教科版六年级下册第一单元《小小工程师》实验探究题和材料分析题（含答案）

教科版六年级下册第一单元实验探究题和材料分析题
一、读图题。
1. 请在下图合适的位置中填写各系统的名称。(填序号)(6分)
(
③排水系统
⑥燃气系统
) (
②供水系统
⑤采光系统
)①承重系统
④供电系统
2. 观察下图中四个塔台模型。(8分)
(
D.
) (
B.
)C.
(1)顶部带防护栏，底部四角配重用来抗风抗震的模型是 。(填字
母，下同)(2分)
(2)底部设计了四个三角形组合结构的模型是 。(2分)
(3)底部方形，顶部三角形的模型是 。(填模型名称)(2分)
(4)有大量三角形结构以保证塔台的稳定性的模型是 。
(填模型名称)(2分)
二、下列塔台模型分别属于哪种类型 填一填。
( ) 型 ( ) 型 ( ) 型 ( ) 型
1.小明和小组的同学一起建造了一个塔台模型，请你回答相关问
(
塔台模型
)生活中的塔台
(1)制作塔台模型时，不需要用到的材料是( )。(3分)
A. 吸管 B. 胶带 C.橡皮泥
(2)观察生活中的塔台和小组建造的塔台模型，我们发现塔台
的底大顶小，这样做的主要目的是( )。(3分)
A.使塔台更加稳固
B.减少对材料的使用
C.让塔台的外观更好看
(3)小明想要增强塔台模型的抗风抗震效果，下列做法不可行
的是( )。(3分)
A.增加塔台底部的重量
B.提高塔台底部吸管的强度
C.增加塔台顶端的重量
(4)下列不属于塔台的用途的是( )。(3分)
A.足球教练站在上面指挥队员训练
B.士兵站在上面放哨.
C.同学们在上面做游戏
三、下面是某个科学小组的塔台模型测试记录表，请你对照评价表仔细分析他们所制
作的塔台模型的优缺点，并提出相应的改进建议。
塔台模型测试记录表
设计图及 文字说明 塔高 顶端 承重 抗风 能力 抗震 能力 材料成 本统计 分工 合作 美观
一组 3 3 1 2 3 2 3 3
优点：
缺点：
改进建议：
四、下学期要举行校园运动会，学校想利用暑假时间在操场建造一个塔台。要
求高1.5米，带有护栏的台面不小于1平方米，方便体育老师站在塔台上指挥
队员训练，且成本不超过5000元。学校发布了征集令，最终以竞标的形式确
定建塔资格。同学们纷纷报名参加此次竞标……
1. 以下属于本次校园塔台建设中的限制条件的是( )。(多选)(2分)
A. 塔台高度 B. 塔台形状 C. 站立面积
D. 建造材料 E. 建设成本
2.塔台的建造需要经历以下步骤，请填写正确的排列序号：
。(5分)
①制作一个模型 ②明确要解决的问题 ③实施建设
④进行设计 ⑤测试模型，评估改进
3.有三位同学率先展示了塔台模型，以下是学校对三小组塔台的评价表。
(5分)
组别 塔高 顶端承重 抗风能力 扰震能力 材料成本
第 1 组 1.35米 ★★ ★★★ ★★★ 4 5 0 0 元
第 2 组 1 . 3 米 ★★ ★ ★ 4 1 0 0 元
第 3 组 1 . 5 来 ★★★ ★★★ ★★★ 4 1 5 0 元
根据评价表，我们可以发现第 组建造的塔台稳定性不足。你
推测可能的原因是什么 (至少写两条)
①
②
五、在测量塔台承重能力时，塔台只放了一本作业本的重量就变形塌了。请你
根据下面塔台的设计图，分析原因并在设计图中进行改进。(10分)
设计图 分析问题
2. 小科的学校要在操场上建一座塔台，以供足球教练站在塔台上指挥队员训
练，现在需征集塔台的设计方案，最终通过竞标的方式确定建塔资格。(15分)
(1)在制订竞标书时，小科根据右图所示的学校足球场平
面图挑选建塔位置，你认为建在( )比较合适。
A.A 位 置 B.B 位 置 C.C 位 置
(2)科学实验小组在设计的过程中需要考虑众多因素，最
优先要考虑的是( )。
A. 主体安全性 B. 建造成本 C. 功能多样
(3)根据改进后的设计图，该小组选择用吸管搭建一个模
型。 一根吸管剪成几根细条后，细条的承重能力( )原来吸管的承重能力。
A. 大于 B. 小于 C. 等于
(4)该小组做好模型后，进行了测试，测试结果如下表：
项 目 设计图及 文字说明 梯子高度 顶端承重 抗震能力 材料成 本统计 美观 分工合作
得分 3 3 3 1 1 3 2
这个模型的优点有：
缺点是：
六、知识拓展区(22 分)
1.设计塔台模型时，我们考虑了很多的因素，请根据所学的内容回答问题。(14分)
(1)要使塔台有一定的承重能力，我们应该采用下而的( )结构。
A. 三角形 B. 长方形 B.圆锥形
(2)塔台的外形应该满足 的特点才较为稳固。
(3)制作的塔台模型出现倾斜角，分析其原因可能是
。
(4)测试塔台模型时，某小组制作的塔台模型的得分情况如表所示，得分较低
的是( )和( ),推测其原因可能是 0
塔台模型测试记录表
设计图及 文字说明 塔高 顶端 承重 抗风 能力 抗震 能力 材料成 本统计 分工 合作 美观
3 1 3 3 3 1 3 2
(5)根据测试结果，这一小组的改进方案是( )。
A.尽可能多地拆掉塔台中的一些吸管，降低材料成本
B. 将塔台中的部分吸管移至顶部，增加塔高
C. 在保证承重和抗风抗震能力的前提下撤去部分吸管以降低成本，同时
将部分吸管移至顶部来增加塔高
2.我们在建造塔台的过程中经历了这几个阶段：①设计塔台模型；②明确塔台 的设计要求和问题；③评估改进塔台模型；④制作塔台模型；⑤测试塔台模
型。用以上序号回答下列问题。(8分)
(1)制作塔台模型的步骤是 (2)在制作塔台模型的过程中， 是耗时最长、贯穿工程任务始终的。 (3)图中展示的是工程中的 阶段。
(4)在这个过程中，需要反复循环的步骤是
七、知识拓展区(16分)
1.建造的塔台必须满足什么样的条件才能具有一定的稳固性呢 我们一起来
做个小实验了解一下吧!
① 准备两个一模一样的空塑料瓶， 一个瓶口朝
上， 一个瓶口朝下，平放在桌面上。轻轻摇晃桌
面，仔细观察实验现象。
②在两个塑料瓶内均放入半瓶水，依然保持一
个瓶口朝上， 一个瓶口朝下，平放在桌面上。轻
轻摇晃桌面，仔细观察实验现象。
③将两个塑料瓶内均注满水，同样保持一个瓶
口朝上， 一个瓶口朝下，平放在桌而上。轻轻摇晃桌面，仔细观察实验现象。
(1)通过观察比较三组实验，我们发现当晃动桌面时，每组中的两个瓶子中，
均是 容易倾倒。
(2)如果将三组中每组不易倾倒的三个瓶子同时平放在桌面上，轻轻摇晃桌
面.我们会发现 最不容易倾倒。
(3)根据上面的实验现象，我们可以得出结论：设计建造塔台时，我们应该设
计成 的特点，这样建成的塔台才更稳固，更不容易倾倒。
2.阅读材料，回答问题。
广州塔又称广州新电视塔，塔身主体高454米，天线桅杆高146米，总高
度600米，是中国第一高塔。
广州塔由钢筋混凝土内核心筒、钢结构外框简以及连接两者之间的组合 楼层组成。内部钢筋混凝土结构既抗拉，又抗压，使塔身稳固；外部钢结构体 系由24根立柱、斜撑和圆环交叉构成的三角形结构组成，支撑塔身。广州塔 可抵御8级地震、12级台风，设计使用年限超过100年。广州塔塔身168米
~334.4米处设有“蜘蛛侠栈道”,是世界最高最长的空中漫步云梯。塔身顶
部450米～454米处设有摩天轮，是世界最高的摩天轮。
(多选)根据资料，推断广州塔很稳固的原因包括( )。
A. 建筑材料多使用稳固的钢筋混凝土
B.使用一字型结构
C. 结构中存在大量三角形
八、1.下表是三个小组对各自的塔台模型测试后的结果，请据此回答问题。
设计方案 塔高 顶端承重 抗风能力 抗震能力 成本统计 分工合作 美观
甲组 5分 62cm 3本书 小风 5分 9.6元 5分 4分
乙组 5分 61cm 6本书 大风 4分 7.8元 5分 5分
丙组 4分 55cm 7本书 大风 5分 8.8元 4分 3分
(1)对于甲组来说主要不足的地方有
、 、
(2)丙组的 虽然是三组中最好的，但是 没有达到要
求，必须改进。
(3)乙组还可以再加强的地方是
(4)综合分析三个组的情况，相对来说 组是最理想的设计。
2.学校课外实践小组在学习完本单元后，各自在家中自己实践搭建了一座萝卜塔。
材料：萝卜一根，小刀、牙签若干。
九、要求：萝卜堵能稳定站立，高度越高越好，塔型美观，
如下图是某些小组的作品；
图 1 图 2 图 3
(1)搭建萝卜塔是一项简单的 ,在实施之前必须要先进行 ,充
分考虑搭建时会遇到的挑战和限制，再克服这些限制，
(2)图1小组的萝卜塔的底部4块萝卜特别大，这样做的目的是
(3)图2小组的每层都只用了3块萝卜，形成了 . 可以使结构更加
(4)图3小组的萝卜塔，从整体上看，这座塔上.下 ·上轻下
重，中间还采用了许多的 结构，能使塔既美观又更牢固。
(5)完成后，我们要对这些萝卜塔进行 ,从图中可以看出，图 的
萝卜塔是最好的作品。
十、某小组同学打算制作一个塔台，在制作之前，他们
小组先画出了设计图，讨论了用什么材料制作。经过分
工合作，他们用塑料吸管、胶带等材料制作出了如右图
所示塔台。现在，他们正在测试自己搭建的塔台，回答
以下问题：
1. 右上图中所示他们正在测试塔台的 能力。除此之外，他们还可以 测试塔台的 能力和 能力。
2. 在测试前，他们发现使用的电风扇有一级、二级和三级3个档位(风力逐渐
增强),你觉得他们应该先用 ( )档位测试。
A. 一 级 B. 二 级 C. 三 级
3. 如果他们使用电风扇二级风测试时塔台没倒，使用三级风测试时塔台倒了， 那他们的塔台最大能抵御( )。
A. 一 级风 B. 二级风 C. 三级风
4.若将他们的塔台罩上一层轻薄的塑料，则塔台的抗风能力会( )。
A. 增 大 B. 减 小 C. 不 变
5. 搭建塔台过程中，胶带的主要作用是( )。
A. 美 观 B. 支 撑 C. 固定连接
十一、.请根据胡萝卜搭高塔的活动，回答问题。
(1)在制订制作方案时，我们需要考虑的因素有： 。(填序号，可多选)
①塔的高度②耗费材料③塔的稳定性④抗震能力
(2)设计高塔时，为了让它不容易倒，我们可以设计成( )。
A.上大、轻，下小、重 B.上小、轻，下大、重
C.上小、重，下大、轻 D.上大、重，下小、轻
(3)在设计好制作方案后，我们应该( )。
A.出现问题时可对方案进行微调 B.方案一旦设计好，就不能修改
C.直接制作，完全不管设计图 D.必须完全按照方案进行制作
(4)搭建胡萝卜高塔时，我们可以按照 一 的顺序进行。
①整体搭建②底座搭建③侧面搭建
(5)埃菲尔铁塔是一座钱空结构的铁塔，总高324米，请你试着用所学知识分析埃菲尔铁塔
十分稳固的原因。
十二、阅读资料，回答问题。
(第24题)
人们发现，虽然蛋壳、蚌壳本身是很薄的，但它们的薄壳外形却能使它们变得坚因。建 筑师们从中得到启发，设计出了省工省料、优美轻便的薄壳结构。
从外观看，薄壳结构有的像半球形，有的像圆球形，有的像不规则的弧形。尽管它们形 态各异，却有着共同的力学特征。薄壳结构在受到外力作用时，能够把力沿着整个壳体表 面向四周均匀传递，使壳体单位面积受的力减小。更重要的是，壳体上不存在作用力集中 于某一个地方的情况。建筑物垮塌不是因为建筑物每一处都承受不住力，往往是由一处不 能承受重压而导致，所以薄壳结构的这个特点很重要。
薄壳结构能够承受较大的压力，所以建筑师用这种特点做出很大很薄的屋顶。这种屋 顶不但能够减轻自身重量，节约大量材料，而且内部空间很大又不需要柱子，所以大型建
筑，如音乐厅、体育场馆很多首选薄壳结构。
(1)根据材料，下列说法正确的是( )。
A.蛋壳、蚌壳很坚固，是因为它们很厚
B. 薄壳结构的特点是省工省料、优美轻便
C. 薄壳结构的形状都是半球形的
D.薄壳结构受外力作用时，单位面积受的力很大
(2)建筑师们运用薄壳结构做成很大、很薄的屋顶，这种屋顶的优点是①
,② 、③ 。
(3)根据资料可知，薄壳结构如此坚固的原因是
十三、根据资料，回答问题。
2021年10月16日6时56分，“神舟十三号”截人飞船与空间站组合体完成交会对接， 航天员翟志刚、王亚平、叶光富进驻天和核心舱，中国空间站开启长期驻留时代。空间站的 轨道在300—400千米的高度，运行速度约为8千米每秒，虽然所在高空的空气非常稀薄， 但还是会对空间站造成很大阻力。在日常运行中，空间站还要解决航天员的生活问题，由 于失去大气层的保护，空间站里的航天员容易受到辐射伤害。
(1)由资料可知，为满足航天员正常生活与健康需要，空间站应该具备的基本系统有 _等。(填序号，可多选)
①供水系统②防辐射系统③供暖系统④供氧系统⑤防盗系统
(2)在建设空间站的过程中，可能会遇到的限制挑战是( )。
A.沙尘暴 B.空气阻力大 C.台风 D.干早
(3)下列关于工程与技术的说法，不正确的是( )。
A.建造工程需要技术的支持 B. 技术与工程是相互促进的关系
C. 工程是一项复杂、整体、协调的工作 D.施工是工程中最重要的一步
十四、国家体育场“鸟巢”工程作为北京2008年奥运会主体育场，其结构特点十分显署，结构 设计中多采用了三角形枢架结构。但在工程的设计与施工方面遇到了很多困难：
① 节点复杂。工程中构件结构复杂多变、构造复杂，制
作、安装精度要求高。
②工期紧。本工程量大，工程于2003年12月开工，要求
在2007年底前完工。
③焊接量大。焊接吊装分段多，现场焊缝长度长、难
度高。
④ 冬两季施工。主结构吊装时间需跨越冬季和春节，存在冬雨季施工难度较大的情况。 ⑤用材特殊。所需的钢材是一种低合金高强度钢，生产难度很大。
(1)根据材料，下列不属于建设国家体育场“鸟巢”过程中的困难的是( )。 A. 工期紧，工程量大 B. 用材特殊，生产难度大
C.冬雨季施工难度较大 D.缺少工人，人手紧张
(2)工程建设中的限制条件一般包括：①时间、②费用、③可用材料、④环境等。请将材料中 提到的困难与限制条件对应起来：(填序号)
工期紧 — 冬雨季施工一 用材特殊 —
(3)根据材料可知，“鸟巢”结构坚固，其中一个原因是它的结构设计中多采用了
结构。
(4)建筑师在设计完方案，进行建设时，如果发现问题，应该( )。
A.对方案进行微调 B. 根据经验建设，不顾设计图
C. 放弃原方案，换一个新方案 D. 必须完全按照原有方案进行建设
十五、 工程招标
工程招标是指建设单位对拟建的工程项目通过法定的程序和方式吸引 建设项目的承包单位竞争，并从中选择条件优越者来完成工程建设任务的法 律行为。它的基本程序一般是先由招标单位发出招标信息，说明拟交易的建 设项目及交易条件，邀请承包人在指定的期限内提出投标方案和投标报价： 接着投标人取得招标文件，认真分析研究后，编制投标书；最后，招标人依据 法定程序选择专家组成评标委员会，制定统一的评标规则，对所有投标单位 的报价和方案进行分析和比较，选择其中最有利条件的投标人作为中标人， 与之签订合同，在履约中使建设项目付诸实施。
(1)招标过程中会选择 的投标人作为中标人，形成了一种
竞争机制。
(2)工程招标大致分为以下三步：①发出招标信息：②投标人设计竞标方案；
③投标单位选择投标人。联系我们课堂上的塔台竞标过程，分小组设计 塔台模型，相当于招标过程中的( )过程。(填序号)
十六、材料分析题。(每题3分，共15分)
港珠澳大桥是中国境内一座连接香港、广东珠海和溴门的桥隧工程，因其超大 的建筑规模、空前的施工难度和顶尖的建造技术而闻名世界。大桥于2009年12月
15日动工建设，2017年7月7日实现主体工程全线
贯通，2018年2月6日完成主体工程验收，同年10
月24日上午9时开通运营。港珠澳大桥东起香港国
际机场附近的香港口岸人工岛，向西横跨南海伶仃
洋水域接珠海和澳门人工岛，止于珠海洪湾立交。
桥隧全长55千米，其中主桥29.6千米，香港口岸至珠溴口岸41.6千米。桥面为双
向六车道高速公路，设计速度100千米/小时。工程项目总投资额1269亿元。
1.港珠澳大析是我国的一项超级工程，下列叙述错误的是( )。
A. 体现了我国建造技术的进步
B. 花费太多成本，不值得建造
C. 便捷了香港、珠海和澳门的交通，促进了三地发展
2.大桥全长为55千米，是指( )。
A. 桥两岸的直线距离
B.顺着桥走向的实际长度
C. 图中所显示部分桥的长度
3. 如右上图，对桥塔高度的描述，正确的一项是( ):
A. 沿着桥塔侧边测量出的高度
B. 从桥塔最高处到塔底的垂直距离
C. 桥塔建得很高主要是为了让桥雄伟壮观
4.建造港珠澳大桥时，为了解决连接桥梁与隧道的问题，工程师们建造了( )、
A. 人工岛屿 B. 房子 C. 公路
5.在建造大桥时，不正确的是( )。
A. 我们只需要考虑桥梁的安全通畅即可
B. 综合考虑各方面的因素
C. 大桥对海洋生态环境的影响也应纳入考虑的范畴
十七.如图所示是法国巴黎著名的埃菲尔铁塔，请运用学过的知识完 成相关题目。(1 0 分 )
(1)塔身是钢材做的骨架式结构，我们把它叫作 结构。 这种结构很牢固，它的小格子基本 上 是 形的。(4分)
(2)底部是由4个 形组成的，这种形状承重时，可以把
力 、 _传递给相邻的部分。(6分)
参考答案
一、1.(1)② (2)④ (3)③ (4)① (5)⑤ (6)⑥
(1)C (2)D (3) 脚手架型 (4)金字塔型
二、脚手架型、底托抗震型、金字塔型、围栏防护型
(1)C (2)A (3)C (4)C
三、1.优点：塔台的高度和抗震能力都达标了，并且外观、分工合作、设计图及文字说明做得都非常好。
缺点：塔台的承重能力很差，抗风能力一般，成本也偏高。
改进建议：在保证高度达标的情况下，减少顶部的 吸管数量，既可以降低塔台高度，提高抗风能力， 又能降低成本；检查塔台承重能力差的原因，局部增加一些三角形结构或连接点的胶带。
四、1. ACE 2.②④①⑤③
3.2 ①塔台底部面积小。 ②塔台侧面未使用三角形结构。
五、1.塔台没有使用稳定性强的三角形结构，四边形结 构容易变形，所以整个塔台的承重能力弱。我们可以通过增加斜杆构成三角形框架 来增强稳定性。改进图略。 2.(1) C (2)A (3)B (4) 优点有：设计方案完 备，梯子高度和顶端承重能力都很好，模型美观，合作分工明确。 缺点是：材料成本太高，抗震能力较弱。
六、1.(1)A (2)上小下大(3)每层立柱的高度不相等
(4)塔高 材料成本统计 只关注塔台的承重和抗风、抗震能力(5)C
2.(1)②①④⑤③
3.(2)① (3)⑤ (4)①④⑤③
七、1.（1）瓶口朝下的瓶子（2）装有半瓶水的瓶子（3）上小下大,上轻下重 AC
八、1.承重能力小、抗风能力弱、成本高
2.承重能力 塔高3.抗震能力4.乙
九、1.工程 设计 2.上轻下重，立得更稳 3.三角形 稳定 4.小 大 三角形 5.评估 3
十、1.抗风 抗震 承重 2.A 3.B 4.B 5.C
十一、（1）①②③④（2）B (3)A (4)②③①
(5)埃菲尔铁塔采用大量的三 角形框架结构，且整体造型具有上小
下大、上轻下重的特点。(言之有理即可)
十二、(1)B (2)①能 够减轻屋顶自身重量 ②节约大量材料 ③内部空间很大又不需要柱子
(3)受到外力的作用时，能够把力沿着整个壳体表面向四周均匀传递，使壳体上单位面积受的力减小；在壳体上不存在作用力集中于某一个地方的情况。
十三、1.①②③④ 2.B 3.D
十四、1.D 2.①④③ 3.三角形框架 4.A
十五、1.最有利条件 2.②
十六、1.B 2.B 3.B 4.A 5.A
十七、2.(1)框架 三角 (2)拱 向下 向外