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【素養測評】蘇教版科學五年級下冊
第四單元《簡單機械》測試基礎卷
題號 一 二 三 四 五 六 總分
得分
一、知識廣場（每空 1 分，共 10 分）
像撬棍這樣的簡單機械叫做（ ），杠桿上有三個重要的位置，分別是（ ）、用力點和（ ）。
螺絲刀擰螺絲時，運用了（ ）的原理，刀柄相當于輪，刀桿相當于（ ）。
定滑輪的作用是（ ），動滑輪的作用是（ ）。
斜面是一種簡單機械，在提升重物時，斜面的坡度越（ ）越省力。
生活中，盤山公路是應用了（ ）原理，它通過延長（ ）的方式達到省力的目的。
二、判斷大廳（每題 2 分，共 20 分）
使用杠桿一定能省力。（ ）
輪軸的輪越大，軸越小，用輪帶動軸轉動就越省力。（ ）
動滑輪不僅能省力，還能改變力的方向。（ ）
定滑輪在生活中應用廣泛，如旗桿頂部的滑輪就是定滑輪。（ ）
斜面的坡度越大，越省力。（ ）
螺絲刀既能當輪軸使用，也能當杠桿使用。（ ）
所有的簡單機械在使用時都能省力。（ ）
在研究杠桿平衡條件的實驗中，我們可以通過改變鉤碼的數量和位置來改變力和力臂的大小。（ ）
把重物直接提升和利用斜面提升，所做的功是一樣的（不計摩擦力）。（ ）
滑輪組結合了定滑輪和動滑輪的優點，既能省力又能改變力的方向。（ ）
三、選擇樂園（每題 2 分，共 30 分）
在下面工具中，屬于省力杠桿的是（ ）。
A. 鑷子 B. 天平 C. 羊角錘
關于輪軸的說法，錯誤的是（ ）。
A. 自行車的車把是輪軸 B. 輪軸只能省力，不能費力 C. 轆轤也是輪軸
要改變力的方向，可以使用（ ）。
A. 動滑輪 B. 定滑輪 C. 滑輪組
用一個動滑輪提升重物，若物重為 100N，不計滑輪重及摩擦，所用的拉力為（ ）。
A. 50N B. 100N C. 200N
下面物體中，沒有應用斜面原理的是（ ）。
A. 樓梯 B. 斧頭 C. 蹺蹺板
在探究杠桿平衡條件的實驗中，多次改變力和力臂的大小，目的是（ ）。
A. 使結論具有普遍性 B. 減小實驗誤差 C. 便于測量
下列關于斜面的說法，正確的是（ ）。
A. 斜面的長度越長越省力 B. 斜面的高度越高越省力 C. 斜面的坡度越小越省力
用滑輪組提升重物時，滑輪組的省力情況取決于（ ）。
A. 定滑輪的個數 B. 動滑輪的個數 C. 繩子的繞法和動滑輪的個數
下列工具中，使用時屬于費力杠桿的是（ ）。
A. 開瓶器 B. 筷子 C. 核桃夾
下列關于簡單機械應用的說法，錯誤的是（ ）。
A. 盤山公路應用了斜面原理，是為了省力 B. 旗桿頂部的滑輪是動滑輪，能省力
C. 自行車的腳踏板與鏈輪組成了輪軸
小明在使用杠桿時，發現動力臂是阻力臂的 3 倍，那么他所用的動力是阻力的（ ）。
A. 3 倍 B. 31 C. 21
以下哪種情況不能用斜面省力原理來解釋（ ）。
A. 用斧子劈開木頭 B. 用螺絲刀擰螺絲 C. 沿著樓梯上樓
動滑輪的實質是（ ）。
A. 等臂杠桿 B. 省力杠桿 C. 費力杠桿
為了探究斜面坡度與省力的關系，需要改變的條件是（ ）。
A. 斜面的長度 B. 斜面的高度 C. 斜面的坡度
下列關于定滑輪和動滑輪的說法，正確的是（ ）。
A. 定滑輪和動滑輪都能省力 B. 定滑輪和動滑輪都能改變力的方向
C. 定滑輪能改變力的方向，動滑輪能省力
四、問題城堡（每題 4 分，共 20 分）
請舉例說明生活中杠桿的應用，并分析其是省力杠桿、費力杠桿還是等臂杠桿。
輪軸在生活中有哪些應用？請說明其工作原理。
簡述定滑輪和動滑輪的特點，并說明在什么情況下選擇使用定滑輪，什么情況下選擇使用動滑輪。
斜面在生活中有廣泛應用，請分析盤山公路為什么修成 “S” 形。
有人說 “使用簡單機械都能省力”，這種說法對嗎？為什么？
五、科學探究（8 分）
小明想要探究杠桿平衡的條件，他準備了杠桿、支架、鉤碼、彈簧測力計等器材，設計了如下實驗：
將杠桿安裝在支架上，調節杠桿兩端的螺母，使杠桿在水平位置平衡。
在杠桿的左側某一位置掛上一定數量的鉤碼，作為阻力，用彈簧測力計在杠桿右側不同位置沿豎直方向向下拉，使杠桿再次在水平位置平衡，記錄動力、動力臂、阻力、阻力臂的大小。
改變左側鉤碼的數量和位置，重復步驟 2，多次實驗并記錄數據。
（1）在這個實驗中，為什么要使杠桿在水平位置平衡？（3 分）
（2）通過實驗，小明得到以下數據，請分析數據，得出杠桿平衡的條件。（3 分）
實驗次數 動力 F1/N 動力臂 L1/cm 阻力 F2/N 阻力臂 L2/cm
1 2 15 3 10
2 3 10 2 15
3 4 5 5 4
（3）如果在實驗中，小明不小心將杠桿右側的彈簧測力計傾斜拉動，此時測量的動力大小會發生怎樣的變化？為什么？（2 分）
六、拓展長廊（每題 6 分，共 12 分）
1. 假設你正在裝修房子，需要將一些較重的家具從一樓搬到二樓。現有樓梯、滑輪組、長木板等工具，你將如何巧妙地利用這些工具來完成搬運任務？請詳細描述搬運過程，并說明運用到的簡單機械原理。
2. 在很多文學作品中，我們可以發現作者對生活中簡單機械的描寫，這些描寫不僅展現了生活場景，還蘊含著科學道理。請從你讀過的文學作品中，選取一處涉及簡單機械的描述，分析其蘊含的科學原理，并闡述文學描寫如何使這一科學知識變得生動形象。
參考答案
一、知識廣場
1．杠桿、支點、阻力點
解析：杠桿是一種常見簡單機械，這三個點是杠桿的關鍵要素。支點是杠桿繞著轉動的固定點；用力點是施加力的位置；阻力點是承受阻力的位置。
2. 輪軸）、軸
解析：輪軸由輪和軸組成，能繞共同軸線旋轉，螺絲刀工作時，刀柄大是輪，刀桿細是軸，轉動輪能省力。
3. 改變力的方向、省力
解析：定滑輪固定不動，使用時能改變用力方向，但不省力；動滑輪隨物體移動，能省力，但不能改變力的方向。
小
解析：斜面可省力，坡度越小，重物沿斜面提升時移動距離越長，省力效果越明顯。
斜面、路程
解析：盤山公路依山勢蜿蜒，相當于把斜面拉長，從而省力。
二、判斷大廳
×
解析：杠桿分為省力杠桿、費力杠桿和等臂杠桿。當用力點到支點的距離大于阻力點到支點的距離時省力；當用力點到支點的距離小于阻力點到支點的距離時費力；當用力點到支點的距離等于阻力點到支點的距離時不省力也不費力，所以使用杠桿不一定能省力。
√
解析：輪軸省力的原理是，在輪上用力帶動軸，輪越大、軸越小，就相當于動力臂相對阻力臂越大，根據杠桿平衡原理，就越省力。
×
解析：動滑輪的特點是省力，但不能改變力的方向；定滑輪能改變力的方向，但不省力。
√
解析：旗桿頂部的滑輪固定不動，人在下面向下拉繩子，國旗向上運動，改變了力的方向，符合定滑輪的特征。
×
解析：斜面的省力規律是坡度越小越省力，坡度越大則越費力。因為坡度大，重物沿斜面提升時垂直高度變化快，需要克服的重力做功多。
√
解析：螺絲刀擰螺絲時是輪軸；當用螺絲刀撬東西時，它又相當于杠桿，有支點、用力點和阻力點。
×
解析：簡單機械包括杠桿、輪軸、滑輪、斜面等，其中費力杠桿如鑷子，使用時費力但省距離；定滑輪不省力只改變力的方向，所以不是所有簡單機械都能省力。
√
解析：鉤碼數量改變相當于改變力的大小，鉤碼在杠桿上懸掛位置改變則改變了力臂大小，通過這樣的操作可研究杠桿平衡條件。
√
解析：根據功的原理，使用任何機械都不省功（不計摩擦等額外功）。把重物直接提升和利用斜面提升，在不計摩擦力的情況下，對重物做的有用功相同。
√
解析：滑輪組由定滑輪和動滑輪組成，定滑輪改變力的方向，動滑輪省力，二者結合使滑輪組具備既能省力又能改變力的方向的優點。
三、選擇樂園
C
解析：羊角錘在使用時，用力點到支點的距離大于阻力點到支點的距離，能省力；鑷子用力點到支點的距離小于阻力點到支點的距離，是費力杠桿；天平是等臂杠桿，不省力也不費力。
B
解析：自行車車把和轆轤都屬于輪軸；輪軸在輪上用力省力，在軸上用力費力，所以輪軸不是只能省力，B 選項說法錯誤。
B
解析：定滑輪的主要作用是改變力的方向；動滑輪主要作用是省力；滑輪組既能省力又能改變力的方向，但題目問的是只改變力的方向，所以選定滑輪。
A
解析：動滑輪省力規律是，不計滑輪重及摩擦時，使用動滑輪提升重物，拉力是物重的一半，所以拉力為100N÷2=50N。
C
解析：樓梯是變形的斜面；斧頭的刃是斜面；蹺蹺板是杠桿，沒有應用斜面原理。
A
解析：在探究杠桿平衡條件實驗中，多次改變力和力臂大小進行實驗，避免實驗結論的偶然性，使得到的杠桿平衡條件結論更具有普遍性。
C
解析：斜面省力與否取決于坡度，坡度越小越省力；斜面長度和高度單獨變化，不能直接決定省力情況，還需考慮二者關系即坡度，所以 C 選項正確。
C
解析：滑輪組省力情況由承擔物重的繩子段數決定，而承擔物重繩子段數與繩子繞法和動滑輪個數有關，所以選 C。定滑輪個數不影響滑輪組省力情況。
B
解析：開瓶器和核桃夾在使用時，用力點到支點的距離大于阻力點到支點的距離，是省力杠桿；筷子使用時，用力點到支點的距離小于阻力點到支點的距離，是費力杠桿。
B
解析：盤山公路通過延長路程、減小坡度省力，應用了斜面原理；旗桿頂部滑輪是定滑輪，能改變力的方向，但不省力，B 選項說法錯誤；自行車腳踏板與鏈輪符合輪軸特征，是輪軸。
B
解析：根據杠桿平衡原理動力動力臂阻力阻力臂，當動力臂是阻力臂的 3 倍時，動力就是阻力的31 。
B
解析：用斧子劈開木頭，斧子刃是斜面；沿著樓梯上樓，樓梯是斜面；用螺絲刀擰螺絲是應用輪軸原理，不是斜面省力原理。
B
解析：動滑輪實質是動力臂為阻力臂 2 倍的省力杠桿，所以使用動滑輪省力。
C
解析：探究斜面坡度與省力關系，實驗變量就是斜面的坡度；斜面長度和高度單獨改變不能直接體現與坡度的關系，且要保證其他可能影響實驗結果的因素不變，所以選 C。
C
解析：定滑輪特點是改變力的方向但不省力；動滑輪特點是省力但不能改變力的方向，所以 C 選項正確。
四、問題城堡
答案：比如撬棒，在撬重物時，用力點到支點的距離大于阻力點到支點的距離，是省力杠桿，能輕松撬起重物。鑷子，在夾取物品時，用力點到支點的距離小于阻力點到支點的距離，是費力杠桿，雖然費力但省距離，方便操作。天平，在測量物體質量時，動力臂等于阻力臂，是等臂杠桿，不省力也不費力，能準確測量物體質量。
解析：分別列舉省力、費力、等臂杠桿的實例，從杠桿三要素關系分析其所屬類型及特點。
答案：生活中汽車方向盤是輪軸應用。方向盤的輪大，駕駛員握住輪轉動，帶動中間軸轉動從而控制汽車方向，在輪上用力，動力臂大，根據杠桿平衡原理省力。水龍頭也是輪軸，手柄相當于輪，軸與水閥相連，轉動手柄帶動軸，輕松控制水的開關和水流大小，同樣是在輪上用力省力。
解析：以汽車方向盤和水龍頭為例，闡述輪軸結構及在輪上用力省力的工作原理。
答案：定滑輪特點是能改變力的方向，但不省力；動滑輪特點是能省力，但不能改變力的方向。當需要改變力的方向，比如升旗時，人在地面向下拉繩子，要讓國旗向上運動，就選擇定滑輪。當需要省力，比如提升重物且對力的方向沒有特定要求時，就選擇動滑輪，如工地提升建筑材料。
解析：先說明兩者特點，再結合生活實際場景說明選擇使用依據。
答案：盤山公路修成 “S” 形，相當于把斜面的長度拉長，而高度不變，這樣斜面的坡度就變小。根據斜面省力原理，坡度越小越省力，車輛行駛時就更容易爬坡，減少能源消耗，所以盤山公路修成 “S” 形。
解析：從斜面省力與坡度關系角度，分析盤山公路修成 “S” 形的原因及好處。
答案：這種說法不對。簡單機械包括杠桿、輪軸、滑輪、斜面等多種。杠桿有省力杠桿、費力杠桿和等臂杠桿，像鑷子這樣的費力杠桿，使用時費力但省距離；定滑輪是等臂杠桿，不省力只改變力的方向。所以不是所有簡單機械都能省力，該說法過于絕對。
解析：先表明觀點，再通過列舉費力杠桿和定滑輪說明不是所有簡單機械都省力。
五、科學探究
（1）
答案：使杠桿在水平位置平衡，一是因為此時杠桿自身重力的力臂為零，不會對實驗結果產生影響，避免了杠桿自重這一干擾因素。二是在水平位置時，便于直接從杠桿上讀出力臂的大小，因為力臂是支點到力的作用線的垂直距離，杠桿水平時，掛鉤碼位置到支點的距離就是力臂，測量更方便、準確。
解析：從排除杠桿自重干擾和便于測量力臂兩方面說明杠桿在水平位置平衡的原因。
（2）
答案：分析數據可知，對于第一次實驗，2N×15cm=3N×10cm=30N cm；第二次實驗，3N×10cm=2N×15cm=30N cm；第三次實驗，4N×5cm=5N×4cm=20N cm。由此可以得出杠桿平衡的條件是：動力 × 動力臂 = 阻力 × 阻力臂，用公式表示為F1×L1=F2×L2。
解析：通過計算每次實驗動力與動力臂乘積、阻力與阻力臂乘積，對比得出杠桿平衡條件。
（3）
答案：動力大小會變大。因為彈簧測力計傾斜拉動時，動力臂變小（力臂是支點到力的作用線的垂直距離，傾斜拉動時力的作用線與杠桿不垂直，動力臂小于杠桿上掛鉤碼位置到支點的距離），根據杠桿平衡條件F1×L1=F2×L2，阻力和阻力臂不變，動力臂變小，要使杠桿平衡，動力就會變大。
解析：從力臂變化角度，結合杠桿平衡條件分析動力大小變化原因。
六、拓展長廊
1.
搬運過程：首先，將長木板一端搭在一樓地面，另一端搭在二樓合適位置，形成一個斜面。然后，利用滑輪組，將滑輪組的定滑輪固定在二樓的牢固位置，動滑輪與要搬運的家具連接起來。通過繩子繞過滑輪組，站在一樓地面沿著斜面方向拉繩子，借助滑輪組省力的特點，將家具沿著斜面緩緩拉上二樓。
運用原理：這里運用了斜面和滑輪組兩種簡單機械原理。斜面原理在于，通過將木板搭成斜面，使家具提升過程中，沿著較長的斜面移動，相比直接垂直提升，減小了所需克服重力的力，達到省力效果。滑輪組原理是，定滑輪可改變力的方向，動滑輪能省力，組合起來既能省力又能改變力的方向，方便在一樓地面操作將家具提升到二樓。
2.
答案：以《水滸傳》中魯智深倒拔垂楊柳情節為例，魯智深在拔楊柳時，可將其視為運用了杠桿原理。他以雙手握住樹干的位置為用力點，以樹根與地面接觸點為支點，樹自身重力為阻力，通過改變用力點與支點的距離（增大動力臂），以及自身強大的力量，克服樹的重力將其拔出。在文學描寫中，作者通過對魯智深動作、神態等生動刻畫，如 “只見魯智深脫了衣裳，用右手向下，把身倒繳著，卻把左手拔住上截，把腰只一趁，將那株綠楊樹帶根拔起”，讓讀者仿佛身臨其境，更直觀地感受到魯智深的神力以及杠桿原理在這個場景中的運用。這種文學描寫將抽象的杠桿科學知識融入具體的人物行為和精彩情節中，使科學知識變得生動有趣，更易被讀者理解和接受。
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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