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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，需逐个分析各选项对应部件的简单机械类型及特点，判断选项正误。首先回忆相关知识：斜面类机械省力但费距离；杠杆分省力、费力、等臂，省力杠杆省力费距离，费力杠杆费力省距离，等臂杠杆不省力也不省距离；轮轴是杠杆的变形，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的螺旋简单机械，斜面的特点是省力但费距离，该选项说法正确。
选项B：脚踏板与牙盘构成轮轴，动力作用在轮上，属于省力杠杆，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，不是省距离，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】
本题结合自行车部件考查常见简单机械的应用，需学生联系实际掌握各简单机械的特征，属于基础应用类题目，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，需逐个分析各选项对应部件的简单机械类型及特点，判断选项正误。首先回忆相关知识：斜面类机械省力但费距离；杠杆分省力、费力、等臂，省力杠杆省力费距离，费力杠杆费力省距离，等臂杠杆不省力也不省距离；轮轴是杠杆的变形，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的螺旋简单机械，斜面的特点是省力但费距离，该选项说法正确。
选项B：脚踏板与牙盘构成轮轴，动力作用在轮上，属于省力杠杆，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，不是省距离，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】
本题结合自行车部件考查常见简单机械的应用，需学生联系实际掌握各简单机械的特征，属于基础应用类题目，难度适中。
【难度系数】
0.6
2.（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）的特点及应用，需结合各简单机械的特性逐一分析选项：
1. 回忆核心知识点：轮轴由轮和轴组成，轮半径大于轴半径时，轮上移动距离大于轴上移动距离；定滑轮不省力，仅改变力的方向；动滑轮省力，不改变力的方向。
2. 分析各选项的机械组成与特点，判断对错。
【解析】
选项A：图甲的吊车，顶部是定滑轮，工人脚踩的巨轮与中间轴构成轮轴，属于轮轴与定滑轮的组合，说法正确。
选项B：轮轴中轮半径大于轴半径，轮转动一周时，轮上点移动的距离（工人脚踩的距离）为$2π R$，轴上点移动的距离（重物上升高度）为$2π r$，因$R＞r$，故工人脚踩距离大于重物上升高度，说法正确。
选项C：图乙的绞车，仅由轮轴和定滑轮组成，不存在动滑轮，并非轮轴与定滑轮、动滑轮的组合，说法错误。
选项D：定滑轮的作用是改变力的方向，图乙中的定滑轮确实改变了施力方向，说法正确。
【答案】C
【知识点】轮轴、定滑轮、动滑轮
【点评】本题考查常见简单机械的应用，需掌握轮轴、定滑轮、动滑轮的基本特性，属于基础题型，难度适中。
【难度系数】0.6
1. 回忆核心知识点：轮轴由轮和轴组成，轮半径大于轴半径时，轮上移动距离大于轴上移动距离；定滑轮不省力，仅改变力的方向；动滑轮省力，不改变力的方向。
2. 分析各选项的机械组成与特点，判断对错。
【解析】
选项A：图甲的吊车，顶部是定滑轮，工人脚踩的巨轮与中间轴构成轮轴，属于轮轴与定滑轮的组合，说法正确。
选项B：轮轴中轮半径大于轴半径，轮转动一周时，轮上点移动的距离（工人脚踩的距离）为$2π R$，轴上点移动的距离（重物上升高度）为$2π r$，因$R＞r$，故工人脚踩距离大于重物上升高度，说法正确。
选项C：图乙的绞车，仅由轮轴和定滑轮组成，不存在动滑轮，并非轮轴与定滑轮、动滑轮的组合，说法错误。
选项D：定滑轮的作用是改变力的方向，图乙中的定滑轮确实改变了施力方向，说法正确。
【答案】C
【知识点】轮轴、定滑轮、动滑轮
【点评】本题考查常见简单机械的应用，需掌握轮轴、定滑轮、动滑轮的基本特性，属于基础题型，难度适中。
【难度系数】0.6
3.（教材P24材料改编）物理实践活动中，小明设计了如图所示的机械模型，推动硬棒CD或EF，使它们在水平面内绕轴O转动，即可将绳绕到轴O上，重物被提升。该装置中，滑轮B是
第3题 第4题
定
滑轮，不能
（能/不能）改变力的大小。在使重物上升的过程中，请指出该装置的一个主要优点：既可以省力,又可以改变力的方向
，该装置在使用时的不利因素有不能省距离
；若要更省力，可以在不改变装置结构的基础上作何改进：增加一个动滑轮(合理即可)
。第3题 第4题
答案
3. 定 不能 既可以省力,又可以改变力的方向 不能省距离 增加一个动滑轮(合理即可)
解析
【分析】
首先判断滑轮类型：滑轮B的轴固定不动，属于定滑轮；定滑轮的实质是等臂杠杆，只能改变力的方向，不能改变力的大小。该装置中，轴O处的硬棒构成轮轴，轮轴是省力机械，结合定滑轮的特点，可分析装置的优缺点及改进方法。
【解析】
1. 滑轮B的轴固定，因此是定滑轮，定滑轮不省力，只能改变力的方向，所以不能改变力的大小。
2. 该装置中，轴O处的硬棒组成轮轴，轮轴的轮半径大于轴半径，属于省力机械，同时结合定滑轮可改变力的方向，因此优点是既可以省力，又可以改变力的方向。
3. 轮轴省力时，动力移动的距离大于阻力移动的距离，因此不利因素是不能省距离。
4. 要更省力，可在装置中增加动滑轮，利用动滑轮省力的特点，进一步提升省力效果。
【答案】
定 不能 既可以省力,又可以改变力的方向 不能省距离 增加一个动滑轮(合理即可)
【知识点】
定滑轮特点、轮轴特点、滑轮组应用
【点评】
本题结合实际机械模型，考查定滑轮、轮轴的特点，需要学生识别滑轮类型，分析机械的优缺点，属于基础应用类题目，需结合简单机械的相关知识解答。
【难度系数】
0.5
首先判断滑轮类型：滑轮B的轴固定不动，属于定滑轮；定滑轮的实质是等臂杠杆，只能改变力的方向，不能改变力的大小。该装置中，轴O处的硬棒构成轮轴，轮轴是省力机械，结合定滑轮的特点，可分析装置的优缺点及改进方法。
【解析】
1. 滑轮B的轴固定，因此是定滑轮，定滑轮不省力，只能改变力的方向，所以不能改变力的大小。
2. 该装置中，轴O处的硬棒组成轮轴，轮轴的轮半径大于轴半径，属于省力机械，同时结合定滑轮可改变力的方向，因此优点是既可以省力，又可以改变力的方向。
3. 轮轴省力时，动力移动的距离大于阻力移动的距离，因此不利因素是不能省距离。
4. 要更省力，可在装置中增加动滑轮，利用动滑轮省力的特点，进一步提升省力效果。
【答案】
定 不能 既可以省力,又可以改变力的方向 不能省距离 增加一个动滑轮(合理即可)
【知识点】
定滑轮特点、轮轴特点、滑轮组应用
【点评】
本题结合实际机械模型，考查定滑轮、轮轴的特点，需要学生识别滑轮类型，分析机械的优缺点，属于基础应用类题目，需结合简单机械的相关知识解答。
【难度系数】
0.5
4. 学校对面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】
本题分为两小问：（1）分析动滑轮机械效率的变化，需明确机械效率公式，判断重物重力对有用功和额外功的影响；（2）利用杠杆平衡条件、动滑轮拉力公式，结合横杆转动时线速度与力臂的关系，推导$v_1$与$v_2$的函数关系，再根据已知图像求出配重相关量，进而画出对应图像。
【解析】
（1）动滑轮的机械效率公式为$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}=\frac{G_{物}h}{G_{物}h+G_{动}h}=\frac{G_{物}}{G_{物}+G_{动}}$。当其他条件不变，重物变重即$G_{物}$增大时，$\eta=\frac{1}{1+\frac{G_{动}}{G_{物}}}$，$G_{物}$增大则$\frac{G_{动}}{G_{物}}$减小，因此机械效率变大。
（2）设横杆转动的角速度为$ω$，挂钩处力臂为$L_1$，配重处力臂为$L_2$，则线速度与力臂满足$v_1=ω L_1$，$v_2=ω L_2$，故$\frac{v_1}{v_2}=\frac{L_1}{L_2}$。动滑轮对横杆的拉力$F=\frac{G_{物}+G_{动}}{2}$，根据杠杆平衡条件$F· L_1=G_{配}· L_2$，将$F$和$\frac{L_1}{L_2}=\frac{v_1}{v_2}$代入得：$\frac{G_{物}+G_{动}}{2}·\frac{v_1}{v_2}=G_{配}$，整理得$v_1=\frac{2G_{配}}{G_{物}+G_{动}}v_2$，即$v_1$与$v_2$成正比，斜率$k=\frac{2G_{配}}{G_{物}+G_{动}}$。
由图乙，当重物质量$m_1=1.2\ \mathrm{kg}$时，取点$(v_2=0.4\ \mathrm{m/s},v_1=2\ \mathrm{m/s})$，得斜率$k_1=\frac{v_1}{v_2}=\frac{2}{0.4}=5$。代入$k_1=\frac{2G_{配}}{m_1g+m_{动}g}$，$m_{动}=0.4\ \mathrm{kg}$，解得$G_{配}=4g$。
当重物质量$m_2=0.4\ \mathrm{kg}$时，斜率$k_2=\frac{2G_{配}}{m_2g+m_{动}g}=\frac{2×4g}{0.4g+0.4g}=10$，故$v_1=10v_2$，该直线过原点，如$v_2=0.4\ \mathrm{m/s}$时$v_1=4\ \mathrm{m/s}$，$v_2=0.8\ \mathrm{m/s}$时$v_1=8\ \mathrm{m/s}$，连接这些点即可得到对应图像。
【答案】
4.（1）变大 （2）如图所示（对应斜率为10的正比例直线，过原点）
【知识点】
机械效率、杠杆平衡、速度关系
【点评】
本题综合了机械效率、杠杆平衡和运动学知识，需推导$v_1$与$v_2$的函数关系，考查知识的综合应用能力，难度适中。
【难度系数】
0.5
本题分为两小问：（1）分析动滑轮机械效率的变化，需明确机械效率公式，判断重物重力对有用功和额外功的影响；（2）利用杠杆平衡条件、动滑轮拉力公式，结合横杆转动时线速度与力臂的关系，推导$v_1$与$v_2$的函数关系，再根据已知图像求出配重相关量，进而画出对应图像。
【解析】
（1）动滑轮的机械效率公式为$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}=\frac{G_{物}h}{G_{物}h+G_{动}h}=\frac{G_{物}}{G_{物}+G_{动}}$。当其他条件不变，重物变重即$G_{物}$增大时，$\eta=\frac{1}{1+\frac{G_{动}}{G_{物}}}$，$G_{物}$增大则$\frac{G_{动}}{G_{物}}$减小，因此机械效率变大。
（2）设横杆转动的角速度为$ω$，挂钩处力臂为$L_1$，配重处力臂为$L_2$，则线速度与力臂满足$v_1=ω L_1$，$v_2=ω L_2$，故$\frac{v_1}{v_2}=\frac{L_1}{L_2}$。动滑轮对横杆的拉力$F=\frac{G_{物}+G_{动}}{2}$，根据杠杆平衡条件$F· L_1=G_{配}· L_2$，将$F$和$\frac{L_1}{L_2}=\frac{v_1}{v_2}$代入得：$\frac{G_{物}+G_{动}}{2}·\frac{v_1}{v_2}=G_{配}$，整理得$v_1=\frac{2G_{配}}{G_{物}+G_{动}}v_2$，即$v_1$与$v_2$成正比，斜率$k=\frac{2G_{配}}{G_{物}+G_{动}}$。
由图乙，当重物质量$m_1=1.2\ \mathrm{kg}$时，取点$(v_2=0.4\ \mathrm{m/s},v_1=2\ \mathrm{m/s})$，得斜率$k_1=\frac{v_1}{v_2}=\frac{2}{0.4}=5$。代入$k_1=\frac{2G_{配}}{m_1g+m_{动}g}$，$m_{动}=0.4\ \mathrm{kg}$，解得$G_{配}=4g$。
当重物质量$m_2=0.4\ \mathrm{kg}$时，斜率$k_2=\frac{2G_{配}}{m_2g+m_{动}g}=\frac{2×4g}{0.4g+0.4g}=10$，故$v_1=10v_2$，该直线过原点，如$v_2=0.4\ \mathrm{m/s}$时$v_1=4\ \mathrm{m/s}$，$v_2=0.8\ \mathrm{m/s}$时$v_1=8\ \mathrm{m/s}$，连接这些点即可得到对应图像。
【答案】
4.（1）变大 （2）如图所示（对应斜率为10的正比例直线，过原点）
【知识点】
机械效率、杠杆平衡、速度关系
【点评】
本题综合了机械效率、杠杆平衡和运动学知识，需推导$v_1$与$v_2$的函数关系，考查知识的综合应用能力，难度适中。
【难度系数】
0.5
