冀人版科学四年级上册-《科技擂台》测试卷（含答案）

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四年级科学上册单元素养测评（冀人版） 科技擂台总分：100分 建议用时：60分钟注意事项：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。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。考试结束后将试卷交回。一、选择题（共24分）1．（本题2分）走马灯能转动的主要原因是（ ）。A．风吹动了灯筒 B．热空气上升带动叶轮旋转 C．蜡烛的光照亮了灯筒2．（本题2分）走马灯的热源通常是（ ）。A．电灯 B．蜡烛 C．酒精灯3．（本题2分）走马灯是中国古代的一种（ ）。A．玩具 B．发明 C．武器4．（本题2分）下列哪项不是制作走马灯需要的主要结构？（ ）A．风轮 B．灯筒 C．电池5．（本题2分）走马灯的转动速度主要与什么有关？（ ）A．灯筒的颜色 B．风轮的叶片数量和距热源的距离 C．底座的形状6．（本题2分）走马灯制作技艺属于（ ）。A．自然科学 B．非物质文化遗产 C．现代科技7．（本题2分）走马灯的制作运用了（ ）的步骤。A．随意拼凑 B．搜集信息、设计方案、制作模型、测试改进、展示成果 C．只需要制作模型就够了8．（本题2分）走马灯运用了（ ）的科学概念。A．光的反射 B．热空气上升 C．水的蒸发9．（本题2分）如果想让走马灯转得更快，可以（ ）。A．减少风轮叶片数量 B．让风轮离蜡烛更远 C．增加风轮叶片数量或让风轮离蜡烛更近10．（本题2分）走马灯起源于（ ）。A．一百多年前 B．一千多年前 C．一万多年前11．（本题2分）走马灯灯筒上粘贴的剪纸影子投射到纸罩上，是因为（ ）。A．蜡烛的光穿过剪纸 B．剪纸挡住了光，形成影子 C．纸罩会发光12．（本题2分）下列哪种方法不属于走马灯设计中的思维发散方式？（ ）A．从风轮、灯筒、热源、底座各方面发散思考 B．使用组合法进行方案设计 C．随便做，不需要设计方案二、填空题（共19分）13．（本题2分）走马灯能转动是因为蜡烛点燃后，灯内的____________上升，带动叶轮旋转。14．（本题2分）走马灯灯内顶部有____________，下面有燃烛。15．（本题3分）走马灯的转动运用了____________空气上升的科学原理，这与第____________单元学过的"风的形成"原理类似。16．（本题3分）制作走马灯的工程设计步骤包括：搜集信息、____________、制作模型、____________、展示成果。17．（本题2分）改变风轮____________的多少或风轮叶片距蜡烛的____________，都会影响走马灯的转速。18．（本题2分）走马灯的制作体现了设计、____________、剪纸等多种____________技能的融合。19．（本题3分）继承传统走马灯制作技艺的设计创作者，称为走马灯____________。走马灯制作技艺属于珍贵的非物质文化____________。20．（本题2分）走马灯起源于____________多年前，是中国古代____________人民智慧的体现。三、判断题（共12分）21．（本题2分）走马灯是外国人发明的。( )22．（本题2分）制作走马灯时使用刻刀和钢丝钳不需要注意安全。( )23．（本题2分）走马灯转动利用了热空气上升的原理。( )24．（本题2分）制作走马灯时不需要设计方案，直接做就可以了。( )25．（本题2分）走马灯艺术传承人具有虚心好学、精益求精、持之以恒的精神。( )26．（本题2分）制作走马灯时可以使用组合法从风轮、灯筒、热源、底座等方面进行思维发散。( )四、连线题（共10分）27．（本题10分）将走马灯的结构与其对应的作用用线连接起来。风轮（叶轮）　　　　提供热源灯筒　　　　　　　　支撑整个走马灯蜡烛　　　　　　　　减少摩擦，使风轮顺畅转动铁丝支架　　　　　　被热空气推动旋转按扣　　　　　　　　展示剪纸图案五、简答题（共15分）28．（本题5分）请简要说明走马灯能转动的工作原理。29．（本题5分）制作走马灯需要经过哪些工程设计步骤？请按顺序写出来。30．（本题5分）为什么说走马灯体现了中国古代劳动人民的智慧？六、实验题（共10分）31．（本题10分）小红在制作走马灯后，想探究"风轮叶片数量对走马灯转速的影响"，她分别制作了三个风轮，叶片数量不同，安装在相同的走马灯上，用相同的蜡烛作为热源，观察并记录走马灯的转速。(1)在这个实验中，改变的条件（变量）是什么？保持不变的条件有哪些？(2)你预测哪次实验走马灯转得最快？为什么？(3)除了叶片数量，还有什么因素可能影响走马灯的转速？请写出两个。(4)根据实验结果，请你总结风轮叶片数量与走马灯转速之间的关系。七、综合题（共10分）32．（本题10分）走马灯是中国古代的伟大发明之一。结合本学期的学习，请回答以下问题。(1)走马灯转动利用了"热空气上升"的原理，请你结合第二单元《多样的天气》中学过的知识，解释"热空气上升"是怎么回事？(2)请你设计一个改进走马灯的方案，让它转得更稳定。可以从风轮材料、灯筒大小、支架结构等方面考虑。(3)作为小学生，我们可以怎样保护和传承走马灯制作技艺这类非物质文化遗产？(4)走马灯艺术传承人具有哪些值得我们学习的精神品质？参考答案1．B【详解】走马灯能转动是因为蜡烛点燃后，灯内的热空气上升，带动顶部的叶轮旋转。故选B。2．B【详解】走马灯的热源通常是蜡烛，蜡烛燃烧产生热量使空气受热上升。故选B。3．B【详解】走马灯起源于一千多年前，是中国人古老的发明创造。故选B。4．C【详解】制作走马灯的主要结构包括风轮、灯筒、支架、底座和热源（蜡烛），电池不是走马灯的结构。故选C。5．B【详解】走马灯的转动速度主要与风轮的叶片数量和风轮叶片距蜡烛的远近有关。故选B。6．B【详解】走马灯制作技艺是珍贵的非物质文化遗产。故选B。7．B【详解】走马灯的制作运用了工程设计步骤：搜集信息→设计方案→制作模型→测试与改进→展示成果。故选B。8．B【详解】走马灯的转动利用了热空气上升的科学概念。故选B。9．C【详解】增加风轮叶片数量或让风轮离蜡烛更近，都可以让走马灯转得更快。故选C。10．B【详解】走马灯起源于一千多年前。故选B。11．B【详解】剪纸挡住了蜡烛的光，形成影子投射到纸罩上，出现人马追逐的影像。故选B。12．C【详解】制作走马灯需要经过搜集信息、设计方案等步骤，不能随便做。故选C。13．热空气【详解】蜡烛点燃后，灯内的热空气上升，带动叶轮旋转。14．叶轮【详解】走马灯灯内顶部有叶轮，下面有燃烛。15．热；二【详解】走马灯运用了热空气上升的科学原理，这与第二单元学过的"风的形成"原理类似。16．设计方案；测试与改进【详解】工程设计步骤：搜集信息→设计方案→制作模型→测试与改进→展示成果。17．叶片；远近【详解】改变风轮叶片的多少或风轮叶片距蜡烛的远近，都会影响走马灯的转速。18．绘画；艺术【详解】走马灯的制作体现了设计、绘画、剪纸等多种艺术技能的融合。19．艺术传承人；遗产【详解】继承传统走马灯制作技艺的设计创作者称为走马灯艺术传承人，走马灯制作技艺属于非物质文化遗产。20．一千；劳动【详解】走马灯起源于一千多年前，是中国古代劳动人民智慧的体现。21．×【详解】走马灯是中国古代的发明，不是外国人发明的。22．×【详解】使用刻刀、钢丝钳等工具时必须注意安全，防止受伤。23．√【详解】走马灯转动利用了蜡烛产生的热空气上升推动叶轮旋转的原理。24．×【详解】制作走马灯需要经过搜集信息、设计方案等工程设计步骤，不能不做设计就直接做。25．√【详解】走马灯艺术传承人具有虚心好学、精益求精、克服困难、持之以恒的精神。26．√【详解】制作走马灯时可以使用组合法，从风轮、灯筒、热源、底座等方面进行思维发散。27．正确连线：风轮（叶轮） —— 被热空气推动旋转（风轮是走马灯转动的核心部件）灯筒 —— 展示剪纸图案（灯筒上绘制或粘贴图案，展示中国故事）蜡烛 —— 提供热源（蜡烛燃烧产生热量，使空气受热上升）铁丝支架 —— 支撑整个走马灯（支架固定在地面上，支撑整个走马灯结构）按扣 —— 减少摩擦，使风轮顺畅转动（按扣安装在风轮中心，与铁丝接触，减少摩擦）【详解】走马灯的各个结构都有特定的功能，它们相互配合使走马灯正常转动。28．走马灯的工作原理是：蜡烛点燃后产生热量，灯内的空气受热后变成热空气，热空气向上升，推动顶部的叶轮（风轮）旋转，叶轮带动灯筒转动。同时，灯筒上的剪纸图案被蜡烛光照亮，影子投射到纸罩上，就出现了人马追逐、物换景移的影像。【详解】走马灯运用了热空气上升的原理，将热能转化为机械能。29．制作走马灯的工程设计步骤按顺序为：①搜集信息——通过网络、访问手工艺人等途径了解走马灯的样式和制作技巧；②设计方案——用组合法从风轮、灯筒、热源、底座等方面发散思维，设计制作方案；③制作模型——选择合适的材料和工具，按照方案制作走马灯；④测试与改进——测试走马灯是否能转动，发现问题并改进；⑤展示成果——向他人展示走马灯并讲解。【详解】工程设计是一个系统的过程，每一步都很重要。30．走马灯体现了中国古代劳动人民的智慧，因为：①它运用了一个多科学原理——热空气上升；②它融合了多种艺术技能——设计、绘画、剪纸等；③它是一千多年前中国人发明的，体现了古人对科学和艺术的深刻理解；④走马灯制作技艺已成为珍贵的非物质文化遗产。【详解】走马灯是中国古代科技与艺术完美结合的典范。【分析】本实验探究风轮叶片数量对走马灯转速的影响，采用了对比实验的方法。实验中只改变叶片数量，保持其他条件不变。(1)改变的条件（变量）是风轮叶片的数量。保持不变的条件有：风轮距蜡烛的距离（7厘米）、蜡烛的大小和位置、灯筒的大小、支架结构等。对比实验中只能改变一个条件，其他条件必须保持不变。(2)预测第二次（8片）或第三次（12片）实验走马灯转得最快。因为叶片数量越多，能接收到的热空气就越多，叶轮获得的推力就越大。叶片数量增加会增大风轮受热面积，但过多可能导致风轮过重。(3)除了叶片数量，还有：①风轮叶片距蜡烛的远近（距离越近，热空气推力越大）；②蜡烛火焰的大小（火焰越大，热空气越多）；③风轮叶片的倾斜角度；④灯筒的重量等。影响走马灯转速的因素有很多，实验中要注意控制变量。(4)在风轮距蜡烛距离不变的条件下，适当增加叶片数量可以使走马灯转速加快，但叶片数量过多时，风轮可能因过重而转速减慢。因此，叶片数量与转速之间不是简单的正比关系，需要找到一个最佳数量。实验中要综合考虑多个因素，叶片过多或过少都会影响转速。【分析】本题综合考查走马灯的科学原理和跨单元知识联系，需要运用本学期所学的多方面知识。(1)在第二单元"风的形成"中我们学过：空气受热后会变成热空气，热空气会向上升。走马灯中蜡烛燃烧产生的热量使灯内空气受热，热空气上升推动叶轮旋转，这就是"热空气上升"原理在走马灯中的应用。走马灯的工作原理与风的形成原理有相通之处，都是热空气上升的应用。(2)改进方案：①风轮材料：用更轻薄的铝箔纸代替卡纸做风轮叶片，减轻重量，转得更快；②灯筒大小：适当缩小灯筒直径，减少空气阻力；③支架结构：用更细的铁丝做支架，并在按扣处涂少量润滑油减少摩擦，使转动更顺畅。工程设计中可以通过改进材料和结构来提高性能。(3)我们可以：①学习走马灯的制作技艺，亲自动手制作；②向身边的同学和朋友介绍走马灯的历史和原理；③通过手抄报、演讲等方式宣传非物质文化遗产保护的重要性；④参加相关的手工制作活动，传承传统技艺。保护和传承文化遗产是每个人的责任。(4)走马灯艺术传承人值得我们学习的精神品质有：虚心好学——向他人请教技艺；精益求精——不断改进制作方法；克服困难——遇到难题不放弃；持之以恒——坚持不懈地学习和传承。这些精神品质不仅适用于传统技艺的传承，也适用于我们的学习和生活。实验次数风轮叶片数量风轮距蜡烛距离转速观察第一次4片7厘米第二次8片7厘米第三次12片7厘米题号123456789101112答案BBBCBBBBCBBC