑轮，给我们升国旗带来了便利。这是利用定滑轮______的特点。
4. 学习了“滑轮组机械效率”后，某兴趣小组对“斜面的机械效率与哪些因素有关”这一课题产生了浓厚兴趣，他们猜想，斜面作为一种简单机械，它的机械效率可能与斜面的倾斜程度有关｡为此，实验室提供了如下器材∶长木板､垫木（长宽高之比为1∶2∶4）､木块（带钩）､天平､弹簧测力计､停表､刻度尺､细线｡请根据需要选择合适的器材，完成以下题｡
(1)实验目的：______
(2)实验器材：______
(3)实验步骤：______
(4)分析与论证：______
(5)交流与评估：______
5. （2023湖南怀化）提高机械效率能够充分发挥机械设备的作用，一组同学在“测量滑轮组的机械效率”实验中，实验测得的数据如表所示。
（1）实验中应尽量竖直向上______（选填“匀速”或“加速”）拉动弹簧测力计；
（2）计算出第3组实验的有用功______J，机械效率是______（结果精确到0.1%）；
（3）分析比较第1、2、3次实验数据可以判定，使用同一个滑轮组提升物体时，被提升的物体越重，滑轮组的机械效率______（选填“越高”或“越低”或“不变”）；分析比较第3、4次实验数据可得，机械效率与物体上升的高度______（选填“有关”或“无关”）。
6. （2023江苏扬州）在学习了机械效率的相关知识后，课外研究小组有同学猜想：同一个机械的机械效率是不变的。为了验证猜想，他们用如图所示的滑轮组进行实验，改变钩码个数，用弹簧测力计沿竖直方向拉着细绳，使钩码匀速向上运动，测得的数据如表1。

表1
（1）分析表中的数据，他的猜想是__________（选填“正确”或“错误”）的；
（2）实验小组又进行了如下的探究：改变滑轮的个数组成不同的滑轮组，仍用弹簧测力计沿竖直方向向上匀速拉动细绳，测得的数据如表2；
表2
分析数据可知：物重相同，动滑轮个数越多越省力，但机械效率越_______。进一步分析还发现，当滑轮组越来越省力时，它的额外功越来越大，甚至会出现额外功______有用功的情况，所以设计一个机械模型时，既要考虑省力，还要考虑_______；
（3）根据表2中的数据，如果增加动滑轮个数继续实验，将会出现的困难是_____，你的改进方法是_____。
7.（2023黑龙江绥化） 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）

（1）在实验中，应沿竖直方向___________拉动弹簧测力计；
（2）第一次实验中，如图所示，弹簧测力计的示数是___________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：___________；
（4）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；
（5）在第三次实验操作的基础上，如图丁所示改变绳端拉力方向，测得的滑轮组机械效率将________。（选填“偏高”“偏低”或“不变”）

8.（2023山东枣庄） 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。

（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η=_____；
（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__________。
9．用如图所示装置测量动滑轮的机械效率，得到实验数据如下表。
(1)实验时，应竖直向上______拉动弹簧测力计，使钩码上升；
(2)第③次实验时，测得动滑轮的机械效率为______（结果保留一位小数）；
(3)分析表中数据可知，对于同一动滑轮，所提升钩码的重力增大，机械效率将______（增大/减小/不变）；提升相同重力的钩码时，动滑轮的重力增大，其机械效率将______（增大/减小/不变）；
(4)分析表中数据发现，F≠，排除操作错误，最可能的原因是：______。
10. 下面是小明和小红的“测量滑轮组的机械效率”实验报告，
实验名称：测量滑轮组的机械效率
实验步骤：
（1）观察弹簧测力计的量程、零刻度线和 。
（2）如图1所示，测量物体G所受的重力为 。
（3）如图2所示，实验过程中， 拉动弹簧测力计并读出拉力F的数值，用 测出的物体G上升的高度h和弹簧测力计移动的距离s，将数据填入表格。根据表格中的数据，可以知道他们选用的滑轮组是 （选填甲”或“乙”）
（4）仅改变重物G上升的高度，重复上面的实验，记录并计算实验数据实验记录：
实验结论：滑轮组的机械效率与所提升物体的高度有关。
实验讨论与交流
①小明和小红的实验结论： （选填“科学”或“不科学”）；请说明你的理由 。
②小明认为提升的物重会影响该滑轮组的机械效率，建议进一步探究：改变 ，重复实验（3）步骤，计算出机械效率进行比较分析。
（5）小明在实验探究过程中，改变不同的物理量，得出多组数据的目的是 。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
2
0.1
1.2
0.3
55.6%
2
2
0.2
1.2
0.6
55.6%
3
4
0.1
1.9
0.3
70.2%
4
4
0.1
1.3
0.5
61.5%
实验次数
钩码所受的重力G/N
提升高度h/m
拉力F/N
蝇瑞移动的距离s/m
机械效率?
1
2.0
0.1
1.0
0.3
66.7%
2
4.0
0.1
1.8
0.3
74.1%
3
6.0
0.1
2.5
03
次数
物体的重力
提升的高度
拉力
绳端移动的距离
机械效率
1
2
0.1
1
0.3
66.7%
2
3
0.1
1.4
0.3
71.4%
3
4
0.1
1.8
0.3
4
4
0.2
1.8
0.6
74.1%
实验次数
钩码重
钩码上升的高度
绳端拉力
绳端移动距离
有用功
总功
机械效率
1
2
0.1
1.0
0.3
0.2
0.30
66.7
2
3
0.1
1.4
0.3
0.3
0.42
71.4
3
5
0.1
2.2
0.3
0.5
0.66
75.8
实验次数
动滑轮个数
钩码重
绳端拉力
钩码上升的高度
绳端移动距离
有用功
总功
机械效率
4
1
6
3.6
0.2
0.4
1.2
1.44
83.3
5
2
6
2.4
0.2
0.8
1.2
1.92
62.5
6
3
6
2.2
0.2
1.2
1.2
2.64
45.5
实验次数
钩码重力G/N
提升高度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
0.3
2
8
01
3.2
0.3
83.3%
3
8
0.1
2.0
05
80.0%
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η
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
0.5
88.9%
序号
动滑轮重
G动/N
钩码重
G/N
钩码上升高
度h/m
绳的拉
力F/N
绳端移动距离
s/m
机械效率
η
①
0.1
1
0.2
0.6
0.4
83.3%
②
0.1
2
0.2
1.1
0.4
90.9%
③
0.2
2
0.2
1.2
0.4
实验次数
物体重量G/N
物体上升高度h/cm
拉力F/N
弹簧测力计移机动的距离s/cm
机械效率η
1
5.00
1.80
15.00
85.2%
2
8.00
1.77
24.00
86.6%
3
10.00
1.75
30.00
87.6%