内容正文:
第三单元 大自然的启示与发明
一、选择题
1.下列各种船中,运载能力最强的是 ( )。
A.帆船 B.蒸汽船 C.轮船
2.中国国家体育场是模仿 ( )结构建造而成的。
A.贝壳 B.鸟窝 C.鸡蛋
3.( ) 被称为“中国天眼”之父。
A.钱学森 B.南仁东 C.袁隆平
4.进行“蝙蝠捕食的奥秘”实验时,需要用到的器材是 ( )。
A.手电筒 B.激光 C.超声波传感器
5.常见的仿生有( )。
①形态仿生 ②功能仿生 ③结构仿生 ④色彩仿生
A.①②③ B.①②③④ C.①②③④
6.下列说法不符合科学道理的是( )。
A.仿生产品都能在自然界找到类似的原型
B.不同的材料漂浮能力相同
C.雷达是利用电磁波探测目标的电子设备
7.下列不能让水中的软陶泥浮起来的方法是( )。
A.做成船形 B.做成实心球 C.做成空心球
8.雷达的工作原理是( )。
A.利用电磁波探测目标 B.利用次声波探测目标 C.利用光波探测目标
9.钢铁造的大轮船可以漂浮在水面上的根本原因是( )。
A.体积大小 B.材料软硬 C.船体长度
10.关于船的发展历程,顺序正确的是( )。
A.简单木船→蒸汽机船→木质帆船→现代舰船
B.简单木船→木质帆船→蒸汽机船→现代舰船
C.木质帆船→蒸汽机船→简单木船→现代舰船
11.下列几组事例中不属于仿生的是( )。
A.青蛙和蛙泳 B.苍耳种子与尼龙粘扣 C.乌龟背甲与薄壳建筑
12.软陶泥沉在水底,用( )方法不能让它浮在水面上。
A.揉成实心球 B.捏成船形 C.木板托举
二、填空题
13.我们身边的物体由各种材料构成,不同的材料漂浮能力 。
14.雷达是利用 探测目标的电子设备,可以获取目标至雷达的距离。
15.中国国家大剧院采用了薄壳结构,这种结构的特点是内部空间 (选填“很大”或“很小”),但是 (选填“有”或“没有”)柱子。
16.不同材料在水中的漂浮能力 ,能够漂浮在水面上的材料有 、 等。
17.常见的仿生有 仿生、 仿生、结构仿生、色彩仿生等。仿生学的发展,加速了人类 的进程。
三、判断题
18.潜艇在水下航行,在水面上没有任何踪迹,所以它不是船。( )
19.军用迷彩服的颜色主要是为了塑造军人高大、威猛的形象。( )
20.像钢铁这样漂浮能力弱的材料,是不能用来制造船的。( )
21.迷彩服属于色彩仿生。( )
22.智能家居利用了物联网的原理,将手机等终端和家居利用互联网连接起来,提升了家居的安全性、便利性和智能性( )
23.木头、塑料的漂浮能力强,铁、橡皮泥的漂浮能力弱。( )
四、连线题
24.人类模仿自然界生物独特的本领发明创造了很多仿生产品。将下列发明与对应的仿生生物连一连。
电子鼻 萤火虫
吸盘 狗的鼻子
日光灯 章鱼
安全帽 青蛙
电子蛙眼 啄木鸟
现代起重机的挂钩 动物爪子
五、简答题
25.常见的仿生类型有哪几种?请写出你熟悉的四种类型。
26.为什么钢铁造的轮船不仅能浮在水面上,还能装载大量货物?用学过的科学知识解释其中的道理。
27.蝙蝠是怎样在夜晚捕食昆虫的?
28.如何让沉在水底的橡皮泥漂浮起来呢?
六、综合题
29.蝙蝠在漆黑的夜晚能够自如地飞行和捕食。为了探索其中的奥秘,科学家们做了如下实验。请完成相关题目。
实验顺序
实验方法
实验结果
第一次
蒙眼睛
铃铛一个也没响
第二次
塞耳朵
铃铛响个不停
第三次
封嘴
铃铛响个不停
(1)由实验结果,得出实验结论:蝙蝠能在夜晚飞行,靠的不是 ,而是利用 和 的配合来发现前方障碍物的。
(2)蝙蝠在飞行过程中,能够从喉部发出一种人耳听不到的声音 。
(3)雷达的工作过程是:雷达的发射机通过天线把电磁波射向空间某一方向,处在此方向上的物体 碰到的电磁波,雷达天线接收此 ,送至接收设备进行处理,提取有关该物体的某些信息,如,目标物体至雷达的 、 等。
(4)科学家利用蝙蝠探路的科学原理发明的雷达,雷达的天线相当于蝙蝠的 ,雷达发射的电磁波相当于蝙蝠 ,雷达的接收设备相当于蝙蝠的 。
A.耳朵 B.喉咙 C.嘴里发出的超声波
参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
B
B
C
C
B
B
A
A
B
题号
11
12
答案
A
A
1.C
【详解】轮船作为现代交通工具,其设计和发展主要是为了最大化其运载能力。与帆船和蒸汽船相比,轮船在多个方面具有优势,使其成为运载能力最强的船舶类型。首先,轮船通常拥有更大的体积和更复杂的结构设计,以适应大规模的货物运输需求。其次,轮船使用的发动机和推进系统使其能够以更高的速度和效率在各种水域条件下运行,进一步提高了其运输效率。此外,随着技术的发展,现代轮船还配备了先进的导航和安全系统,确保了运输的安全性和可靠性。因此,在帆船、蒸汽船和轮船中,轮船的运载能力最强。
2.B
【详解】中国国家体育馆的设计模仿的是鸟巢的外形和结构,这种结构既坚固、耐用、美观,又能容纳更多观众。
3.B
【详解】中国天眼工程历经22年终于建成了世界上口径最大的射电望远镜,其首席科学家兼总工程师是南仁东,因此也被称为“中国天眼”之父。“中国天眼”是目前世界上最大单口径、最灵敏的射电望远镜。500米口径球面射电望远镜FAST在2016年9月在贵州建成投用,成为目前人类望向宇宙的最大眼睛。
4.C
【详解】蝙蝠在飞行过程中,能够从喉部发出一种人耳听不到的超声波,当这种超声波碰到飞行中的昆虫或前方的物体时,会反射回来传入蝙蝠耳内,它就能判断出食物或障碍物距离的远近、位置和大小了。蝙蝠捕食应用到的是超声波,所以进行“蝙蝠捕食的奥秘”实验时,需要用到的器材是超声波传感器。
5.C
【详解】像粘扣这样,通过模仿某一生物的结构、功能、行为、形态等特征,来发明创造新产品的科学方法就是仿生。常见的仿生有形态仿生、结构仿生、功能仿生、色彩仿生等。
6.B
【详解】A.仿生产品是依据自然界中的物体设计出的,可以在自然界中找到原型,正确;
B.根据材料体积重量的不同,材料的漂浮能力也就不相同,漂浮能力主要看体积的大小和材料本身的重量,选项错误;
C.雷达的发射机通过天线把电磁波射向空间的某一方向,处在此方向上的物体反射碰到的电磁波,雷达天线接收此反射波,送至接收设备进行处理,正确;
故选B。
7.B
【详解】我们把物体在水中排开水的体积叫做排开的水量。物体在水中都受到浮力的作用,物体浸入水中的体积越大,排开的水量就越大,受到的浮力也越大。软陶泥是在水中会下沉的材料,把它们做成船形或空心球后,浸入水中的体积增大,它在水中受到的浮力增大了,因而能更容易漂浮在水面上。把软陶泥做成实心球,会让软陶泥沉在水底。
8.A
【详解】蝙蝠在飞行过程中,能够从喉部发出一种人耳听不到的超声波,当这种超声波碰到飞行中的昆虫或前方的物体时,会反射回来传入蝙蝠耳内,它就能判断出食物或障碍物距离的远近、位置和大小了。人类根据蝙蝠发明了雷达,雷达的工作原理是利用电磁波探测目标。
9.A
【详解】物体浸在水中的体积越大,说明物体排开水的体积就越大,其受到的浮力就越大。铁块在水中是下沉的,钢铁造的大轮船不仅能浮在水面,还能装载货物,原因是钢铁制造的大轮船改变了形状,增大了浸入水中的体积,轮船排开的水量大大增加,受到的浮力就变大。故A选项正确。
10.B
【详解】船作为一种重要的交通工具,它的动力随着技术发展变革在不断地发展,由人力、风力、电力、燃料等不同动力装置。船只规模越来越大,航行技术越来越先进,航行速度越来越快,抵抗自然灾害的能力增强,功能越来越多。在船的发展史中,顺序正确的是简单木船→木质帆船→蒸汽机船→现代舰船。
11.A
【详解】A.青蛙和蛙泳,错误;青蛙和蛙泳不符合仿生的概念,因此不属于仿生。
B.苍耳种子与尼龙粘扣,正确;
C.乌龟背甲与薄壳建筑,正确。
12.A
【详解】我们把物体在水中排开水的体积叫做排开的水量。物体在水中都受到浮力的作用,物体浸入水中的体积越大,排开的水量就越大,受到的浮力也越大。软陶泥是在水中会下沉的材料,把它们做成船形或空心球后,浸入水中的体积增大,它在水中受到的浮力增大了,因而能更容易漂浮在水面上。把软陶泥做成实心球,会让软陶泥沉在水底。
13.不同
【详解】物体都是由一种或多种材料做成的,不同的材料有不同的特性,决定了它们有不同的特点和功能。我们可以把不同材料的优点集中起来,做成人们想要的物品。不同材料组成的物体在水中的漂浮能力不同。
14.电磁波
【详解】雷达是利用回声定位的原理进行工作的。雷达发出的电磁波遇到目标时会返回,从而测定目标位置、速度等,为飞机导航。
15. 很大 没有
【详解】薄薄的鸡蛋壳之所以能承受很大的压力,是因为蛋壳曲面可以看成由无数的拱拼接而成的,能够把受到的压力分散到蛋壳的各个部分。人们从蛋壳中得到启示,发明了薄壳结构。薄壳结构具有优越的受力性能,且轻便省料,因此在建筑中被广泛使用。中国国家大剧院采用了薄壳结构,这种结构的特点是内部空间很大,但是没有柱子。
16. 不同 木头 塑料
【详解】像木头、塑料等浮在水面上的材料,漂浮能力强;像铁、橡皮泥等沉在水底的材料,漂浮能力弱。不同的材料漂浮能力不同。
17. 形态 功能 发明创造
【详解】像粘扣这样,通过模仿某一生物的结构、功能、行为形态等特征,来发明创造新产品的科学方法就是仿生。仿生产品都能够在自然界找到相似的原型。仿生学的发展,加速了人类发明创造的进程。
18.×
【详解】船是水上运载工具,是利用人力、风力或机器推进的。船的种类很多,大小不同,形状各异。潜艇可以在水下航行,也属于船。
19.×
【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:军用迷彩服能起到伪装和迷惑的作用,使人不易分辨和察觉,这是仿照动物利用保护色保护自己的特点发明的。
20.×
【详解】我们把物体在水中排开水的体积叫做排开的水量。物体在水中都受到浮力的作用,物体浸入水中的体积越大,排开的水量就越大,受到的浮力也越大。随着技术的进步,钢铁也能造船。钢铁制造的船不但坚固,而且载重量也更大。钢铁制造的船能浮在水面,是因为做成船型,增大了体积,受到的浮力也增大。把轮船造得越大,能装载的货物越多。
21.√
【详解】像粘扣这样,通过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就是仿生。常见的仿生有形态仿生、功能仿生、结构仿生、色彩仿生等。迷彩服应用的是色彩仿生的原理。
22.√
【详解】智能家居是以住宅为平台,利用综合布线技术、网络通信技术、 安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成,利用了物联网的原理,将手机等终端和家居利用互联网连接起来,构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统,提升家居安全性、便利性、和智能性,并实现环保节能的居住环境。
23.√
【详解】不同的材料漂浮能力不同。像木头,塑料等浮在水面上的材料,漂浮能力强;像铁、橡皮泥等沉在水底的材料,漂浮能力弱。 利用漂浮的材料和下沉的材料都可以造船。
24.
【详解】生物在长期进化的过程中,形成了许多有利于生存的形态结构和生理特点,人们从中获得很多启示。通过研究狗的鼻子,人类模仿制成了小型、快速、灵敏的自动分析仪——“电子鼻”。通过观察章鱼触手上的吸盘模仿出了吸盘。通过萤火虫的光源模仿出了日光灯。根据啄米鸟长期啄木头不会得脑震荡发明了安全帽。 电子蛙眼,其实是电子眼的一种,它的前部其实是一个摄像头,成像之后通过光缆传输到电脑设备显示和保存,它的探测范围呈扇状,并且能转动,类似蛙类的眼睛。利用动物爪子的稳定性发明了现代起重机的挂钩。
25.形态仿生、结构仿生、功能仿生、色彩仿生
【详解】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,即仿生学。常见的仿生有形态仿生、结构仿生、功能仿生、色彩仿生等。
26.钢铁制造的船能浮在水面,是因为做成船型后,浸入水中的体积增大,排开的水量就增加,受到的浮力也增大。把轮船造得越大,能装载的货物越多。
【分析】船是人类的伟大发明。船是水路运输的主要工具,自从有了船,人们可以借助它在水面上自由、方便地行驶,还可以把很多货物运送到远方。人类的活动范围大大扩大,人类的物资运输和交流也大大增加。船与我们的生活紧密相连。随着社会的发展,人们需要越来越大的船来满足交通和运输货物的需要。技术可以改变船的载重量,推动着船的发展。
【详解】我们把物体在水中排开水的体积叫做排开的水量。物体在水中都受到浮力的作用,物体浸入水中的体积越大,排开的水量就越大,受到的浮力也越大。钢铁是在水中会下沉的材料,把它做成船型后,浸入水中的体积增大,它在水中受到的浮力增大了,因而能更容易漂浮在水面上。把轮船造得越大,能装载的货物越多。
27.蝙蝠在飞行过程中,能够从喉部发出一种人耳听不到的超声波,当这种超声波碰到飞行中的昆虫或前方的物体时,会反射回来传入蝙蝠耳内,它就能判断出食物或障碍物距离的远近、位置和大小了。
【详解】蝙蝠是通过超声波来定位的。蝙蝠在飞行过程中,能够从喉部发出一种人耳听不到的超声波,当这种超声波碰到飞行中的昆虫时,会反射回来传入蝙蝠耳内,它就能判断出昆虫距离的远近、位置和大小了。
28.1.把橡皮泥做成空心形状、船形或盒形。
2.在水中加盐、糖、味精等。
3.利用船、泡沫塑料块等漂浮物可以让橡皮泥浮起来。
【分析】物体在液体中的沉浮与同体积的液体的重量有关。物体比相同体积的液体重,下沉;比相同体积的液体轻,上浮。液体的性质影响着物体的沉浮。
【详解】1.把橡皮泥做成空心形状、船形或盒形,橡皮泥在水中是浮的。在重量不变的情况下,体积变大,排开的水量增大,受到的浮力变大了。
2.当水中溶解了足够量的其它物质时,如盐、糖、味精等,有可能会使橡皮泥浮起来。
3.利用船、泡沫塑料块等漂浮物可以让橡皮泥浮起来。
29. 眼睛 耳朵 嘴 超声波 反射 反射波 距离 方位 B C A
【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。
(1)分析图表可知,蝙蝠夜里飞行,靠的不是眼睛,而是利用耳朵和嘴配合起来发现前方障碍物的。
(2)蝙蝠的嘴里能够发出一种人耳听不见的声音超声波。在它飞行时,超声波遇到物体后会返回,被耳朵接收,这样的探路方式叫回声定位。
(3)雷达与蝙蝠有着类似的工作原理。雷达的发射机通过天线把电磁波射向空间某一方向,处在此方向上的物体反射碰到的电磁波,雷达天线接收此反射波,送至接收设备进行处理,提取有关该物体的某些信息,如,目标物体至雷达的距离、方位等。因为是使用电磁波来探测物体,不受天气条件的影响,所以雷达广泛应用于军事、天文、气象、航海、航空等领域。
(4)雷达的天线就像是蝙蝠的喉咙,雷达发出的无线电波就像蝙蝠嘴里发出的超声波,雷达的声波发射装置相当于蝙蝠的耳朵。
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