【分层作业】2.6 设计我们的小船 同步练习（含答案）

2.6 设计我们的小船 同步练习
基础层（知识理解与基础运用）
一、选择题（请将正确答案的序号填在括号内）
1. 班级开展小船设计制作活动，下列选项中，不属于设计小船时需要重点 考虑的核心因素是（ ）
A. 船体的颜色和装饰图案
B. 小船的载重量和稳定性
C. 小船的动力系统和航行方向控制
D. 制作材料的成本和船体结构合理性
2. 工程设计制作小船的完整流程，排序正确的是（ ）
① 制作小船模型 ② 明确设计任务与要求 ③ 测试小船性能，发现问题 ④ 绘制设计图，制定方案 ⑤ 优化完善设计与模型
A. ②→④→①→③→⑤
B. ①→②→③→④→⑤
C. ②→①→④→③→⑤
D. ④→②→①→⑤→③
3. 想要让设计的小船载重量更大，下列做法最有效的是（ ）
A. 把船身做得更窄、更长，减小船的体积
B. 在不增加材料成本的前提下，最大化船的整体体积
C. 给小船更换功率更大的动力系统
D. 把船身的材料从泡沫板换成实心铁块
4. 设计小船时，想要减小船在水中行驶受到的阻力，提升航行速度，船首 应设计成（ ）
A. 方形平头
B. 尖形流线型
C. 圆形宽头
D. 扁平直角型
5. 下列关于小船设计中的成本控制，说法正确的是（ ）
A. 为了让小船性能最好，不用考虑材料成本，越贵的材料越好
B. 当两艘小船性能相同时，制作成本更低的设计更合理
C. 成本控制只需要看材料总价，不用考虑材料的利用率
D. 为了节约成本，哪怕牺牲小船的核心性能也没关系
6. 绘制小船设计图时，不需要标注的内容是（ ）
A. 船体各部分的尺寸大小
B. 制作船体各部分所用的材料
C. 小船的设计预算和结构名称
D. 小船制作完成后的比赛名次
7. 想要让设计的小船在水中更稳定，不容易侧翻，下列做法错误的是（ ）
A. 加宽船底，增大船体的底面积
B. 给船舱做分舱设计，降低船的重心
C. 把船身做得又高又窄，提升船身高度
D. 将重物均匀对称地摆放在船舱内
8. 给设计的小船选择动力系统，若要求动力持续稳定、能控制启停，最适 合的是（ ）
A. 气球喷气动力
B. 电动机带动螺旋桨的电动动力
C. 橡皮筋弹力动力
D. 自然风力风帆动力
9. 小组交流小船设计方案时，收到了其他同学提出的改进建议，下列做法 正确的是（ ）
A. 直接否定所有建议，坚持自己的设计不变
B. 认真分析建议的合理性，结合实际优化设计方案
C. 只采纳和自己想法一致的建议，不同的建议全部忽略
D. 把所有建议都全部照做，不考虑是否符合设计要求
10. 下列材料中，制作小船船身时，性价比高、漂浮性能好的首选材料是（ ）
A. 实心铁块
B. 普通打印纸
C. 泡沫板
D. 餐巾纸
二、填空题（请在横线上填写合适的内容）
工程设计制作小船，一般会经历“明确任务→______→制作→______→完善优化”的完整流程。
设计小船时，我们需要综合考虑船的大小、形状、材料、______、稳固性、______、制作成本等多个因素。
绘制小船设计图时，需要标注船体的______、结构名称、所用材料、______等关键信息，保证设计方案可落地。
当两艘小船的制作成本相同时，我们要对比哪艘船的______更好；当小船性能相同时，要对比哪艘船的制作______更低。
给小船的船舱做______设计，不仅能防止局部进水导致整船沉没，还能让船身重心更稳定，减少侧翻的风险。
三、判断题（对的在括号内打“√”，错的打“×”）
设计小船时，只能使用能漂浮在水面的材料，绝对不能用会下沉的材料。（ ）
小船制作完成后，就算测试中出现问题，也不需要修改，直接重新做一艘就可以。（ ）
增大船的整体体积，能有效提升小船的载重量。（ ）
绘制小船设计图时，只需要画好看的外观，不需要标注尺寸和材料，凭感觉制作就行。（ ）
设计小船时，在满足性能要求的前提下，要尽可能控制制作成本，做到性价比最优。（ ）
船身做得越窄、越高，小船在水中的稳定性就越好，越不容易侧翻。（ ）
设计小船不是一个人的事，需要小组分工合作，共同讨论完善设计方案。（ ）
给小船做分舱设计，只会占用船舱空间，降低小船的载重量，没有任何实际作用。（ ）
尖形流线型的船身设计，能减小船在水中受到的阻力，提升小船的航行效率。（ ）
设计小船时，只需要关注载重量，动力系统、航行方向控制都不需要考虑。（ ）
提高层（知识应用与实践操作）
四、连线题（请将下列小船的设计结构/做法，与对应的核心作用用线连起来）
加宽船底、增大船体底面积 为小船提供持续稳定的动力
最大化船的整体体积 精准控制小船的航行方向
给小船安装船舵 提升船身的稳定性，减少侧翻
给小船安装电动螺旋桨动力系统 有效减小船在水中行驶的阻力
把船身设计成尖形流线型 提升小船的最大载重量
给船舱做多个独立分舱 防止局部进水导致整船沉没
五、简答题
学校要举办“创意小船设计大赛”，比赛要求：小船载重量不低于200克、有自主动力、能直线航行1米以上、制作成本不超过200造船币。请你结合所学知识，写出设计这艘小船时，需要重点考虑的4个核心方面，以及对应的具体设计思路。
六、综合材料题
材料：五年级1班的星辰小组，接到了小船设计制作的任务，具体要求如下：
1. 载重量达到200克以上；
2. 有自主动力，能持续航行；
3. 能稳定直线航行，不侧翻、不跑偏；
4. 制作成本不超过200造船币。
老师提供的材料价格表如下：
星辰小组的初始设计方案如下：
- 船身：用1张大泡沫板制作，船身设计成长方体，船底宽8厘米、长20厘米、船舷高3厘米，用防水胶带做防水处理；
- 动力：选择小风帆作为动力系统，安装在船身中部；
- 其他：不安装船舵，不做分舱设计；
- 总成本：30+20+10=60造船币。
测试中，小组发现了以下问题：
1. 小船在无风的环境里完全无法前进，有风时也只能短距离航行，动力无法持续；
2. 小船航行时总是向左跑偏，无法直线航行；
3. 往船上放重物时，船身很容易侧翻，只放了100克重物就进水沉没了，远达不到载重量要求。
请结合材料和所学知识，回答下列问题：
1. 请分析星辰小组的初始设计方案，有哪些优点和不足之处？
2. 针对测试中发现的3个问题，分别给出具体的改进建议，同时保证总成本不超过200造船币。
3. 改进方案后，小组想要进一步提升小船的载重量，同时不增加太多成本，可以怎么做？
4. 结合这个案例，说说完整的工程设计，为什么需要“设计-制作-测试-优化”的反复过程？
练习题参考答案
基础层
一、选择题
1. A 2. A 3. B 4. B 5. B 6. D 7. C 8. B 9. B 10. C
二、填空题
1. 设计方案；测试
2. 载重量；动力系统
3. 尺寸；预算成本
4. 性能；成本
5. 分舱
三、判断题
1. × 2. × 3. √ 4. × 5. √ 6. × 7. √ 8. × 9. √ 10. ×
提高层
四、连线题
加宽船底、增大船体底面积 —— 提升船身的稳定性，减少侧翻
最大化船的整体体积 —— 提升小船的最大载重量
给小船安装船舵 —— 精准控制小船的航行方向
给小船安装电动螺旋桨动力系统 —— 为小船提供持续稳定的动力
把船身设计成尖形流线型 —— 有效减小船在水中行驶的阻力
给船舱做多个独立分舱 —— 防止局部进水导致整船沉没
五、简答题
示例：
1. 船身结构与载重量设计：选择泡沫板作为船身主体材料，最大化船的整体体积，同时加宽船底、降低船身重心，给船舱做分舱设计，既保证载重量达到200克以上，又提升船身稳定性，避免侧翻。
2. 动力系统设计：选择小电动机+螺旋桨的电动动力系统，搭配电池盒和开关，既能提供持续稳定的动力，又能方便控制启停，满足自主持续航行的要求，同时控制材料成本。
3. 航行方向控制设计：给小船安装船舵，提前调试船舵居中位置，保证小船能直线航行；同时把船身设计成尖形流线型，减小水的阻力，提升航行距离和直线行驶的稳定性。
4. 成本控制设计：优先选择性价比高的材料，合理规划材料用量，在满足核心性能的前提下，避免不必要的材料浪费，保证总成本不超过200造船币，实现性价比最优。
（写出任意4点合理内容即可）
六、综合材料题
示例：
1. 优点：① 初始设计的成本很低，远低于200造船币的预算，有充足的优化空间；② 选择泡沫板作为船身材料，漂浮性能好，能为提升载重量打下基础；③ 船身尺寸设计合理，有足够的空间放置重物和动力装置。
不足之处：① 动力系统选择不合理，风帆动力依赖自然风，无法提供持续稳定的动力，无法满足无风环境的航行要求；② 没有安装船舵，无法控制和调整小船的航行方向，导致小船跑偏，无法直线航行；③ 船身没有做分舱设计，船身稳定性不足，重物摆放后容易侧翻进水，载重量远达不到要求。
2. 改进建议：
① 动力问题：将风帆动力更换为小电动机+螺旋桨的电动动力系统，搭配电池盒和开关，总成本增加80+35+10=125造船币，总预算60-20+125=165造船币，依然低于200造船币，能为小船提供持续稳定的动力，无风环境也能正常航行。
② 跑偏问题：给小船安装船舵配件，增加10造船币成本，总预算175造船币，通过调试船舵的居中位置，修正小船的航行方向，保证小船能直线航行。
③ 侧翻与载重量不足问题：给船舱做多个独立分舱，用木条加固船身，降低船的重心，同时将船底进一步加宽，增大船体底面积，提升船身的稳定性；摆放重物时均匀对称放置，避免船身失衡，让载重量达到200克以上。
3. 提升载重量的方法：① 在不增加材料成本的前提下，优化船身尺寸，在保证稳定性的同时，进一步增大船的内部体积，提升船的最大浮力，从而增加载重量；② 用铝箔纸给船身做防水处理，替代部分防水胶带，降低船身自重，同时避免船身进水，提升实际载重量；③ 优化动力系统的安装位置，将电机、电池等重物均匀对称地安装在船身底部，降低船的重心，让小船能承载更多重物而不侧翻。
4. 原因：① 工程设计的初始方案，往往会存在考虑不周全的地方，只有通过实际制作和测试，才能发现设计中隐藏的问题，比如案例中动力不足、航行跑偏、稳定性差的问题，都是在测试中才暴露出来的；② 测试中发现的问题，需要通过优化设计来解决，而优化后的方案，还需要再次制作和测试，验证改进效果，避免出现新的问题；③ 经过“设计-制作-测试-优化”的反复过程，才能让最终的成品满足所有设计要求，同时兼顾性能和成本，这也是工程设计的核心逻辑。