内容正文:
第六单元 仿生建筑模型大比拼
一、选择题
1.从科学性角度评估一个模仿蜂巢的仿生建筑模型,应关注( )。
A.模型颜色是否鲜艳
B.六边形结构是否符合蜂巢的力学原理
C.模型是否容易搭建
2.在展示仿生建筑模型时,为了让观众更好地理解,最好( )。
A.准备详细的文字说明
B.只展示模型不说话
C.播放与模型无关的音乐
3.以下不属于评估仿生建筑模型创新性的方面是( )。
A.独特的设计理念
B.新的材料应用
C.模型的大小
4.测试仿生建筑模型的承重能力时,以下做法正确的是( )。
A.随意添加重物,直到模型倒塌
B.逐渐增加相同重量的重物,观察模型变化
C.一次性添加很多重物,快速得出结果
5.想要让仿生建筑模型更稳固,下列做法不合适的是( )。
A.增加支撑结构 B.把模型底座做大 C.增加模型的层数
6.在设计仿生建筑模型的过程中,以下步骤顺序正确的是( )。
A.设计方案→确定主题→制作模型→测试改进
B.确定主题→设计方案→制作模型→测试改进
C.制作模型→确定主题→设计方案→测试改进
7.制作仿生建筑模型时,下列材料中最适合用来模拟墙面的是( )。
A.吸管 B.卡纸 C.树枝
8.建造一所能够抵抗6级地震的房屋模型,模仿原型不合适的是( )。
A.蜂巢 B.白蚁巢穴 C.鸟巢
9.第二小组对制作的水上音乐厅模型进行测试,发现模型放入水中后发生倾斜,小组成员提出了不同的改进方案。请判断,效果最好的方案是( )。
A.增加模型的高度 B.更换模型的系统 C.增加底座的配重
10.制作塔台模型,一般按照一定顺序建造。下列比较可行的是( )。
①整体搭建
②侧面搭建
③底座搭建
A.②①③ B.③②① C.③①②
11.下列发明创造与仿生学无关的是( )。
A.雷达 B.迷彩服 C.显微镜
12.水上音乐厅应该包含不同的系统。因为各组设计要求不同,音乐厅里的系统会有差别。下列评价标准比较合理的是( )。
A.有灯光系统就行
B.应该有灯光、通风、供水等系统
C.采光、音响、通风、供水、供暖、供电、排水等系统缺一不可
二、填空题
13.生活中,我们常常需要具有 的建筑物来应对一些特殊的环境。
14.工程师经常使用丁字尺、 等绘图工具绘制图纸。
15.在底座的中间增加配重可以 。
16.我们需要根据仿生建筑模型的 划分展览区域。
17.在布置展示会时,我们可以用 、 、 和说明书等方式展示自己小组的仿生建筑模型。
三、判断题
18.在展示仿生建筑模型时,只需要把模型放在那里,不用过多介绍。( )
19.只要仿生建筑模型外观漂亮,就算是一个优秀的模型,不需要考虑其他因素。( )
20.评估仿生建筑模型时,科学性是指模型是否准确模仿了生物的结构和功能。( )
21.模型的创新性主要体现在使用了昂贵的材料。( )
22.用筷子搭建模型时,使用橡皮筋连接比用胶水连接更牢固。( )
23.对制作好的仿生建筑模型进行测试,能发现模型存在的问题并加以改进。( )
四、简答题
24.举例说明生活中还有哪些仿生建筑,它们分别模仿了什么生物的什么特点?
25.对制作好的鸟巢仿生建筑模型进行功能测试,比如防风测试,写出你的测试方法和测试结果。
26.我们该从哪些方面对仿生建筑模型进行评价?
27.什么是仿生?仿生分为哪些类型?
28.水上音乐厅的灵感来自自然界中哪些生物的启发?
五、综合题
29.将下列调研报告补充完整。
调研问题:音乐厅怎样能够稳定地漂浮在水面上?
调研方法:采访设计院工程师,去音乐厅考察。
调研结果:为了让音乐厅具备良好的音质和稳定的漂浮能力,音乐厅和底座的设计要达到的标准:
1.音乐厅:
(1)设计成 ,中心无立柱。
(2)聚音效果好,材料 。
(3)设置自然 和 。
(4)重心 ,稳固。
2.底座:
(1)面积 ,稳定性好。
(2)材料漂浮能力 。
(3)结构坚固, 性好。
(4)可以负载 浮在水面上。
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《第六单元 仿生建筑模型大比拼》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
A
C
B
C
B
B
B
C
B
题号
11
12
答案
C
B
1.B
【详解】在仿生建筑模型大比拼中,对蜂巢进行仿生建筑,是为了利用蜂巢的六边形结构,因此要关注六边形结构是否符合蜂巢的力学原理,模型颜色与搭建难度不是最关键的关注点。故选B。
2.A
【详解】制作模型的流程是任务、调研、设计、制作、测试、展示。在展示会上,我们可以用演讲、影像、展板、说明书等方式展示自己小组的仿生建筑模型,如果要播放音乐,最好要播放与模型有关的音乐。故选A。
3.C
【详解】创新性通常指的是设计或技术的新颖性、原创性和先进性。独特的设计理念和新的材料应用都是评估创新性的重要方面,因为它们直接关系到模型是否提供了新的思路或技术。而模型的大小通常与创新性无关,它更多地与模型的规模、实用性和成本等因素相关。故选C。
4.B
【详解】为了精确测量仿生建筑模型的承重能力,应逐渐增加相同重量的重物。这样可以观察模型在不同重物下的变化和表现,更好地获取其承重能力的数据及其临界点。随意添加和一次性添加大量重物可能导致数据不准确甚至损坏模型。
5.C
【详解】框架结构的铁塔结构稳定不容易倒,主要因为它上轻下重、上小下大,抗风力强等特点。为了使模型更稳固,可以增加支撑结构,把模型底座做大。而增加模型的层数会增高模型的重心,不但不能增强稳固力,反而会减弱模型的稳固力。故选C。
6.B
【详解】在设计仿生建筑模型的过程中,首先需要确定一个主题或目标,然后基于这个主题来设计方案。设计方案确定后,才能开始制作模型,最后通过测试来发现问题并进行改进。这样的流程能够确保设计工作的有序性和效率。故选B。
7.B
【详解】在制作仿生建筑模型时,卡纸是比较适合用来模拟墙面的材料。卡纸具有一定的平整度和硬度,可以较为容易地进行裁剪和塑形,能够较好地模拟墙面的形状和外观。而且卡纸有不同的颜色和质地可供选择,可以根据仿生建筑模型的设计需求来进行搭配,例如模拟不同风格建筑的墙面颜色或者质感等。同时,卡纸相对轻巧,在制作过程中便于操作和固定,不会给整个模型带来过大的重量负担。故选B。
8.B
【详解】蜂窝状结构的好处是耗最少的材料、修建的容积大,且抗压能力强,所以蜂巢的抗震能力很强。天然的鸟巢有繁有简,但都有共同的特点,它们都是凹底,盆状的鸟巢抗折能力也很强。白蚁巢穴的抗震能力较弱,所以建造一所能够抵抗6级地震的房屋模型,模仿原型不合适的是白蚁巢穴。
9.C
【详解】建造水上音乐厅模型,通常要经历任务、调研、设计、制作、调试、展示、改进的过程。第二小组对制作的水上音乐厅模型进行测试,发现模型放入水中后发生倾斜,这可能是因为上重下轻的缘故,可以增加底座的配重,这样上轻下重,稳定性好,也不会发生倾斜现象。
10.B
【详解】制作塔台模型,一般按照一定顺序建造。塔台搭建的顺序是:先底座搭建,再侧面搭建,最后整体搭建,一般按照从下往上的顺序搭建更合适,所以选项B可行。
11.C
【详解】仿生是指科学家通过对生物的认真观察和研究,模仿生物的某些结构和功能来发明创造各种仪器设备。雷达是模仿的蝙蝠,迷彩服是模仿的变色龙,都属于仿生;而显微镜是利用凸透镜成像的光学原理制作的,因此不是仿生。故选C。
12.B
【详解】建筑都有一定的结构,根据需求不同,结构也会存在差异。建筑的基本结构主要包括房屋的框架、承重、户型、采光等。水上音乐厅的主体结构由音乐厅和底座组成。音乐厅应该有灯光、通风、供水等系统。
13.特殊功能
【详解】生活中,我们常常需要具有特殊功能的建筑物来应对一些特殊的环境。仿生建筑是一种新型建筑,因绿色、环保的特点而深受人们的好评,在我们的生活中越来越常见。
14.曲线板
【详解】根据改进后的制作方案,工程师经常使用丁字尺、曲线板等绘图工具,绘制出仿生建筑模型的图纸。绘制仿生建筑模型的图纸时,应绘制俯视图和左视图。
15.降低重心
【详解】在设计建造高塔时,底座一般都比塔身要大且会增加配重,这是为了降低重心增加塔的稳定性。
16.类型
【详解】根据评委会和同学们的意见,对于制作的模型进行改进。改进后展览时,要根据仿生建筑模型的类型展示划分展览区域。
17. 演讲 影像 展板
【详解】制作模型的流程是任务、调研、设计、制作、测试、展示。在展示会上,我们可以用演讲、影像、展板、说明书等方式展示自己小组的仿生建筑模型。
18.×
【详解】制作仿生建筑模型的流程是任务、调研、设计、制作、测试、展示。在仿生建筑模型展示会上,我们可以用演讲、影像、展板、说明书等方式展示自己小组的仿生建筑模型。通过对模型进行介绍,可以让观众更详细地了解模型。故该句判断错误。
19.×
【详解】仅仅根据模型外观是否漂亮来评价仿生建筑模型是片面的。一个全面、客观的评价应该综合考虑各个方面,以确保对建筑模型做出公正、准确的判断,如建筑的安全性、建造成本、美观、功能等都要被考虑到。故该句判断错误。
20.√
【详解】在评估仿生建筑模型时,要从是否符合设计要求、是否绿色环保、制作的难度、整体效果等角度展开。科学性评价要求是指模型是否准确模仿了生物的结构和功能,是否符合设计要求。故该句判断正确。
21.×
【详解】模型的创新性并不仅仅体现在使用了昂贵的材料。创新性是指模型在设计、理念、技术、功能、材料应用等方面的原创性和先进性。
22.×
【详解】用筷子搭建模型时,使用胶水连接更牢固。胶水一旦干燥,连接处会非常牢固,适合长期展示和永久结构。题干说法错误。
23.√
【详解】通过反复测试发现建筑模型在稳定性、适应性、结构、工艺等方面的问题,然后集思广益进行调试与改进,不断完善。题干说法正确。
24.比如北京大兴国际机场,其外形模仿了凤凰,整体造型流畅,能更高效地引导气流,减少风阻,同时也寓意吉祥。还有模仿蜘蛛网结构设计的一些桥梁,利用蜘蛛网的高强度和有序分布的特点,使桥梁结构稳固,能承受较大的拉力 。
【详解】仿生学是人们从大自然中获得灵感,通过研究生物体的结构与功能,并根据其中的原理发明出新的设备、工具和技术的学科。生活中许多建筑都运用了仿生学。比如北京大兴国际机场,其外形模仿了凤凰,整体造型流畅,能更高效地引导气流,减少风阻,同时也寓意吉祥。还有模仿蜘蛛网结构设计的一些桥梁,利用蜘蛛网的高强度和有序分布的特点,使桥梁结构稳固,能承受较大的拉力 。
25.测试方法:用风扇模拟自然风,将风扇放置在距离模型一定距离处,先以较小风速吹,观察模型变化,再逐渐调高风速。
测试结果:在低风速时,模型无明显变化;当风速增大到一定程度,模型开始晃动,但整体结构未散架;继续增大风速,部分黏土掉落,但树枝框架仍保持基本形状,说明模型有一定防风能力,但还可在黏土固定和树枝连接稳固性上进一步改进。
【详解】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模型制作的必要条件,我们需要测试模型的这几项能力。增加模型的稳定性:多用三角形结构,接口处牢固。模型上小下大、上轻下重,有利于抗风、抗震、增加稳定性。对制作好的鸟巢仿生建筑模型进行防风测试时,我们可以用风扇模拟自然风,将风扇放置在距离模型一定距离处,先以较小风速吹,观察模型变化,再逐渐调高风速。我们观察到在低风速时,模型无明显变化;当风速增大到一定程度,模型开始晃动,但整体结构未散架;继续增大风速,部分黏土掉落,但树枝框架仍保持基本形状,说明模型有一定防风能力,但还可在黏土固定和树枝连接稳固性上进一步改进。
26.我们可以从成本、功能、工艺和系统结构等方面评价仿生建筑模型。
【详解】制作仿生建筑模型的流程是任务、调研、设计、制作、测试、展示。经过测试和调整后,我们可以从成本、功能、工艺和系统结构等方面评价仿生建筑模型。
27.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。仿生产品都能够在自然界找到相似的原型。常见的仿生有形态仿生、功能仿生、结构仿生、色彩仿生等。
【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。仿生学的发展,加速了人类发明创造的进程。
28.王莲的漂浮能力很强,我们可以根据这一特点设计水上音乐厅的漂浮底座;蛋壳的壳体结构不但能承受巨大的压力,而且弯曲的墙面可以将声音反射到需要的方向去,用来制作影剧院和音乐厅最合适了。
【详解】建筑物是指人工建筑而成的资产,属于固定资产范畴,包括房屋和构建物两大类。各种建筑物都有一定的结构,不同的结构与建筑物的功能关系十分密切。水上音乐厅的主体结构由音乐厅和底座组成。王莲的漂浮能力很强,我们可以根据这一特点设计水上音乐厅的漂浮底座;蛋壳的壳体结构不但能承受巨大的压力,而且弯曲的墙面可以将声音反射到需要的方向去,用来制作影剧院和音乐厅最合适了。
29. 球形 吸音 通风 采光 低 大 强 抗压 音乐厅
【分析】进行整个项目的技术探究和实践的流程为任务、调研、设计、制作、测试、展示、改进。物体在水中受到水向上托起的力叫做浮力。在水中的任何物体都会受到浮力,包括沉在水底的物体。
【详解】1.(1)为了让音乐厅能够稳定地漂浮在水面上,音乐厅应该设计成球形。
(2)音乐厅要达到聚音效果好,材料吸音的标准。
(3)音乐厅设置自然通风和采光。
(4)音乐厅重心低,稳固。
2.(1)底座面积大,稳定性好。
(2)底座材料漂浮能力强。
(3)底座结构坚固,抗压性好。
(4)底座可以负载音乐厅浮在水面上。
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