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【素养测评】人教鄂教版科学三年级下册
第四单元《学习用品中的科学》测试提升卷
题号 一 二 三 四 五 六 总分
得分
知识广场（每空 1 分，共 10 分）
自动铅笔笔芯能伸缩，关键在于其内部弹簧的__________和__________的巧妙配合。
2. 笔杆上橡胶套除了增大摩擦力，还具有__________，能让握笔时更舒适。
3. 物体在水中受到的浮力大小与物体排开__________的体积有关，排开体积越大，浮力越__________。
4. 研究表明，在弹性限度内，弹簧所受拉力越大，弹簧的伸长量越__________。
5. 当物体在水中既不上浮也不下沉，而是静止在水中某一位置时，这种状态称为__________，此时物体受到的浮力__________重力。
6. 为了让橡皮泥在水中能承载更多重物，可以将其捏成__________形状，这样能有效增大它排开水的体积。
7. 在探究摩擦力大小与哪些因素有关的实验中，我们通常用弹簧测力计拉动木块在水平面上做__________运动，此时弹簧测力计的示数就等于摩擦力的大小。
二、判断大厅（每题 2 分，共 20 分）
只要物体在水中受到浮力，物体就一定会上浮。（ ）
笔杆上橡胶套的摩擦力越大越好，这样握笔更稳。（ ）
改变物体在水中的形状，其排开水的体积可能改变，浮力也可能改变。（ ）
弹簧被压缩后产生的弹力方向与压缩方向相同。（ ）
用弹簧测力计测量物体重力时，物体挂在挂钩上，手要拿着提环。（ ）
两个物体表面越光滑，它们之间的摩擦力一定为零。（ ）
相同重量的橡皮泥，做成不同形状在水中受到的浮力可能不同，这是因为它们排开水的体积不同。（ ）
物体在水中下沉的过程中，受到的浮力逐渐减小。（ ）
增大物体与接触面之间的压力，一定能增大摩擦力。（ ）
自动铅笔笔芯伸缩过程中，弹簧的弹性势能和动能相互转化。（ ）
三、选择乐园（每题 2 分，共 30 分）
以下关于笔芯伸缩原理的说法，正确的是（ ）。
A. 仅仅依靠弹簧的弹力
B. 依靠弹簧弹力和笔的内部结构配合
C. 主要是因为笔芯自身的弹性
要精确测量笔杆上橡胶套增大的摩擦力数值，需要用到的工具是（ ）。
A. 天平 B. 量筒 C. 弹簧测力计
把一个正方体木块放入水中，木块漂浮，若将木块沿中间切开，取其中一半再放入水中，则（ ）。
A. 木块下沉 B. 木块仍然漂浮 C. 无法确定木块的沉浮
一个物体在水中受到的浮力为 5N，重力为 3N，这个物体在水中会（ ）。
A. 下沉 B. 上浮 C. 悬浮
在研究弹簧伸长量与拉力关系的实验中，记录的数据如下表，根据数据可以得出的结论是（ ）。
拉力（N） 1 2 3 4
弹簧伸长量（cm） 2 4 6 8
A. 弹簧伸长量与拉力成正比
B. 弹簧伸长量与拉力成反比
C. 弹簧伸长量与拉力没有关系
6. 下列做法中，是为了增大有益摩擦力的是（ ）。
A. 给生锈的锁芯滴润滑油 B. 在行李箱下安装轮子 C. 运动员在手上涂防滑粉
7. 用弹簧测力计测量一个物体的重力时，弹簧测力计的示数为 4.9N，这个物体的质量约为（ ）（g = 9.8N/kg）。
A. 500g B. 490g C. 4.9g
8. 把形状不同但重量相同的橡皮泥放入水中，发现有的漂浮，有的下沉，这是因为（ ）。
A. 它们受到的重力不同 B. 它们排开水的体积不同 C. 水的密度不同
9. 小明在探究物体沉浮与哪些因素有关的实验中，他将一个物体放入水中，物体下沉。以下哪种做法可能使物体上浮（ ）。
A. 把物体切成两半 B. 改变物体的形状 C. 增加物体的重量
10. 以下现象中，与摩擦力无关的是（ ）。
A. 用黑板擦擦黑板 B. 汽车在马路上行驶 C. 用吸管吸饮料
11. 下列关于浮力的说法，错误的是（ ）。
A. 浮力的方向总是竖直向上的
B. 物体浸没在水中的深度越深，受到的浮力越大
C. 物体排开液体的体积越大，受到的浮力越大
12. 当我们手握笔写字时，笔杆与手之间的摩擦力属于（ ）。
A. 滑动摩擦力 B. 滚动摩擦力 C. 静摩擦力
13. 把一个物体放入装满水的溢水杯中，溢出了 50ml 的水，则该物体受到的浮力为（ ）（g = 10N/kg，水的密度为 1g/cm ）。
A. 0.5N B. 5N C. 50N
14. 为了使自行车在刹车时能尽快停下来，通常会采取的措施是（ ）。
A. 增大刹车皮与车轮之间的压力 B. 减小刹车皮与车轮之间的压力 C. 给刹车皮加润滑油
15. 在探究物体沉浮与物体重量关系的实验中，需要保持不变的条件是（ ）。
A. 物体的重量 B. 物体的形状 C. 物体排开水的体积
四、问题城堡（每题 4 分，共 20 分）
请详细解释笔芯能够顺畅伸缩的工作原理，涉及到哪些力学知识？
笔杆上橡胶套除了增大摩擦力，还有哪些作用？请举例说明。
为什么把橡皮泥捏成空心的形状更容易浮在水面上？从浮力原理的角度进行解释。
简述弹簧测力计的工作原理，并说明使用时需要注意哪些事项？
在生活中，我们有时需要增大摩擦力，有时需要减小摩擦力。请分别举例说明，并阐述相应的方法。
五、科学探究（8 分）
小红想探究物体在水中受到的浮力大小与物体形状是否有关，请你帮她设计一个实验方案。
实验材料：橡皮泥、弹簧测力计、水、烧杯。
实验步骤：
步骤一：
步骤二：
步骤三：
步骤四：
实验结论：
六、拓展长廊（每题 6 分，共 12 分）
生活中，我们常见到汽车轮胎上有各种各样的花纹，这些花纹有什么作用？从摩擦力的角度进行分析。
轮船是一种大型水上交通工具，它能够在水面上航行。请从物体沉浮原理方面解释轮船为什么能漂浮在水面上？并且说明轮船的载重与哪些因素有关？
答案及解析
一、知识广场
答案：弹力；笔的内部结构
解析：自动铅笔笔芯伸缩依靠弹簧被压缩或拉伸产生的弹力，同时笔的内部结构（如笔帽、连接部件等）对弹簧弹力的传递和控制起到配合作用，二者缺一不可。
答案：舒适性设计（或缓冲作用等合理答案）
解析：橡胶套质地柔软，能对手与笔杆接触时产生的压力起到缓冲作用，让握笔更舒适。
答案：液体；大
解析：根据阿基米德原理，物体在液体中受到的浮力等于它排开液体所受的重力，排开液体体积越大，排开液体重力越大，浮力也就越大。
答案：大
解析：在弹性限度内，弹簧的伸长量与所受拉力成正比，拉力越大，伸长量越大。
答案：悬浮；等于
解析：悬浮是物体在水中静止的一种特殊状态，此时物体受力平衡，浮力等于重力。
答案：船形（或类似空心且表面积大的形状）
解析：船形等形状可使橡皮泥在水中占据更大空间，排开更多的水，根据浮力原理，能增大浮力，从而承载更多重物。
答案：匀速直线
解析：当用弹簧测力计拉动木块在水平面上做匀速直线运动时，木块处于平衡状态，在水平方向上受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，大小相等，此时弹簧测力计示数等于摩擦力大小。
二．判断大厅
答案：×
解析：物体在水中受到浮力，但只有当浮力大于重力时物体才会上浮；若浮力等于重力，物体悬浮；若浮力小于重力，物体下沉。
答案：×
解析：笔杆上橡胶套摩擦力需适中，摩擦力过大可能导致握笔时手部肌肉过度紧张，容易疲劳，并非越大越好。
答案：√
解析：改变物体在水中的形状，比如将实心物体捏成空心，其排开水的体积通常会改变，根据阿基米德原理，浮力也会改变。
答案：×
解析：弹簧被压缩后产生的弹力方向是要恢复原来形状的方向，与压缩方向相反。
答案：√
解析：用弹簧测力计测量物体重力时，物体挂在挂钩上，手拿着提环，这样操作能保证测量过程中弹簧测力计稳定，且使重力与弹簧的拉力在同一直线上，测量更准确。
答案：×
解析：两个物体表面即使很光滑，它们之间也可能存在摩擦力，只是摩擦力相对较小，不会一定为零。
答案：√
解析：根据阿基米德原理，浮力大小与排开液体体积有关。相同重量的橡皮泥做成不同形状，排开水的体积可能不同，所以受到的浮力可能不同。
答案：×
解析：物体在水中下沉过程中，如果排开水的体积不变，根据阿基米德原理，它受到的浮力大小不变。
答案：×
解析：增大物体与接触面之间的压力，在接触面粗糙程度不变的情况下，能增大摩擦力；但如果接触面光滑到一定程度，再增大压力，摩擦力不一定会增大。
答案：×
解析：自动铅笔笔芯伸缩过程中，弹簧的弹性势能与动能并没有相互转化。笔芯伸缩主要是弹簧的弹性势能与其他机械能（如笔芯的动能等）之间的转化，且此过程不涉及弹簧弹性势能与动能之间的直接相互转化。
三、选择乐园
答案：B
解析：笔芯能伸缩不仅依靠弹簧弹力，还需要笔的内部结构如笔帽等对弹簧弹力进行控制和传递，是二者配合的结果，并非仅靠弹簧弹力或笔芯自身弹性。
答案：C
解析：弹簧测力计是测量力的工具，可精确测量摩擦力数值；天平用于测量物体质量，量筒用于测量液体体积，均不能测量摩擦力。
答案：B
解析：木块漂浮说明其密度小于水的密度，将木块沿中间切开，其密度不变，所以取其中一半再放入水中，木块仍然漂浮。
答案：B
解析：物体在水中受到的浮力为 5N，重力为 3N，浮力大于重力，物体所受合力向上，所以物体在水中会上浮。
答案：A
解析：从表格数据可看出，拉力增大几倍，弹簧伸长量也相应增大几倍，即弹簧伸长量与拉力成正比。
答案：C
解析：给生锈的锁芯滴润滑油是减小摩擦力；在行李箱下安装轮子是变滑动为滚动减小摩擦力；运动员在手上涂防滑粉是增大接触面粗糙程度，增大有益摩擦力。
答案：A
解析：根据公式G=mg（G为重力，m为质量，g为重力加速度），可得m=G÷g=4.9N÷9.8N/kg=0.5kg=500g。
答案：B
解析：形状不同但重量相同的橡皮泥放入水中，沉浮不同，是因为它们排开水的体积不同，导致受到的浮力不同，而不是重力或水的密度不同。
答案：B
解析：把物体切成两半，其密度和重力与体积的比例关系未改变，沉浮状态可能不变；增加物体重量会使其更易下沉；改变物体形状，如做成空心，可能增大排开水的体积，从而增大浮力使物体上浮。
答案：C
解析：用黑板擦擦黑板，黑板擦与黑板之间存在摩擦力；汽车在马路上行驶，车轮与地面之间有摩擦力；用吸管吸饮料是利用大气压强，与摩擦力无关。
答案：B
解析：浮力的方向总是竖直向上的，A 正确；物体浸没在水中时，排开水的体积不变，根据阿基米德原理，受到的浮力大小与浸没深度无关，B 错误；物体排开液体的体积越大，受到的浮力越大，C 正确。
答案：C
解析：手握笔写字时，笔杆与手相对静止，但有相对运动趋势，它们之间的摩擦力属于静摩擦力。
答案：A
解析：根据阿基米德原理浮排，排排液排，已知溢出50ml=50cm3的水，水的密度为1g/cm3，g=10N/kg，则浮 。
答案：A
解析：增大刹车皮与车轮之间的压力，可以增大摩擦力，使自行车能尽快停下来；减小压力会减小摩擦力，不利于刹车；给刹车皮加润滑油会减小摩擦力，也不利于刹车。
答案：C
解析：在探究物体沉浮与物体重量关系的实验中，要控制物体排开水的体积等其他因素不变，只改变物体重量，研究其对沉浮的影响。
四、问题城堡
答案：笔芯能够顺畅伸缩主要基于弹簧的弹力原理。当按下笔帽时，外力作用使弹簧被压缩，弹簧产生弹力，这个弹力通过笔的内部结构传递给笔芯，推动笔芯伸出。当再次按下笔帽或松开时，弹簧恢复原状，其弹力使笔芯回缩。这涉及到弹力的产生与方向知识，弹簧在被压缩或拉伸时会产生恢复原状的弹力，且弹力方向与使弹簧形变的外力方向相反；还涉及到力的传递知识，笔的内部结构将弹簧弹力传递给笔芯，实现笔芯的伸缩动作。
解析：从弹簧弹力产生及力的传递两方面详细阐述笔芯伸缩原理。
答案：笔杆上橡胶套除增大摩擦力外，还有以下作用：①缓冲作用，例如长时间握笔时，橡胶套能缓冲手部与笔杆之间的压力，减轻手部疲劳。②隔热作用，对于使用时可能发热的笔（如书写时摩擦生热的笔），橡胶套可起到一定隔热效果，使手感觉舒适。③保护笔杆，防止笔杆被手汗等侵蚀，延长笔的使用寿命。
解析：从缓冲、隔热、保护笔杆等方面举例说明橡胶套的其他作用。
答案：把橡皮泥捏成空心形状更容易浮在水面上，这是因为根据浮力原理（阿基米德原理），物体在水中受到的浮力等于它排开液体所受的重力。将橡皮泥捏成空心形状后，其排开水的体积增大，排开的水所受重力增大，即受到的浮力增大。当浮力大于橡皮泥自身重力时，橡皮泥就更容易浮在水面上。
解析：依据阿基米德原理，从排开水体积增大导致浮力增大角度解释。
答案：弹簧测力计的工作原理是在弹性限度内，弹簧的伸长量与所受拉力成正比。使用时需要注意以下事项：①使用前要检查指针是否指在零刻度线处，若不在需调零；②测量时，要使测力计内的弹簧轴线方向跟所测力的方向一致，避免弹簧与外壳摩擦；③所测的力不能超过弹簧测力计的量程，以免损坏测力计；④读数时，视线要与刻度盘垂直，准确读取指针所指刻度值。
解析：先阐述工作原理，再从使用前、使用时、量程及读数方面说明注意事项。
增大摩擦力：
例子：运动员在手上涂防滑粉。
方法：通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。防滑粉增加了手与器械之间接触面的粗糙程度，使运动员在抓握器械时能获得更大的摩擦力，防止器械滑落，有助于提高运动表现和保障安全。
例子：自行车刹车装置。
方法：刹车时，通过增大刹车皮与车轮之间的压力来增大摩擦力。当捏紧刹车把手时，刹车皮紧紧压在车轮上，压力增大，摩擦力随之增大，从而使车轮减速直至停止转动，实现刹车功能。
减小摩擦力：
例子：给生锈的锁芯滴润滑油。
方法：使接触面分离来减小摩擦力。润滑油在锁芯内部形成一层油膜，将原本相互接触的金属表面隔开，减小了它们之间的摩擦，使锁芯转动更加顺畅。
例子：行李箱下安装轮子。
方法：变滑动摩擦为滚动摩擦来减小摩擦力。在拖动行李箱时，轮子滚动所产生的滚动摩擦力比箱子底部直接与地面滑动产生的滑动摩擦力小得多，这样更省力，方便人们移动行李箱。
五、科学探究
实验步骤：
步骤一：用弹簧测力计测出橡皮泥的重力 G，并记录下来。
解析：测量出橡皮泥的重力，作为后续计算浮力的基础数据。因为物体在液体中受到的浮力等于物体重力减去物体在液体中时弹簧测力计的示数（浮示）。
步骤二：将橡皮泥捏成正方体形状，用弹簧测力计吊着橡皮泥，使其完全浸没在烧杯的水中，读出此时弹簧测力计的示数 F1 ，记录下来，并根据公式 浮计算出此时橡皮泥受到的浮力 浮。
解析：将橡皮泥捏成特定形状并浸没在水中测量，得到该形状下橡皮泥受到的浮力，为后续对比不同形状时的浮力做准备。控制橡皮泥完全浸没，是为了保证每次实验排开水的体积相同（因为物体在液体中受到的浮力与排开液体的体积有关，这里要控制此变量不变，只改变物体形状）。
步骤三：把橡皮泥捏成球体形状，重复步骤二的操作，用弹簧测力计吊着球体形状的橡皮泥完全浸没在水中，读出弹簧测力计示数 F2 ，记录下来，计算出此时受到的浮力 浮。
解析：改变橡皮泥形状为球体再次测量浮力，通过与正方体形状时的浮力对比，来探究浮力与物体形状的关系。保持其他条件不变，只改变物体形状这一变量，符合控制变量法的实验要求。
步骤四：比较浮力的大小。
解析：通过比较不同形状下橡皮泥所受浮力大小，得出物体在水中受到的浮力大小与物体形状是否有关的结论。
实验结论：
如果 浮浮，说明物体在水中受到的浮力大小与物体形状无关。
如果 浮浮，说明物体在水中受到的浮力大小与物体形状有关。
解析：根据实验数据的比较结果得出相应结论，判断浮力与物体形状之间的关系，完成实验探究目的。
六、拓展长廊
1. 汽车轮胎上的花纹主要作用是增大摩擦力，具体从以下方面分析：
增大接触面粗糙程度：花纹使轮胎表面不再光滑，与路面接触时，增加了两者之间接触面的粗糙程度。根据摩擦力的影响因素，在压力一定的情况下，接触面越粗糙，摩擦力越大。这样在汽车行驶过程中，能让轮胎更好地 “抓住” 地面，防止打滑，确保汽车行驶的安全性和操控性。例如在湿滑路面上，花纹可以破坏水膜，使轮胎与地面有更好的接触，增大摩擦力，降低车辆失控的风险。
排水防滑：花纹之间的凹槽可以在雨天行驶时，将轮胎与地面之间的积水快速排出，避免形成水膜。如果存在水膜，会使轮胎与地面的摩擦力大大减小，导致车辆打滑。花纹的排水功能保证了轮胎与地面始终有足够的摩擦力，维持车辆的正常行驶。
2.轮船能漂浮在水面上是因为它受到的浮力等于自身重力，符合物体沉浮原理。轮船一般是空心的，这种结构使它排开水的体积很大。根据阿基米德原理 浮液排（浮为浮力，液为液体密度，g为重力加速度，排为排开液体的体积），在液体密度（通常是水的密度）和重力加速度不变的情况下，轮船排开水的体积大，所受到的浮力也就很大，足以支撑轮船自身的重力，从而使其漂浮在水面上。
轮船的载重与以下因素有关：
轮船自身的结构和体积：轮船的结构决定了它能够做成多大的空心体积。体积越大，排开水的体积就可以越大，根据阿基米德原理，能产生的浮力也就越大，从而可以承载更多的货物，即载重更大。例如，大型货轮的体积比小型游船大得多，所以载重能力更强。
水的密度：根据阿基米德原理，浮力与液体密度有关。在轮船排开水的体积不变的情况下，水的密度越大，轮船受到的浮力越大。例如在海水（密度大于淡水）中航行的轮船，相比在淡水中能承载更重的货物。所以轮船在不同密度的水域航行时，其载重能力会有所不同。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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