2021年中考物理二轮专项复习 机械效率 专项训练（含答案）

2021年中考物理二轮专项复习

机械效率 专项训练

1.为了模拟探究汽车超载和超速带来的安全隐患,小谢同学设计了如图所示的探究实验:将A、B、C三个小球先后从同一装置,高度分别为hA、hB、hC的位置滚下(mA=mB<mC,hA=hC>hB),推动小木块运动一段距离后静止。请你根据生活经验和所学的物理探究方法,回答下列问题:

(1)在图甲和图丙所示实验中,A球、C球刚滚到水平面时的速度　　　　(选填“相等”或“不相等”)。 

(2)小球推动小木块运动的距离越大,安全隐患　　　　(选填“越大”“不变”或“越小”)。 

(3)探究超载安全隐患时,我们应选择　　　两图所示实验进行比较。 

(4)探究超速安全隐患时,我们应选择　　　两图所示实验进行比较。 

2.某小组进行“探究动能大小与质量是否有关”的活动。

(1)小明用两辆相同的小车,在其中一辆小车上放一个砝码,然后让它们从同一斜面的同一位置由静止释放,撞击置于水平面上的木块,如图甲所示。

①将小车从同一位置处释放,目的是控制小车到达水平面的　　　　相同。 

②通过比较　　　　　　　　来比较小车动能大小。根据实验得出结论:动能大小与质量大小有关。 

(2)小红改变实验方案:让同一小车,从同一斜面的不同高度由静止释放,撞击水平面上的木块,如图乙所示。发现:木块滑行的距离不一样远。根据这一现象,能做出以下哪个判断?　　　。(填写正确选项前的字母) 

A.动能大小与质量无关,一定还与其他因素有关

B.动能大小除了与质量有关外,一定还与其他因素有关

C.不能判断物体动能大小是否与质量有关,动能大小一定与质量外的其他因素有关

3.为探究重力势能的大小与什么因素有关，小潼利用带有四个铁钉的小方桌、沙箱及质量不同的重物设计并进行了如图所示实验。

(1)实验中通过观察　   　来判断物体重力势能的大小。

(2)要探究重力势能大小与高度的关系应选择图　   　和图　   　进行分析比较。

(3)图乙和图丙探究的是重力势能的大小与　   　的关系，得出的结论是在　   　相同时，　   　的物体，重力势能越大。

4.如图所示，甲是探究“动能的大小与什么因素有关”的实验装置，实验中让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下，碰到同一木块上。乙是探究“阻力对物体运动的影响”的实验装置，实验中让同一小车从斜面上相同的高度由静止滑下，在粗糙程度不同的水平面上运动。

请回答下列问题：

(1)甲实验的目的是探究钢球动能的大小与　   　的关系；实验时，它是通过观察　   　，从而判断钢球动能的大小。

(2)进行乙实验时，每一次都让同一小车从斜面上相同的高度由静止滑下，其目的是使小车在水平面运动的起始　   　相同；通过观察小车在粗糙程度不同的水平面上运动　   　来判断小车在不同的水平面受到　   　的大小。从而可以推理：如果运动的物体不受力，它将　   　。

5.在认识到杠杆转动跟力、力臂有关后，某实验小组通过实验进一步探究杠杆的平衡条件，以下是他们的部分实验过程：

(1)首先，将杠杆放在水平桌面上，在不挂钩码的情况下，调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在________位置平衡，以方便直接读出力臂。

(2)接下来，他们使杠杆在如图位置静止，多次实验，记录数据如表所示(每个钩码的重力为1N，杠杆质量、刻度分布均匀)；小玲认为杠杆的平衡条件应为F1=F2，L1=L2；而小军则认为实验还需要进一步改进。你认为小玲总结的杠杆的平衡条件是__________(选填“正确的”或“错误的”)。

(3)如果小军在杠杆的左端A点处再加挂2个钩码(即左端共4个钩码)，接下来，他应该将右端的两个钩码向右移动______格，杠杆才会在原位置再次平衡。

6.如图所示,在“探究影响重力势能大小的因素”实验中,有三个实心的、大小相同的铁球A、铁球B和塑料球C。A、C离沙地高度相同,现让三个小球同时由静止释放,球落到沙地上的状态如图中虚线球所示。

(1)根据　　　　　　　　可以判断出球　　　释放前的重力势能最大。 

(2)比较球A、C可得出影响重力势能大小的因素是　　　　。 

(3)球在空中下落时减少的重力势能主要转化为　　　　。 

7.在“探究滑轮组机械效率”的实验中，某实验小组采用图甲中A、B两种绕线方式不同的滑轮组进行实验，发现了一些实际问题．

(1)下表是实验中的几组数据，请在空白处填上相应的计算结果．

(2)实验中机械效率η______1(选填“＞”“=”或“＜”)，而表格中1、2两次实验的机械效率分别为125%和100%.这是什么原因？通过观察图乙和图丙，手持弹簧测力计在竖直方向时，发现指针的位置不同，图乙中指针在零刻线的下方．

(3)经过分析，找到了机械效率为100%和125%的原因是：用滑轮组A进行实验时，弹簧测力计的示数比细绳实际的拉力要________，用测量值计算出的总功比细绳实际拉力做的功要________，因此测得的机械效率比实际效率要高．

(4)实验总结：在测量滑轮组机械效率的实验中，考虑弹簧测力计对读数的影响，测拉力时，弹簧测力计一般要竖直向________移动；若弹簧测力计倒置时测拉力，要先将指针调至零刻线处．

命题点五　

8.在“探究物体动能与质量和速度的关系”实验中,将钢球从某一高度由静止释放,钢球摆到竖直位置时,撞击水平木板上的木块,将木块撞出一段距离,如图所示。

(1)本实验使钢球获得动能的操作方法是                                       　。 

(2)从上表数据可以看出,实验中控制了　　　相同,从而探究动能与　　　　的关系。 

(3)第1次实验时若不考虑能量损失,钢球对木块最多可做　　　　J的功;第3次实验时,木块被撞后滑出木板无法记录数据,需要重做第三次实验,甲同学建议换用同样较长的木板,乙同学建议换一个较大的木块,丙同学建议降低钢球下摆的高度,你认为应当采用　　　同学的建议。(g取10 N/kg) 

(4)由上述实验数据和现象可得出结论:                                　。 

9.在认识到杠杆转动跟力、力臂有关后,某实验小组通过实验进一步探究杠杆的平衡条件,以下是他们的部分实验过程:

(1)首先,将杠杆放在水平桌面上,在不挂钩码的情况下,调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在　　　　位置平衡,以方便直接读出力臂。 

(2)接下来,他们使杠杆在如图K14-15位置静止,多次实验,记录数据如表格所示(每个钩码的重力为1 N,杠杆质量、刻度分布均匀);小玲认为杠杆的平衡条件应为F1=F2,l1=l2;而小军则认为实验还需要进一步改进。你认为小玲总结的杠杆的平衡条件是　　　　(选填“正确的”或“错误的”)。 

(3)如果小军在杠杆的左端A点处再加挂2个钩码(即左端共4个钩码),接下来,他应该将右侧的两个钩码向右移动　　　　格,杠杆才会在原位置再次平衡。 

10.斜面是在生活和生产中常见的简单机械,也是物理实验中常用的实验器材。

(1)使用斜面提升物体可以省力。如图甲所示,将重力为5 N的木块放在长1 m、高0.2 m的斜面上,沿斜面向上匀速拉动弹簧测力计,记下弹簧测力计的示数为1.6 N,则该斜面的机械效率η=　　　　%;木块在斜面上运动时受到的滑动摩擦力为　　　　N。继续探究,可以得出斜面越陡,省力越　　　　(选填“多”或“少”),机械效率越　　　　(选填“高”或“低”)。 

(2)用斜面探究“物体的动能跟哪些因素有关”的实验,如图乙所示,使一个小球从斜面上不同高度由静止开始滚下,撞击水平面上的小木块,通过观察　　　　　　　　　　　比较小球动能的大小,可以探究物体的动能跟　　　　这一因素的关系。 

答案解析

1.答案为：(1)相等　(2)越大　(3)甲、丙　(4)甲、乙

2.答案为：(1)①速度　②木块滑行的距离　(2)C

[解析] (1)①将小车从同一位置处释放,目的是控制小车到达水平面的速度相同。②通过比较木块滑行的距离,来比较小车动能的大小。

(2)让同一小车从同一斜面的不同高度由静止释放,木块滑行的距离不一样,这个实验不能判断动能是否与质量有关,但可以判断动能大小一定与质量外的其他因素有关,故选C。

3.答案为：方桌陷入沙土的深度甲乙质量高度质量大

4.答案为：速度木块被推动的距离远近速度距离阻力做匀速直线运动

5.答案为：(1)水平(2)错误的(3)3

6.答案为：(1)球陷入沙中的深度　A　(2)质量　(3)动能

7.答案为：

(1)0.15　66.7%；

(2)＜；

(3)小，小；

(4)上；

【解析】

(1)依据功的计算公式W=Fs和机械效率的计算公式η=×100%很容易算出空白处所填的数据；

(2)实际中机械效率应该小于1；

(3)由题图乙、丙观察可知，由于实验时手持弹簧测力计的影响(图乙手持弹簧测力计时，重力对结果有很大影响)，导致1、2两次实验机械效率大于(或等于)1，所以用它实验时，示数要比实际拉力小，则测得总功也比实际拉力做的功小；

(4)为了防止类似现象的发生，实验时一般要将弹簧测力计竖直向上拉动．

8.答案为：

(1)让钢球从高处由静止摆下

(2)速度　质量

(3)0.06　甲

(4)速度一定时,质量越大,动能越大

[解析]

(3)由题意可知,钢球的重力为G=mg=0.02 kg×10 N/kg=0.2 N,钢球下降的距离为h=30 cm=0.3 m,钢球的重力做的功即钢球获得的动能Ek=Gh=0.2 N×0.3 m=0.06 J,则钢球对木块最多做0.06 J的功;该实验是在速度一定时,改变物体的质量,探究动能的大小与质量的关系,动能的大小通过木块移动的距离来反映,因此钢球的高度和木块的大小均不能改变,应改变木板的长度,即采用甲同学的建议。

9.答案为：(1)水平　(2)错误的　(3)3；

[解析] (3)若A点挂4个钩码,即力变为原来的2倍,右端挂2个钩码不变,则力臂应为原来的2倍,即应将右侧的两个钩码向右移动3格,杠杆才会在原位置再次平衡。

10.答案为：

(1)62.5　0.6　少　高

(2)小木块移动的距离　速度

[解析] (1)木块在斜面上运动时,拉力做的总功为W总=Fs=1.6 N×1 m=1.6 J,

有用功为W有=Gh=5 N×0.2 m=1 J,则斜面的机械效率η===62.5%,

额外功为W额=W总-W有=1.6 J-1 J=0.6 J,滑动摩擦力为f===0.6 N。

继续探究,可得结论:斜面越陡,省力越少,机械效率越高。