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1 机械以各种不同的形式展现在生活中，成为生活中不可或缺的部分，如图是自行车结构图，关于其机械的应用，正确的是 （
A.螺丝和螺帽:斜面类螺旋简单机械,费距离
B.脚踏板:属于等臂杠杆
C.刹车控制器:属于杠杆,能省距离
D.车龙头:属于轮轴,控制自行车的方向并节省距离
A
）A.螺丝和螺帽:斜面类螺旋简单机械,费距离
B.脚踏板:属于等臂杠杆
C.刹车控制器:属于杠杆,能省距离
D.车龙头:属于轮轴,控制自行车的方向并节省距离
答案
1.A
解析
【分析】
本题考查生活中常见简单机械的应用，需结合斜面、杠杆、轮轴的特点，逐一分析选项判断正误。首先回忆各简单机械的核心特点：斜面省力但费距离；杠杆根据动力臂与阻力臂的关系分为省力、费力、等臂杠杆；轮轴中动力作用在轮上时省力。
【解析】
选项A：螺丝和螺帽属于斜面类螺旋简单机械，斜面的特性是省力但费距离，该选项正确。
选项B：脚踏板使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆（或轮轴，轮半径大于轴半径，省力），并非等臂杠杆，该选项错误。
选项C：刹车控制器是省力杠杆，特点是省力但费距离，不能省距离，该选项错误。
选项D：车龙头属于轮轴，动力作用在轮上，作用是省力，并非节省距离，该选项错误。
【答案】
A
【知识点】
简单机械（斜面、杠杆、轮轴）
【点评】
本题结合自行车这一生活常见物品，考查简单机械的实际应用，需要将物理知识与生活实例结合，掌握各类简单机械的特点即可解题，难度适中。
【难度系数】
0.6
本题考查生活中常见简单机械的应用，需结合斜面、杠杆、轮轴的特点，逐一分析选项判断正误。首先回忆各简单机械的核心特点：斜面省力但费距离；杠杆根据动力臂与阻力臂的关系分为省力、费力、等臂杠杆；轮轴中动力作用在轮上时省力。
【解析】
选项A：螺丝和螺帽属于斜面类螺旋简单机械，斜面的特性是省力但费距离，该选项正确。
选项B：脚踏板使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆（或轮轴，轮半径大于轴半径，省力），并非等臂杠杆，该选项错误。
选项C：刹车控制器是省力杠杆，特点是省力但费距离，不能省距离，该选项错误。
选项D：车龙头属于轮轴，动力作用在轮上，作用是省力，并非节省距离，该选项错误。
【答案】
A
【知识点】
简单机械（斜面、杠杆、轮轴）
【点评】
本题结合自行车这一生活常见物品，考查简单机械的实际应用，需要将物理知识与生活实例结合，掌握各类简单机械的特点即可解题，难度适中。
【难度系数】
0.6
2 新情境 古代科技 [2024苏州期末]如图甲所示是欧洲中世纪使用的吊车，如图乙所示是我国古人使用的绞车。关于吊车与绞车的认识，下列说法错误的是（
A.图甲的吊车是轮轴与定滑轮的组合
B.图甲中工人脚踩巨轮走过的距离一定大于重物上升的高度
C.图乙的绞车是轮轴与定滑轮、动滑轮的组合
D.图乙中的定滑轮改变了施力方向
C
）A.图甲的吊车是轮轴与定滑轮的组合
B.图甲中工人脚踩巨轮走过的距离一定大于重物上升的高度
C.图乙的绞车是轮轴与定滑轮、动滑轮的组合
D.图乙中的定滑轮改变了施力方向
答案
2.C
解析
【分析】本题考查简单机械（轮轴、定滑轮、动滑轮）的应用，需结合各简单机械的结构特点，逐一分析选项判断正误。首先明确：轮轴由轮和轴组成，省力费距离；定滑轮不省力但可改变力的方向；动滑轮省力但不能改变力的方向。再结合甲、乙两图的机械结构，判断每个选项的描述是否正确。
【解析】
选项A：图甲的吊车，上方有定滑轮，下方装置为轮轴，属于轮轴与定滑轮的组合，该说法正确。
选项B：轮轴中轮半径大于轴半径，轮上移动距离大于轴上移动距离，工人脚踩巨轮（轮）走过的距离对应轮的周长，重物上升高度对应轴的周长，因此工人走过的距离大于重物上升高度，该说法正确。
选项C：图乙的绞车，仅由轮轴和定滑轮组成，没有动滑轮，并非轮轴与定滑轮、动滑轮的组合，该说法错误。
选项D：定滑轮的作用是改变施力方向，图乙中的定滑轮确实改变了施力方向，该说法正确。
综上，错误的说法是C。
【答案】C
【知识点】简单机械（轮轴、定滑轮、动滑轮）
【点评】本题结合古代科技情境，考查常见简单机械的结构与特点，需准确识别机械类型并掌握其作用，属于基础应用类题目。
【难度系数】0.5
【解析】
选项A：图甲的吊车，上方有定滑轮，下方装置为轮轴，属于轮轴与定滑轮的组合，该说法正确。
选项B：轮轴中轮半径大于轴半径，轮上移动距离大于轴上移动距离，工人脚踩巨轮（轮）走过的距离对应轮的周长，重物上升高度对应轴的周长，因此工人走过的距离大于重物上升高度，该说法正确。
选项C：图乙的绞车，仅由轮轴和定滑轮组成，没有动滑轮，并非轮轴与定滑轮、动滑轮的组合，该说法错误。
选项D：定滑轮的作用是改变施力方向，图乙中的定滑轮确实改变了施力方向，该说法正确。
综上，错误的说法是C。
【答案】C
【知识点】简单机械（轮轴、定滑轮、动滑轮）
【点评】本题结合古代科技情境，考查常见简单机械的结构与特点，需准确识别机械类型并掌握其作用，属于基础应用类题目。
【难度系数】0.5
4 工地上的塔吊机吸引了小温的注意，于是小温利用社团课制作了如图甲所示的塔吊机模型，用于研究塔吊机的工作原理。塔吊机模型用来吊重物的挂钩是由拉绳和滑轮组成的动滑轮结构，动滑轮的质量为0.4 kg，忽略拉绳的质量且不计一切摩擦阻力。
（1）当其他保持不变，吊起的重物变重时，该动滑轮结构的机械效率
（2）塔吊机将重物吊起后，还能将重物在横杆上左右移动。小温为了实现这一功能，他设计用电动机控制着此模型的重物和配重在横杆上左右移动，当挂钩和重物以$v_1$速度匀速移动时，另一端的配重也随之以$v_2$速度匀速移动，从而使横杆始终保持水平平衡。图乙为当重物质量为1.2 kg时$v_1$与$v_2$的速度关系。请在该图上画出当重物质量为0.4 kg时$v_1$与$v_2$的速度关系图。（忽略横杆本身重力）
（1）当其他保持不变，吊起的重物变重时，该动滑轮结构的机械效率
变大
。（变大/不变/变小）（2）塔吊机将重物吊起后，还能将重物在横杆上左右移动。小温为了实现这一功能，他设计用电动机控制着此模型的重物和配重在横杆上左右移动，当挂钩和重物以$v_1$速度匀速移动时，另一端的配重也随之以$v_2$速度匀速移动，从而使横杆始终保持水平平衡。图乙为当重物质量为1.2 kg时$v_1$与$v_2$的速度关系。请在该图上画出当重物质量为0.4 kg时$v_1$与$v_2$的速度关系图。（忽略横杆本身重力）
答案
4.（1）变大 （2）如图所示
解析
【分析】
第一问：动滑轮的机械效率公式为$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}=\frac{G_{物}h}{G_{物}h+G_{动}h}=\frac{G_{物}}{G_{物}+G_{动}}$，当吊起的重物变重（$G_{物}$增大），动滑轮重力$G_{动}$不变，分母中$G_{物}$的占比变大，因此机械效率变大。
第二问：横杆匀速平衡时，结合动滑轮受力和杠杆平衡条件，可推导得$v_1$与$v_2$成正比，为过原点的直线。先根据已知重物质量（1.2kg）的$v_1-v_2$关系求出比例系数，再代入新的重物质量（0.4kg）得到新的比例系数，即可画出对应直线。
【解析】
（1）动滑轮的机械效率$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}=\frac{G_{物}h}{G_{物}h+G_{动}h}=\frac{G_{物}}{G_{物}+G_{动}}$，当其他条件不变，重物重力$G_{物}$增大，$G_{动}$不变，因此机械效率变大。
（2）设配重重力为$G_{配}$，横杆平衡时，动滑轮的拉力$F=\frac{G_{物}+G_{动}}{2}$；根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$，结合线速度与角速度的关系$v=ω r$，可得$\frac{v_1}{v_2}=\frac{L_1}{L_2}$，联立推导得$v_1=\frac{2G_{配}}{G_{物}+G_{动}}v_2$，即$v_1$与$v_2$成正比。
已知重物质量$m_1=1.2\ \mathrm{kg}$时，总质量$M_1=1.2\ \mathrm{kg}+0.4\ \mathrm{kg}=1.6\ \mathrm{kg}$，从图中取点（如$v_2=0.8\ \mathrm{m/s}$时，$v_1=7\ \mathrm{m/s}$），得比例系数$k_1=\frac{v_1}{v_2}=\frac{7}{0.8}=8.75$，因此$2G_{配}=k_1· M_1=8.75×1.6=14$。
当重物质量$m_2=0.4\ \mathrm{kg}$时，总质量$M_2=0.4\ \mathrm{kg}+0.4\ \mathrm{kg}=0.8\ \mathrm{kg}$，新的比例系数$k_2=\frac{2G_{配}}{M_2}=\frac{14}{0.8}=17.5$，即$v_1=17.5v_2$，为过原点、斜率为17.5的直线，在图中画出该直线即可。
【答案】
4.（1）变大 （2）
【知识点】
机械效率、杠杆平衡、速度关系
【点评】
本题结合动滑轮机械效率和杠杆平衡知识，考查受力分析与公式推导能力，第二问需明确$v_1$与$v_2$的正比关系，关键是推导比例系数与总质量的关联，对学生的逻辑推导能力有一定要求。
【难度系数】
0.5
第一问：动滑轮的机械效率公式为$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}=\frac{G_{物}h}{G_{物}h+G_{动}h}=\frac{G_{物}}{G_{物}+G_{动}}$，当吊起的重物变重（$G_{物}$增大），动滑轮重力$G_{动}$不变，分母中$G_{物}$的占比变大，因此机械效率变大。
第二问：横杆匀速平衡时，结合动滑轮受力和杠杆平衡条件，可推导得$v_1$与$v_2$成正比，为过原点的直线。先根据已知重物质量（1.2kg）的$v_1-v_2$关系求出比例系数，再代入新的重物质量（0.4kg）得到新的比例系数，即可画出对应直线。
【解析】
（1）动滑轮的机械效率$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}=\frac{G_{物}h}{G_{物}h+G_{动}h}=\frac{G_{物}}{G_{物}+G_{动}}$，当其他条件不变，重物重力$G_{物}$增大，$G_{动}$不变，因此机械效率变大。
（2）设配重重力为$G_{配}$，横杆平衡时，动滑轮的拉力$F=\frac{G_{物}+G_{动}}{2}$；根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$，结合线速度与角速度的关系$v=ω r$，可得$\frac{v_1}{v_2}=\frac{L_1}{L_2}$，联立推导得$v_1=\frac{2G_{配}}{G_{物}+G_{动}}v_2$，即$v_1$与$v_2$成正比。
已知重物质量$m_1=1.2\ \mathrm{kg}$时，总质量$M_1=1.2\ \mathrm{kg}+0.4\ \mathrm{kg}=1.6\ \mathrm{kg}$，从图中取点（如$v_2=0.8\ \mathrm{m/s}$时，$v_1=7\ \mathrm{m/s}$），得比例系数$k_1=\frac{v_1}{v_2}=\frac{7}{0.8}=8.75$，因此$2G_{配}=k_1· M_1=8.75×1.6=14$。
当重物质量$m_2=0.4\ \mathrm{kg}$时，总质量$M_2=0.4\ \mathrm{kg}+0.4\ \mathrm{kg}=0.8\ \mathrm{kg}$，新的比例系数$k_2=\frac{2G_{配}}{M_2}=\frac{14}{0.8}=17.5$，即$v_1=17.5v_2$，为过原点、斜率为17.5的直线，在图中画出该直线即可。
【答案】
4.（1）变大 （2）
【知识点】
机械效率、杠杆平衡、速度关系
【点评】
本题结合动滑轮机械效率和杠杆平衡知识，考查受力分析与公式推导能力，第二问需明确$v_1$与$v_2$的正比关系，关键是推导比例系数与总质量的关联，对学生的逻辑推导能力有一定要求。
【难度系数】
0.5
