第五单元 制作省力装置（期末专项训练）五年级科学下学期（人教鄂教版）

**基本信息** 聚焦工程设计全流程与简单机械应用，通过知识回归与梯度训练，系统培养科学观念与探究实践能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |知识回归|核心步骤与测试方法|工程设计步骤（任务-方案-制作-测试-改进）、测试评估三维分析（材料/技术/实用性）|从设计流程到实践优化的递进| |提升训练|选择/填空/实验/综合（12选择+5填空+6判断+2简答+1实验+1综合）|简单机械原理应用（滑轮/斜面/轮轴）、模型测试与数据处理|基础概念到综合应用的迁移|

《第五单元 制作省力装置》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B B A A B A C A C A 题号 11 12 答案 C B 1．B 【详解】A.测试模型主要目的不是确定外观是否美观，外观美观并非工程设计测试模型的核心，故错误。 B.工程设计中测试模型是为检查模型在功能、结构等方面是否符合预先的设计要求，确保后续实际工程可行，故正确。 C.测试模型重点不是看材料是否环保，材料环保一般在选材阶段考量，故错误。 故选：B。 2．B 【详解】省力装置是利用多种科学原理和工具设计出来的一种提升人力效率的装置。在制作省力装置时，要根据设计图制作模型。 3．A 【详解】100多年前，詹天佑主持修建我国首条铁路干线——京张铁路。他在勘测八达岭线路段时，发现该路段地形坡度大，火车爬坡困难。他巧妙地将线路设计成“人”字形，不仅成功解决了这一问题，还成为我国铁路建设的一个杰作。 4．A 【详解】完成工程任务的基本环节是明确任务、展开调研、制定方案、交流改进-、制作模型、测试检验、完成报告。所以在明确工程任务的前提下，设计解决方案前需要展开调研。 5．B 【详解】设计是把一种设想通过合理的规划、周密的计划、通过各种感觉形式传达出来的过程。设计省力装置时首先要准备的是设计方案，然后设计图纸，再制作材料。 6．A 【详解】工程设计，是根据工程的要求，对建设工程所需的技术、经济、资源、环境等条件进行综合分析、论证，编制建设工程设计文件的活动。根据对制作活动步骤的认识，完成工程任务的基本环节是明确任务－展开调研－制定方案－交流改进－制作模型－测试检验－完成报告。 7．C 【详解】工程是为了满足我们的需要设计和使用技术，解决实际问题和制造产品的活动。工程建设的步骤：明确一个要解决的问题；在限制条件下进行设计；制作一个模型（画或写解决方案）；测试这个模型、评估并改进；实施建设。故选C。 8．A 【详解】A．定滑轮的作用是改变力的方向，不能省力，滑轮大小与是否省力无关，因此滑轮越大越省力的说法错误。Ａ选项符合题意。 B．红旗上升速度由拉绳速度决定，拉得越快红旗上升越快，描述正确。Ｂ选项不符合题意。 C．定滑轮改变力的方向，向下拉绳使红旗上升，方向相反，描述正确。Ｃ选项不符合题意。 故选A。 9．C 【详解】古埃及人使用盘旋的斜坡来搬运大石块，这是利用了斜面省力的原理。斜面可以将物体从低处搬到高处，虽然需要移动的距离变长了，但所需的力却减小了，从而使得搬运重物变得更加容易。 10．A 【详解】像旗杆顶部的滑轮那样固定在一个位置转动而不移动的滑轮叫定滑轮。定滑轮不能省力，但是能改变力的方向。像塔吊的吊钩上可以随着重物一起移动的滑轮叫做动滑轮。动滑轮能省力，但是不能改变力的方向。把动滑轮和定滑轮组合在一起使用，就构成了滑轮组。滑轮组能够改变力的方向，而且可以省力。起重机或者吊车端装有滑轮组，它的作用是既可以改变力的方向又省力。 11．C 【详解】凡能够改变力的大小和方向的装置，统称“机械”。利用机械既可减轻体力劳动，又能提高工作效率。机械的种类繁多，而且比较复杂。斧头是利用了斜面原理。因此，“用斧子砍木头”是斜面原理应用。故C正确。 12．B 【详解】能够帮助人们降低工作难度或省力的工具装置，都可以叫做机械。像杠杆、轮轴、斜面等装置结构简单，既能减轻人们的劳动强度，又能提高工作效率，被称为简单机械。常用的简单机械种类有杠杆、滑轮、轮轴、齿轮、斜面等。螺丝属于斜面的应用，螺丝刀属于轮轴，所以用螺丝刀拧螺丝属于轮轴和斜面的组合。 13．可行性 【详解】在设计制作省力装置过程中，在设计好后必须要建立模型进行测试，这样做的目的是为了测试设计的可行性，如果不可行还能够及时改进模型，这样才能够去进行实地的建设。 14． 结构 功能 仿生学 【详解】仿生学是一门模仿生物的特殊本领，利用生物的结构和功能原理来研制机械或各种新技术的科学。人类通过观察植物、动物的生活习性和生理结构发明创造了很多东西。如：根据人的眼睛发明了照相机，根据蝙蝠发明了雷达，根据鸟发明了飞机，根据象鼻子发明了起重机，根据斑马发明了迷彩服。 15．爱迪生 【详解】爱迪生发明电灯，是在前人工作基础上经过无数次探索、改进才取得成功的。继爱迪生之后，人们又对电灯作了更多改进。如今的电灯不仅种类繁多，对光能的利用效率也更高了。 16． 齿轮 带 链 【详解】机械传动在机器中应用非常广泛，它可以改变运动的方式、方向或速度。机械传动有多种形式，常见的有齿轮传动、带传动、链传动等。 17．测力计 【详解】弹簧测力计是一种测量力的大小的工具，运用于物理力学，主要由弹簧、挂钩、刻度盘构成，利用弹簧的受力越大，伸得越长的特性工作的。在实验中，我们可以根据测力计的示数来判断制作的装置是否省力。 18．√ 【详解】在进行任何手工制作，包括制作小船时，预先制订合理的制作步骤是很有必要的。这样可以让制作过程更有条理，明确每一步该做什么，比如先设计小船的形状，再准备材料，接着进行裁剪、拼接等操作，从而提高制作的效率和成功率，避免制作过程中出现混乱或错误。说法正确。 19． √ 【详解】模型测试是工程设计中的重要步骤，通过模拟实际条件验证设计能否达到预期目标。测试可发现设计中的问题，确认是否可行，从而决定是否需要调整或优化。题干正确描述了测试模型的目的，因此判断为正确。 20．√ 【详解】工程设计报告是对整个设计过程的总结和反思，通过报告可以记录设计思路、方法、遇到的问题及解决方案，从而为后续的设计工作提供参考和改进依据。 21．√ 【详解】制作省力装置时，不仅要考虑其构造，还需要综合考虑材料的选择、应用的科学原理以及装置的方便性和实用性。这是因为材料的选择会影响装置的耐用性和成本，科学原理的应用会影响装置的效率和效果，而方便性和实用性则直接关系到装置的用户体验和推广使用。 22．× 【详解】我们在设计多功能物品时，不仅要考虑实际需求，还要考虑给物品添加结构获得新功能的同时，给物品带来的其他变化以及实际使用情况，所以设计多功能物品时要权衡各种因素。 23．√ 【详解】仿生学是一门模仿生物的特殊本领，利用生物的结构和功能原理来研制机械或各种新技术的科学。人类通过观察植物、动物的生活习性和生理结构发明创造了很多东西。飞机机身和机翼的设计，就是受到鸟的身体外形和鸟翼形状的启发发明的，题目的说法是正确的。 24．都是利用了杠杆的原理。指甲剪和钳子是省力杠杆。镊子是费力杠杆。订书机是不省力也不费力杠杆。 【详解】杠杆包括支点、用力点、阻力点三个重要位置，当阻力点到支点的距离小于用力点到支点的距离时，杠杆省力；当阻力点到支点的距离大于用力点到支点的距离时，杠杆费力；当阻力点到支点的距离等于用力点到支点的距离时，杠杆不省力也不费力。指甲剪、镊子、钳子、订书机都是利用了杠杆的原理。指甲剪和钳子是省力杠杆。镊子是费力杠杆。订书机是不省力也不费力杠杆。 25．车把手：轮轴；刹车：杠杆；螺丝：斜面 【详解】人们根据需要，对轮轴、滑轮、杠杆、斜面、齿轮等简单机械进行组合，发明了各种复杂的机器，自行车就是其中的一种。自行车上应用了一些不同的简单机械原理，如螺丝运用斜面原理，刹车运用了杠杆原理，车把手运用了轮轴原理。 26．(1)C (2) 顶端承重 抗风 (3) 7 二 (4)B 【分析】在一项工程中，测试是重要环节。它是衡量设计是否达到规范要求的重要方法。塔高、承重、抗风能力和抗震能力为塔台模型制作的必要条件，我们需要测试塔台模型的这几项能力。在测试塔台模型之前，我们要先明确测试标准，测试的方法、标准、工具都需要统一，这样才能保证测试公平且方便对比。 【详解】（1）塔台模型搭建是一个工程设计项目。典型的工程设计流程包括：明确问题（需求）、设计（方案）、制作（实施）、测试（评估）、优化（改进）。其中，“设计”环节是确定模型结构、材料、尺寸等关键要素的基础，决定了模型的基本性能和可行性，是整个活动的核心。成本和测试虽然也很重要，但属于设计后的考虑或评估环节。故选C。 （2）往塔台顶端放置书本，目的是测试塔台能承受多大的垂直压力或重量，这属于“顶端承重”能力。 用风扇吹塔台，模拟风力作用，目的是测试塔台在风载荷下的稳定性，这属于“抗风”能力。 （3）实验1进行了三次测试，分别承受了7本、7本、6本。选取平均值或中间值应该记录为7本；实验2测试了三个等级的风力。在一级风和二级风下模型稳，在三级风下模型不稳定。因此，该塔台能够防御的最高风力等级是二级风。 （4）吸管被折弯意味着其结构受到了损伤，材料可能产生裂纹或内部结构破坏，使其承受应力的能力下降。即使将弯管恢复成直管的外观，其内部的损伤可能依然存在，导致其强度和刚度降低。因此，包含这根受损吸管的塔台模型的整体承重能力很可能会变小。故选B。 27．(1) 设计图 组装方法1 组装方法2 (2) 固定 定 下 不固定 动 上 (3)滑轮组结合了定滑轮和动滑轮的优点，既能省力，又能改变用力方向，提重物更轻松方便 【详解】（1）组装方法1（定滑轮）：滑轮固定在上方支架（位置不动），绳子的一端连接箱子，然后将绳子绕过这个固定的滑轮，另一端用手握住——这样拉绳子时，滑轮不会随箱子移动； 组装方法2（动滑轮）：滑轮直接挂在箱子的挂钩上（随箱子一起移动），绳子的一端固定在上方支架，再将绳子绕过这个滑轮，另一端用手握住——拉绳子时，滑轮会跟着箱子一起被提起。 （2）组装方法1：滑轮被固定在支架上，位置不会随箱子移动；位置固定的滑轮称为“定滑轮”；定滑轮的作用是“改变用力方向”，原本提箱子需要向上用力，用定滑轮后，向下拉绳子就能带动箱子上升。 组装方法2：滑轮和箱子连在一起，会随箱子一起被提起；随物体移动的滑轮称为“动滑轮”；动滑轮的作用是“省力”（用的力约是箱子重力的一半），但不能改变用力方向，所以需要向上拉绳子才能提起箱子。 （3）滑轮的优势是“改变用力方向”，但不省力；动滑轮的优势是“省力”，但不能改变用力方向。 将它们组合成滑轮组后，既能借助动滑轮的特性节省拉力，又能借助定滑轮的特性改变用力方向（比如图中可以向下拉绳子，更符合人的用力习惯），让提重物的过程既轻松又方便。 第2页，共6页 第5页，共6页 学科网（北京）股份有限公司 $ 第五单元 制作省力装置（期末专项训练） 亲爱的同学们： 科学学习，重在夯实基础、突破难点、补齐短板。这份小学科学期末专项训练，聚焦核心知识点、高频考点与易错题型，按专题拆分训练，针对性破解学习薄弱环节，为期末复习筑牢根基。 本训练贴合课本教学要求，题目梯度清晰，兼顾基础巩固与能力提升，帮助大家逐一攻破知识盲区，理顺解题思路，强化科学思维，把每一个知识点学扎实、练透彻。 愿大家沉下心认真练习，在专项训练中查漏补缺、稳步提升，保持对科学的好奇与热爱，脚踏实地积累进步，从容应对期末检测，收获满意的学习成果！ 祝同学们学有所成，稳步进阶！ 第一部分：知识回归 1. 设计一个项目的一般步骤是任务→制定方案→制作→测试→评估与改进。 2.设计省力装置时首先要准备的是设计方案，然后设计图纸，再制作材料。 3.在工地上把建筑材料运到高处，通常使用的机械有塔吊、起重机、辘轳等。 4.詹天佑(1861—1919)，主持修建了我国第一条自主设计并建造的铁路--京张铁路，这条铁路是“人”字形的。 ①测试之后要根据测试发现的问题，改进不足之处 ②在测试改进时： （1）面对测试得到的信息，要从材料选择的合理性、制作技术的可操作性、产品的实用性等方面进行分析。 （2）将测试得到的信息与任务要求进行对比分析设计上有什么不足。 （3）思考:为什么会是这样的结果?还可以怎样改进?然后制定改进方案。 第二部分：提升训练 一、选择题 1．在工程设计中，测试模型的主要目的是（    ）。 A．确定模型的外观是否美观 B．检查模型是否符合设计要求 C．测试模型的材料是否环保 2．在制作省力装置时，要根据（    ）制作模型。 A．任务 B．设计图 C．调查 3．詹天佑设计并建造出（    ）字形铁路，成功解决火车安全爬坡问题。 A．人 B．工 C．大 4．在明确工程任务的前提下，设计解决方案前需要（    ）。 A．展开调研 B．制作模型 C．测试检验 5．设计省力装置时，首先要准备的是（    ）。 A．设计方案 B．设计图纸 C．制作材料 6．完成工程任务的基本环节，正确的一项是（    ）。 A．明确任务－展开调研－制定方案－交流改进－制作模型－测试检验－完成报告 B．展开调研－明确任务－制定方案－交流改进－制作模型－测试检验－完成报告 C．明确任务－展开调研－交流改进－制定方案－制作模型－测试检验－完成报告 7．工程建设的第一个步骤一般是（   ）。 A．制作一个模型 B．在限定条件下进行设计 C．明确一个要解决的问题 8．升旗时，旗杆顶部有一个滑轮。下列说法错误的是（   ）。 A．滑轮越大，升旗就越省力 B．升旗的同学拉得越快，红旗上升就越快 C．拉绳的方向和红旗运动方向相反 9．金字塔是用石块砌成的，其中最重的石块达15吨，通常认为古埃及人使用盘旋的斜坡帮助他们搬运大石块，这是利用了（    ）的原理，把巨石搬到高处来建造金字塔。 A．轮轴省力 B．滑轮省力 C．斜面省力 10．起重机或者吊车端装有滑轮组，它的作用是（    ）。 A．既可以改变力的方向又省力 B．可以改变力的方向但不省力 C．省力但不能改变力的方向 11．科学课堂上，对于“用斧子砍木头”这件事，张琪、乔丽和苏恰发生了激烈的争论，你认为下列说法正确的是（    ）。 A．张琪认为“用斧子砍木头”是利用了轮轴的工作原理 B．乔丽认为“用斧子砍木头”没有什么科学道理 C．苏怡认为“用斧子砍木头”是利用了斜面的工作原理 12．在日常生活中，我们会用到许多简单机械的组合，用螺丝刀拧螺丝属于（    ）。 A．杠杆和斜面的组合 B．轮轴和斜面的组合 C．杠杆和轮轴的组合 二、填空题 13．在设计制作省力装置过程中，对模型还要进行测试，其目的是检验设计的___________。 14．通过研究生物系统的_______、_______等来改进工程技术系统，就是_______学。 15．_____________发明电灯，是在前人工作基础上经过无数次探索、改进才成功的。 16．机械传动有多种形式，常见的有______传动、______传动、______传动等。 17．在实验中，我们可以根据_______的示数来判断制作的装置是否省力。 三、判断题 18．制作小船之前，我们需要制订合理的制作步骤。( ) 19．对模型进行测试，其目的是检验设计的可行性。( ) 20．工程设计报告是一个反思、总结的过程。( ) 21．制作省力装置时不仅要考虑构造，还要考虑材料的选择、应用的科学原理以及如何方便、实用。( ) 22．设计多功能物品时，仅需考虑需求、材料。( ) 23．飞机机身和机翼的设计，受到鸟的身体外形和鸟翼形状的启发。( ) 四、简答题 24．指甲剪、镊子、钳子、订书机是常用的工具，它们运用了什么工作原理？ 25．自行车车把手、刹车、螺丝分别采用了哪种类型的简单机械？ 五、实验题 26．科学课上同学们用吸管等材料搭建了塔台模型，并对自己搭建的塔台模型进行检测。 (1)塔台模型搭建活动中，核心环节是（    ）（填字母）。 A．成本 B．测试模型 C．设计 (2)小科组对制作好的塔台模型进行了测试，如图所示。 在实验一中，他们在测试塔台模型的____________能力，在实验二中，他们在测试塔台模型的____________能力。 (3)他们将实验数据记录在下表中： 实验一：承受书的本数（本） 实验二：风力等级 第一次 第二次 第三次 一级风 二级风 三级风 7 7 6 √ √ × 观察表中的数据，这个塔台能够承受书的本数应该记为_________本，能够防御的风力等级为_________级风。 (4)在制作塔台模型时，一同学不小心将一根吸管折弯了，他将弯管恢复成直管后，模型的承重能力将（    ）（填字母）。 A．变大 B．变小 C．不变 六、综合题 27．小明想借助滑轮和绳子将一个箱子提到楼上。 (1)请在设计图上把滑轮两边的绳子补充完整，画出两种组装方法。 设计图 组装方法1 组装方法2 (2)请写出两种组装方法的特点。 两种组装方法都能将重物提起，不同点是： 组装方法1的滑轮________（选填“固定”或“不固定”），称为________滑轮，提箱时手应向________（选填“上”或“下”）拉绳子。 组装方法2的滑轮________（选填“固定”或“不固定”），称为________滑轮，提箱时手应向________（选填“上”或“下”）拉绳子。 (3)小明的爸爸把两种滑轮组合起来使用，如图。这样有什么好处？ _____________________________________________ 第2页，共5页 第5页，共5页 学科网（北京）股份有限公司 $