第七单元 创新与发明（期末专项训练）四年级科学下学期（青岛版五四制）

**基本信息** 聚焦创新与发明核心知识点，以“概念-流程-应用”逻辑构建训练体系，融合科学观念与实践能力培养。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |知识回归|23个核心知识点|仿生流程（生物性能→建立模型→检测模型→开发产品）、VR制作步骤、印刷术发展流程|从基础概念（模型、仿生）到技术应用（葱叶结构、印刷术），再到科技影响（蒸汽机、AI），形成“原理-实践-拓展”链条| |提升训练|选择12题/填空8题/判断6题/连线1题/简答3题/综合1题|仿生案例分析方法、科技影响辩证思维|通过多样题型强化科学思维（模型建构、推理论证），考查科学观念（技术与社会关系）及探究实践能力|

第七单元 创新与发明（期末专项训练） 亲爱的同学们： 科学学习，重在夯实基础、突破难点、补齐短板。这份小学科学期末专项训练，聚焦核心知识点、高频考点与易错题型，按专题拆分训练，针对性破解学习薄弱环节，为期末复习筑牢根基。 本训练贴合课本教学要求，题目梯度清晰，兼顾基础巩固与能力提升，帮助大家逐一攻破知识盲区，理顺解题思路，强化科学思维，把每一个知识点学扎实、练透彻。 愿大家沉下心认真练习，在专项训练中查漏补缺、稳步提升，保持对科学的好奇与热爱，脚踏实地积累进步，从容应对期末检测，收获满意的学习成果！ 祝同学们学有所成，稳步进阶！ 第一部分：知识回归 1.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.圆筒结构比平板结构承重能力强，正是圆筒结构的特点才使得葱叶不容易弯折。 3.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。 4.仿生流程：生物性能→建立模型→检测模型→开发产品。 5.根据葱叶的圆筒结构，设计出的仿生产品：如电线杆、灯柱、水管等 6.根据章鱼腕足上的吸盘，设计一种可以攀爬的手套、吸盘式支架、吸盘式挂钩等。 7.照相机是根据人眼成像的特点发明的。 8.雷达是利用蝙蝠用超声波定位的原理。 9.人们根据鸟飞行的特点发明了飞机。 10.印刷术在中国的发展及其重大影响: (1)（隋唐时期之前）,书籍大多是手抄的。手抄费时费力，易抄错、抄漏。 (2)雕版印刷术发明于（隋唐时期）,并在唐朝中后期开始被普遍使用。现存最早的印刷品是唐懿宗咸通九年时期印的《金刚经》残卷。 （3）（北宋）毕昇发明了泥活字印刷术,完成了印刷史上一项重大的革命。活字印刷术的使用提高了印刷的效率,克服了雕版印刷的弊端。 （4）（20世纪80年代）,以王选为首的科研团队推出汉字激光照排系统,使印刷效率得到很大提高,被公认为活字印刷术后中国印刷技术的第二次革命。 11.印刷术对人类文明及社会各领域产生的深远影响： 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的影响。尤其在文化传播方面，印刷术产生后，大量的文字典籍可以更方便、准确地被保存下来。 12.中国古代四大发明：造纸术、印刷术、指南针、火药 13.印刷术在中国的发展历程：隋唐之前，手抄→隋唐时期，雕版印刷术→北宋时期，活字印刷→20世纪80年代，汉字激光照排 14.“VR”的中文意思是虚拟现实。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。 15.VR眼镜的结构：镜盖、镜身、镜片 16.VR眼镜的镜片是放大镜。放大镜作为镜片的作用：增大视角，将画面放大，增强立体效果，让人有身临其境的感觉。 17.制作VR眼镜的一般步骤： （1）手持放大镜片看手机画面，看清之后量出手机到镜片的距离。 （2）找一个比手机稍小的盒子，在盒子的一面挖两个镜孔，装上镜片。两孔间的距离应与两眼距离相等。 （3）按照量出的镜片和手机的距离，将盒子的另一面多余的部分剪掉。 18.VR技术的应用：模拟驾驶、观察虚拟世界、模拟手术、虚拟课堂、虚拟游戏等 19.蒸汽机的发明引发了一场技术革命，大大提高了当时的生产力水平，推动世界进入“蒸汽时代”。 20.内燃机的出现推动了汽车、船舶制造、工业机械等行业高速发展。 21.内燃机的出现为汽车、飞机的技术革新提供了条件。现在，内燃机广泛应用于工业、农业等领域，在人们的生产、生活中发挥着重要作用。 22.重大的发明和技术会给人类社会发展带来深远的影响和变化。某些科技产品可能会对人类生活和环境产生负面影响。 23.美国人富尔顿发明了轮船，英国人史蒂芬逊发明了火车，德国人卡尔·本茨制造出世界上第一辆以汽油为动力的三轮汽车，美国人莱特兄弟发明了第一架飞机。 第二部分：提升训练 一、选择题 1．“神舟九号”飞船座舱内的一种小型气体分析仪是根据苍蝇嗅觉器官的结构和功能仿制而成的，该生物技术属于（   ）。 A．克隆技术 B．仿生技术 C．转基因技术 2．下列动物中，利用保护色保护自己的是（     ）。 A．老鹰 B．老虎 C．蝗虫 3．技术与工程创造了人造物，技术的核心是发明，工程的核心是建造，其中（   ）运用了回声定位原理。 A．蜂巢结构 B．薄壳结构 C．雷达技术 4．六足机器人模仿了蚂蚁、竹节虫的运动方式，其优点是（    ）。 A．速度更快 B．外形更美观 C．能在复杂路面保持稳定，轻松跨越障碍 5．印刷术在中国发展及影响重大，其中发明于隋唐时期的印刷术是（    ）。 A．活字印刷术 B．雕版印刷术 C．激光照排印刷术 6．科学家从（   ）身上获得启示，发明了尼龙粘扣。 A．栗子 B．苹果 C．苍耳 7．科学家发现，像蚂蚁、竹节虫等昆虫都有三对足，在爬行时总是以三条足为一组，以（     ）支架结构交替前行。 A．三角形 B．四边形 C．六边形 8．潜水员能在水下方便划水，他们用的脚蹼是从（　　）得到了启示。 A．鸭子的脚蹼 B．鱼类的尾鳍 C．海豚的体型 9．建造中国空间站、建成国家太空实验室是实现载人航天工程“三步走”战略的重要目标。在天宫空间站的建造过程中，机械臂起着非常关键的作用，机械臂是仿生的（    ）。 A．人的手臂 B．章鱼的吸盘 C．动物的翅膀 10．科技的发展给我们带来很多便利，下列印刷方式最快速便捷的是（    ）。 A．雕版印刷术 B．激光打印机 C．活字印刷术 11．印刷术的发明推动了社会发展，活字印刷术的正确流程是（ ）。 A．检字→刷墨→拓印→晾制 B．刷墨→检字→拓印→晾制 C．检字→拓印→刷墨→晾制 12．未来的机器人不能做到的事是（   ）。 A．与人类下棋 B．与人类对话 C．完全取代人类 二、填空题 13．船桨能划水，使船快速行驶，这是受到了__________的启发；船舵能控制船的行进方向，这是受到了__________的启发。 14．潜艇的形状是仿照__________制造的，可以加快行驶的速度。 15．像雷达这样，很多发明都能够在自然界找到__________的原型。 16．模拟活字印刷术的四个步骤包括检字、刷墨、____________、____________。 17．自行车和螺丝刀中，属于交通工具的是________。 18．活字印刷术可以分成检字、 _______、拓印、_______等过程。 19．活字印刷的排版环节，需要将活字按_______顺序固定，确保印刷内容通顺。 20．许多潜艇被设计成鱼类的身体形状，可以__________。 三、判断题 21．只有动物可以被仿生，植物的结构太复杂，无法模仿。( ) 22．发明和技术不会对人类生活和环境产生负面影响。 ( ) 23．划船的船桨，是人们从鱼的流线型得到了启示造出来的。( ) 24．根据动物的保护色，人们发明了迷彩服。( ) 25．雷达工作的原理和蝙蝠捕食的原理相同都利用了超声波。( ) 26．降落伞的发明创造是从蘑菇的身上获得的启示。( ) 四、连线题 27．将生物与对应的仿生发明连线。 蝙蝠         飞机 鸟         雷达 苍耳         尼龙粘扣 蛋壳         潜水艇 蝴蝶         薄壳建筑 鱼         迷彩服 五、简答题 28．好多仿生产品都能够在自然界找到类似的原型，请列举3个仿生事例。 29．科技给我们的生活带来了很多便利，例如信息化时代手机使通话、信息、视频秒达，请列举两个科技给生活带来便利的其他案例。 30．为了适应水上的环境，人们模仿鱼的结构造出了船。你还知道生活中有哪些仿生学的发明创造？请举两例说明。 六、综合题 31．AI，即人工智能，已悄然融入我们生活的方方面面，为我们带来了前所未有的便利与惊喜。像大家熟知的deepseek、小爱同学、豆包、Kimi等，通过先进的语音识别和自然语言处理技术，能精准理解我们的问题并快速给出答案。无论是查询天气、设置提醒，还是播放音乐，只需动动嘴，它们就能轻松搞定。智能门锁通过人脸识别或指纹识别，为我们守护家的安全；医疗领域同样离不开AI的助力。借助图像识别技术，AI能辅助医生进行疾病诊断，例如分析X光、CT影像、监测身体指标，大大提高诊断的准确性和效率。出行方面，自动驾驶汽车正逐步从科幻走向现实。依靠传感器和计算机视觉技术，自动驾驶汽车可实时感知路况和周围环境，实现自动行驶。 面对人工智能，我们既要拥抱它带来的便利，也要避免过度依赖，因为艺术创作、心理咨询等工作仍需人类独特的情感与创造力。同时，要警惕隐私泄露等问题，在使用智能设备时注意保护个人信息，用伦理准则和法律规范约束人工智能在关键领域的应用。 阅读上面的短文，回答下列问题。 (1)人工智能无法完成的功能是（   ）。 A．查询天气 B．感受情感 C．设置提醒 D．播放音乐 (2)用手机拍照识别不同的植物，运用了人工智能的（   ）。 A．数据存储能力 B．飞行控制能力 C．图像识别能力 D．语音识别能力 (3)智能家居系统中，智能门锁主要识别用户的方式是（   ）。 A．钥匙 B．瞳孔识别 C．声音识别 D．人脸识别或指纹识别 (4)AI在医疗领域的应用包括（   ）。 A．分析X光片 B．监测身体指标 C．辅助疾病诊断 D．以上都是 (5)使用人工智能时需要避免的是（   ）。 A．借助AI泄露个人隐私 B．利用语音助手查询天气 C．借助AI实现自动驾驶 D．利用智能设备查阅资料 第2页，共6页 第5页，共6页 学科网（北京）股份有限公司 $ 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B C C C B C A A A B 题号 11 12 答案 A C 1．B 【详解】仿生技术是指模仿生物的某些结构和功能来发明创造各种仪器设备。题干中气体分析仪是根据苍蝇嗅觉器官的结构和功能仿制而成的，属于模仿生物结构和功能发明仪器，符合仿生技术的特征。克隆技术、转基因技术与题干描述不符。故选B。 2．C 【详解】A.老鹰依靠锐利的视觉和速度捕食，体色不具备隐藏自己躲避敌害的作用，A选项错误； B.老虎身上的条纹有助于在草丛中隐蔽捕猎，主要为了捕食而非保护自己，B选项错误； C.蝗虫的体色与周围环境相似，不易被天敌发现，是利用保护色保护自己，C选项正确。 故选C。 3．C 【详解】雷达技术通过发射电磁波并接收其遇到物体后反射的回波，来探测目标的方向、距离和速度，其原理与回声定位类似。回声定位是某些动物（如蝙蝠、海豚）通过发出声波并接收回声来感知周围环境的方式，雷达在此基础上改用电磁波进行探测。 A.蜂巢结构：源自蜜蜂筑巢的六边形结构，主要用于轻质高强度的建筑或材料设计； B.薄壳结构：如蛋壳、贝壳等，利用曲面分散压力，实现轻量化高强度结构； C.雷达技术：直接应用了回声定位的物理原理，因此是正确答案。 故选C。 4．C 【详解】仿生学结构功能关系表明，生物结构特点对应特定优势。六足机器人模仿昆虫，利用多足支撑增加稳定性，适应复杂路面，主要解决平衡与越障问题，而非追求速度或外观。因此选项C正确。故选C。 5．B 【详解】中国古代印刷术的发展历程中，隋唐时期出现了雕版印刷术，北宋毕昇发明了活字印刷术，激光照排印刷术属于现代技术。隋唐时期发明的印刷术为雕版印刷术。故选B。 6．C 【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。这些产品都能够在自然界找到类似的原型，比如科学家从苍耳身上获得启示，发明了尼龙粘扣。故选C。 7．A 【详解】昆虫（如蚂蚁、竹节虫）的三对足在爬行时，会形成两组交替支撑的三角形支架结构：一组是身体一侧的前足、后足与另一侧的中足，三点构成稳定的三角形；另一组足移动时，前一组保持支撑，以此交替前行。故选A。 8．A 【详解】仿生学模仿生物的结构和功能进行发明创造。潜水员使用的脚蹼旨在增大与水的接触面积以获得更大推力，这一结构特征与鸭子的脚蹼一致，鱼类尾鳍和海豚体型分别对应螺旋桨和流线型船体的设计灵感。故脚蹼是从鸭子的脚蹼得到了启示。故选A。 9．A 【详解】仿生学是模仿生物结构和功能进行发明的技术。空间站机械臂具有多个关节，能像人的手臂一样灵活伸展、旋转和抓取物体，完成舱段转移等任务，其设计灵感来源于人的手臂。章鱼吸盘主要用于吸附，动物翅膀用于飞行，与机械臂的结构功能不同。故选A。 10．B 【详解】印刷技术经历了从手工到机械再到电子化的发展。雕版印刷术需雕刻整版模板，活字印刷术需逐个排列活字，两者均耗时费力；激光打印机利用电子信号控制激光束快速成像，自动完成打印，效率高且操作简便。因此，激光打印机是最快速便捷的印刷方式。故选B。 11．A 【详解】活字印刷术的操作步骤为：先排列字模（检字），再涂抹墨水（刷墨），随后覆盖纸张按压转印（拓印），最后干燥成品（晾制）。选项A的顺序符合实际操作过程，其他选项的步骤逻辑混乱。故选A。 12．C 【详解】A. 机器人可以通过编程和算法掌握下棋规则，目前已存在能与人下棋的机器人，未来技术发展会更成熟，错误； B. 机器人通过语音识别和人工智能技术已能实现基本对话，未来对话能力会进一步提升，错误； C. 机器人虽能完成特定任务，但无法具备人类的情感、创造力和复杂思维能力，因此无法完全取代人类，正确。 故选C。 13． 胸鳍 尾鳍 【详解】像尼龙搭扣这样，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。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。这些产品都能够在自然界找到类似的原型，比如船桨能划水，使船快速行驶，这是受到了胸鳍的启发；船舵能控制船的行进方向，这是受到了尾鳍的启发。 14．鱼的流线型身体 【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。这些产品都能够在自然界找到类似的原型，比如潜艇的形状是仿照鱼的流线型身体制造的，可以加快行驶的速度。 15．类似 【详解】人类的许多发明创造，其灵感或原理都来源于自然界中的生物特性。例如雷达就是受到蝙蝠回声定位的启发而发明的。这就是仿生学，是指人类模仿生物的结构、功能或行为来发明创造的科学。因此，这些发明能在自然界找到与其原理相似或相当的原型。 16． 拓印 晾制 【详解】模拟活字印刷术的四个步骤包括检字、刷墨、拓印、晾制。 检字：将需要印刷的文字从活字模中挑选出来排列好，这是准备阶段，确定印刷内容。 刷墨：把墨均匀地涂抹在排好的活字上，使活字表面附着墨汁，为印刷做准备。 拓印：将纸张覆盖在刷好墨的活字上，通过一定压力让活字上的墨转移到纸张上，从而印出文字或图案，这是活字印刷的关键步骤，实现信息从活字到纸张的转移。 晾制：印好后的纸张上墨尚未干燥，需要进行晾制，使墨汁干燥固定在纸张上，完成印刷成品。 17．自行车 【详解】自行车是一种交通工具，因为它可以帮助人们从一个地方移动到另一个地方（如出行或代步）。而螺丝刀是一种工具，用于拧紧或松开螺丝（如修理物品），不属于交通工具。 18． 刷墨 晾制 【详解】人类总是在不断地改进着工具和技术，从而推动着社会的发展。印刷术带来了记录信息和传播信息的变革，是中国古代劳动人民的四大发明之一。活字印刷术一般分为四个步骤，其先后顺序为①检字、③刷墨、②拓印、④晾制。 19．文字表达 【详解】活字印刷的排版环节，需要将活字按 文字表达的先后顺序固定，确保印刷内容通顺。 排版时，工匠会按照书稿的行文顺序，把单个的反文活字依次排列在字盘里，再用木框等工具固定好，这样印出来的文字才会符合阅读逻辑，不会出现语序混乱的情况。 20．有效减小水的阻力 【详解】潜艇在水中航行时，需要减小水的阻力以提高速度和节省能源。鱼类的身体呈流线型（类似水滴或梭子），这种形状能够有效分散水流，减少阻力。因此，潜艇的设计模仿了鱼类的外形，帮助它在水中更灵活、高效地移动。 21．× 【详解】仿生学是通过模仿生物的结构和功能来发明创造新技术的学科，其模仿对象涵盖动物和植物。生活中许多发明源于植物，例如模仿荷叶表面微观结构制成的防水自清洁材料。植物结构虽复杂，但人类已能通过科学研究进行模仿和应用，因此并非只有动物可以被仿生。 22． × 【详解】发明和技术具有两面性，在改善生活质量、提高生产效率的同时，也可能引发环境污染或资源浪费等问题。例如，工厂生产可能排放污染物，电子设备过度使用会产生有害垃圾并影响健康。因此，断言发明和技术不会产生负面影响不符合客观事实。 23．× 【详解】仿生学是通过模仿生物的结构和功能进行发明创造。鱼的流线型体型主要作用是减小在水中游动时的阻力，人们据此设计了船体或潜水艇的外形。船桨作为划水推动船前进的工具，其设计灵感来源于鱼的鳍，利用鳍的摆动产生动力，而非模仿鱼的流线型体型。 24． √ 【详解】保护色是指动物体色与周围环境色彩相似，从而不易被敌害发现的现象。迷彩服的设计原理正是借鉴了这一自然特征，通过选用与环境相近的颜色和斑纹，使穿着者融入背景中，达到隐蔽伪装的效果。这是人类模仿生物特性进行技术发明的典型实例。 25． × 【详解】蝙蝠捕食利用的是超声波回声定位，通过发出声波并接收反射波来判断位置。雷达工作原理是发射电磁波并接收目标反射回来的电磁波。两者虽然都利用了回声定位的思想，但蝙蝠使用的是声波，雷达使用的是电磁波，雷达并未利用超声波。 26．× 【详解】仿生学是通过模仿生物的结构和功能来进行发明创造。降落伞利用空气阻力减缓下降速度，其设计灵感通常来源于蒲公英种子随风飘散的过程或水母的形态。蘑菇生长于地面，不具备空中缓慢降落的特征，无法为此发明提供直接启示，因此该说法错误。 27． 【详解】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。人们根据蝙蝠发明了雷达；人们根据鸟发明了飞机；人们根据苍耳发明了尼龙粘扣；人们根据蛋壳发明了薄壳建筑；人们根据蝴蝶发明了迷彩服；人们根据鱼发明了潜水艇。 28．人们根据蝙蝠发明了雷达；人们根据鸟类发明了飞机；人们根据牛蒡果实发明了尼龙搭扣。 【详解】像尼龙搭扣这样，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。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。这些产品都能够在自然界找到类似的原型，比如人们根据蝙蝠发明了雷达；人们根据鸟类发明了飞机；人们根据牛蒡果实发明了尼龙搭扣。 29．示例：①导航软件的应用直观便捷地指引人们到达目的地；②扫码支付的出现，让购物、交易更方便。 【详解】本题主要考查学生科技对我们生活带来的便利，根据生活中的场景我们可知①导航软件的应用直观便捷地指引人们到达目的地；②扫码支付的出现，让购物、交易更方便。（答案合理即可） 30． 通过翠鸟的嘴发明了高速列车车头，通过野猪的鼻子发明了防毒面具。 【详解】仿生，就是人们模仿生物（动物、植物）的外形、结构、功能，来发明创造新的东西，让这些发明能更好地为我们服务。如通过翠鸟的嘴发明了高速列车车头，利用了翠鸟喙部结构能减小入水阻力的原理，解决了列车高速进入隧道时的噪音问题；通过野猪的鼻子发明了防毒面具，利用了野猪鼻子拱地时能过滤空气的原理。 31．(1)B (2)C (3)D (4)D (5)A 【分析】生物具有可以生长、发育、繁殖等特点，非生物则不具备这些特点。 【小题1】查询天气、设置提醒、播放音乐均为AI可完成的任务（基于语音识别和自然语言处理）。感受情感属于人类独有的主观体验，AI无法真正“感受”情感，只能模拟或识别情感表达。故选B。 【小题2】拍照识别植物依赖计算机视觉技术，通过分析图像特征匹配数据库，属于图像识别。选C。 【小题3】文中明确提到智能门锁通过“人脸识别或指纹识别”保障安全，排除钥匙、瞳孔、声音等选项。选D。 【小题4】文中列举了AI分析X光片、监测身体指标、辅助疾病诊断等多项功能，均为医疗应用。选D。 【小题5】查询天气、自动驾驶、查阅资料均为AI的正常应用。隐私泄露是需警惕的风险（如智能设备录音、人脸数据滥用），文中明确提到需保护个人信息。故选A。 第2页，共7页 第7页，共7页 学科网（北京）股份有限公司 $