专题13 工程设计与物化（专项训练）2026年小学科学小升初复习讲练测（山东专用）

专题13 工程设计与物化（专项训练） 【答案解析】 1． 三角形 3 详解：三角形具有稳定性，有着稳固、坚定、耐压的特点。三种塔台模型中都有大量的三角形结构，具有很高的稳定性。根据设计图可以发现图2除了上部和下部外只有3个侧面，总体呈现三角形。 2． 太阳能小台灯 创意、设计、制作 详解：小制作或者小发明名称因人而异，应该有一定的创新性和实用性。在进行小制作或小发明时，首先要有创意，即产生一个新颖的想法或构思，这是整个过程的起点；接着基于这个创意进行设计，详细规划出制作的具体步骤、所需材料等；最后按照设计方案进行制作，将想法变为实际的作品 ，所以顺序是创意、设计、制作。 3．减小飞行时的阻力或减小阻力 详解：根据题目中的图片可以发现，小火箭的头部减小了，较小的头部可以减小空气阻力，让火箭飞得更远。 4． 浮 设计方案 详解：电动补给舰是一种船舰，它能在水面上漂浮是因为受到水的浮力。浮力是水对物体施加的向上力，与物体自身的重力平衡，从而使物体浮起。把创意变成实物需要先有完善的设计。设计是指详细的规划和描述，包括补给舰的形状、大小、材料选择等，并绘制出设计图作为施工依据。 5． 选址 建造 详解：工程是为了满足我们的需要，设计和使用技术，解决实际问题和制造产品的活动。住房建造过程中要经历明确任务、选址、设计、建造、验收等几个重要阶段。 6． 技术 稳定性 详解：工程建设不仅需要科学知识，还需要技术的支撑，才能将设计变成现实。技术是科学知识的应用，帮助解决实际问题。塔台是一种高大的结构，设计时首先要确保它不会倒塌具有稳定性。稳定性涉及塔台的底座宽度、重心位置和抗风能力等。 7．建立模型 详解：工程设计通常包括设计、建模、测试、优化等环节。“建立模型”是测试设计可行性的重要手段，可以是物理模型（如原型机）或数字模型（如计算机仿真）。 8． √ 详解：题目涉及设计原则的知识点，实用指物品的功能性，美观指外观吸引力。设计中兼顾两者能提升使用体验和满足需求，如日常工具或玩具的设计，忽略任一方面可能导致功能不足或兴趣降低。因此，该陈述正确。 9．× 详解：工程建造过程中若发现问题，需根据实际情况调整方案。工程设计虽重要，但实际施工可能遇到未预见的问题，需灵活处理以确保安全和质量。例如，地基问题或材料变化时，修改设计是必要的。因此不能完全依照初始设计而不改动。 10．√ 详解：工程建设通常遵循设计、建造的流程。设计阶段需考虑结构、材料等因素，确保可行性和安全性。埃菲尔铁塔作为复杂建筑，需预先规划方案解决承重、风力等问题，避免施工中出现重大失误。因此建设前设计最优方案是必要步骤。 11．× 详解：制作建筑仿生模型的主要过程是设计，而非调研。调研属于前期信息收集阶段，用于辅助设计。设计需结合材料、结构及仿生原理，形成具体方案，是模型制作的核心步骤。题目将调研作为主要过程，与科学知识不符。 12．√ 详解：工程设计是一个动态过程，设计方案需在制作中检验。实际操作可能发现设计缺陷或材料限制，合理调整能优化模型。例如，结构不稳时加固、材料不足时替换，均属必要改进。因此题目描述正确。 13． × 详解：工程设计的一般步骤是制作完成后需先调试，确保功能正常，再展示成果。题目中“先展示后调试”的顺序错误，可能导致展示时产品无法正常运行。正确流程应为制作→调试→展示。 14．√ 详解：建立模型是工程设计的关键步骤，能够将复杂设计简化，便于观察和测试。工程师通过模型模拟真实情况，检验设计的可行性和潜在问题，从而优化方案。题目描述正确。 15．C 详解：工程建设受到多种因素制约。项目需要在规定时间内完成，受经费预算限制，依赖可用材料，需适应周围环境，还要保证安全以抵抗自然界的破坏。时间、费用、可用材料、环境以及抵抗自然界的破坏能力都是工程建设面临的限制条件，①②③④⑤均属于此类条件。 故选C。 16．A 详解：工程设计的基本步骤通常为：先根据需求进行设计，再按照设计制作模型，接着测试模型的功能和效果，最后根据测试结果进行改进。故选A。 17．B 详解：工程设计的基本步骤通常包括明确问题、设计方案、制作模型、测试改进等。第一步需要先确定要解决的问题或需求，才能进行后续的模型制作或改进。A选项“制作模型”是后续步骤；C选项“测试改进”属于优化阶段；D选项“实施建设”是最终执行。故选B。 18．C 详解：工程是为了满足我们的需要设计和使用技术，解决实际问题和制造产品的活动。工程建设的步骤：明确一个要解决的问题；在限制条件下进行设计；制作一个模型（画或写解决方案）；测试这个模型、评估并改进；实施建设。故选C。 19．B 详解：根据题图所示的学校足球场平面图，挑选建塔位置，在足球场中间位置A位置会影响踢足球，不利于裁判员评判；球门后侧C位置更不合适；将塔台设在球场中线外围，不会影响球员正常活动，又能较全面地观察或拍摄比赛情况，是足球场上较为合理的位置。故选B。 20．D 详解：在工程设计中，项目成本和安全性是核心要素。塔台作为建筑物，必须确保稳固可靠，安全性是首要考虑。其他选项如美观性、位置或材料虽相关，但属于次要因素。故选D。 21．C 详解：A. 工程设计需要反复改进才能满足实际需求，符合实际设计流程。A选项正确。 B. 模型是否合格需通过测试结果判断，测试是验证设计的重要步骤。B选项正确。 C. 工程设计必须考虑材料、工艺等实际因素，否则无法实现创意。C选项错误。 故选C。 22．(1)B (2)A (3)A (4)C (5)C 详解：（1）当飞船返回舱进入大气层时，由于与大气层高速摩擦会产生极高的温度。如果材料隔热性能不好，舱内的设备和人员将面临高温危险，可能导致设备损坏、人员伤亡等严重后果。而成本和美观在这个情境下不是首要考虑因素，因为确保返回舱的安全返回是最关键的使命。 （2）在建筑结构中，三角形结构具有稳定性。三角形的三条边相互制约，当受到外力作用时，三角形的形状不容易发生改变。因此为了让基地的建筑更稳固，建筑应设计成三角形结构。 （3）工程建筑中，一般有三种方法来加强物体的抗震能力，分别是耐震、制震和免震。耐震一般采用的方法是加大底部面积或加重底座重量；制震一般采用的方法是结构底部加入弹簧；免震一般采用的方法是结构底部加滚珠。因此题干中的三种方法都合理。 （4）如果发现原来的设计有问题，仍然按照原设计建造必然会导致各种问题，如功能无法实现、安全隐患等。因此要对原设计进行合理修改，确定可行性后再按新的设计建造是比较科学的做法，这样可以保证基地建设的顺利进行。 （5）工程是为了满足我们的需要设计和使用技术，解决实际问题和制造产品的活动。工程建设的步骤：明确一个要解决的问题；在限制条件下进行设计；制作一个模型（画或写解决方案）；测试这个模型、评估并改进；实施建设。故选C。 23．(1)D (2)B (3) (4)B (5)侧面加三角形结构等 详解：（1）设计与制作物品首先要明确要解决的问题，即①；然后在限定条件（如材料、成本、空间等 ）下进行设计，即⑤；接着制作一个模型（画出或写出解决方案 ），即②；再对模型进行测试、评估并改进，即④；最后实施建设，即③ 。所以顺序是①⑤②④③。 （2）A.设计雨伞架时，安全性是保障使用安全，成本影响制作投入，需要二者和谐统一，该说法正确。 B.建造中遇到设计中没出现的情况，不一定都要重新规划设计，可根据实际情况采取调整施工方法等措施解决，若都重新规划设计会造成资源浪费和工期延误，该说法错误。 C.实施建造涉及实际操作、材料加工等，通常耗时最长、难度最大，该说法正确。 D.雨伞架建造完成后验收，检查是否符合设计要求和安全标准等，合格后才能投入使用，该说法正确。 （3）利用三角形的稳定性来加固雨伞架，使其不易变形。 （4）A.选择过细的管子，雨伞架承重能力可能不足，容易损坏，不能仅为节省材料选过细管子，该说法错误。 B.管子连接处固定牢固能提高伞架稳定性，防止使用中散架或晃动，该说法正确。 C.要考虑伞架容量，若容量过小无法满足同学放置雨伞需求，该说法错误。 D.设计不能只考虑美观，还要兼顾实用性、安全性、稳定性等多方面因素，该说法错误。 （5）收纳架可能会承载多把雨伞，若结构不稳固，容易摇晃甚至倾倒。通过增加三角形结构等加固方式，可增强其稳定性和承重能力，延长使用寿命。 24．(1) 围栏防护型 安全，防止游客摔下来 (2)C (3) 变小 C 分析：在制作塔台模型时，我们要考虑稳定性、承重性、抗风性、安全性、材料、成本等多方面因素。 详解：（1）因为我们制作的是景区瞭望台，会有游客去塔台观景，所以我们除了考虑稳定性、承重性等，更要注重安全性，观察图片，我们发现带有围栏防护型的安全性更好，这些围栏可以防止人员拥挤时掉落塔台，所以最符合要求的是围栏防护型。 （2）观察图片我们发现，图A是抗稳定性测试，图B是抗风性测试，图C是承重能力测试，故选C。 （3）物体的形状影响抗弯曲能力，材料弯折后承重能力下降。所以，将吸管恢复成直的以后，它的承重能力变小。对于不小心折弯的吸管，恢复成直的以后它的承重能力变小，不能用作承重的立柱和斜支撑，但可以用来制作底座，剪断制作护栏等，故选C。 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026年小学科学小升初复习讲练测 专题13 工程设计与物化（专项训练） 第一部分 知识回顾 一、什么是工程设计 1.工程设计的定义 （1）为解决实际问题，创造有用产品、装置或系统的完整过程。 （2）把想法变成实物，把科学原理变成实用技术。 2.工程设计的特点 （1）有明确目标，针对具体问题。 （2）有可操作性，能制作、能测试。 （3）有实用性，能解决生活中的真实需求。 3.常见工程设计活动 （1）制作鸡蛋保护器、气球小车、桥梁模型。 （2）设计小发明、简易工具、实用装置。 二、工程设计的步骤 1.第一步：明确问题 （1）确定要解决的问题与达成目标。 （2）了解限制条件：材料、时间、成本、大小。 （3）明确要求：安全、稳固、实用、美观。 2.第二步：设计方案 （1）画出设计图，清晰表达结构、形状、尺寸。 （2）选择合适材料：坚固、轻便、易得。 （3）构思结构方案，比较多种思路，选最优。 3.第三步：制作模型 （1）按照设计图制作，不随意改动。 （2）正确使用工具，规范操作。 （3）保证模型牢固、规整、符合设计。 4.第四步：测试与改进 （1）按目标测试性能：承重、行驶、防护等。 （2）分析问题：不稳、偏斜、易坏、效果差。 （3）优化改进：调整结构、加固、更换材料。 三、模型的意义 1.模型的作用 （1）模拟真实事物，提前验证设计。 （2）发现潜在问题，避免正式制作出错。 （3）降低成本，减少浪费。 （4）便于学习理解，直观展示原理。 2.模型的特点 （1）是真实物体的简化版。 （2）省略复杂细节，突出核心结构。 （3）用于测试、展示、研究，不是最终产品。 四、工程的核心要素 1.目的性 （1）所有工程都为解决具体问题。 （2）如大坝：防洪、发电、航运。 2.约束性 （1）受条件限制：材料、时间、成本、场地。 （2）必须在限制内完成设计。 3.系统性 （1）工程是整体系统，多部分配合。 （2）需要多步骤、多环节协调完成。 4.迭代性 （1）很少一次成功，需要多次循环。 （2）循环：设计→制作→测试→改进→再测试。 五、团队合作的重要性 1.合作优势 （1）分工明确，效率更高。 （2）发挥特长，质量更好。 （3）互相帮助，解决难题。 2.合作要求 （1）积极沟通，尊重意见。 （2）遇到分歧共同分析，选择最优方案。 （3）互相配合，共同完成任务。 第二部分 提升训练 一、填空题 1．在自制塔台活动中，豆豆同学分别设计了三种模型（如图）。这三种塔台模型在形状上具有的共同点是：都有大量的_________结构，除了底面和上面，图2共有_______个侧面。 2．本学期我的小制作或者小发明名称是________；完成这件小制作，得有设计、制作、创意的过程，正确的顺序是________。 3．小明所在科学探究小组设计和制作了如下图（1）的“小火箭”，进行测试后发现“小火箭”飞得不高，于是他们将“小火箭”的头部设计进行了改进如下图（2），这样改进的目的是________。 4．电动补给舰是利用_______力漂浮起来的。把我们的创意转换为实物需要有完善的_______，包括补给舰的基本结构和尺寸、选用的材料等，还要绘制出规范的设计图。 5．住房的建造需经过明确任务、______、设计、______、验收一系列过程。 6．工程建设需要运用相关科学知识以及________的支撑来完成，在设计塔台时，首先考虑的是________。 7．工程师常通过__________来测试他们的设计，这是工程设计中的重要环节。 二、判断题 8．设计既要考虑实用，又要考虑美观。( ) 9．某些工程十分庞大，即使建造中途出现了问题，也要完全依照设计进行，不能轻易改动。( ) 10．“埃菲尔铁塔”工程在建设之前必须先设计最优方案。( ) 11．制作建筑仿生模型的主要过程是调研。( ) 12．制作塔台模型时，不必与设计方案完全一致，可根据实际情况进行适当更改。( ) 13．红红做一个太阳能电风扇，她应该先制作，再展示，最后调试。( ) 14．建立模型是工程设计中的重要环节，工程师常通过建立模型来测试他们的设计。( ) 三、选择题 15．工程建设过程中，面临的限制条件包括（   ）。 ①时间        ②费用        ③可用材料        ④环境        ⑤抵抗自然界的破坏能力 A．①②③④ B．②③④⑤ C．①②③④⑤ 16．工程设计的关键步骤顺序正确的是（    ）。 A．设计→制作模型→测试→改进 B．制作模型→设计→测试→改进 C．测试→设计→制作模型→改进 D．改进→测试→设计→制作模型 17．工程设计的第一步是（    ）。 A．制作模型 B．明确问题 C．测试改进 D．实施建设 18．工程建设的第一个步骤一般是（   ）。 A．制作一个模型 B．在限定条件下进行设计 C．明确一个要解决的问题 19．学校打算在足球场建一个塔台，如图，你认为塔台最适合的位置是（    ）。 A．球场正中央 B．中线外围 C．球门后面 20．塔台竞标书中，塔台竞标的要点是项目成本和（   ）。 A．设计美观性 B．建造位置 C．使用材料 D．安全性 21．关于工程设计的说法，不合理的是（      ）。 A．工程设计往往需要经过反复改进直至满足工程的需要。 B．模型的设计是否符合工程的要求，是以测试模型的结果为依据。 C．工程设计重在理念和创意，实现设计的材料、工艺可以不考虑。 四、实验题 22．2004年，中国正式开启探月工程，工程分为“无人月球探测”“载人登月”和“建立月球基地”三个阶段。建立月球基地，不仅可以进行科学研究和月球资源的开发利用，还可以将该基地作为深空探测的中转站。我国计划在月球南极建立月球基地，因为月球南北两极地区也有极昼和极夜现象，会出现连续180天的光照期，可以解决能源的需求问题。十几年后，假如你是月球基地的设计师，请你根据以上材料及所学知识，回答下列问题。 (1)飞船的返回舱在进入大气层时，因摩擦产生高温，返回舱的材料应格外重视（    ）。 A．成本 B．隔热 C．美观 (2)为了让基地的建筑更稳固，建筑应设计成（    ）。 A．三角形结构 B．四边形结构 C．五边形结构 (3)研究表明月球表面地震活跃，为提高月球基地的抗震能力，下列做法合理的是（    ）。 ①加大基地工程设施的底部面积    ②加大底座质量                    ③在基地底部加入滚珠 A．①②③ B．①③ C．②③ (4)如果在月球基地的建造过程中，发现原来的设计有问题，应该（    ）。 A．仍按原设计建造 B．不重新进行设计，直接改建 C．对原设计进行合理修改，确定可行性后再按新的设计建造 (5)把月球基地定在月球南极，是建设过程中的选址环节，之后的建造顺序正确的是（    ）。 A．设计→实施建设→制作模型（画或写解决方案）→测试、评估并改进模型 B．实施建设→设计→制作模型（画或写解决方案）→测试、评估并改进模型 C．设计→制作模型（画或写解决方案）→测试、评估并改进模型→实施建设 23．每到雨天，同学们雨伞的随意放置会导致教室地面湿滑，增加滑倒的风险。为缓解该现象，小科的班主任提议制作雨伞收纳架。同学们在项目实施过程中遇到一些问题，请你根据所学知识帮助它们解决这些问题。 (1)雨伞架的设计与制作，都要经历相似的步骤，以下排序正确的是（    ）。 ①明确一个要解决的问题  ②制作一个模型（画出或写出解决方案） ③实施建设  ④测试该模型，评估并改进  ⑤在限定条件下进行设计 A．①⑤③②④ B．①②④⑤③ C．①②⑤③④ D．①⑤②④③ (2)关于实施设计制作雨伞架项目的过程，下列说法不正确的是（    ）。 A．在设计雨伞架时要考虑项目安全性和项目成本的和谐统一 B．建造中遇到设计中没有出现的情况，要重新规划设计再进行施工 C．实施建造的阶段是工程中耗时最长，难度最大的阶段 D．雨伞架建造完成后要进行验收，才能投入使用 (3)测试模型过程中，某小组伞架侧面形状如下图所示，容易变形。请你帮助该小组在设计图中加固雨伞架。 (4)若选择用钢管来制作伞架，以下操作最合适的是（    ）。 A．为节省材料，选择越细的管子越好 B．提高伞架稳定性，管子连接处要固定牢固 C．不需要考虑伞架容量，稳固即可 D．为了雨伞架的美观，可以根据自己的喜好设计 (5)下图是根据设计图制成的雨伞收纳架，请你帮忙提出一点改进建议：________。 24．在研究制作景区瞭望台的塔台模型时，华华所在小组的同学用吸管制作了以下四种模型：     围栏防护型    脚手架型    底托抗震型    金字塔型 (1)你觉得其中最符合要求的模型是( )，理由是( )。 (2)下面是塔台模型的各种测试场景，其中属于承重能力测试的是（    ）。 A． B． C． (3)在制作塔台模型时， 梦梦不小心将一根吸管折弯了，将弯管恢复成直管后承重能力将( )（填“变大”“变小”或“不变”）。对于这根吸管，正确的处理方法是( )。 A．用胶带将弯折处缠绕一圈，用来制作立柱 B．用胶带将弯折处缠绕一圈，用来制作斜支撑 C．用剪刀从弯折处剪断，用来制作模型的护栏 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $