24.(6分)(2023·枣庄中考)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了如下猜想:
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所受重力有关
猜想Ⅲ:滑轮组的机械效率与所提物体受到的重力有关
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
(2)分析表中数据可知:第3次实验是利用了图
(3)比较2、4两次实验数据,可验证猜想Ⅰ是
(4)通过比较
(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
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所受重力有关
猜想Ⅲ:滑轮组的机械效率与所提物体受到的重力有关
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
匀速
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
丙
所示的装置完成的,它的机械效率$\eta = $80%
。(3)比较2、4两次实验数据,可验证猜想Ⅰ是
错误
(选填“正确”或“错误”)的。(4)通过比较
1、2
(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
越低
(选填“越高”或“越低”)。答案
24.(1)匀速 (2)丙 80% (3)错误 (4)1、2 (5)越低
25.(9分)(2025·广东广州中考)跨学科实践小组的同学们设计了“测量气球在空气中所受浮力”的实验。

(1)实验过程如下:
①如图a,用细线穿过自制标尺的$O$点并悬挂,使其处于水平平衡状态,其中标尺分度值为1mm(图中毫米刻度线没有画出);
②将充足气的篮球和套有气针的干瘪气球,固定悬挂在标尺左端距$O$点为$L_{0}$的位置;在标尺右端对称位置悬挂小桶,往桶内装入适量细沙,使标尺处于水平平衡状态。若测得小桶和细沙的总重力为$G$,则篮球和气球(含气针)的总重力为
③把气针插入篮球的气门内,气球随即膨胀,如图b所示,标尺的
④测量膨胀气球受到的浮力大小。
方法一:在不改变小桶悬挂位置的情况下,
方法二:保持小桶和细沙总重力为$G$的情况下,移动小桶悬挂的位置,使标尺重新处于水平平衡状态,此时小桶悬挂位置与$O$点的距离为$L$,则膨胀气球受到的浮力大小为
(2)实验评估:
如图c,如果用钩码替换图a中的小桶和桶内细沙,为了较精准测量膨胀气球受到的浮力大小,采用④中的哪种方法更合理?简要说明理由。
(3分)
(1)实验过程如下:
①如图a,用细线穿过自制标尺的$O$点并悬挂,使其处于水平平衡状态,其中标尺分度值为1mm(图中毫米刻度线没有画出);
②将充足气的篮球和套有气针的干瘪气球,固定悬挂在标尺左端距$O$点为$L_{0}$的位置;在标尺右端对称位置悬挂小桶,往桶内装入适量细沙,使标尺处于水平平衡状态。若测得小桶和细沙的总重力为$G$,则篮球和气球(含气针)的总重力为
$G$
;③把气针插入篮球的气门内,气球随即膨胀,如图b所示,标尺的
右端
(选填“左端”或“右端”)向下发生倾斜,理由是:气球膨胀,根据阿基米德原理,因气球受到向上的浮力变大,所以左端绳子作用在杠杆的力变小,由杠杆的平衡条件可知,左端力与力臂之积小于右端力与力臂之积(合理即可)
;④测量膨胀气球受到的浮力大小。
方法一:在不改变小桶悬挂位置的情况下,
从小桶内取出
(选填“向小桶内添加”或“从小桶内取出”)重力为$G_{0}$的细沙,使标尺重新处于水平平衡状态,则膨胀气球受到的浮力大小为$G_0$
。方法二:保持小桶和细沙总重力为$G$的情况下,移动小桶悬挂的位置,使标尺重新处于水平平衡状态,此时小桶悬挂位置与$O$点的距离为$L$,则膨胀气球受到的浮力大小为
$G-\frac{GL}{L_0}$
。(2)实验评估:
如图c,如果用钩码替换图a中的小桶和桶内细沙,为了较精准测量膨胀气球受到的浮力大小,采用④中的哪种方法更合理?简要说明理由。
采用④中的方法二更合理。若采用方法一,由于钩码的质量是整数增加或减少,通过增加或减少钩码的个数不能使杠杆恰好平衡;若采用方法二,通过移动钩码悬挂的位置,使标尺重新处于水平平衡状态,操作简单且准确。
(3分)
答案
25.(1)②$G$ ③右端 气球膨胀,根据阿基米德原理,因气球受到向上的浮力变大,所以左端绳子作用在杠杆的力变小,由杠杆的平衡条件可知,左端力与力臂之积小于右端力与力臂之积(合理即可) ④从小桶内取出 $G_0$ $G-\frac{GL}{L_0}$;
(2)采用④中的方法二更合理。若采用方法一,由于钩码的质量是整数增加或减少,通过增加或减少钩码的个数不能使杠杆恰好平衡;若采用方法二,通过移动钩码悬挂的位置,使标尺重新处于水平平衡状态,操作简单且准确。
(2)采用④中的方法二更合理。若采用方法一,由于钩码的质量是整数增加或减少,通过增加或减少钩码的个数不能使杠杆恰好平衡;若采用方法二,通过移动钩码悬挂的位置,使标尺重新处于水平平衡状态,操作简单且准确。
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