1. 如图 9 - 6 - 1 在测定动滑轮机械效率的实验中,下列要求错误的是()
A. 弹簧测力计必须先校零
B. 弹簧测力计必须竖直向上拉
C. 实验时装置旁的直尺必须竖直放置
D. 弹簧测力计必须在指针静止时读数

A. 弹簧测力计必须先校零
B. 弹簧测力计必须竖直向上拉
C. 实验时装置旁的直尺必须竖直放置
D. 弹簧测力计必须在指针静止时读数
答案
D
解析
【解析】
逐一分析各选项:
A. 弹簧测力计使用前必须校零,这是测量工具的基本使用要求,A正确;
B. 竖直向上拉弹簧测力计,能保证拉力方向与绳子运动方向一致,使拉力大小稳定,B正确;
C. 直尺竖直放置,才能准确测量物体和绳子自由端的竖直移动距离,C正确;
D. 测定动滑轮机械效率时,需要匀速竖直向上拉动弹簧测力计,此时读数才是正确的拉力大小,若指针静止时读数,没有克服滑轮的摩擦,测量的拉力偏小,会导致机械效率计算错误,故D错误。
本题要求选错误的选项,故选D。
【答案】
D
【知识点】
动滑轮机械效率实验、弹簧测力计使用规范
【点评】
本题考查动滑轮机械效率实验的操作规范,需明确实验中器材的正确使用方法,重点区分匀速拉动与静止时读数的差异,避免因操作错误导致测量结果偏差。
【难度系数】
0.7
逐一分析各选项:
A. 弹簧测力计使用前必须校零,这是测量工具的基本使用要求,A正确;
B. 竖直向上拉弹簧测力计,能保证拉力方向与绳子运动方向一致,使拉力大小稳定,B正确;
C. 直尺竖直放置,才能准确测量物体和绳子自由端的竖直移动距离,C正确;
D. 测定动滑轮机械效率时,需要匀速竖直向上拉动弹簧测力计,此时读数才是正确的拉力大小,若指针静止时读数,没有克服滑轮的摩擦,测量的拉力偏小,会导致机械效率计算错误,故D错误。
本题要求选错误的选项,故选D。
【答案】
D
【知识点】
动滑轮机械效率实验、弹簧测力计使用规范
【点评】
本题考查动滑轮机械效率实验的操作规范,需明确实验中器材的正确使用方法,重点区分匀速拉动与静止时读数的差异,避免因操作错误导致测量结果偏差。
【难度系数】
0.7
2. 如图 9 - 6 - 2 所示,测滑轮组的机械效率。分别将钩码匀速竖直提升 $ h_{1} $ 和 $ h_{2} $ 的高度 ($ h_{1} > h_{2} $),绳子自由端移动的距离为 $ s_{1} $、$ s_{2} $。比较两次实验的测量数据,其中正确的是()

A. $ s_{1} = s_{2} $
B. $ W_{总1} = W_{总2} $
C. $ \eta_{1} = \eta_{2} $
D. $ W_{有用1} = W_{有用2} $
A. $ s_{1} = s_{2} $
B. $ W_{总1} = W_{总2} $
C. $ \eta_{1} = \eta_{2} $
D. $ W_{有用1} = W_{有用2} $
答案
C
解析
【解析】
由图可知,滑轮组承担物重的绳子段数n=3,根据s=nh,因为h₁>h₂,所以s₁=3h₁,s₂=3h₂,故s₁>s₂,A错误;
有用功$W_{有用}=Gh$,钩码重力G相同,h₁>h₂,所以$W_{有用1}>W_{有用2}$,D错误;
总功$W_{总}=W_{有用}+W_{额外}$,额外功主要是克服动滑轮重力和摩擦做的功,提升高度不同,额外功不同,且有用功也不同,因此$W_{总1}>W_{总2}$,B错误;
机械效率$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}=\frac{Gh}{Gh+G_{动}h}=\frac{G}{G+G_{动}}$,可见机械效率与提升高度无关,所以$\eta_{1}=\eta_{2}$,C正确。
【答案】
C
【知识点】
滑轮组机械效率、有用功与总功的计算
【点评】
本题考查滑轮组机械效率的影响因素及相关功的计算,需明确当物重和动滑轮重不变时,滑轮组的机械效率与提升物体的高度无关。
【难度系数】
0.6
由图可知,滑轮组承担物重的绳子段数n=3,根据s=nh,因为h₁>h₂,所以s₁=3h₁,s₂=3h₂,故s₁>s₂,A错误;
有用功$W_{有用}=Gh$,钩码重力G相同,h₁>h₂,所以$W_{有用1}>W_{有用2}$,D错误;
总功$W_{总}=W_{有用}+W_{额外}$,额外功主要是克服动滑轮重力和摩擦做的功,提升高度不同,额外功不同,且有用功也不同,因此$W_{总1}>W_{总2}$,B错误;
机械效率$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}=\frac{Gh}{Gh+G_{动}h}=\frac{G}{G+G_{动}}$,可见机械效率与提升高度无关,所以$\eta_{1}=\eta_{2}$,C正确。
【答案】
C
【知识点】
滑轮组机械效率、有用功与总功的计算
【点评】
本题考查滑轮组机械效率的影响因素及相关功的计算,需明确当物重和动滑轮重不变时,滑轮组的机械效率与提升物体的高度无关。
【难度系数】
0.6
3. 用滑轮组提起重物时,下列措施中可以提高机械效率的是()
A. 增加动滑轮个数
B. 加快提升的速度
C. 增加重物的质量
D. 加大提升的高度
A. 增加动滑轮个数
B. 加快提升的速度
C. 增加重物的质量
D. 加大提升的高度
答案
C
解析
【解析】
滑轮组的机械效率公式为$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}=\frac{Gh}{Gh+G_{动}h}=\frac{G}{G+G_{动}}$($h$可约去),分析各选项:
1. 选项A:增加动滑轮个数,动滑轮总重力$G_{动}$增大,分母$G+G_{动}$变大,机械效率$\eta$降低;
2. 选项B:提升速度不影响有用功和额外功的大小,机械效率不变;
3. 选项C:增加重物的质量,重物重力$G$增大,分子$G$变大,机械效率$\eta$升高;
4. 选项D:提升高度$h$在公式中可约去,不影响机械效率。
因此能提高机械效率的是选项C。
【答案】
C
【知识点】
滑轮组机械效率、机械效率的影响因素
【点评】
本题考查滑轮组机械效率的影响因素,需结合机械效率公式分析各因素对有用功、额外功的影响,避免错误认为提升速度、高度会影响机械效率。
【难度系数】
0.7
滑轮组的机械效率公式为$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}=\frac{Gh}{Gh+G_{动}h}=\frac{G}{G+G_{动}}$($h$可约去),分析各选项:
1. 选项A:增加动滑轮个数,动滑轮总重力$G_{动}$增大,分母$G+G_{动}$变大,机械效率$\eta$降低;
2. 选项B:提升速度不影响有用功和额外功的大小,机械效率不变;
3. 选项C:增加重物的质量,重物重力$G$增大,分子$G$变大,机械效率$\eta$升高;
4. 选项D:提升高度$h$在公式中可约去,不影响机械效率。
因此能提高机械效率的是选项C。
【答案】
C
【知识点】
滑轮组机械效率、机械效率的影响因素
【点评】
本题考查滑轮组机械效率的影响因素,需结合机械效率公式分析各因素对有用功、额外功的影响,避免错误认为提升速度、高度会影响机械效率。
【难度系数】
0.7
4. 如图 9 - 6 - 3 所示,竖直向上匀速拉一个动滑轮,使重为 $ G $ 的物体缓慢上升,动滑轮的重力不可忽略,现改变物体的重力 $ G $,不计绳重与轴处摩擦,则动滑轮的机械效率 $ \eta $ 与物体重力 $ G $ 的关系可能符合下图中的()


A.
B.
C.
D.
A.
B.
C.
D.
答案
C
解析
【解析】
不计绳重与轴处摩擦,动滑轮的机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}=\frac{Gh}{Gh+G_{动}h}=\frac{G}{G+G_{动}}=\frac{1}{1+\frac{G_{动}}{G}}$。当物体重力$G$增大时,$\frac{G_{动}}{G}$减小,$\eta$随之增大,但增长速率逐渐变慢;当$G$远大于$G_{动}$时,$\eta$趋近于1(100%),不会超过1,因此机械效率$\eta$随$G$的变化是一条上升且逐渐平缓的曲线,符合该规律的是选项C。
【答案】
C
【知识点】
动滑轮机械效率,机械效率的影响因素
【点评】
本题通过推导动滑轮机械效率公式,分析物重对机械效率的影响规律,考查学生对机械效率公式的理解与应用,需明确机械效率随物重增大趋近于定值的特点。
【难度系数】
0.6
不计绳重与轴处摩擦,动滑轮的机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}=\frac{Gh}{Gh+G_{动}h}=\frac{G}{G+G_{动}}=\frac{1}{1+\frac{G_{动}}{G}}$。当物体重力$G$增大时,$\frac{G_{动}}{G}$减小,$\eta$随之增大,但增长速率逐渐变慢;当$G$远大于$G_{动}$时,$\eta$趋近于1(100%),不会超过1,因此机械效率$\eta$随$G$的变化是一条上升且逐渐平缓的曲线,符合该规律的是选项C。
【答案】
C
【知识点】
动滑轮机械效率,机械效率的影响因素
【点评】
本题通过推导动滑轮机械效率公式,分析物重对机械效率的影响规律,考查学生对机械效率公式的理解与应用,需明确机械效率随物重增大趋近于定值的特点。
【难度系数】
0.6
5. 我国古代劳动人民制作的升降机有等,我国是世界上发明机械较早的国家之一,机械技术历史悠久,成就辉煌,比如、、、等,同时也涌现出许多杰出的机械制造家如、、等,他们为古代机械的发展做出了重要贡献。
答案
巢车
春米的碓
井中汲水的桔槔和辘轳
水车
投石机
马钧
祖冲之
李皋
春米的碓
井中汲水的桔槔和辘轳
水车
投石机
马钧
祖冲之
李皋
解析
【解析】
本题考查我国古代机械发展的相关知识。第一空填写古代升降机类机械巢车;后续空格依次填写典型古代机械:春米的碓、井中汲水的桔槔和辘轳、水车、投石机;最后填写杰出机械制造家:马钧、祖冲之、李皋。
【答案】
巢车;春米的碓;井中汲水的桔槔和辘轳;水车;投石机;马钧;祖冲之;李皋
【知识点】
中国古代机械发明、古代机械制造家
【点评】
本题考查学生对我国古代机械技术成就及相关人物的积累,有助于学生了解我国古代机械发展的辉煌历史,增强文化自信。
【难度系数】
0.6
本题考查我国古代机械发展的相关知识。第一空填写古代升降机类机械巢车;后续空格依次填写典型古代机械:春米的碓、井中汲水的桔槔和辘轳、水车、投石机;最后填写杰出机械制造家:马钧、祖冲之、李皋。
【答案】
巢车;春米的碓;井中汲水的桔槔和辘轳;水车;投石机;马钧;祖冲之;李皋
【知识点】
中国古代机械发明、古代机械制造家
【点评】
本题考查学生对我国古代机械技术成就及相关人物的积累,有助于学生了解我国古代机械发展的辉煌历史,增强文化自信。
【难度系数】
0.6
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