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3. 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. 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
A
解析
【分析】
要解决这道题，需结合各类简单机械的特点（省力/费力、省距离/费距离等），逐个分析选项对应的机械类型及原理：
1. 先明确核心原理：斜面是省力费距离的简单机械；杠杆分为省力（省力费距离）、费力（费力省距离）、等臂杠杆；轮轴实质是杠杆变形，动力作用在轮上时省力费距离，作用在轴上时费力省距离。
2. 逐一判断选项：
螺丝和螺帽属于螺旋状斜面，符合斜面省力费距离的特点，A选项说法合理。
脚踏板是轮轴，属于省力杠杆，并非等臂杠杆，B选项错误。
刹车控制器是省力杠杆，省力杠杆的特点是费距离，而非省距离，C选项错误。
车龙头是轮轴，动力作用在轮上时省力费距离，不能节省距离，D选项错误。
综上，正确选项为A。
【解析】
对各选项逐一分析：
选项A：螺丝和螺帽属于斜面类螺旋简单机械，斜面是省力机械，省力的同时费距离，该选项正确。
选项B：脚踏板是轮轴，实质是省力杠杆，并非等臂杠杆，该选项错误。
选项C：刹车控制器是省力杠杆，省力杠杆的特点是省力但费距离，不能省距离，该选项错误。
选项D：车龙头是轮轴，轮半径大于轴半径，动力作用在轮上时省力但费距离，不能节省距离，该选项错误。
因此正确答案为A。
【答案】
A
【知识点】
斜面的特点、杠杆的分类、轮轴的特点
【点评】
本题考查生活中常见简单机械的应用，需要准确掌握斜面、杠杆、轮轴的工作特点，结合自行车各部件的实际原理判断，注重理论联系实际，加深对简单机械的理解。
【难度系数】
0.6
要解决这道题，需结合各类简单机械的特点（省力/费力、省距离/费距离等），逐个分析选项对应的机械类型及原理：
1. 先明确核心原理：斜面是省力费距离的简单机械；杠杆分为省力（省力费距离）、费力（费力省距离）、等臂杠杆；轮轴实质是杠杆变形，动力作用在轮上时省力费距离，作用在轴上时费力省距离。
2. 逐一判断选项：
螺丝和螺帽属于螺旋状斜面，符合斜面省力费距离的特点，A选项说法合理。
脚踏板是轮轴，属于省力杠杆，并非等臂杠杆，B选项错误。
刹车控制器是省力杠杆，省力杠杆的特点是费距离，而非省距离，C选项错误。
车龙头是轮轴，动力作用在轮上时省力费距离，不能节省距离，D选项错误。
综上，正确选项为A。
【解析】
对各选项逐一分析：
选项A：螺丝和螺帽属于斜面类螺旋简单机械，斜面是省力机械，省力的同时费距离，该选项正确。
选项B：脚踏板是轮轴，实质是省力杠杆，并非等臂杠杆，该选项错误。
选项C：刹车控制器是省力杠杆，省力杠杆的特点是省力但费距离，不能省距离，该选项错误。
选项D：车龙头是轮轴，轮半径大于轴半径，动力作用在轮上时省力但费距离，不能节省距离，该选项错误。
因此正确答案为A。
【答案】
A
【知识点】
斜面的特点、杠杆的分类、轮轴的特点
【点评】
本题考查生活中常见简单机械的应用，需要准确掌握斜面、杠杆、轮轴的工作特点，结合自行车各部件的实际原理判断，注重理论联系实际，加深对简单机械的理解。
【难度系数】
0.6
4. 自行车是我们熟悉的交通工具,它涉及不少有关摩擦的知识。如图所示,自行车的零部件设计或骑行过程中,主要为了减小摩擦的是()
A. 自行车把套上有花纹
B. 车轴处装有滚动轴承
C. 刹车时用力捏闸
D. 脚凳表面凹凸不平
A. 自行车把套上有花纹
B. 车轴处装有滚动轴承
C. 刹车时用力捏闸
D. 脚凳表面凹凸不平
答案
B
解析
【分析】
要解决这道题，首先需回忆增大和减小摩擦力的方法：增大摩擦力的方法为增大压力、增大接触面的粗糙程度；减小摩擦力的方法为减小压力、减小接触面的粗糙程度、用滚动代替滑动、使接触面彼此分离。接下来逐个分析选项，判断每个选项是增大还是减小摩擦，进而选出正确答案：
1. 分析选项A：自行车把套上的花纹，是通过增大接触面的粗糙程度来增大手与把套间的摩擦，方便握持车把，属于增大摩擦，不符合题意。
2. 分析选项B：车轴处的滚动轴承，是用滚动代替滑动的方式，减小车轴转动时的摩擦，属于减小摩擦，符合题意。
3. 分析选项C：刹车时用力捏闸，是通过增大闸皮与车轮间的压力来增大摩擦，使车辆更快停下，属于增大摩擦，不符合题意。
4. 分析选项D：脚凳表面凹凸不平，是通过增大接触面的粗糙程度来增大脚与脚凳间的摩擦，防止脚打滑，属于增大摩擦，不符合题意。
【解析】
对各选项逐一分析：
A选项：把套上的花纹通过增大接触面粗糙程度增大摩擦，不符合减小摩擦的要求。
B选项：滚动轴承利用滚动代替滑动的方式，有效减小摩擦，符合题目要求。
C选项：用力捏闸通过增大压力增大摩擦，不符合减小摩擦的要求。
D选项：脚凳凹凸不平通过增大接触面粗糙程度增大摩擦，不符合减小摩擦的要求。
因此，主要为了减小摩擦的是B选项。
【答案】
B
【知识点】
减小摩擦的方法、增大摩擦的方法
【点评】
本题结合生活中常见的自行车部件，考查摩擦力的相关知识，要求准确区分增大和减小摩擦的不同方法，体现了物理知识在生活中的实际应用。
【难度系数】
0.8
要解决这道题，首先需回忆增大和减小摩擦力的方法：增大摩擦力的方法为增大压力、增大接触面的粗糙程度；减小摩擦力的方法为减小压力、减小接触面的粗糙程度、用滚动代替滑动、使接触面彼此分离。接下来逐个分析选项，判断每个选项是增大还是减小摩擦，进而选出正确答案：
1. 分析选项A：自行车把套上的花纹，是通过增大接触面的粗糙程度来增大手与把套间的摩擦，方便握持车把，属于增大摩擦，不符合题意。
2. 分析选项B：车轴处的滚动轴承，是用滚动代替滑动的方式，减小车轴转动时的摩擦，属于减小摩擦，符合题意。
3. 分析选项C：刹车时用力捏闸，是通过增大闸皮与车轮间的压力来增大摩擦，使车辆更快停下，属于增大摩擦，不符合题意。
4. 分析选项D：脚凳表面凹凸不平，是通过增大接触面的粗糙程度来增大脚与脚凳间的摩擦，防止脚打滑，属于增大摩擦，不符合题意。
【解析】
对各选项逐一分析：
A选项：把套上的花纹通过增大接触面粗糙程度增大摩擦，不符合减小摩擦的要求。
B选项：滚动轴承利用滚动代替滑动的方式，有效减小摩擦，符合题目要求。
C选项：用力捏闸通过增大压力增大摩擦，不符合减小摩擦的要求。
D选项：脚凳凹凸不平通过增大接触面粗糙程度增大摩擦，不符合减小摩擦的要求。
因此，主要为了减小摩擦的是B选项。
【答案】
B
【知识点】
减小摩擦的方法、增大摩擦的方法
【点评】
本题结合生活中常见的自行车部件，考查摩擦力的相关知识，要求准确区分增大和减小摩擦的不同方法，体现了物理知识在生活中的实际应用。
【难度系数】
0.8
5. 自行车是最常见的绿色交通工具,具有低碳环保的优点。停放自行车时,若要从如图的四点中选择一点施加竖直向上的力,将后轮略微提起,其中最省力的是()
A. A点
B. B点
C. C点
D. D点
A. A点
B. B点
C. C点
D. D点
答案
A
解析
【分析】
要解决这道题，我们可以借助杠杆平衡条件来分析。首先确定支点：当提起自行车后轮时，前轮与地面的接触点就是杠杆的支点。接下来，根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$，在阻力（自行车自身重力）和阻力臂固定的情况下，动力臂越长，所需的动力就越小，也就越省力。我们需要找到动力臂最长的点，由于施加的是竖直向上的力，动力臂是支点到力的作用线的垂直距离，也就是支点到该点的水平距离，观察图中四点，A点离前轮支点的水平距离最远，所以动力臂最长，施加的力最小。
【解析】
将后轮略微提起时，支点为前轮与地面的接触点。设自行车重力为阻力$F_2$，阻力臂为$L_2$，施加的竖直向上的力为动力$F_1$，动力臂为$L_1$。根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$，由于$F_2$和$L_2$为定值，动力臂$L_1$越长，动力$F_1$越小。
对比A、B、C、D四点，施加竖直向上的力时，A点到支点的水平距离（即动力臂）最长，因此所需动力最小，最省力。
【答案】
A
【知识点】
杠杆平衡条件
【点评】
本题考查杠杆平衡条件在生活中的实际应用，核心是准确确定支点和动力臂的长度，理解“动力臂越长越省力”的原理，需要学生将实际生活场景转化为物理杠杆模型，题目贴近生活，难度适中。
【难度系数】
0.7
要解决这道题，我们可以借助杠杆平衡条件来分析。首先确定支点：当提起自行车后轮时，前轮与地面的接触点就是杠杆的支点。接下来，根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$，在阻力（自行车自身重力）和阻力臂固定的情况下，动力臂越长，所需的动力就越小，也就越省力。我们需要找到动力臂最长的点，由于施加的是竖直向上的力，动力臂是支点到力的作用线的垂直距离，也就是支点到该点的水平距离，观察图中四点，A点离前轮支点的水平距离最远，所以动力臂最长，施加的力最小。
【解析】
将后轮略微提起时，支点为前轮与地面的接触点。设自行车重力为阻力$F_2$，阻力臂为$L_2$，施加的竖直向上的力为动力$F_1$，动力臂为$L_1$。根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$，由于$F_2$和$L_2$为定值，动力臂$L_1$越长，动力$F_1$越小。
对比A、B、C、D四点，施加竖直向上的力时，A点到支点的水平距离（即动力臂）最长，因此所需动力最小，最省力。
【答案】
A
【知识点】
杠杆平衡条件
【点评】
本题考查杠杆平衡条件在生活中的实际应用，核心是准确确定支点和动力臂的长度，理解“动力臂越长越省力”的原理，需要学生将实际生活场景转化为物理杠杆模型，题目贴近生活，难度适中。
【难度系数】
0.7
6. 交警部门会对电动车安装的遮阳伞予以拆除,因为遮阳伞虽能遮挡阳光,但也存在严重的安全隐患。如图所示,当电动车快速行驶时,遮阳伞上方空气流速比下方的空气流速更,遮阳伞将受到向的力,使得电动车受到的重力(选填“大于”“小于”“等于”)地面对它的支持力,导致车身不稳定,容易引发事故。
答案
快
上
大于
上
大于
解析
【分析】
首先回忆流体压强与流速的关系：在流体中，流速越大的位置，压强越小。观察遮阳伞的形状为上凸下平，当电动车快速行驶时，遮阳伞上方空气流经的路径比下方更长，因此上方空气流速更快。根据压强规律，上方压强小于下方压强，遮阳伞会受到向上的压力差。再对电动车进行受力分析，结合力的平衡关系，就能判断重力和支持力的大小关系。
【解析】
1. 依据流体压强与流速的关系：流体中，流速越大的位置压强越小。电动车快速行驶时，遮阳伞上凸下平，上方空气的流经路径更长，所以上方空气流速比下方更快。
2. 由于上方流速快、压强小，下方流速慢、压强大，遮阳伞上下方形成压强差，因此遮阳伞将受到向上的力。
3. 对电动车受力分析：电动车受到竖直向下的重力$ G $、竖直向上的支持力$ F_{\mathrm{支}} $，以及遮阳伞传递的竖直向上的力$ F $。根据力的平衡关系可得$ G = F_{\mathrm{支}} + F $，所以$ F_{\mathrm{支}} = G - F $，即电动车受到的重力大于地面对它的支持力。
【答案】
快；上；大于
【知识点】
流体压强与流速的关系、受力分析
【点评】
本题结合生活中电动车遮阳伞的实际场景，考查流体压强与流速的关系及受力分析的应用，将物理知识与生活现象结合，引导学生理解物理规律在实际中的影响，培养用物理知识解释生活现象的能力。
【难度系数】
0.8
首先回忆流体压强与流速的关系：在流体中，流速越大的位置，压强越小。观察遮阳伞的形状为上凸下平，当电动车快速行驶时，遮阳伞上方空气流经的路径比下方更长，因此上方空气流速更快。根据压强规律，上方压强小于下方压强，遮阳伞会受到向上的压力差。再对电动车进行受力分析，结合力的平衡关系，就能判断重力和支持力的大小关系。
【解析】
1. 依据流体压强与流速的关系：流体中，流速越大的位置压强越小。电动车快速行驶时，遮阳伞上凸下平，上方空气的流经路径更长，所以上方空气流速比下方更快。
2. 由于上方流速快、压强小，下方流速慢、压强大，遮阳伞上下方形成压强差，因此遮阳伞将受到向上的力。
3. 对电动车受力分析：电动车受到竖直向下的重力$ G $、竖直向上的支持力$ F_{\mathrm{支}} $，以及遮阳伞传递的竖直向上的力$ F $。根据力的平衡关系可得$ G = F_{\mathrm{支}} + F $，所以$ F_{\mathrm{支}} = G - F $，即电动车受到的重力大于地面对它的支持力。
【答案】
快；上；大于
【知识点】
流体压强与流速的关系、受力分析
【点评】
本题结合生活中电动车遮阳伞的实际场景，考查流体压强与流速的关系及受力分析的应用，将物理知识与生活现象结合，引导学生理解物理规律在实际中的影响，培养用物理知识解释生活现象的能力。
【难度系数】
0.8
7. 自行车是我们常用的交通工具,自行车利用了很多物理方面的知识。在跨学科实践活动中,同学们对自行车进行了学习研究。
【任务一】自行车上的摩擦力研究
(1)自行车轮胎、车把、脚蹬以及刹车块处均刻有一些花纹,并且使用摩擦大的材料,是为了增大摩擦力。
(2)车轴处经常上一些润滑油,以减小,来减小摩擦力。
(3)所有车轴处均有滚珠,是,来减小摩擦。
(4)刹车时,用力捏紧车闸,以增大刹车块与车圈之间的,从而增大摩擦力。
(5)紧蹬自行车前进时,后轮受到的摩擦力方向向,是自行车前进的动力,前轮受到的摩擦力方向向后,是自行车前进的阻力;自行车靠惯性前进时,前后轮受到的摩擦力方向均向后,这两个力均是自行车前进的阻力。
【任务二】自行车上简单机械研究
在下面列举的自行车结构或设计中,属于杠杆的是,属于轮轴的有。(选填前面的序号)
①控制前轮转向的车把;②车把上的刹车把手;③车把与前叉轴;④中轴上的脚蹬和齿盘;⑤后轴上的飞轮和后轮。
【任务三】自行车上压强研究
自行车的车座较宽大,车轴螺母处加一个垫圈,自行车的脚踏板做得扁而平,以上设计都是通过增大,而(选填“增大”或“减小”)压强。
【任务一】自行车上的摩擦力研究
(1)自行车轮胎、车把、脚蹬以及刹车块处均刻有一些花纹,并且使用摩擦大的材料,是为了增大摩擦力。
(2)车轴处经常上一些润滑油,以减小,来减小摩擦力。
(3)所有车轴处均有滚珠,是,来减小摩擦。
(4)刹车时,用力捏紧车闸,以增大刹车块与车圈之间的,从而增大摩擦力。
(5)紧蹬自行车前进时,后轮受到的摩擦力方向向,是自行车前进的动力,前轮受到的摩擦力方向向后,是自行车前进的阻力;自行车靠惯性前进时,前后轮受到的摩擦力方向均向后,这两个力均是自行车前进的阻力。
【任务二】自行车上简单机械研究
在下面列举的自行车结构或设计中,属于杠杆的是,属于轮轴的有。(选填前面的序号)
①控制前轮转向的车把;②车把上的刹车把手;③车把与前叉轴;④中轴上的脚蹬和齿盘;⑤后轴上的飞轮和后轮。
【任务三】自行车上压强研究
自行车的车座较宽大,车轴螺母处加一个垫圈,自行车的脚踏板做得扁而平,以上设计都是通过增大,而(选填“增大”或“减小”)压强。
答案
接触面粗
糙程度
用滚动代
替滑动
压力
前
①②
③④⑤
受力面积
减小
糙程度
用滚动代
替滑动
压力
前
①②
③④⑤
受力面积
减小
解析
【分析】
本题围绕自行车的物理知识展开，分三个任务考查摩擦力、简单机械、压强的相关内容，解题时需结合对应物理规律分析：
1. 任务一（摩擦力）：
(2) 减小摩擦力的方法包括减小接触面粗糙程度等，车轴加润滑油是通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦；
(3) 滚动摩擦远小于滑动摩擦，车轴的滚珠是通过用滚动代替滑动的方式减小摩擦；
(4) 摩擦力大小与压力和接触面粗糙程度有关，刹车时用力捏闸，是通过增大刹车块与车圈间的压力来增大摩擦力；
(5) 紧蹬时后轮为主动轮，相对地面有向后运动的趋势，因此受到的摩擦力向前，作为前进动力。
2. 任务二（简单机械）：
杠杆是能绕固定点转动的硬棒，轮轴是由轮和轴组成、可绕共同轴线转动的机械。据此判断对应结构的机械类型。
3. 任务三（压强）：
根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，在压力一定时，增大受力面积可减小压强，自行车的相关设计均是利用这一原理。
【解析】
任务一（摩擦力研究）：
(2) 车轴处加润滑油，是为了减小接触面的粗糙程度，使接触面更光滑，从而减小摩擦力；
(3) 所有车轴处的滚珠，是用滚动代替滑动，将滑动摩擦转化为滚动摩擦，来减小摩擦；
(4) 刹车时用力捏紧车闸，是增大刹车块与车圈之间的压力，在接触面粗糙程度不变时，压力越大，摩擦力越大；
(5) 紧蹬自行车前进时，后轮是主动轮，相对地面有向后运动的趋势，因此后轮受到的摩擦力方向向前，为自行车提供前进的动力。
任务二（简单机械研究）：
杠杆是能绕固定点转动的硬棒，①控制前轮转向的车把、②车把上的刹车把手符合杠杆的特征，属于杠杆；
轮轴是由轮和轴组成且可绕同一轴线转动的简单机械，③车把与前叉轴、④中轴上的脚蹬和齿盘、⑤后轴上的飞轮和后轮属于轮轴。
任务三（压强研究）：
根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，在压力一定时，增大受力面积可以减小压强。自行车的车座、车轴螺母处的垫圈、脚踏板的设计，都是通过增大受力面积，从而减小压强。
【答案】
(2) 接触面的粗糙程度
(3) 用滚动代替滑动
(4) 压力
(5) 前
任务二：属于杠杆的是①②，属于轮轴的有③④⑤
任务三：受力面积；减小
【知识点】
增大减小摩擦的方法；简单机械的分类；压强的改变方法
【点评】
本题以常见的自行车为载体，将摩擦力、简单机械、压强的基础物理知识与生活实际紧密结合，既考查了对核心知识点的掌握情况，又引导学生认识物理在生活中的应用，培养知识迁移与实际运用能力。
【难度系数】
0.7
本题围绕自行车的物理知识展开，分三个任务考查摩擦力、简单机械、压强的相关内容，解题时需结合对应物理规律分析：
1. 任务一（摩擦力）：
(2) 减小摩擦力的方法包括减小接触面粗糙程度等，车轴加润滑油是通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦；
(3) 滚动摩擦远小于滑动摩擦，车轴的滚珠是通过用滚动代替滑动的方式减小摩擦；
(4) 摩擦力大小与压力和接触面粗糙程度有关，刹车时用力捏闸，是通过增大刹车块与车圈间的压力来增大摩擦力；
(5) 紧蹬时后轮为主动轮，相对地面有向后运动的趋势，因此受到的摩擦力向前，作为前进动力。
2. 任务二（简单机械）：
杠杆是能绕固定点转动的硬棒，轮轴是由轮和轴组成、可绕共同轴线转动的机械。据此判断对应结构的机械类型。
3. 任务三（压强）：
根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，在压力一定时，增大受力面积可减小压强，自行车的相关设计均是利用这一原理。
【解析】
任务一（摩擦力研究）：
(2) 车轴处加润滑油，是为了减小接触面的粗糙程度，使接触面更光滑，从而减小摩擦力；
(3) 所有车轴处的滚珠，是用滚动代替滑动，将滑动摩擦转化为滚动摩擦，来减小摩擦；
(4) 刹车时用力捏紧车闸，是增大刹车块与车圈之间的压力，在接触面粗糙程度不变时，压力越大，摩擦力越大；
(5) 紧蹬自行车前进时，后轮是主动轮，相对地面有向后运动的趋势，因此后轮受到的摩擦力方向向前，为自行车提供前进的动力。
任务二（简单机械研究）：
杠杆是能绕固定点转动的硬棒，①控制前轮转向的车把、②车把上的刹车把手符合杠杆的特征，属于杠杆；
轮轴是由轮和轴组成且可绕同一轴线转动的简单机械，③车把与前叉轴、④中轴上的脚蹬和齿盘、⑤后轴上的飞轮和后轮属于轮轴。
任务三（压强研究）：
根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，在压力一定时，增大受力面积可以减小压强。自行车的车座、车轴螺母处的垫圈、脚踏板的设计，都是通过增大受力面积，从而减小压强。
【答案】
(2) 接触面的粗糙程度
(3) 用滚动代替滑动
(4) 压力
(5) 前
任务二：属于杠杆的是①②，属于轮轴的有③④⑤
任务三：受力面积；减小
【知识点】
增大减小摩擦的方法；简单机械的分类；压强的改变方法
【点评】
本题以常见的自行车为载体，将摩擦力、简单机械、压强的基础物理知识与生活实际紧密结合，既考查了对核心知识点的掌握情况，又引导学生认识物理在生活中的应用，培养知识迁移与实际运用能力。
【难度系数】
0.7
