第五单元 仿生（单元自测）科学苏教版五年级上册（新教材）

**基本信息** 苏教版五年级科学上册第五单元“仿生”单元素养测评，以仿生学原理、生物结构应用及科技案例为核心，融合科学观念、科学思维与探究实践，适配单元复习巩固与素养提升。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|12题24分|仿生原理（如无人机机翼）、结构特点（拱形/薄壳）|基础概念辨析，结合生活实例| |填空题|8题19分|仿生实例（潜艇声呐、尼龙搭扣）、仿生流程|强化知识关联，注重细节记忆| |实验题|1题10分|蝙蝠回声定位实验|通过实验数据培养推理论证能力| |综合题|1题10分|深海机器鱼仿生设计|结合科技前沿，考查模型建构与创新思维|

2026-2027学年五年级科学上册单元素养测评（苏教版） 第五单元 仿生（答案解析） 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A B C C B B B C C C 题号 11 12 答案 B B 1．A 【详解】仿生学是指模仿生物的结构和功能进行发明创造的科学。无人机机翼模仿鸟的翅膀结构来实现飞行，是直接模仿生物特征进行的设计，属于仿生学的应用范畴。杠杆原理涉及简单机械，能量转化关注能量形式变化，均不是模仿生物结构这一设计思路的核心。因此符合仿生学的定义。故选A。 2．B 【详解】A. 蒲公英依靠绒毛随风传播种子，主要功能是繁殖，不具备缓冲落地的作用，A选项错误； B. 猫爪脚垫柔软且有弹性，能在跳跃落地时减轻冲击，保护身体，与海绵垫缓冲保护的作用相似，B选项正确； C. 椰子外壳坚硬，主要保护种子并适应水流传播，不具备缓冲减震的功能，C选项错误。 故选B。 3．C 【详解】仿生学是模仿生物的结构和本领来发明创造物品。 A．雷达：模仿蝙蝠回声定位，属于仿生应用。 B．潜水艇：模仿鱼的沉浮原理，属于仿生应用。 C．电灯：利用电流发光，没有模仿生物的特征，不属于仿生学的应用。 故选C。 4．C 【详解】薄壳结构的特点是薄而坚固，它可以把受到的压力均匀分散开来，既不需要做得厚重，又具备较强的承受能力，又厚又重、又薄又脆都不是薄壳结构的特点，故选C。 5．B 【详解】薄薄的蛋壳能承受比较大的压力，这与蛋壳具有拱形组合的结构有很大的关系。手握鸡蛋，逐渐用力，鸡蛋不易破裂，这是因为蛋壳能够把受到的压力均匀地分散到蛋壳的各个部分。故选B。 6．B 【详解】赵州桥是古代著名的拱形桥，拱形结构能够把桥面和桥身的压力分散到两侧桥墩，所以抗压能力强，能够承受很大的重量，因此历经千年依然屹立不倒。A选项平板结构抗压能力弱，容易断裂，C选项框架结构主要用于建筑框架，不是赵州桥的主要结构。故选B。 7．B 【详解】拱形结构受到压力时，能把压力向下和向外传递给相邻的部分，使各部分相互挤压，结合得更加紧密，从而大大增强了承重能力。桥梁和房顶采用拱形主要是为了利用这一特点，而非单纯为了美观或施工便捷。故选B。 8．C 【详解】A．啤酒架常用六角形网格固定瓶子，是蜂巢结构的典型应用，具有蜂巢结构，A选项错误； B．铺设小路常用六角形砖块紧密拼接，是蜂巢结构的典型应用，具有蜂巢结构，B选项错误； C．包装箱内部多用瓦楞纸，利用波浪形结构增强缓冲和承重，属于拱形结构应用，不具有蜂巢结构，C选项正确。 故选C。 9．C 【详解】保护色是动物身体颜色和周围环境接近，以此隐藏自己。迷彩服模仿动物的保护色，让士兵和环境融为一体，起到隐蔽作用。拟态是模仿别的生物形态，警戒色用鲜艳颜色警告敌人，都不符合迷彩服的原理。故选C。 10．C 【详解】A．八爪鱼触手上的吸盘具有吸附能力，人类模仿这一特征发明了塑料吸盘，搭配正确； B．苍耳果实表面的钩刺能挂在物体上，人类模仿这一结构发明了尼龙搭扣，搭配正确； C．蒲公英种子依靠冠毛随风传播，人类据此发明了降落伞，锯条是受草叶齿缘启示发明的，搭配错误。 故选C。 11．B 【详解】仿生技术是通过模仿生物特点研制新仪器、新材料、新设备的科学技术。题干中提到的飞机机翼、潜水艇、雷达等均是为了满足人类飞行、潜水、探测等生活与工程需求，而非单纯制作工艺品或日常穿戴用品。因此，仿生的核心价值在于将生物特性应用于解决实际问题。故选B。 12．B 【详解】A．对着空旷山谷大声呼喊听见回音，体现了声音的反射现象，但主要是为了听到回声，未体现利用回声探测物体特征，A选项不符合题意； B．医生利用B超探查人体内部器官，是发射超声波并接收器官反射回来的声波来判断内部情况，与蝙蝠利用回声判断方位和捕捉猎物的原理一致，B选项符合题意； C．医生用听诊器倾听人体体内声音，是直接收集人体内部产生的声音，不涉及发射声波和接收回声的过程，C选项不符合题意。 故选B。 13． 形状 声波 【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形状制造的，可以加快行驶的速度。海豚能借助于附近陆地对声音的反射，用回声定位来测定方向，得知物体或海岸的位置，人类据此发明的潜艇的声呐系统，可以利用声波对水下目标进行探测、定位、识别等。 14． 触角 不能 【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——仿生学。“蝇式气味分析监视仪”是人类模仿苍蝇的触角研制的，将其安装在宇宙飞船的密封舱里，可监测舱内异常气味，不能净化空气。 15． 钩刺 皮毛 【详解】尼龙搭扣的发明是受到苍耳的启发，苍耳的种子上有许多小刺，容易附着在动物的皮毛上。尼龙搭扣的一面模仿苍耳的“钩刺”，这些钩刺可以钩住另一面的毛圈；另一面模仿动物的“皮毛”，这里的皮毛可以理解为有毛圈的结构，毛圈可以被钩刺钩住，从而实现连接的功能。 16． 功能 蒲公英 【详解】仿生学是人类从大自然生物身上获取灵感的科学，不仅会模仿生物的外形和身体结构，还会模仿生物独特的生活习性与功能特点。自然界里的蒲公英种子自带轻盈绒毛，下落时可以缓缓飘落到地面，不会快速坠落受伤。科学家模仿蒲公英缓慢降落、缓冲减速的特点，受到它的启示，研制发明出了降落伞，利用伞面空气阻力实现平稳降落，这也是仿生学在生活和科技中很典型的应用实例。 17． 环境 迷彩服 【详解】本题考查保护色的定义和应用。保护色是指生物的体色与生活环境中的背景颜色相似，从而不易被天敌发现或更容易捕食猎物。人类根据这一原理，设计出了迷彩服、伪装网、军事涂装等，用于军事、狩猎、野外观察等活动中，以达到隐蔽自身的目的。 18． 建立模型 检测模型 开发产品 【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。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。 19． B超 雷达 回声定位原理 【详解】海豚会发出超声波，超声波遇到障碍物会反射回来，海豚通过接收反射的声波判断目标的位置和距离。人类模仿这个原理，发明了声呐、B超、雷达；渔船声呐探测鱼群，就是模仿海豚，向水下发射声波，利用声波反射后接收分析，来确定鱼群的位置和距离，核心原理就是回声定位。 20． 形态 结构 原理 【详解】仿生学研究首先模仿生物的形态、结构与功能外在特征，还要深入探究这些特征背后蕴含的原理，依靠这些研究成果，为工程技术研发提供有价值的设计思路。 21． × 【详解】仿生产品的研制依据是生物的功能、结构和原理，而非仅仅局限于外形的模仿。只注重外形相似而忽视内在科学原理，无法保证产品具备实际使用价值。成功的仿生设计需要深入理解生物特性并结合工程技术进行转化，单纯的外形复制不足以达成目标。 22．× 【详解】粘扣是利用仿生学原理发明的，设计灵感来自于苍耳等植物种子表面的钩刺，这些钩刺能牢固地挂在织物上。蝴蝶翅膀的结构特点主要体现在鳞片排列对光的反射产生色彩以及辅助飞行，与粘扣的钩挂机制没有关联。所以该说法不正确。 23．× 【详解】拱形结构和平桥结构的受力方式不同。拱形能够将受到的压力向下和向外传递，有效分散负荷，从而增强抗弯曲能力，承受更大的重量。平桥结构在受到压力时容易向下弯曲变形，承重能力相对较弱。因此，使用相同材料制作时，拱桥的承重能力大于平桥，原题表述不正确。 24．× 【详解】判断同种正多边形能否密铺，关键在于其内角度数能否整除360°。正三角形内角60°、正四边形内角90°、正六边形内角120°，均能整除360°，可以密铺。正五边形内角108°，无法整除360°，不能密铺。能密铺的同种正多边形应为正三角形、正四边形和正六边形，题目中包含正五边形且遗漏正四边形，表述错误。 25．× 【详解】仿生学是通过模仿生物的结构、功能及工作原理来解决技术问题的科学。除了外形，生物的内部结构和功能原理也是模仿的重点，例如根据蛙眼视觉原理研制电子蛙眼、模仿鱼鳔原理制造潜艇。所以，仿生学并不局限于外形模仿，该说法是错误的。 26． √ 【详解】人体手臂运动依靠骨骼、关节和肌肉协同工作。制作模型时，硬物支撑模拟骨骼，连接处转动模拟关节，绳子牵引模拟肌肉收缩。绳子通过拉动提供动力，对应肌肉的功能，因此题目描述正确。 27． 【详解】蝙蝠→雷达：蝙蝠靠超声波回声定位，科学家模仿这个原理发明雷达。鸟→飞机：模仿鸟类翅膀的形态与飞行原理，研制出飞机。苍耳→尼龙粘扣：苍耳表面带钩，可以钩住动物皮毛，受此启发发明尼龙粘扣。蛋壳→薄壳建筑：蛋壳薄但是能承受很大压力，据此设计薄壳建筑，用料少、强度高。八爪鱼→塑料吸盘：八爪鱼触手的吸盘可以依靠大气压牢牢吸附物体，模仿它制造塑料吸盘。 28．有很好的空间传力性能，能以较小的构件厚度形成承载能力高、刚度大的承重结构，能兼承重结构和围护结构的双重作用，从而节约结构材料。 【详解】壳体结构属于常见的实用造型结构，本身不需要额外加支撑就能把承受的力分散到整体，能以较小的构件厚度形成承载能力高、刚度大的承重结构，能兼承重结构和围护结构的双重作用，从而节约结构材料，因此制作水上音乐厅要采用壳体结构。 29．答：蜂巢采用六边形结构，优点：①拼接紧密，没有空隙，空间利用率最大；②同等容积下，耗费的建筑材料最少，节约原料；③六边形结构受力均匀，稳固性更强。 【详解】蜂巢结构稳定性很强。当外力作用于蜂窝表面时，六边形的网状结构能将压力均匀地分散到每一个格子的壁上，而不是集中在某一点。这种结构使得材料拥有极高的抗压强度和抗弯曲能力。在建造相同大小的空间时，使用六边形结构所消耗的材料最少。对于蜜蜂来说，这能节省宝贵的蜂蜡；对于人类工程来说，则意味着降低成本和重量。由于蜂巢内部的空气是热和声音的不良导体。因此，采用这种结构的材料往往具有优异的保温、隔热和吸音降噪效果。答案合理即可。 30．拱桥受力时，压力会向桥梁两侧和下方分散，不会集中在桥面中间，受力更均匀，结构更稳定，因此承重能力远超平桥。 【详解】平桥承重时压力全部集中在桥面中部，容易弯折损坏；而拱桥的弧形结构可以将桥面受到的压力向桥梁两侧桥墩和下方分散，整体受力均匀，不会出现局部受力过大的情况，结构稳定性更强，所以拱桥比普通平桥更稳固、承重能力更强。 31．(1) 眼睛 耳朵 嘴巴 (2) 超声波 回声定位 (3) 方向 距离 (4) B C A 【详解】【小题1】实验中，“蒙眼睛”时铃铛不响（说明飞行不受眼睛影响）；“塞耳朵”或“封嘴”时铃铛响不停（说明耳朵、嘴对飞行至关重要）。因此，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。对应选项：①眼睛；②耳朵；③嘴巴。 【小题2】蝙蝠在飞行时，嘴里发出的“人耳听不见的声音”是超声波（这是关键信号载体）。当超声波遇到前方物体（如墙壁、昆虫）时，会像光遇到镜子一样反射回来；蝙蝠的耳朵能精准接收这些反射的超声波，通过分析“发射→反射”的时间差、强度等，就能判断障碍物的位置、距离，甚至猎物的动态——这种“用声波探测环境”的方式，就是回声定位。对应选项：①超声波；②回声定位。 【小题3】雷达天线发射无线电波（电磁波），当电波遇到目标（如飞机、云层）时，会被反射回来；反射波回到雷达后，荧光屏会显示其轨迹。通过分析“反射波的方向”（判断目标在哪个方位）、“反射的时间差”（根据电磁波速度恒定，时间差×速度÷2=距离）、“反射波的强度”（判断目标大小/材质）等信息，就能测定目标的方向、距离、大小等关键参数。这种“用电磁波代替声波，实现全天候探测”的设计，让雷达突破了天气限制（如暴雨、黑夜），广泛应用于军事（防空预警）、天文（探测天体）、气象（监测云层）、航海/航空（导航避障）等领域。对应选项：①方向；②距离。 【小题4】仿生学中“功能对应”的设计逻辑，核心是将雷达的组件与蝙蝠探路系统的器官按“发射信号→传递信号→接收处理信号”的流程一一对应：雷达的天线负责发射无线电波（类似蝙蝠用嘴巴发射超声波，都是“信号发射端”）；雷达发射的无线电波是探测载体（类似蝙蝠发出的超声波，都是“传递信息的媒介”）；雷达的荧光屏负责接收并显示反射波（类似蝙蝠用耳朵接收反射的超声波，都是“信号接收+处理端”）。这种设计本质是人类模仿蝙蝠“嘴发声波→耳收回声”的探路机制，将生物器官的功能转化为电子组件的功能，体现了仿生学“从生物特性提炼技术灵感”的核心思想。对应选项：①B（嘴巴）；②C（超声波）；③A（耳朵）。 32．(1)D (2) 无 柔性胸鳍 (3)B (4)C (5)B 【详解】（1）仿生的正确流程是： 了解生物性能：先研究生物的结构和功能特点 建立模型：根据生物特点制作初步模型 检测模型：测试模型的性能 开发产品：优化后开发出最终产品 故选D。 （2）材料提到机器鱼 “模仿其柔软的身体结构”“无需坚硬的耐压外壳就能承受万米深海的巨大压力”，说明深海狮子鱼无坚硬的外壳。 材料明确说明机器鱼 “依靠柔性胸鳍扇动前行” （3）深海漆黑无光，鱼类主要依靠侧线感知水流、水压和障碍物，以此判断周围环境。 （4）流线型设计是水下设备的常见结构，核心作用是减少在水中前进时的阻力，提升游动效率。 （5）材料提到它 “可深入深海，完成传统潜水器难以完成的任务”，对应的典型应用就是探测深海环境、监测海洋水质。 第2页，共10页 第7页，共7页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 保密★启用前 2026-2027学年五年级科学上册单元素养测评（苏教版） 第五单元 仿生 总分：100分 建议用时：60分钟 注意事项： 1．答题前，填写好自己的姓名、班级、考号等信息，请写在规定的位置上。 2．所有题目必须使用黑色墨迹签字笔或钢笔答题，请将答案填写在答题区域规定的位置上。 3．考试结束后将试卷交回。 一、选择题（共24分） 1．（本题2分）无人机机翼是模仿鸟的翅膀实现飞行的，这个设计利用的原理是（    ）。 A．仿生学原理 B．杠杆原理 C．能量转化 2．（本题2分）跳高时，旁边放一个很厚的海绵垫，这是模仿大自然中的（    ）进行的仿生设计。 A．蒲公英 B．猫爪脚垫 C．椰子 3．（本题2分）下列哪项不是仿生学的应用？（    ） A．雷达 B．潜水艇 C．电灯 4．（本题2分）薄壳结构的特点是（    ）。 A．又厚又重 B．又薄又脆 C．薄而坚固 5．（本题2分）鸡蛋握在手里不容易捏碎，主要是因为（    ）。 A．蛋壳很厚 B．蛋壳是拱形结构 C．蛋壳很硬 6．（本题2分）赵州桥历经千年依然屹立不倒，它主要利用了（   ）结构抗压能力强的特点。 A．平板 B．拱形 C．框架 7．（本题2分）桥梁、房顶常用拱形结构，其最大优势是（    ）。 A．美观好看 B．承受压力更强 C．建造简单 8．（本题2分）下面（    ）不具有蜂巢结构。 A．啤酒架 B．铺设小路 C．包装箱的内部 9．（本题2分）战场上的士兵所穿的迷彩服是受动物的（    ）启示而发明的。 A．拟态 B．警戒色 C．保护色 10．（本题2分）下列受动植物启示发明的物体搭配不正确的是（    ）。 A．八爪鱼——塑料吸盘 B．苍耳果实钩刺——尼龙搭扣 C．蒲公英——锯条 11．（本题2分）人们认真观察大自然中动植物的身体构造、运动方式与生存本领，模仿生物的特点研制新仪器、新材料、新设备的科学技术叫作仿生，小到飞机机翼、潜水艇，大到雷达、防震建筑都离不开仿生技术。仿生的核心价值在于（   ）。 A．模仿生物外形做工艺品 B．模仿生物优势，解决生活与工程实际问题 C．借鉴生物外形特点，只打造实用日常穿戴用品 12．（本题2分）蝙蝠飞行时会不断发出超声波，声波遇到障碍物反射回来形成回声，蝙蝠依靠接收回声精准判断方位、捕捉猎物，这就是回声定位。下列日常行为与蝙蝠回声定位科学原理最相近的是（   ）。 A．对着空旷山谷大声呼喊，听见传来回音 B．医生利用B超探查人体内部器官情况 C．医生用听诊器倾听人体体内声音 二、填空题（共19分） 13．（本题2分）潜艇的形状是仿照鱼的_______________制造的，可以加快行驶的速度。潜艇的声呐系统利用_______________对水下目标进行探测、定位、识别等。 14．（本题2分）人类模仿苍蝇的________（填“复眼”或“触角”），研制出了“蝇式气味分析监视仪”，将其安装在宇宙飞船的密封舱里，________（填“能”或“不能”）净化空气。 15．（本题2分）尼龙搭扣一面模仿苍耳的___________，一面模仿动物的___________，是常见的连接工具。 16．（本题2分）仿生学不仅模仿生物的结构，还模仿生物的__________，降落伞的发明是受到__________的启示。 17．（本题2分）保护色的作用是让生物与________融为一体，人类据此设计了________，用于隐蔽。 18．（本题3分）仿生一般要经历发现生物性能、________、________、________的过程。 19．（本题3分）人们从“海豚探路”得到启示，发明了声呐、_________和__________。一艘捕渔船在捕鱼过程中实施声呐探测的过程，请你根据学过知识，解释一下渔船的探测利用的原理是___________。 20．（本题3分）仿生学不仅以生物的___________、___________和功能等特征为模仿对象，还需要研究它们的___________，从而为工程技术提供更有价值的设计思想。 三、判断题（共12分） 21．（本题2分）只要外形模仿生物，就能做出实用的仿生产品。( ) 22．（本题2分）科学家通过研究蝴蝶的翅膀后制造出了衣服、鞋子等衣物上用的粘扣。( ) 23．（本题2分）用同样的一张纸造一个拱桥和一个平桥，平桥的承重能力较大。( ) 24．（本题2分）用同种正多边形，能密铺的只有正三角形、正五边形、正六边形。( ) 25．（本题2分）仿生学只模仿生物的外形，不模仿生物的功能和结构。( ) 26．（本题2分）模仿人体手臂制作的模型中，绳子模拟的是手臂的肌肉。( ) 四、连线题（共10分） 27．（本题10分）将下列物体与其获得启示的原型用线连起来。 蝙蝠               塑料吸盘 鸟                   雷达 苍耳               尼龙粘扣 蛋壳               飞机 八爪鱼              薄壳建筑 五、简答题（共15分） 28．（本题5分）你知道水上音乐厅为什么要做成壳体结构吗？ 29．（本题5分）生活中具有蜂巢结构的物体有很多，这种设计的好处是什么？ 30．（本题5分）简单说说拱桥比普通平桥更稳固、承重更强的原因。 六、实验题（共10分） 31．（本题10分）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，科学家们做了下面这个实验。实验结果说明了什么？ 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)实验结论：蝙蝠夜里飞行，靠的不是______________，而是利用______________和______________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——______________。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______________。 (3)雷达是模仿蝙蝠探路的原理工作的。雷达通过天线发出无线电波，无线电波遇到障碍物就反射回来，显示在荧光屏上，这样就可以测定目标的______________、______________、大小等。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)雷达的天线相当于______________；雷达发射的无线电波相当于______________；雷达的荧光屏相当于______________。 A．蝙蝠的耳朵 B．蝙蝠的嘴巴 C．蝙蝠发出的超声波 七、综合题（共10分） 32．（本题10分）我国科研团队研发出一款深海机器鱼，如题23图，它以深海狮子鱼为灵感，模仿其柔软的身体结构和游动方式，无需坚硬的耐压外壳就能承受万米深海的巨大压力。这款机器鱼身形轻巧，依靠柔性胸鳍扇动前行，能在低温、高压的深海环境中正常工作。它可深入深海，完成传统潜水器难以完成的任务，是我国仿生学在深海探索领域的重要突破。 (1)仿生核心步骤包括四个阶段，正确的流程是（    ）。 A．建立模型→了解生物性能→检测模型→开发产品 B．开发产品→建立模型→检测模型→了解生物性能 C．建立模型→检测模型→了解生物性能→开发产品 D．了解生物性能→建立模型→检测模型→开发产品 (2)根据材料推测深海狮子鱼______（选填“有”或“无”）坚硬的外壳。机器鱼模仿狮子鱼的游动方式，依靠__________扇动前进，动作更加灵活。 (3)深海机器鱼需要在漆黑的深海中感知周围环境，它最可能模仿鱼类的（    ）功能。 A．鱼鳞防水 B．侧线感知水流和障碍物 C．鳃呼吸 D．鱼鳍保持平衡 (4)深海机器鱼的身体设计成流线型，主要目的是（    ）。 A．看起来更像真实的鱼 B．方便携带更多探测设备 C．减少在水中前进时的阻力 D．增强身体的坚固性 (5)下列哪项是深海机器鱼仿生设计的常见应用（    ）。 A．在陆地上运输货物 B．探测深海环境、监测海洋水质 C．帮助人类在太空探索 D．代替人类在工厂加工产品 学科网（北京）股份有限公司4 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $