五年级下册5.生物的启示 (1)-小学科学实验专项讲练测（苏教版）

第5课 生物的启示 一、实验知识梳理 实验：研究蜂巢形状的奥秘 问题1：假设蜜蜂用正五边形建蜂巢，结果会怎样？ 分析：用正五边形建蜂巢，因为不能密铺，浪费空间和蜂蜡。在同种正多边形中，能密铺的只有正三角形、正方形、正六边形。 问题2：假设蜜蜂用下面三种面积相等的图形建蜂巢，计算每种图形的内切圆直径，以及蜂巢壁的总长度，并进行排序。 实验结论：①在面积相等的条件下，正三角形的内切圆直径＜正方形的内切圆直径＜正六边形的内切圆直径。内切圆的直径越大，蜂巢的容积越大。②在面积相等的条件下，正三角形的蜂巢壁总长度＞正方形的蜂巢壁总长度＞正六边形的蜂巢壁总长度。蜂巢壁总长度越小，耗费蜂蜡越少。 问题3：将A4纸折成正三棱柱、正四棱柱、正六棱柱，比较哪种形状抗压能力最强。 实验结论：正六棱柱的抗压能力最强。 二、课堂习题小练 课本习题 1．下面物品的设计与动植物的形态结构有什么相似之处？ 2．你还知道哪些物品的设计是受了动植物的启示？ 3．假设蜜蜂用正五边形建蜂巢，结果会怎样？ 4．假如你是蜜蜂，你会选择哪种形状建蜂巢？为什么？ 5．你发现哪些物体有蜂巢结构？这种设计有什么好处？ 6．人们在造船时，从鱼的身上得到了哪些启示？找找它们的对应关系。 7．查资料，了解人类从鸟的身上获得了哪些发明创造的启示。 学生手册答案 8．研究蜂巢形状的奥秘。 蜂巢截面 形状 壁长 /厘米 内切圆 直径/厘米 4个密铺后 有几道壁 4个密铺后壁的 总长度/厘米 抗压能力 （书本数） 正三角形 4.56 2.64 9 41.04 4 正方形 3 3 12 36 3 正六边形 1.86 3.22 19 35.34 5 我的结论：( )。 9．许多动物具有与生俱来的特殊本领，你认为可以从它们身上获得什么启示？进行哪些发明创造？ 秃鹫飞得高，能飞上 9000米的高空 游泳冠军旗鱼的 时速高达113千米 抹香鲸是潜水冠军， 能潜入海洋2200米深处 尖尾雨燕是飞行冠军， 时速可达350千米 三、巩固知识小测 典型例题 10．下列物体中，运用到蜂巢结构的是（    ）。 A．足球网 B．乒乓球 C．羽毛球 11．蜂巢结构的主要优点是（    ）。 A．节省材料，形状漂亮 B．节省材料，承受力大 C．节省材料，容易操作 12．蜜蜂和蜂巢多采用正六边形的结构，主要是因为（    ）。 A．正六边形的蜂巢更加美观耐看 B．正六边形的蜂巢有较强的抗压性，更加牢固 C．正六边形的蜂巢能更加保暖 13．蜂巢截面呈六边形，使得蜂巢具有用料 、抗压能力 的特点。 14．蜜蜂是伟大的工程师，它建造的蜂巢是五边形。( ) 15．正六棱柱的抗压能力最强。比如蜜蜂用这种结构建的蜂巢。( ) 用下面3种面积相等的图形建蜂巢。 计算每种图形的内切圆直径以及蜂巢壁的总长度如下。（单位：厘米） 蜂巢截面形状 壁长/厘米 内切圆直径/厘米 4个密铺后有几道壁 4个密铺后壁的总长度/厘米 正三角形 4．56 2．64 9 41．04 正方形 3 3 12 36 正六边形 1．86 3．22 19 35．34 16．实验结论：内切圆的直径越大，蜂巢的容积越 ；蜂巢壁总长度越小，耗费蜂蜡越 。 17．如果蜜蜂用正五边形建蜂巢，结果是 。 18．蜜蜂用正六边形建巢有哪些优点？ 19．家用电器包装箱里用于防碰撞的泡沫块，它的结构是仿照（    ）做的。 A．雪花 B．蜂巢 C．贝壳 巩固提升 20．蜂巢结构有哪些奥秘？ 21．你发现哪些物体有蜂巢结构？这种设计有什么好处？ 22．研究蜂巢形状的奥秘。 （1）蜜蜂的蜂巢截面不呈正五边形主要是因为 。 （2）如图所示，假设蜜蜂用3种面积相等的图形建巢。在面积相等的条件下，正六边形的蜂巢壁总长度最短，这表明 。 （3）如果将3张A4纸分别折成正三棱柱、正四棱柱、正六棱柱，抗压能力最强的是 。 （4）蜜蜂用正六边形建巢，其优点是： ① ；② 。 23．将下列动植物与受其启发设计的物品连接起来。 蒲公英种子                 魔术贴 鱼                         飞机 鸟                         降落伞 蜂巢                       船 苍耳                       潜水艇 鱼鳔                       蜂窝式建筑物 船舶的发展在很多方面都应用了仿生学，请根据你掌握的知识回答下列的问题。 24．船的龙骨结构，是我国古代的一项重大发明，不但能使船更加坚固，而且使其抵御风浪的能力大大增强。船的龙骨结构是受到 的启发而发明的。 25．船桨能划水，使船快速行驶，这是受到了 启发；船舵能控制船的行进方向，这是受到了 的启发。 A、鱼的背鳍 B、鱼的胸鳍和腹鳍 C、鱼的尾鳍 26．潜艇的形状是仿照 的身体形状制造的。 27．潜艇能在水中自由的上浮或下沉是受到了什么启发？ 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 1．答：铁丝网和植物茎上的刺的尖锐部分都能起到保护作用；塑料吸盘和八爪鱼的吸盘都呈碗状，具有吸附功能；尼龙搭扣上的弯钩和苍耳果实上的钩刺都有很强的附着力；降落伞与带冠毛的蒲公英种子的整体形状相似。 【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。铁丝网和植物茎上的刺的尖锐部分都能起到保护作用；塑料吸盘和八爪鱼的吸盘都呈碗状，具有吸附功能；尼龙搭扣上的弯钩和苍耳果实上的钩刺都有很强的附着力；降落伞与带冠毛的蒲公英种子的整体形状相似。 2．答：飞机是受到了鸟的启示而发明的；潜水艇就是受到鱼的潜游启发而发明、研制出来的；锯子的设计受了带细齿的野草的启示。 【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。人类通过观察动植物的生活习性和生理结构发明创造了很多东西。飞机是受到了鸟的启示而发明的；潜水艇就是受到鱼的潜游启发而发明、研制出来的；雷达是受到了蝙蝠的启示而发明的；锯子的设计受了带细齿的野草的启示；登山鞋的设计受了壁虎的启示；蝇眼照相机的设计受了苍蝇的启示。 3．答：用正五边形建蜂巢，因为不能密铺，会浪费空间和蜂蜡。 【详解】密铺是用形状、大小完全相同的几种或几十种平面图形进行拼接，彼此之间不留空隙、不重叠地铺成一片，这样可以节省材料。如果用正五边形建蜂巢，五边形的内角是108度，而360不是108的整数倍，在每个拼接点处的内角不能保证没空隙或重叠也就是不能密铺，这样会造成空间和蜂蜡的浪费。 4．答：假如我是蜜蜂，我会选择正六边形形状建蜂巢。因为用正六边形建蜂巢的优点是耗最少的蜂蜡、修建容积最大的容器，且容器抗压能力强。因此蜜蜂是自然界中高明的“建筑工程师”。 【详解】蜂窝巢房是呈正六边形密铺的。公元4世纪，古希腊数学家佩波斯提出猜想：截面呈正六边形的密铺（不留空隙，也不相互重叠）的蜂窝巢房，是蜜蜂采用最少量的蜂蜡建成的。这一猜想被称为“蜂窝猜想”。六边形的内角为120度，3个六边形刚好可以围成360度，不浪费一点空间。边数超过六边形，则会浪费空间；边数少于六边形比如四边形三边形虽然不浪费空间，但浪费材料。如果蜂巢呈圆形或八角形，会出现空隙，如果是三角形或四角形，则面积会减小，所以在这些形状中六角形是效率最好的。因此我会选择正六边形形状建蜂巢。 5．生活中具有蜂巢结构的物体还有：蜂窝板材、蜂窝填充料、蜂窝底的锅、移动通信基站的蜂窝状排列等等。这种设计的好处是 ：六边形排列没有缝隙，有效空间最大，所用材料少等。 【分析】仿生学是一门模仿某一的结构、功能、行为等特征来发明创造新产品的科学方法。 【详解】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。用正六边形建蜂巢的优点是耗最少的蜂蜡、修建容积最大的容器，且容器抗压能力强。人类利用这种结构的特点发明制造了蜂窝板材、蜂窝填充料、蜂窝底的锅、移动通信基站的蜂窝状排列等等。 6．答：它们的对应关系是：鱼的鳍对应船的桨和橹，提供前进和转弯的动力；鱼的流线型身体对应潜艇的外形，减少水的阻力，行进更快更省力；鱼的骨架对应船的龙骨，提供整个身体的支撑；鱼肚子里的鳔对应潜艇的蓄水舱，通过充气和注水，调节上浮和下沉。 【详解】大自然的动物有很多特别的本领，人们研究了它们，就有了许多创造发明。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。人们在造船时，从鱼的身上得到了很多的启示，它们的对应关系是：鱼的鳍对应船的桨和橹，提供前进和转弯的动力；鱼的流线型身体对应潜艇的外形，减少水的阻力，行进更快更省力；鱼的骨架对应船的龙骨，提供整个身体的支撑；鱼肚子里的鳔对应潜艇的蓄水舱，通过充气和注水，调节上浮和下沉。 7．答：鸟对人类发明创造的贡献众所周知。鸟类还有一种特殊的作用，这就是它启发了人类的智慧，为人类探求理想，改善生存条件和质量，提供了原理和蓝图。 （1）鸟类有高超的飞行本领，现代的飞机的发明就是受到鸟飞行的启发。 （2）鸽子在仿生学方面也有很大的贡献。它的腿上有一个小巧而灵敏的感受地震的特殊结构，人们根据它的原理仿制出一种新的地震仪，使地震预报更加准确。 （3）人类受到燕子的启发，发明了燕尾服。 （4）受到孔雀的启发，发明了孔雀舞。 （5）受到仙鹤的启发，发明了武术中的鹤拳、鹰拳。 （6）根据鸟羽毛防水渗透的原理和功能启示，人类发明了防雨材料，如：防雨绸、防雨布、防雨漆等。 【详解】自古以来，自然界就是人类各种技术思想、工程原理及重大发明的源泉。鸟对人类发明创造的贡献众所周知。鸟类还有一种特殊的作用，这就是它启发了人类的智慧，为人类探求理想，改善生存条件和质量，提供了原理和蓝图。（1）鸟类有高超的飞行本领，现代的飞机的发明就是受到鸟飞行的启发。（2）鸽子在仿生学方面也有很大的贡献。它的腿上有一个小巧而灵敏的感受地震的特殊结构，人们根据它的原理仿制出一种新的地震仪，使地震预报更加准确。（3）人类受到燕子的启发，发明了燕尾服。（4）受到孔雀的启发，发明了孔雀舞。（5）受到仙鹤的启发，发明了武术中的鹤拳、鹰拳。（6）受到鸟羽毛防水渗透的原理和功能启示，人类发明了防雨材料，如：防雨绸、防雨布、防雨漆等。 8．正六边形的抗压能力最强 【详解】分析图表可知，正六边形的蜂巢抗压能力最强。 9． 秃鹫飞得高，能飞上 9000米的高空 发明飞机 游泳冠军旗鱼的 时速高达113千米 发明火箭 抹香鲸是潜水冠军， 能潜入海洋2200米深处 发明潜水艇 尖尾雨燕是飞行冠军， 时速可达350千米 发明飞机 【详解】人们观察自然利用自然给予人类的启示进行发明创造的方式叫做仿生。仿生学是一门模仿某一生物的结构、功能、行为等特征来发明创造新产品的科学方法。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。秃鹫飞得高，能飞上9000米的高空，人们受启发发明了飞机；游泳冠军旗鱼的时速高达113千米，人们受启发发明了火箭；抹香鲸是潜水冠军，能潜入海洋2200米深处，人们受启发发明了潜水艇；尖尾雨燕是飞行冠军，时速可达350千米，人们受启发发明了飞机。 10．A 【详解】蜜蜂是自然界中高明的“建筑工程师”，它的蜂巢有很多优点，生活中具有蜂巢结构的物体有很多，这种设计的好处是六边形排列没有缝隙，有效空间最大，所用材料少等。足球网运用到蜂巢结构。故A符合题意。 11．B 【详解】正六边形就是在平面几何学中，具有六条相等的边和六个相等内角的多边形。蜜蜂和蜂巢多采用正六边形的结构，因为正六边形的蜂巢有较强的抗压性，更加牢固，蜜蜂用正六边形建蜂巢的优点：耗最少的蜂蜡、修建容积最大的容器，且容器抗压能力强。 12．B 【详解】正六边形就是在平面几何学中，具有六条相等的边和六个相等内角的多边形。蜜蜂和蜂巢多采用正六边形的结构，因为正六边形的蜂巢有较强的抗压性，更加牢固，蜜蜂用正六边形建蜂巢的优点：耗最少的蜂蜡、修建容积最大的容器，且容器抗压能力强。 13． 少 强 【详解】正六边形就是在平面几何学中，具有六条相等的边和六个相等内角的多边形。蜜蜂蜂巢多采用正六边形的结构，因为正六边形的蜂巢有较强的抗压性，更加牢固，蜜蜂用正六边形建蜂巢的优点：耗最少的蜂蜡、修建容积最大的容器，且容器抗压能力强。 14．× 【详解】蜜蜂和蜂巢多采用正六边形的结构，因为正六边形的蜂巢有较强的抗压性，更加牢固，蜜蜂用正六边形建蜂巢的优点：耗最少的蜂蜡、修建容积最大的容器，且容器抗压能力强。 15．√ 【详解】改变物体的形状可以改变它抵抗弯曲的能力，将3张A4纸分别折成正三棱柱、正四棱柱、正六棱柱，立着放在桌面上，抗压能力最强的是正六棱柱，因为正六棱柱构造所需的材料消耗最少，也是最坚固的。 16． 大 小 17．不能密铺，浪费空间和蜂蜡 18．第一，每个蜂房都是密铺的，既不留空隙，也不相互重叠：第二，正六边形的蜂巢用料最少，可以采用最少量的蜂蜡建成最大的蜂巢：第三，正六边形的蜂巢抗压能力最强。 19．B 【分析】改变材料的形状可以改变材料的抗弯曲能力，材料的厚度与宽度，都影响材料的抗弯曲能力。 16．分析图表可知，内切圆的直径越大，蜂巢的容积越大。蜂巢壁总长度越小，耗费蜂蜡越小。 17．如果蜜蜂用正五边形建蜂巢，结果是不能密铺，浪费空间和蜂蜡。 18．蜜蜂用正六边形建巢非优点：第一，每个蜂房都是密铺的，既不留空隙，也不相互重叠：第二，正六边形的蜂巢用料最少，可以采用最少量的蜂蜡建成最大的蜂巢：第三，正六边形的蜂巢抗压能力最强。 19．家用电器包装箱里用于防碰撞的泡沫块，它的结构是仿照蜂巢做的。 20．答：蜂巢结构具有能够密铺、用料最少、空间最大且抗压能力最强等特点。 【详解】正六边形就是在平面几何学中，具有六条相等的边和六个相等内角的多边形。蜜蜂和蜂巢多采用正六边形的结构，因为正六边形的蜂巢有较强的抗压性，更加牢固，蜜蜂用正六边形建蜂巢的优点：耗最少的蜂蜡、修建容积最大的容器，且容器抗压能力强。 21．生活中具有蜂巢结构的物体还有：蜂窝板材、蜂窝填充料、蜂窝底的锅、移动通信基站的蜂窝状排列等等。这种设计的好处是 ：六边形排列没有缝隙，有效空间最大，所用材料少等。 【分析】仿生学是一门模仿某一的结构、功能、行为等特征来发明创造新产品的科学方法。 【详解】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。用正六边形建蜂巢的优点是耗最少的蜂蜡、修建容积最大的容器，且容器抗压能力强。人类利用这种结构的特点发明制造了蜂窝板材、蜂窝填充料、蜂窝底的锅、移动通信基站的蜂窝状排列等等。 22． 当周长相等时，六边形的面积最大，有利于蜂的生活和繁殖。 蜜蜂使用较少的蜡和较少的工作量，就能完成相同面积的蜂巢。 正六棱柱 最少的材料 最多的空间 【详解】（1）几乎所有的正多边形，如三角形、五边形、梯形、正方形、长方形和六边形等都是连在一起的。然而，其中只有三角形、正方形和六边形在我们“贴瓷砖”的时候没有留下任何空间。如果你选择它们中的任何一个，每个蜂房将与其他蜂房共享这些边。但这不是我们的目的。我们的目标是用最少的蜡来储存最多的蜂蜜。在这一点上，如果他们使用相同的蜡量(相同的周长)，使一个三角形，一个正方形，或一个六边形分别储存我们的蜂蜜，他们会看到，六边形是最有效的。 （2）在面积相等的情况下，正六边形的周长最小，这就意味着，如果小蜜蜂选择正六边形来造蜂巢，那么它们将使用较少的蜡和较少的工作量，就能完成相同面积的蜂巢。 （3）虽然圆柱体抗压能力最强，但在平面密铺的基础上，圆形最终会被挤压成六边形。正六棱柱的抗压能力最强。 （4）六边形的内角为120度，3个六边形刚好可以围成360度，不浪费一点空间。边数超过六边形，则会浪费空间；边数少于六边形比如四边形三边形虽然不浪费空间，但浪费材料。 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。如：模仿苍耳种子发明了魔术贴，模仿蒲公英种子发明了降落伞，模仿鸟发明了直升机，模仿鱼发明了船，模仿鱼鳔发明了潜水艇，模仿蜂巢发明了蜂窝式建筑物。 24．鱼 25． B C 26．鱼 27．受到鱼鳔的启发 【分析】鱼的尾巴像船舵，胸鳍像船桨，背鳍像船帆，它们自由自在地在清水里游荡。鱼鳔可以控制鱼体在水中的沉浮，鱼鳔收缩鱼体下沉，鱼鳔舒张鱼体上浮。 24．船舶的发展在很多方面都应用了仿生学，船的龙骨结构是根据鱼的骨骼受到启发而发明的。 25．船桨能划水，使船行驶得更快，这是受到鱼的胸鳍的启发；船舵能控制船的行进方向，这是受到了鱼的尾鳍的启发。 26．潜艇的形状是依照鱼的身体形状制造的，梭形的船身有利于减小水的阻力。 27．潜艇能在水中实现上浮和下沉是受到了鱼鳔的启发，鱼鳔可以控制鱼体在水中的沉浮，鱼鳔收缩鱼体下沉，鱼鳔舒张鱼体上浮。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$