内容正文:
第六单元 创新与发明
一、填空题
1.VR的中文意思是 。VR眼镜的镜片是 。
2.通过制作某些东西来解释难以直接观察的事物(如内部构造、事物的变化以及事物之间的关系等),就是在 。
3.北宋 发明了活字印刷术,完成了印刷史上一项重大的革命。
4.圆筒结构比平板结构承重能力 。
5.人们根据葱叶的结构特性,设计、制造了圆筒结构的物品,这就是 。
二、判断题
1.我们不可以长时间用VR眼镜来观察。( )
2.VR是利用计算机程序生成的完全虚拟的二维环境。( )
3.印刷术的发明对人类社会的许多领域产生了深远影响。( )
4.体验活字印刷术时,我们应该在纸上写出要刻的字的反向字。( )
5.电子蛙眼是模仿了青蛙的眼睛制造的。( )
三、选择题
1.通过制作某些东西来解释难以直接观察的事物,就是( )。
A.模拟实验 B.建立模型 C.观察
2.人们根据蝙蝠的特点发明了( )。
A.飞机 B.扩音器 C.雷达
3.下列不属于VR技术应用的是( )。
A.观察虚拟世界 B.模拟手术 C.观察恐龙模型
4.张明想刻一个“明”字印章,刻在章上应是( )幅图。
A. B. C. D.
5.下列物品的发明,并非从生物身上得到启示的是( )。
A.手表 B.圆通管道 C.防毒面罩
四、实验题
1.实验:研究圆筒结构的性能
用两张A4纸,一张做成圆筒结构,另一张做成平板结构。
用 的木块将两个结构分别支撑起来,两组木块间距离 (填“相同”或“不同”)。分别向两个结构上一枚一枚地加放硬币,直到两个结构被压垮。
实验分析:
实验中,用A4纸制作的圆筒结构模拟的是 。
通过实验,发现圆筒结构承载硬币20枚,平板结构承载硬币8枚。由此可知,圆筒结构比平板结构承受压力的能力 。
2.实验目的:研究圆筒结构的性能
实验步骤:
(1)用两张A4纸,一张做成圆筒结构,另一张做成平板结构。
(2)用 的木块将两个结构分别支撑起来,两组木块间距离 。(填“相同 或“不同”)
(3)分别向两个结构上一枚一枚地加放硬币,直到两个结构被压垮。
实验分析:
(4)实验中,用A4纸制作的圆筒结构模拟的是 。
(5)通过实验,发现圆筒结构承载硬币20枚,平板结构承载硬币8枚。由此可知,圆筒结构比平板结构承受压力的能力 。
实验拓展:
(6)人们根据葱叶结构,仿生设计了 、 等物品。
(7)由此我们总结出在仿生学中的思维模式一般是: 、建立模型、 、开发产品。
五、简答题
1.写出自己体验活字印刷术的过程。
2.生活中有哪些仿生现象?
六、综合题
1.资料分析:
夏天,各种蚊虫在空中飞来飞去,青蛙怎么能极其准确地捉住它们想要的食物呢?难道青蛙的眼睛非常尖锐,能看清楚在空中飞行的东西?为了弄清这个问题,科学家们利用做了很多实验。发现青蛙在迅速飞动的各种形状的小动物里,青蛙可立即识别出它最喜欢吃的苍蝇和飞蛾,而对其他飞动着的东西和静止不动景物都毫无反应。
科学家们从青蛙的眼睛得到了启示,发明了“电子蛙眼”。这种“电子蛙眼”能像真的蛙眼一样,准确无误地识别出特定形状的物体。把“电子蛙眼”装入雷达系统后,雷达抗干扰能力大大提高。这种雷达系统能快速而准确地识别出特定形状的飞机,舰船和导弹等。特别能够区别出真假导弹,防止以假乱真。“电子蛙眼”还广泛应用在机场及交通要道上。在机场,它能监视飞机的起飞与降落,若发现飞机将要发生碰撞,能及时发生警报。在交通要道,它能指挥车辆的行驶,防止车辆碰撞事故的发生。
(1)上述材料中,科学家运用了怎样的科学方法?你能结合你所学的知识具体介绍一下这种科学方法的研究过程吗?
(2)结合你所学的知识及生活经验,你还知道哪些类似的发明?请详细说明至少2种。
参考答案
一、填空题
1. 虚拟现实 放大镜
解析:“VR”中文的意思是虚拟现实。它是利用计算机程序生成的一.种完全虚拟的三维环境,需要佩戴专业VR眼镜来感受。VR眼镜的镜片是放大镜。我们不可以长时间用VR眼镜来观察,会导致视觉疲劳、眼睛干涩、近视。
2.建立模型
解析:模型能方便我们解释那些难以直接观察到的事物内部构造、事物的变化以及事物之间的关系。通过制作某些东西来解释难以直接观察的事物(如内部构造、事物的变化以及事物之间的关系等),就是在建立模型。
3.蔡伦
解析:北宋蔡伦发明的活字印刷术,堪称人类印刷史上的一大革命。印刷术的发明,是人类文明史上的光辉篇章,对人类社会的许多领域产生了深远影响。尤其在文化传播方面,印刷术产生后,大量的文字典籍可以被更方便、准确地保存下来。
4.强
解析:通过研究圆筒结构使学生发现,圆筒结构比平板结构的纸筒承受压力大,承重能力强。人们根据葱叶的结构特性,设计、制造出了筒形的物品,这是仿生。
5.仿生
解析:仿生学是一门既古老又年轻的学科。人类模仿生物的结构和功能,创造出各种人造物。这些做法逐渐发展为一门从自然中学习,进而应用到工程技术中的学科,这就是仿生学。人们根据葱叶的结构特性,设计、制造了圆筒结构的物品,这就是仿生。
二、判断题
1.√
解析:VR眼镜是利用头戴式显示设备将人对外界的视觉、听觉封闭,引导用户产生一种身在虚拟环境中的感觉,其显示原理是左右眼屏幕分别显示左右眼的图像,人眼获取这种带有差异的信息后在脑海中产生立体感。VR眼镜是一种虚拟现实头戴式显示设备,VR眼镜的镜片是放大镜,我们不可以长时间用VR眼镜来观察。
2.×
解析:VR是利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界,提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟,让使用者如同身历其境一般,可以及时、没有限制地观察三度空间内的事物。
3.√
解析:北宋毕昇发明了活字印刷术,改进了印刷技术。印刷术的发明,是人类文明史上的光辉篇章,对人类社会的许多领域产生了深远影响。
4.√
解析:活字印刷术是中国古代劳动人民的重要发明之一,是我国人民对世界文明的重大贡献。活字印刷术制版灵活方便,效率高。它的字模具有反复使用、保存方便、占用空间小等特征。活字印刷术包括检字、刷墨、拓印、晾制四个步骤。体验活字印刷术时,我们应该在纸上写出要刻的字的反向字。
5.√
解析:人类根据鲨鱼做出了飞机,根据蝙蝠做出了雷达。人类根据蜻蜓的翅膀发明了飞机,根据蝙蝠的嘴和耳朵发明雷达,根据鲸鱼的外形发明了轮船,根据青蛙的眼睛发明了“电子蛙眼”。
三、选择题
1.B
解析:模型能方便我们解释那些难以直接观察到的事物内部构造、事物的变化以及事物的联系。通过制作某些东西来解释难以直接观察的事物(如内部构造、事物的变化以及事物之间的关系等),就是在建立模型。
2.C
解析:科学家发现蝙蝠是利用回声定位的方式来探测目标,在它的启示下人类发明了雷达。
3.C
解析:“VR”的中文意思是虚拟现实,VR是利用计算机程序生成的一种完全模拟的三维环境,提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟,让使用者如同身历其境一般,可以及时、没有限制地观察三度空间内的事物。常见的VR技术应用有模拟驾驶、观察虚拟世界、模拟手术等。观察恐龙模型不属于VR技术的应用。
4.D
解析:印章是用作印于文件上表示鉴定或签署的文具。印章上刻的字和印出来的字,左右相反而上下不相反,D符合题意。
5.A
解析:大自然是伟大的,大自然也是神奇的。只要认真观察大自然,研究大自然,就会从中受到启迪。人们根据生物的性能,研制开发新产品,这就是仿生。雷达、飞机属于“仿生”,雷达、圆通管道、圆通管道、锯子、鸟巢和机器人等都是模仿生物设计产品,手表并非从生物身上得到启示。
四、实验题
1. 相同 相同 葱叶 强
解析:同样多的材料,做成空心的管状比做成实心的棒状要粗的多,而且任何方向的抗弯曲力都相同,即重量轻、强度高。管状的手臂骨、腿骨,植物的杆、茎,钢管都是应用了这个原理。
对此实验只有一个变量,由于研究的是圆筒结构的性能,所以唯一的变量是形状, 其他条件比如都要木块、两组木块间的距离都要保持不变;实验中,用A4纸制作的圆筒结构模拟的是葱叶。 通过实验,发现圆筒结构承载硬币20枚,平板结构承载硬币8枚。由此可知,圆筒结构比平板结构承受压力的能力强。
2. 相同 相同 强 电线杆 旗杆 地下管道 生物性能 检测模型
解析:同样多的材料,做成空心的管状比做成实心的棒状要粗的多,而且任何方向的抗弯曲力都相同,即重量轻、强度高。管状的手臂骨、腿骨,植物的杆、茎,钢管都是应用了这个原理。
实验步骤:
(2)对比实验只有一个变量,由于研究的是圆筒结构的性能,所以唯一的变量是形状,其他条件比如都要木块、两组木块间的距离都要保持不变;
实验分析:
(4)实验中,用A4纸制作的圆筒结构模拟的是
(5)通过实验,发现圆筒结构承载硬币20枚,平板结构承载硬币8枚。由此可知,圆筒结构比平板结构承受压力的能力强;
实验拓展:
(6)大自然中的生物都具有各自的特性,观察它们会得到很多的特性启示。仿生就是模仿生物系统的功能和行为,来建造技术系统的一种科学方法。它打破了生物和机器的界限,将各种不同的系统沟通起来。人们根据葱叶结构,仿生设计了电线杆、旗杆等物品。
(7)仿生学是一门既古老又年轻的学科。人们研究生物体的结构与功能工作的原理,并根据这些原理发明出新的设备、工具和科技,创造出适用于生产,学习和生活的先进技术。仿生一般要经过生物性能、建立模型、检测模型、开发产品四个环节。
五、简答题
1.答:(1)将土豆切成大小相同的方块。
(2)在纸上写出要刻的字的反向字。
(3)在方块上依照写出的反向字描出字的轮廓。用小刀雕刻,将字以外的其他部分别除去。
(4)刷上颜料,在纸上印出字。
解析:活字印刷术是中国古代劳动人民的重要发明之一,是我国人民对世界文明的重大贡献。活字印刷术制版灵活方便,效率高。它的字模具有反复使用、保存方便、占用空间小等特征。活字印刷术包括检字、刷墨、拓印、晾制四个步骤。活字印刷术的操作步骤非常简单,我们体验活字印刷术的过程是(1)将土豆切成大小相同的方块。(2)在纸上写出要刻的字的反向字。(3)在方块上依照写出的反向字描出字的轮廓。用小刀雕刻,将字以外的其他部分别除去。(4)刷上颜料,在纸上印出字。
2.人们根据蝙蝠回声定位的原理发明了雷达还有声呐,根据鸟的翅膀发明了飞机等等。
解析:仿生学研究生物体的结构、功能和工作原理,并将这些原理移植于工程技术之中,发明性能优越的仪器、装置和机器创造新技术。根据仿生技术,用萤火虫发明冷光灯,用蝙蝠回声定位发明雷达。
六、综合题
1.(1)仿生;生物性能、建立模型、检测模型、开发产品;
(2)人们模仿鸟发明了飞机;模仿蝙蝠发明了雷达。
解析:(1)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。人们根据发明了;仿生一般要经过生物性能、建立模型、检测模型、开发产品四个环节。
(2)海豚在水里能够发出一种人耳听不见的声波,声波遇到物体后会反射回来,被海豚的耳朵接收,海豚就能确定物体的形状、大小和位置。海豚采用的这种方法叫回声定位。根据回声定位原理,科学家发明了声呐。人们模仿鸟的运动系统发明了飞机。
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