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12.「2026江西南昌期中，★☆」某同学在做测量机械效率的实验时，分别用甲、乙两种机械将重2 N的物体匀速提升0.6 m，记录它们所做的总功如图所示，则甲机械做的有用功为
1.2
J，乙机械做的额外功为1.8
J。答案
12.答案 1.2 1.8
解析 分别用甲、乙两种机械将重 2 N 的物体匀速提升 0.6 m,所做的有用功 $W_有=Gh=2\ \mathrm{N}×0.6\ \mathrm{m}=1.2\ \mathrm{J}$;由图可知,乙机械所做的总功 $W_乙=3\ \mathrm{J}$,则其额外功 $W_额=W_乙-W_有=3\ \mathrm{J}-1.2\ \mathrm{J}=1.8\ \mathrm{J}$。
解析 分别用甲、乙两种机械将重 2 N 的物体匀速提升 0.6 m,所做的有用功 $W_有=Gh=2\ \mathrm{N}×0.6\ \mathrm{m}=1.2\ \mathrm{J}$;由图可知,乙机械所做的总功 $W_乙=3\ \mathrm{J}$,则其额外功 $W_额=W_乙-W_有=3\ \mathrm{J}-1.2\ \mathrm{J}=1.8\ \mathrm{J}$。
解析
【分析】
要解决本题，需明确：提升物体时，有用功是克服物体重力做的功，公式为$W_{有}=Gh$，甲、乙提升的物体重力和高度相同，因此有用功一致；额外功是总功中扣除有用功的部分，即$W_{额}=W_{总}-W_{有}$，需从图像中读取乙机械的总功，再计算额外功。
【解析】
1. 计算有用功：已知物体重力$G=2\ \mathrm{N}$，提升高度$h=0.6\ \mathrm{m}$，根据有用功公式$W_{有}=Gh$，可得$W_{有}=2\ \mathrm{N}×0.6\ \mathrm{m}=1.2\ \mathrm{J}$，该值为甲、乙机械的有用功。
2. 读取乙的总功：由图像可知，乙机械的总功$W_{总乙}=3.0\ \mathrm{J}$。
3. 计算乙的额外功：根据额外功与总功、有用功的关系$W_{额}=W_{总}-W_{有}$，代入数据得$W_{额}=3.0\ \mathrm{J}-1.2\ \mathrm{J}=1.8\ \mathrm{J}$。
【答案】
1.2；1.8
【知识点】
有用功计算、额外功计算、总功
【点评】
本题考查机械效率相关的基础计算，核心是掌握有用功、额外功与总功的关系，需准确从图像中提取总功数值，属于难度较低的基础题。
【难度系数】
0.6
要解决本题，需明确：提升物体时，有用功是克服物体重力做的功，公式为$W_{有}=Gh$，甲、乙提升的物体重力和高度相同，因此有用功一致；额外功是总功中扣除有用功的部分，即$W_{额}=W_{总}-W_{有}$，需从图像中读取乙机械的总功，再计算额外功。
【解析】
1. 计算有用功：已知物体重力$G=2\ \mathrm{N}$，提升高度$h=0.6\ \mathrm{m}$，根据有用功公式$W_{有}=Gh$，可得$W_{有}=2\ \mathrm{N}×0.6\ \mathrm{m}=1.2\ \mathrm{J}$，该值为甲、乙机械的有用功。
2. 读取乙的总功：由图像可知，乙机械的总功$W_{总乙}=3.0\ \mathrm{J}$。
3. 计算乙的额外功：根据额外功与总功、有用功的关系$W_{额}=W_{总}-W_{有}$，代入数据得$W_{额}=3.0\ \mathrm{J}-1.2\ \mathrm{J}=1.8\ \mathrm{J}$。
【答案】
1.2；1.8
【知识点】
有用功计算、额外功计算、总功
【点评】
本题考查机械效率相关的基础计算，核心是掌握有用功、额外功与总功的关系，需准确从图像中提取总功数值，属于难度较低的基础题。
【难度系数】
0.6
13. 情境素材教材变式「2026广东汕头澄海期末，★☆」如图所示，小明在超市购物时，用沿斜面向上150 N的推力，将总重为500 N的小车匀速推到斜面顶端。已知斜面高1.2 m，长5 m。此过程中小明推力做功为
750
J；该斜面的机械效率为80%
；日常生活中人们利用斜面可以省力
（选填“省力”或“省功”）。答案
13.答案 750 80% 省力
解析 小明推力做的功 $W_总=Fs=150\ \mathrm{N}×5\ \mathrm{m}=750\ \mathrm{J}$;小明所做的有用功 $W_有=Gh=500\ \mathrm{N}×1.2\ \mathrm{m}=600\ \mathrm{J}$,则该斜面的机械效率 $\eta=\frac{W_有}{W_总}×100\% = \frac{600\ \mathrm{J}}{750\ \mathrm{J}} ×100\% = 80\%$;使用斜面可以省力,但不能省功。
解析 小明推力做的功 $W_总=Fs=150\ \mathrm{N}×5\ \mathrm{m}=750\ \mathrm{J}$;小明所做的有用功 $W_有=Gh=500\ \mathrm{N}×1.2\ \mathrm{m}=600\ \mathrm{J}$,则该斜面的机械效率 $\eta=\frac{W_有}{W_总}×100\% = \frac{600\ \mathrm{J}}{750\ \mathrm{J}} ×100\% = 80\%$;使用斜面可以省力,但不能省功。
解析
【分析】
要解决本题，需分三步思考：1. 计算推力做的总功，总功等于推力与斜面长度的乘积；2. 计算克服小车重力做的有用功，有用功等于小车总重与斜面高度的乘积；3. 利用机械效率公式计算斜面的机械效率，再结合斜面的特点判断其作用。
【解析】
1. 推力做的总功：根据功的计算公式 $ W_{总}=Fs $，代入数据 $ F=150\ \mathrm{N} $，$ s=5\ \mathrm{m} $，得 $ W_{总}=150\ \mathrm{N}×5\ \mathrm{m}=750\ \mathrm{J} $；
2. 有用功是克服小车重力做的功，公式为 $ W_{有}=Gh $，代入 $ G=500\ \mathrm{N} $，$ h=1.2\ \mathrm{m} $，得 $ W_{有}=500\ \mathrm{N}×1.2\ \mathrm{m}=600\ \mathrm{J} $；
3. 机械效率公式为 $ \eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\% $，代入数据得 $ \eta=\frac{600\ \mathrm{J}}{750\ \mathrm{J}}×100\%=80\% $；
斜面是简单机械，使用时可以省力，但根据功的原理，不能省功，因此日常生活中利用斜面可以省力。
【答案】
750；80%；省力
【知识点】
功的计算、机械效率、斜面的特点
【点评】
本题结合生活中的斜面情境，考查功、机械效率的计算及斜面的特点，属于基础题型，注重对基础知识的应用，难度较低。
【难度系数】
0.8
要解决本题，需分三步思考：1. 计算推力做的总功，总功等于推力与斜面长度的乘积；2. 计算克服小车重力做的有用功，有用功等于小车总重与斜面高度的乘积；3. 利用机械效率公式计算斜面的机械效率，再结合斜面的特点判断其作用。
【解析】
1. 推力做的总功：根据功的计算公式 $ W_{总}=Fs $，代入数据 $ F=150\ \mathrm{N} $，$ s=5\ \mathrm{m} $，得 $ W_{总}=150\ \mathrm{N}×5\ \mathrm{m}=750\ \mathrm{J} $；
2. 有用功是克服小车重力做的功，公式为 $ W_{有}=Gh $，代入 $ G=500\ \mathrm{N} $，$ h=1.2\ \mathrm{m} $，得 $ W_{有}=500\ \mathrm{N}×1.2\ \mathrm{m}=600\ \mathrm{J} $；
3. 机械效率公式为 $ \eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\% $，代入数据得 $ \eta=\frac{600\ \mathrm{J}}{750\ \mathrm{J}}×100\%=80\% $；
斜面是简单机械，使用时可以省力，但根据功的原理，不能省功，因此日常生活中利用斜面可以省力。
【答案】
750；80%；省力
【知识点】
功的计算、机械效率、斜面的特点
【点评】
本题结合生活中的斜面情境，考查功、机械效率的计算及斜面的特点，属于基础题型，注重对基础知识的应用，难度较低。
【难度系数】
0.8
14.「2026江西南昌青山湖月考，★☆」把常用的按钮式圆珠笔笔尖朝上，笔尾抵在桌面用力按下后放手，它会弹起一段距离。把它拆开后发现，它能弹起的原因是内部装有一根弹簧，如图甲所示。图乙中，①为按下后放手的时刻，②为按下后弹簧恢复原长的时刻，③为向上运动到最高点的时刻。弹簧的弹性势能在
①
（选填“①”“②”或“③”）时最大。圆珠笔在②→③过程，动能转化为重力势能
。答案
14.答案 ① 重力势能
解析 弹性势能的大小与弹簧的弹性形变的程度有关,形变程度越大,弹性势能越大。①是按下后放手的时刻,此时弹簧弹性形变程度最大,弹簧的弹性势能最大;圆珠笔在②→③过程中,质量不变,速度减小,动能减小;高度增大,重力势能增大,动能转化为重力势能。
解析 弹性势能的大小与弹簧的弹性形变的程度有关,形变程度越大,弹性势能越大。①是按下后放手的时刻,此时弹簧弹性形变程度最大,弹簧的弹性势能最大;圆珠笔在②→③过程中,质量不变,速度减小,动能减小;高度增大,重力势能增大,动能转化为重力势能。
解析
【分析】
要解答本题，需掌握两个核心知识点：一是弹性势能的大小与弹簧弹性形变程度的关系，形变越大，弹性势能越大；二是动能和重力势能的转化规律，动能与质量、速度有关，重力势能与质量、高度有关。首先判断弹簧弹性形变最大的时刻，再分析②→③过程中能量的变化情况。
【解析】
1. 弹性势能的判断：弹性势能的大小由弹簧的弹性形变程度决定，形变程度越大，弹性势能越大。题目中①是按下后放手的时刻，此时弹簧被压缩至最大程度，弹性形变最大，因此弹簧的弹性势能在①时最大。
2. 能量转化分析：在②→③过程中，圆珠笔向上运动，质量不变，速度减小，动能减小；同时高度增加，重力势能增大，所以动能转化为重力势能。
【答案】
①；重力势能
【知识点】
弹性势能；机械能转化
【点评】
本题结合按钮式圆珠笔的实际场景，考察弹性势能的影响因素和机械能的转化，属于基础概念题，难度较低，学生准确掌握相关物理概念即可解答。
【难度系数】
0.7
要解答本题，需掌握两个核心知识点：一是弹性势能的大小与弹簧弹性形变程度的关系，形变越大，弹性势能越大；二是动能和重力势能的转化规律，动能与质量、速度有关，重力势能与质量、高度有关。首先判断弹簧弹性形变最大的时刻，再分析②→③过程中能量的变化情况。
【解析】
1. 弹性势能的判断：弹性势能的大小由弹簧的弹性形变程度决定，形变程度越大，弹性势能越大。题目中①是按下后放手的时刻，此时弹簧被压缩至最大程度，弹性形变最大，因此弹簧的弹性势能在①时最大。
2. 能量转化分析：在②→③过程中，圆珠笔向上运动，质量不变，速度减小，动能减小；同时高度增加，重力势能增大，所以动能转化为重力势能。
【答案】
①；重力势能
【知识点】
弹性势能；机械能转化
【点评】
本题结合按钮式圆珠笔的实际场景，考察弹性势能的影响因素和机械能的转化，属于基础概念题，难度较低，学生准确掌握相关物理概念即可解答。
【难度系数】
0.7
15. 核心素养「2026广西柳州期中，★☆」某实验小组在测量滑轮组机械效率实验中，利用如图甲所示的滑轮组进行了4次测量，测得数据如表所示。
|实验次序|钩码所受的重力$G/\mathrm{N}$|钩码被提升高度$h/\mathrm{m}$|拉力$F/\mathrm{N}$|绳端移动距离$s/\mathrm{m}$|机械效率$\eta$|
| ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- |
|1|1|0.1|0.7|0.3|47.6%|
|2|1|0.2|0.7|0.6|47.6%|
续表
|实验次序|钩码所受的重力$G/\mathrm{N}$|钩码被提升高度$h/\mathrm{m}$|拉力$F/\mathrm{N}$|绳端移动距离$s/\mathrm{m}$|机械效率$\eta$|
| ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- |
|3|2|0.1|1.1|0.3|60.6%|
|4|5|0.1| |0.3| |
(1) 第4次实验测得弹簧测力计示数如图乙所示，是
(2) 比较第1、2两次实验，小组同学发现：同一滑轮组的机械效率与重物被提升高度
(3) 比较第3、4两次实验数据可知，同一滑轮组，
|实验次序|钩码所受的重力$G/\mathrm{N}$|钩码被提升高度$h/\mathrm{m}$|拉力$F/\mathrm{N}$|绳端移动距离$s/\mathrm{m}$|机械效率$\eta$|
| ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- |
|1|1|0.1|0.7|0.3|47.6%|
|2|1|0.2|0.7|0.6|47.6%|
续表
|实验次序|钩码所受的重力$G/\mathrm{N}$|钩码被提升高度$h/\mathrm{m}$|拉力$F/\mathrm{N}$|绳端移动距离$s/\mathrm{m}$|机械效率$\eta$|
| ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- |
|3|2|0.1|1.1|0.3|60.6%|
|4|5|0.1| |0.3| |
(1) 第4次实验测得弹簧测力计示数如图乙所示，是
2.2
$\mathrm{N}$，机械效率$\eta$为75.8%
（精确到0.1%）。(2) 比较第1、2两次实验，小组同学发现：同一滑轮组的机械效率与重物被提升高度
无关
（选填“有关”或“无关”）。(3) 比较第3、4两次实验数据可知，同一滑轮组，
提升物体的重力
越大，机械效率越高；第4次实验拉力做的额外功与第3次相比增大
（选填“增大”“减小”或“不变”）。答案
15.答案 (1)2.2 75.8% (2)无关 (3)提升物体的重力 增大
解析 (1)由图乙可知,弹簧测力计的分度值为0.2 N,示数为2.2 N;第4次实验中,滑轮组的机械效率 $\eta=\frac{Gh}{Fs} ×100\% = \frac{5\ \mathrm{N}×0.1\ \mathrm{m}}{2.2\ \mathrm{N}×0.3\ \mathrm{m}} ×100\%≈75.8\%$。(2)比较第1、2两次实验发现,提升重物重力相同,提升高度不同,但机械效率相同,所以同一滑轮组的机械效率与重物被提升高度无关。(3)比较第3、4两次实验数据可知,同一滑轮组提升物体的重力越大,滑轮组的机械效率越高。第3次实验拉力做的额外功 $W_{额3}=1.1\ \mathrm{N}×0.3\ \mathrm{m}-2\ \mathrm{N}×0.1\ \mathrm{m}=0.33\ \mathrm{J}-0.2\ \mathrm{J}=0.13\ \mathrm{J}$,第4次实验拉力做的额外功 $W_{额4}=2.2\ \mathrm{N}×0.3\ \mathrm{m}-5\ \mathrm{N}×0.1\ \mathrm{m}=0.66\ \mathrm{J}-0.5\ \mathrm{J}=0.16\ \mathrm{J}$,第4次实验拉力做的额外功与第3次相比增大。
解析 (1)由图乙可知,弹簧测力计的分度值为0.2 N,示数为2.2 N;第4次实验中,滑轮组的机械效率 $\eta=\frac{Gh}{Fs} ×100\% = \frac{5\ \mathrm{N}×0.1\ \mathrm{m}}{2.2\ \mathrm{N}×0.3\ \mathrm{m}} ×100\%≈75.8\%$。(2)比较第1、2两次实验发现,提升重物重力相同,提升高度不同,但机械效率相同,所以同一滑轮组的机械效率与重物被提升高度无关。(3)比较第3、4两次实验数据可知,同一滑轮组提升物体的重力越大,滑轮组的机械效率越高。第3次实验拉力做的额外功 $W_{额3}=1.1\ \mathrm{N}×0.3\ \mathrm{m}-2\ \mathrm{N}×0.1\ \mathrm{m}=0.33\ \mathrm{J}-0.2\ \mathrm{J}=0.13\ \mathrm{J}$,第4次实验拉力做的额外功 $W_{额4}=2.2\ \mathrm{N}×0.3\ \mathrm{m}-5\ \mathrm{N}×0.1\ \mathrm{m}=0.66\ \mathrm{J}-0.5\ \mathrm{J}=0.16\ \mathrm{J}$,第4次实验拉力做的额外功与第3次相比增大。
解析
【分析】
本题是滑轮组机械效率的实验探究题，解题思路如下：1. 读取弹簧测力计示数时，先明确分度值，再根据指针位置读数；计算机械效率需利用公式η=W有/W总×100%，其中有用功W有=Gh，总功W总=Fs。2. 对比第1、2次实验，控制物重相同，改变提升高度，观察机械效率的变化，判断机械效率与提升高度的关系。3. 对比第3、4次实验，改变提升物体的重力，分析机械效率的变化，再通过W额=W总-W有分别计算两次实验的额外功，比较大小得出结论。
【解析】
(1) 弹簧测力计的分度值为0.2N，由图乙可知示数为2.2N；第4次实验的机械效率：η=W有/W总×100%=(Gh)/(Fs)×100%=(5N×0.1m)/(2.2N×0.3m)×100%≈75.8%。
(2) 第1、2次实验中，钩码重力相同，提升高度不同，但机械效率均为47.6%，说明同一滑轮组的机械效率与重物被提升高度无关。
(3) 第3、4次实验中，滑轮组相同，提升物体的重力越大，机械效率越高；计算额外功：第3次额外功W额3=Fs3 - Gh3=1.1N×0.3m -2N×0.1m=0.13J，第4次额外功W额4=2.2N×0.3m -5N×0.1m=0.16J，故第4次额外功比第3次增大。
【答案】
(1)2.2；75.8% (2)无关 (3)提升物体的重力；增大
【知识点】
滑轮组机械效率、机械效率计算、弹簧测力计使用
【点评】
本题考查滑轮组机械效率的实验探究，核心是控制变量法的应用和相关公式的计算，难度适中，适合学生巩固机械效率的知识点。
【难度系数】
0.6
本题是滑轮组机械效率的实验探究题，解题思路如下：1. 读取弹簧测力计示数时，先明确分度值，再根据指针位置读数；计算机械效率需利用公式η=W有/W总×100%，其中有用功W有=Gh，总功W总=Fs。2. 对比第1、2次实验，控制物重相同，改变提升高度，观察机械效率的变化，判断机械效率与提升高度的关系。3. 对比第3、4次实验，改变提升物体的重力，分析机械效率的变化，再通过W额=W总-W有分别计算两次实验的额外功，比较大小得出结论。
【解析】
(1) 弹簧测力计的分度值为0.2N，由图乙可知示数为2.2N；第4次实验的机械效率：η=W有/W总×100%=(Gh)/(Fs)×100%=(5N×0.1m)/(2.2N×0.3m)×100%≈75.8%。
(2) 第1、2次实验中，钩码重力相同，提升高度不同，但机械效率均为47.6%，说明同一滑轮组的机械效率与重物被提升高度无关。
(3) 第3、4次实验中，滑轮组相同，提升物体的重力越大，机械效率越高；计算额外功：第3次额外功W额3=Fs3 - Gh3=1.1N×0.3m -2N×0.1m=0.13J，第4次额外功W额4=2.2N×0.3m -5N×0.1m=0.16J，故第4次额外功比第3次增大。
【答案】
(1)2.2；75.8% (2)无关 (3)提升物体的重力；增大
【知识点】
滑轮组机械效率、机械效率计算、弹簧测力计使用
【点评】
本题考查滑轮组机械效率的实验探究，核心是控制变量法的应用和相关公式的计算，难度适中，适合学生巩固机械效率的知识点。
【难度系数】
0.6
