资源简介

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核心素养
科学观念：知道工程设计的重要性；了解工程设计一般过程；会对简单的工程问题进行操作；
科学思维：通过“制作一张办公椅”活动体会工程设计不是工程师的特权，自己也可像工程师那样参与实践；
探究实践：尝试制作“三球运动演示模型”，并演示日食和月食的成因；提升实践操作技能，包括使用工具、设备、软件等进行实际工程作业的能力；
态度责任：初步形成动手、动脑的习惯；养成亲自动手操作的习惯和意识，并能将动手实践运用到生活实际中去。
【课中研学】
一、工程设计的过程
我们每天都在使用各种工程产品，如自行车、文具盒、投影仪等，这些都是工程师为了让人们更好地生活、学习而设计并制造出来的。
工程师们将概念模糊的问题转变为高度简练的解决方案，这就是工程设计的过程。下面以一把办公椅的研发流程为例，让我们一起走进工程设计。
工程实践：制作一把办公椅
一、明确问题
办公室员工在工作时发现所坐的椅子不够舒适，影响工作效率与身体健康，就会产生需求：希望可以调节椅子高度和靠背角度，使它坐起来更舒适。这种需求被称为工程问题。
工程师了解到这些需求后，开始研发一款新的办公椅。研发团队经过调研，确定了以下设计要求：
①高度调节范围：450～550mm
②倾斜角度调节范围：0°～30°
③座椅材料：舒适、透气的网布材料
④能承受的最大荷载：150kg
二、设计方案
1.概念设计
研发团队进行多次设计分析、方案构思后，有了初步的概念设计，并绘制了设计草图，草图显示了椅子的整体结构。
2.具体设计
基于概念设计，研发团队进行了详细设计，如椅子的各部分材料和具体尺寸等。
三、实施计划
根据设计图，工程师们运用各种技术，进行一系列工作，制作了原型。
四、检验作品
研发团队在工作环境下对原型实物进行测试，包括高度调节、倾斜角度调节、承重能力和舒适性等方面。测试结果表明，原型在其他方面表现良好，但承重能力有所不足。
五、改进完善
针对测试发现的问题，为达到设计承重的标准，综合考虑生产成本和实际需求，研发团队最终选择更换使用耐受力更强的材料，并重新进行了测试。
六、发布成果
根据原型测试和改进的结果，研发团队准备进行生产制造。他们与供应商合作，选取合适的材料和制造工艺，并制订了生产计划。完成生产制造后，他们与办公家具经销商合作，进行一系列的展示、推广、销售活动。
1、工程实践的一般过程
工程实践中，工程师需要明确问题，通过相互交流和讨论，采用头脑风暴，畅所欲言地提出自己创造性的想法，形成共识；当面对多种解决方案时，工程师需要评估各种方案的局限性，分析制约因素，做出权衡与取舍，从中选择最优的问题解决方案。
实践活动：调查同学坐椅子的感受，找出存在的问题，并提出适合在教室使用的改进设想，画出设计草图。
2、程可以很简单，也可以很复杂
（1）简单工程
例如，拉链由两排互锁的齿和一个滑块组成，这一简单结构巧妙地实现了连接或分离两排齿的功能。
（2）复杂工程
笔记本电脑由许多部件组成，涉及电子学、微处理器和计算机软件等多方面知识，这一复杂设备能够执行多项功能。
一个好的工程设计能够预估现实需求和未来可能出现的问题，减少资源浪费、降低施工成本、保证工程安全稳定和延长工程使用寿命。因此，在进行任何工程建设之前，必须首先进行仔细的论证和细致的规划，以确保工程质量和效益的最大化。
科学阅读：都江堰
战国后期，李冰在岷江上主持修建了都江堰。都江堰是中国古代水利工程的杰出典范，被誉为水利工程奇迹。
都江堰由渠首和灌溉网两大系统构成。渠首建于岷江之中，分为鱼嘴、飞沙堰、宝瓶口三个主体工程。鱼嘴将岷江分为内江和外江，内江用于灌溉，外江用于分洪。
内江窄而深，外江宽而浅。枯水期，江水六成流入内江，四成从外江流走；丰水期，江水四成流入内江，六成从外江流走。宝瓶口是在内江下游人工开凿出的出水山口，引水入渠，灌溉农田。
都江堰是我国古代劳动人民的智慧结晶。2200多年来，都江堰一直在防洪、灌溉、水运等多方面发挥作用，这在世界水利建设史上是独一无二的。
一、我们的工程实践
到深海的世界，对于人类开发利用深海资源有着重要的现实意义。
工程实践：制作三球运动演示模型
一、明确问题
1、任务：设计制作三球运动演示模型，能够演示日食和月食的成因。
2、限制条件：材料包括木板、地球模型、月球模型、LED 灯、刻度尺
等，工具包括锯子、砂纸等。
二、验收标准
三、设计方案
三球运动演示模型具体可以分为两大模块，分别是模拟运动的机械模块、模拟阳光的发光模块。
1、分析问题
（1）太阳、地球和月球三者应该如何放置？尺寸大小应该如何选择？
①放置：三球大致在同一个平面上，且日地距离：月地距离≈400:1
②尺寸：三球直径大小满足实际比例，即日：地：月≈100:4:1
☆因材料尺寸和空间大小的限制，在满足大小关系的前提下进行适当调整。
（2）模型的动力如何提供？手动或电动
（3）什么样的装置可以模拟阳光？led灯
（4）机械装置中常用齿轮或皮带实现动力的传递，地球绕太阳运动1圈时，月球绕地球运动12圈。如何保证上述运动关系？
2、材料和工具的选择
3、设计方案并绘制草图
四、实施计划
按照设计方案制作演示模型，记录实施过程中遇到的困难以及解决的方法。
五、检验作品
依照评价量表对模型进行测试并打分，将结果记录在表中。
六、改进完善
根据测试结果，现在的三球运动演示模型还可以如何改进？与组员讨论，并在原设计草图中标注。
七、发布成果
通过绘制画报、呈现实物或产品发布会的形式发布三球运动演示模型制作成果。
工程实践的过程并非一蹴而就，在工程设计时要不断地发现问题、寻找原因并迭代改进，直至符合工程验收标准。在一些重大工程的建造中，工程设计尤为关键，要考虑各种因素、权衡工程的影响，以确保工程建造顺利进行。
【课堂总结】
【课堂练习】
1． 如图所示为木料抗弯强度实验。木料在悬挂重物后向下弯曲，测得木料M 的下弯距离为5mm ，木料 N 的下弯距离为 8mm 。从结构稳固角度考虑，下列板凳设计方案中，合理的是 (　　)
A． B． C． D．
2．（2025七上·椒江期末）某学习小组在设计制作走马灯的活动中，下列做法错误的是
A．选择叶轮材料应考虑轻薄、易被推动的
B．走马灯工作时，以轮轴为参照物，剪纸是静止的
C．点燃的蜡烛应放在合适的位置才能让走马灯转动
D．为了让走马灯顺利转动，除顶部叶轮外，应把其它部分做成密封的
二、实验与探究题
3．（2025七上·椒江期末）某校科技小组同学参加科技节，利用生活中常见的材料自制橡皮筋动力小车，如图，其部分评价量表如下表一所示。
表一
橡皮筋动力小车模型评价量表 (节选)
评价指标 优秀 良好 待改进
指标一 车身稳定 车体略有倾斜但不影响行驶 　
指标二 行驶距离远近可调 行驶距离不可调 不能行驶
（1）将评价量表一中“指标一”的待改进内容补充完整：　 　
（2）该小车的工作原理是把弹性势能转化成　 　能。
（3）小组同学为探究小车运动距离的影响因素有哪些，设计实验并获得以下数据，如表二所示。
表二
橡皮筋材料 合成橡胶
橡皮筋缠绕圈数 10圈
橡皮筋粗细 粗 细
实验次数 1 2 3 1 2 3
小车行驶距离(厘米) 120 125 130 110 108 112
平均距离(厘米) 125 109
根据实验结果和数据，你能得出什么结论 　 　.
4．（2025七上·浙江期末）如图是小宁同学的一个平板电脑，小宁学习了工程实践课后，想做一个简易的支架，可以在一定范围内调节支撑角度，平板电脑的长度是24.8cm，宽度是17.9cm，厚度是0.6cm。现有直径5mm的铁条作为材料，长度足够，其他零件自选。以下是小宁进行工程实践的部分步骤：
【明确问题】简易支架的设计要求如下：
①要求结构牢靠简单，便于制作；②能竖立，结构稳定；③能够调节支撑角度，操作方便。
（1） 【设计方案】请根据上述设计要求，完成下列任务：小宁发现问题的途径是____(填字母)。
A．收集和分析信息
B．观察日常生活
C．技术研究与技术试验
（2）画出支撑架的设计草图，并在设计草图中标注支撑架的主要尺寸；必要时可用文字说明；
（3） 【实施方案】小宁根据方案制作支架，记录了制作过程和技巧经验。
【检验作品】
①说明该支架是如何实现其功能的：　 　。
②为了检测该支架是否稳定，请你提出一个检测的操作方法：　 　。
【改进完善】……
【发布成果】……
三、综合题
5．（2025七上·临平开学考）教室后面的图书角需要一个书架，班主任把这个任务交给了全班同学。同学们在制订标书时遇到了很多问题，请你根据所学的知识帮助他们解决这些问题。
（1）制定标书时需要考虑哪些问题 （　　）
①书架使用的材料 ②小组人员分工 ③书架的设计 ④书架的成本预算
A．①②③ B．②③④ C．①③④ D．①②③④
（2）进行成本预算时，下列做法比较合理的是（　　）
①直接估计一个数值 ②和同学讨论成本包含哪些内容 ③统计材料的用量
④调查了解材料的价格 ⑤估计需要的人工和用时
A．②③④⑤ B．①②③④ C．②③④⑤ D．①②③④⑤
（3）下列是制作书架的基本步骤，正确的顺序是（　　）
①在限制的条件下进行设计 ②制作一个模型 ③实施建设
④测试这个模型，评估并改进⑤明确一个要解决的问题
A．①②④⑤③ B．⑤①②④③ C．⑤②④①③ D．①⑤②④③
（4）下雨天，同学们会把伞带进学校，班主任想要大家帮忙设计一个雨伞架放在走廊上，方便同学们放雨伞，请你来设计。
要求：1.能避免雨伞弄湿地面。 2.可以放入至少6把长柄和折叠的雨伞。 3.方便移动 (备注：长柄雨伞高60cm左右) 设计图：　 　
【课后练习】
1．（2025七上·吴兴期末） 设计如图所示的轮椅时，下列人体尺寸中不需要考虑的是 (　　)
A．坐姿肘高 B．坐姿背高 C．坐姿腿宽 D．坐姿肩宽
2．（2025七上·临海期末）电动自行车自燃会危及生命财产安全。2024年11月1日起实行新的《电动自行车安全技术规范》，新规限制电动自行车塑料件使用比例，提高防火阻燃性能。这一过程属于工程实践环节中的
A．明确问题 B．实施计划 C．改进完善 D．设计方案
3．（2025七上·临平开学考）“活字印刷”的操作步骤，正确的是（　　）
A．刷墨→检字→拓印→晾制 B．检字→刷墨→拓印→晾制
C．刷墨→拓印→检字→晾制 D．检字→晾制→刷墨→拓印
4．（2025七上·乐清期末）工程实践的一般过程包括：
下面是一把学生椅的研发流程。
（1）研发团队进行多次讨论、交流后，绘制了学生椅的草图(如图甲)。这个过程属于工程实践中的　 　。
（2）在设计办公椅合适的高度(h)范围时，他需要测量人体(如图乙)哪一部分长度____。
A．站立身高 B．站立臂展 C．坐姿膝高
5． 小龙想利用家中的生活用品自制一个测量液体体积的工具。如图甲所示，他们分别选择了玻璃杯和塑料瓶作为材料，经过测量发现，玻璃杯最多可以装 200mL 水，塑料瓶最多可以装 350mL水。请结合题目信息，评价用玻璃杯和塑料瓶制作的测量工具。
（1）你认为用哪种材料制作的测量工具更好 请说明理由：
（2）使用塑料瓶制成的工具时，如图乙，当待测液体体积在区域　 　(填“A”或“B”)范围内，测量结果较精确。
（3）请简要叙述如何给玻璃杯标上最小刻度为 10mL 的刻度线 　 　。
6．（2025七上·钱塘期末）中国首辆火星车“祝融号”于2021年5月22日成功到达火星表面。设计火星车时要综合考虑火星表面光照弱、温度低、随时会出现尖锐砂石以及不可预估的沙尘天气等不利因素。为了帮助同学们更加深入地了解“祝融号”火星车，老师让大家自主设计制造一辆“火星车”。
（1）设计制作“火星车”的步骤有：①设计方案；②实施计划；③明确问题；④改进完善；⑤发布成果；⑥检验产品。请按先后顺序将它们排序：　 　（填序号）。
（2）“祝融号”火星车比“玉兔二号”月球车设计了更大尺寸的太阳能板，是为了______。
A．接受更多的太阳能
B．美观漂亮
C．方便控制行进时转向
（3）根据下面“火星车”模型测试记录表，可以知道第　 　组制作的模型最好。还可以从哪些方面对“火星车”进行评价？　 　（试举一例）。
　 光电转换率 保温性 抗震性 平稳性 设计图文与说明
第一组 3分 2分 1分 1分 3分
第二组 2分 3分 2分 3分 2分
第三组 1分 1分 3分 2分 2分
7． 某校项目研究小组要制作二十四节气测量仪，如下是该仪器的制作说明书。
（1）若此仪器在杭州使用，则说明书中的“ ”处应该是　 　(填“南”或“北”)。
（2）如图乙为夏至和春分的正午太阳，春分则春分应标在图乙中的　 　(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
（3）某次标定节气刻度时，发现 OA 杆的影子长度大于 OB 杆。为确保四季正午杆影都落于 OB 杆内，小组同学该如何确定 OB 杆的长度：
　 　。
（4）小温同学开学以来利用圭表观测并记录了正午12 点“表”影长度，如表所示。依据数据，“表”影长度的变化规律及形成的原因是　 　 。
时间 “表”影长度 时间 “表”影长度
9 月 7 日 5.5cm 10 月 11 日 9.2cm
9 月 23 日 6.7cm 10 月 18 日 10cm
9 月 28 日 7.5cm 10 月 25 日 11cm
（5）古文中记载“冬至……景(影)长一丈三尺，夏至……景(影)长五寸。此长短之极”。下列有关说法正确的是____。
A．影子最长时，太阳直射北回归线
B．影子最短时，太阳直射南回归线
C．影子最长时，杭州白昼时间最长
D．影子最短时，杭州白昼时间最长
8． 在学习了温度计的制作原理后，科技兴趣小组的同学们进行“自制温度计”的项目化学习，请回答下列问题。
【支架搭建】温度计的原理是热胀冷缩。考虑到环保与安全，同学们决定把水银改成红墨水或空气。
【产品制作】小联准备的材料如图甲所示：120mL 带塞子的玻璃瓶、四种不同颜色及粗细的吸管，以及打孔器等工具制作了简易液体温度计。
（1）自制温度计时，需要在吸管上标上刻度。请利用20℃的恒温冷水和 60℃的恒温温水，以及记号笔、刻度尺，设计一个方案，要求最小刻度为1℃。　 　。
（2）【产品改进】
小联选择吸管 E和其他材料制作如图乙所示的温度计，发现吸管上的刻度太过密集，观察困难。请你选择现有的材料进行改进：　 　。
（3）【产品交流和评价】
萌萌制作的另一款温度计如图丙所示。请对比乙、丙两款产品，选择一款评价其优缺点：　 　。
资料卡：在一定的范围内，水和空气的体积随着温度升高而升高。升高相同的温度时，水需要的时间比空气更长。当水的温度升高1℃时，其体积大约会增加约0.00367倍。
9．阅读下面的资料，回答问题。
资料一：泸定桥(又名大渡桥)，是我国四川省的一座跨大渡河铁索桥，建造于康熙年间，历史悠久，如图所示。铁索桥全长103.67m，由13根铁索组成。13根铁索横跨整座大桥，每根铁链都有碗口般大小，这些铁链总共由12164个铁环连接而成，每一根铁索上都需要900多个铁环，总重量一共达到了惊人的40t。桥上的铁链都被固定在河的两边，河岸上有专门的铁链和固定使用的石堆。即使是在水位暴涨的雨季，泸定桥上的铁链也不会被泡在水里。所以铁链所面对的自然侵蚀，就只有风吹日晒了。有人问：“这桥为什么这么耐用 直到今天还能够使用，上面的铁链难道不会生锈吗 ”
资料二：根据有关部门所发布的数据，2023年，印度钢铁产量是1.4亿吨，日本的钢铁产量是8700万吨，我国的钢铁产量达到了惊人的10.2亿吨。但全世界每年生产的钢铁近三分之一会由于生锈而损失。
请从科学、技术和工程三个不同的角度提出三个相关问题。
（1）科学角度，你的问题是　 　
（2）技术角度，你的问题是　 　
（3）工程角度，你的问题是　 　
10． 如图所示为一款可折叠伸缩、晾衣服的多功能梯子的示意图，①材料为全铝钛合金，经久耐用；②高度(1060 mm)适中，使用方便；③多功能晾衣架收放自如，节省空间；④两翼折叠后即为一个铝梯，有横档、结构稳定；⑤垫脚夹采用 ABS材料，耐磨防滑、抗老化性强，是居家生活的好帮手。
（1）题干中①②③④⑤是对该多功能梯子　 　(填“设计成果”或“设计过程”)的评价。
（2）为了检验该多功能梯子的质量，下列试验方案中，不合理的是____(填字母)。
A．在两翼上挂重物以检查晾衣架的强度
B．一翼收拢，一翼支起并在顶端挂重物，检查晾衣架的稳定性
C．将两翼折叠，然后在梯子上挂重物，检查梯子的防滑性能
D．将梯子置于超高温环境中，检查垫脚夹是否老化
11． 如图所示，小明想给家里的洗碗槽设计并制作一个小型的沥水架，用于放置百洁布。请回答下列问题：
（1）下列选项中，属于限制条件的是____(多选，填字母)。
A．小明的加工能力 B．百洁布的大小
C．百洁布的颜色 D．水龙头的出水量
（2）小明的部分设计要求如下：①能够放置百洁布；②边角光滑，无毛刺棱角；③可安装在水龙头上；④便于拿取百洁布；⑤具有良好的防水、防潮性能。其中满足人对安全的需求的是　 　(填序号)。
（3）下列是小明在设计过程中经历的部分环节，这些环节合理的先后顺序是____(填字母)。
①测量百洁布的尺寸，明确设计要求
②把多个方案用草图的方式画出来
③请同学们帮忙挑选满意的设计方案
④与同学交流设计制作过程中的体会和感想
⑤确定材料，选择合适的加工方法，挑选合适的连接件
A．①⑤②③④ B．①②③⑤④ C．①③⑤②④ D．①②⑤④③
12． 城市街道以及一些公共场所的路面常常铺设了盲道。盲道的设置是社会文明的一种表现，它体现了社会对盲人的关爱。如图甲、乙所示为两条盲道，细致观察这两条盲道，回答下列问题：
（1）两条盲道的设计存在什么缺陷
（2）两张图中的盲道都采用了黄色，与边上的路面颜色不同。盲人又看不见路面，盲道采用与边上路面不一样的颜色，有什么作用
参考答案
课堂练习
1．【答案】A
【知识点】工程方案设计；工程的实施
【解析】【分析】本题考查影响结构稳定性的主要因素。
【解答】木料M的抗弯曲性能要比木料N的弯曲性能好，所以选择木料M制作，从结构上来讲，A的结构有三角形，所以结构的强度和稳定性更高。
故答案为：A。
2．【答案】D
【知识点】工程问题的定义和界定；工程方案设计
【解析】【分析】走马灯的正中央是一根立轴，立轴上部横向装置叶轮，叶轮下面有铁丝固定着纸人、纸马等图案的剪纸。底部立轴旁安装蜡烛，蜡烛点燃后，产生的热气上升促使叶轮转动，带着立轴转动，立轴上连接的纸人、纸马等也一并动起来，影子投射在四面的灯壁上，看起来就像兵马互相追逐。
【解答】A、走马灯是利用热空气上升产生的推力使叶轮转动，选择轻薄、易被推动的叶轮材料，更有利于热气流推动叶轮，使走马灯转动得更顺畅，该做法正确。
B、走马灯工作时，剪纸固定在轮轴上，以轮轴为参照物，剪纸相对于轮轴的位置没有发生变化，所以剪纸是静止的，该做法正确。
C、蜡烛燃烧产生的热量使空气受热膨胀变轻而上升，形成上升的热气流来推动叶轮转动，因此蜡烛要放在合适的位置，才能使产生的热气流有效地推动叶轮，让走马灯转动，该做法正确。
D、走马灯需要空气流通来形成热对流，从而推动叶轮转动，如果除顶部叶轮外其他部分都做成密封的，空气无法正常流通，热对流难以形成，不利于走马灯顺利转动，该做法错误。
故答案为：D。
3．【答案】（1）车体倾斜严重，影响行驶
（2）动
（3）在橡皮筋材料和缠绕圈数相同的情况下，橡皮筋越粗，小车行驶的距离越远。
【知识点】工程的实施；工程的测试与改进
【解析】【分析】气球里的气体喷出时，会产生一个和喷出方向相反的推力，这个力叫做反冲力。设计制作的基本步骤：明确问题、制订方案、实施方案、评估与改进。在这次设计制作小车的活动中，很多同学表现的非常好，能够与他人合作，积极参与，动手操作，认真思考，积极反思，使本小组的小车设计的更加完美。
【解答】（1）根据 “优秀” 和 “良好” 的描述逻辑，“车身稳定” 方面，“优秀” 是理想状态，“良好” 是有一定小问题但不影响主要功能，那么 “待改进” 应是车体倾斜严重影响行驶，所以补充内容为车体倾斜严重，影响行驶。
（2）橡皮筋动力小车是利用橡皮筋的弹性形变产生弹性势能，当橡皮筋恢复原状时，弹性势能转化为小车运动的动能，使小车前进。
（3）从实验数据可知，在橡皮筋材料（都是合成橡胶）和缠绕圈数（都是 10 圈）相同的情况下，比较粗、细两种橡皮筋对应的小车行驶平均距离，粗橡皮筋对应的平均距离为 125 厘米，细橡皮筋对应的平均距离为 109 厘米。
由此可以得出结论：在橡皮筋材料和缠绕圈数相同的情况下，橡皮筋越粗，小车行驶的距离越远。
4．【答案】（1）B
（2）
（3）根据设计要求和设计过程通过调整螺丝与螺母紧固后，可调节角度，实现结构的可调节性与稳定性。；在支架上放置一个与平板电脑等重的物体，模拟实际使用时的负载情况；然后将支架放置在水平桌面上，从不同方向（如前后、左右）轻轻推动支架，观察支架是否容易倾倒。若支架在推动过程中没有明显晃动或倾倒，则说明支架稳定性良好；若容易倾倒，则说明支架的稳定性有待改进。
【知识点】工程问题的定义和界定；工程方案设计；工程的实施；工程的测试与改进
【解析】【分析】1、发现问题的途径
收集和分析信息：通过对大量相关资料、数据等的收集与分析，从中发现问题或潜在需求。比如在研究市场上各类平板电脑支架的销售数据和用户反馈时，发现现有支架存在的不足等问题。
观察日常生活：在日常的生活场景中，留意到一些不便或可以改进的地方，从而发现问题。就像本题中小宁在使用平板电脑的过程中，发现缺少合适支架的问题，属于从日常生活的实际体验中发现需求。
技术研究与技术试验：在进行技术研发、实验等过程中，发现技术难题或可以优化的环节等问题。例如在研究新型材料用于支架制作时，发现材料性能方面的问题。
2、设计方案相关
设计草图绘制：需要根据设计要求，将头脑中的设计想法以图形的形式直观地表达出来。要标注出关键尺寸和结构，以便于后续的制作和理解。比如本题中要根据平板电脑尺寸和支架功能要求，设计出合理的形状和尺寸，并在草图上清晰标注。
结构设计原理：
稳定性原理：像三角形结构具有稳定性，在设计支架底座等部分时可以利用这一原理，确保支架不易倾倒。
可调节原理：通过设计可旋转、可伸缩等连接结构，实现角度等的调节功能。如使用转轴、滑槽等结构来连接不同部件，达到调节的目的。
【解答】（1）小明发现问题的途径是观察日常生活；
故答案为：B。
（2）根据设计要求绘制草图和标注尺寸如答图所示。
（3）①根据设计要求和设计过程通过调整螺丝与螺母紧固后，可调节角度，实现结构的可调节性与稳定性。
②在支架上放置一个与平板电脑等重的物体，模拟实际使用时的负载情况；然后将支架放置在水平桌面上，从不同方向（如前后、左右）轻轻推动支架，观察支架是否容易倾倒。若支架在推动过程中没有明显晃动或倾倒，则说明支架稳定性良好；若容易倾倒，则说明支架的稳定性有待改进。
5．【答案】（1）D
（2）C
（3）B
（4）
【知识点】工程方案设计；工程的实施；工程的测试与改进
【解析】【分析】（1）在设计是要考虑所用材料、成本、结构、同学分工等。
（2）在进行成分预算时不能随意估测。
（3）制作书架前要先明确需要解决的问题，在根据问题进行设计，并制作模型，检测改进后再实施建设。
（4）根据表中要求设计雨伞架，考虑不同种类的雨伞分裂放置节约空间。
【解答】（1）制定标书时需要考虑①书架使用的材料 ②小组人员分工 ③书架的设计 ④书架的成本预算。
故答案为：D。
（2）进行成本预算时，不能直接估计一个数值，故①错误；
要和同学讨论成本包含哪些内容、统计材料的用量调查了解材料的价格和估计需要的人工和用时，故②③④⑤正确。
故答案为：C。
（3）制作书架时要先⑤明确一个要解决的问题，再根据该问题①在限制的条件下进行设计，根据设计②制作一个模型，接在④测试这个模型，评估并改进，最后③实施建设。
故答案为：B。
（4）可将不同长度的雨伞分开放置，在下端设计漏栏。利于雨水的收集，如图所示
。
课后练习
1．【答案】D
【知识点】工程的测试与改进
【解析】【分析】人在坐在轮椅上的时候，轮椅的尺寸与坐姿肩宽是无关的，据此解答。
【解答】根据图示，人的坐姿肩宽与轮椅设计无关。
故答案为：D。
2．【答案】C
【知识点】工程的测试与改进
【解析】【分析】科学探究的基本环节：提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与搜集数权据、分析与论证、评估、交流与合作。
【解答】A、“明确问题”是工程实践的起始阶段，主要是发现和清晰地阐述要解决的问题。而新规限制电动自行车塑料使用比例、提高相关线路要求等，不是单纯在提出问题，而是已经到了对电动自行车相关技术规范进行改进的阶段，所以A选项不符合题意。
B、“实施计划”重点在于按照既定的方案去执行各项任务。这里的新规更侧重于对电动自行车安全技术规范的一种完善和改进，并非单纯的按计划执行，所以B选项不符合题意。
C、“改进完善”是指在已有的基础上，对产品、技术等进行改进和优化，以提高其性能、安全性等方面。新的《电动自行车安全技术规范》限制塑料使用比例、提高线路要求，就是在对电动自行车现有的技术规范进行改善优化，从而提升电动自行车的安全性，保障使用者及财产安全，C选项符合题意。
D、“设计方案”主要是在设计构思阶段。新规内容显然不是关于设计方面的，所以D选项不符合题意。
故答案为：C。
3．【答案】B
【知识点】工程的实施
【解析】【分析】在刷墨之前应先按要求检字。
【解答】活字印刷应先根据需要进行检字，接着刷墨、拓印，最后晾制。
故答案为：B。
4．【答案】（1）设计方案
（2）C
【知识点】工程问题的定义和界定；工程方案设计；工程的实施；工程的测试与改进；工程成果发布与交流
【解析】【分析】工程实践的一般步骤：需求分析：这是工程实践的第一步。需要收集并明确项目需求，包括功能性、非功能性要求以及约束条件等。与客户进行深入沟通，理解项目的背景、目标和期望结果，同时进行市场调研和竞争分析。设计与规划：在明确了需求之后，就需要确定工程实施方案。这包括技术选型、架构设计、数据库设计以及流程规划等。此外，还需要制定项目计划，包括时间表、里程碑、资源需求和风险评估等。实施与开发：按照设计方案，工程师们会进行代码编写、单元测试和集成测试，确保代码质量和可维护性。在此过程中，会定期构建和部署系统，验证功能是否符合需求并进行调试。测试与验证：这一阶段主要是执行系统测试、集成测试、验收测试和性能测试，确保系统满足所有需求和规格，包括功能性、可用性、性能、安全性和可维护性等。部署与运维：系统通过测试后，会被部署到生产环境，确保顺利上线。之后，还需要提供持续的系统运维和支持，包括故障排除、性能优化和安全保障等。验收与结项：最后，会进行系统的最终验收，确认是否符合合同要求和客户期望。同时，进行系统文档和知识分享，确保项目成果的传承。
【解答】（1） 研发团队进行多次讨论、交流后，绘制了学生椅的草图(如图甲)。这个过程属于工程实践中的设计方案；
（2） 在设计办公椅合适的高度(h)范围时，他需要测量人体(如图乙)坐姿膝高，选C；
故答案为：（1） 设计方案； （2）C。
5．【答案】（1）玻璃杯；刻度线分布均匀(或塑料瓶；量程更大)
（2）A
（3）用刻度尺测出玻璃杯的高度，将其20等份，在每一等份处画上刻度线标上刻度值(或用量筒量取 10mL水，倒入玻璃杯，在液面位置画上刻度线标上刻度值“10mL”。再量取10mL水倒入玻璃杯，画上刻度线标上刻度值“20mL”，以此类推，合理即可)。
【知识点】工程的实施
【解析】【分析】用刻度尺测出玻璃杯的高度，将其20等分，在每一等分处画上刻度线标上刻度值；用量筒量取10mL水，倒入玻璃杯，在液面位置画上刻度线标上刻度值“10mL”。再量取10mL水倒入玻璃杯，画上刻度线标上刻度值“20mL”，以此类推。
【解答】使用量筒测量液体的体积时，首先要看清它的测量范围和最小刻度。测量前，量筒必须放在水平桌面上。大多数液体在静止时，液面在量筒内呈凹 形。读数时，视线要与凹形液面中央最低处相切，玻璃杯上下粗细相同，刻度线分布均匀，测量工具更好；
因此：
（1）玻璃杯。玻璃杯上下粗细相同，刻度线分布均匀；
（2）A区较细，较小的体积变化可以使读数变化更加明显，所以测量结果比较精确；
（3）玻璃杯最多可以装200mL水，20等分，每一等分为10mL。
6．【答案】（1）③①②⑥④⑤
（2）A
（3）二；越障能力；耐久性；通讯能力等
【知识点】工程方案设计
【解析】【分析】（1） （1）根据工程设计的基本步骤解答即可。
（2）太阳能电池板的面积越大，单位时间内接收的太阳能越多，根据设计任务的目的分析解答。
（3）将各个评价项目的得分相加，得分最高的模型最好。根据车辆的使用环境和要求对评价项目进行猜想。
【解答】（1）根据题意可知，设计制作“火星车”的步骤通常是：明确问题、设计方案、实施计划、检验产品、改进完善和发布成果，故正确排序为③①②⑥④⑤。
（2）“祝融号”火星车比“玉兔二号”月球车设计了更大尺寸的太阳能板，主要目的是为了在火星条件下，获取并接受到更多的太阳能。
故选A。
（3）根据表格可知，第一组的综合评价得分为10分，第二种的综合评价得分为12分，第三组的综合评价得分为9分，则第二组制作的模型最好；
根据车辆的使用环境可知，我们还可以从越障能力；耐久性；通讯能力等等角度对“火星车”进行评价。
（1）设计制作“火星车”的标准步骤通常是：明确问题（③）确定需要解决的问题；设计方案（①）制定解决问题的具体方案；实施计划（②）根据方案进行实施；检验产品（⑥）测试产品效果；改进完善（④）根据测试结果进行改进；发布成果（⑤）最终完成并发布成果。故正确排序为③①②⑥④⑤。
（2）“祝融号”火星车比“玉兔二号”月球车设计了更大尺寸的太阳能板，主要目的是为了在火星条件下，获取并接受到更多的太阳能，以保证火星车正常工作，而不是为了美观或控制转向。A正确，BC错误。故选A。
（3）为了评估“火星车”的全方面性能，除了光电转换率、保温性、抗震性、平稳性和设计图文与说明，还可以从越障能力、耐久性、通讯能力等方面进行评价。越障能力是指火星车在复杂地形中行进和应对障碍物的能力，这对于火星探测任务非常重要；耐久性是火星车评价的重要方面之一，可测试火星车在火星苛刻环境下的长期工作能力；火星车的通讯能力是其设计和操作中的关键要素之一，因为它需要与地球上的控制中心进行数据交换和接收指令。
7．【答案】（1）北
（2）Ⅱ
（3）根据冬至日影子的长度确定OB杆的长度
（4）影子长度变长；夏至到冬至，太阳直射点逐渐南移，正午太阳高度逐渐降低，影子逐渐变长
（5）D
【知识点】工程的测试与改进；工程成果发布与交流
【解析】【分析】北半球的夏至日，日期为6月22日前后，太阳直射北回归线，北回归线及其以北地区白昼时间最长；北半球的春分日，日期为3月23日前后，太阳光第一次直射在赤道上，全球昼夜等长；北半球的冬至日，日期为12月22日前后，太阳光直射南回归线，南回归线及其以南地区白昼时间最长；北半球的秋分日，日期为9月23日前后，太阳光第二次直射赤道，此时全球昼夜平分。
【解答】（1）杭州位于北半球北回归线以北地区，正午太阳始终在正南方向，所以要测量正午太阳高度，应该将仪器的 B 端朝北水平放置，这样 OA 杆才能准确测量出正午时太阳照射下的影子长度，从而根据影子长度来确定节气。
（2）夏至日太阳直射北回归线，北半球正午太阳高度达到一年中的最大值，所以此时 OA 杆的影子最短；春分日太阳直射赤道，正午太阳高度比夏至日小，影子比夏至日长。在图乙中，Ⅰ 的影子较短，Ⅱ 的影子较长，所以春分应标在图乙中的 Ⅱ 处。
（3）冬至日太阳直射南回归线，北半球各地正午太阳高度达到一年中的最小值，此时物体的影子最长。为了确保四季正午杆影都能落于 OB 杆内，就需要根据冬至日影子的最长长度来确定 OB 杆的长度，这样其他季节的影子长度都会小于冬至日的影子长度，也就都能落在 OB 杆上了。
（4）从表格中的数据可以看出，从 9 月 7 日到 10 月 25 日，“表” 影长度逐渐变长。这是因为这段时间处于夏至到冬至之间，太阳直射点从北回归线逐渐向南回归线移动，杭州（北半球地区）正午太阳高度逐渐降低，太阳高度角越小，物体的影子就越长，所以 “表” 影长度逐渐变长。
（5）A 、影子最长时，太阳直射南回归线，此时北半球各地正午太阳高度最小，影子最长，A 错误。
B 、影子最短时，太阳直射北回归线，北半球各地正午太阳高度最大，影子最短，B 错误。
C 、影子最长时，太阳直射南回归线，此时杭州白昼时间最短，C 错误。
D 、影子最短时，太阳直射北回归线，杭州白昼时间最长，D 正确。
故答案为：D。
8．【答案】（1）先将自制温度计放入 20℃的恒温冷水中，待示数稳定，在液柱所在位置标出温度t1；再将自制温度计放入 60℃的恒温温水中，待稳定后标出t2，测出t1和t2的距离，根据温度差等分出1℃，标上刻度.
（2）刻度过于密集，说明管径较大，白色吸管不利于观察，故换用吸管D改进
（3）丙的精确度高，但不易操作
【知识点】工程的实施；工程的测试与改进；工程成果发布与交流
【解析】【分析】根据温度计的制成原理，并结合本题的具体条件自制温度计。
【解答】（1）了解常规温度计的制作原理和过程，结合题目提供的实验器材。故填先将自制温度及放入20℃的恒温冷水中，待示数稳定，在液柱所在位置标出温度t1；再将自制温度计放入60℃的恒温温水中，重复上述操作，标出t2，再用刻度尺量出t1和t2的距离，根据温度差，均匀等分出1℃，并标上刻度。
（2）观察提供的不同吸管的区别，根据此温度计的原理判断出现这一现象的原因。故填根据液体的热胀冷缩可知，温度变化会引起体积变化，管径小的液柱变化明显，管径大的液柱变化不明显。实验中，刻度过于密集，说明管径较大，需要选择管径较小的吸管，而白色吸管不利于观察。故选择D吸管改进。
（3）根据资料卡可知，在相同温度的变化量下，水的膨胀要小于气体膨胀，此时水的精确度更好；但丙的结构复杂，不易操作。故填，丙的精确度高，不易操作。
9．【答案】（1）为什么铁会生锈
（2）采用什么方法能使桥的铁索不生锈(或如何将铁索架到大渡河两岸 如何冶炼出质量合格的索桥用的铁材料 如何将单个铁环连接成铁索 合理即可)
（3）每根铁索的长度是多少
【知识点】工程方案设计；建筑结构的功能
【解析】【分析】（1） 科学主要是对自然现象、规律等进行探索和发现，其核心就是发现 ；
（2） 技术的核心是发明，是创造新的方法、手段、产品等；
（3） 工程问题通常涉及到对具体实物或系统的设计、建造、优化等方面。
【解答】（1）科学角度，我的问题是：为什么铁会生锈；
（2）技术角度，我的问题是：采用什么方法能使桥的铁索不生锈(或如何将铁索架到大渡河两岸 如何冶炼出质量合格的索桥用的铁材料 如何将单个铁环连接成铁索 合理即可)
（3）工程角度，我的问题是：每根铁索的长度是多少.
10．【答案】（1）设计成果
（2）D
【知识点】工程方案设计；工程的测试与改进
【解析】【分析】对一款可折叠伸缩、可晾衣服的多功能梯子的设计进行评价。两翼折叠即为一个铝梯，有横档，结构稳定；垫脚夹为ABS工程全新材料，耐磨防滑，抗老化强。实现了安全目标。
【解答】（1）题干中①②③④⑤是对该多功能梯设计成果的评价。
（2）A、在两翼上挂重物检查晾衣架的强度是合理的。因为多功能梯子有晾衣架的功能，通过在两翼挂重物可以模拟实际使用中晾衣架承受衣物重量的情况，从而检验晾衣架能够承受的最大负荷，以此来评估其强度是否符合要求。
B、一翼收拢，一翼支起并在顶端挂重物检查晾衣架的稳定性也是合理的。这种方式可以测试在非对称受力的情况下，晾衣架（梯子的一翼作为晾衣架）是否能够保持稳定，不会因为重心偏移等情况而倾倒，这对于评估其在实际使用中的稳定性很重要。
C、将两翼折叠然后在梯子上挂重物检查梯子的防滑性能合理。防滑性能应该在梯子正常展开，放置在不同的地面材质（如瓷砖、木地板等）上，模拟人在攀爬过程中脚底与梯子踏板之间的摩擦力等情况来进行测试。
D、将梯子置于超高温环境中检查垫脚夹是否老化是不合理的。
故答案为：D。
11．【答案】（1）A；B
（2）②
（3）A
【知识点】工程方案设计；工程的实施；工程的测试与改进
【解析】【分析】本题考查的是设计需要考虑的限制条件。四种限制有：物理限制、文化限制、语义限制和逻辑限制。物理限制用来限制操作范，物理结构限制因素的价值在于物品的外部特性决定了它的操作方法，用户不需要经过专门的培训。
【解答】（1）设计沥水架，与百洁布的颜色、水龙头的出水量无关；与小明的加工能力和百洁布的大小有关。
故答案为：AB。
（3）小明的部分设计要求如下：①能够放置百洁布；②边角光滑，无毛刺棱角；③可安装在水龙头上；④便于拿取百洁布；⑤具有良好的防水、防潮性能。其中满足人对安全的需求的是边角光滑，无毛刺棱角。
（4）设计的基本过程为：测量抹布的尺寸，明确设计要求→确定材料，选择合适的加工方法，挑选合适的连接件→把多个方案用草图的方式画出来→请同学们帮忙挑选满意的设计方案→与同学交流设计制作过程中的体会感想，所以选项A符合题意。
12．【答案】（1）图甲中的盲道太过曲折，而且转弯处没有用不一样的表面花纹(如圆形凸点)来反映，不利于盲人行走；图乙中的盲道突然断头，不利于盲人继续前行。
（2）盲道采用与边上路面不一样的颜色(如黄色)，不是给盲人看的，而是给能看得见的人看的。它警示人们不要在盲道上放置物品，以免对盲人的行走构成障碍。
【知识点】工程方案设计；工程的测试与改进；工程成果发布与交流
【解析】【分析】 盲道是专门帮助盲人行走的道路设施。盲道一般由两类砖铺就，一类是条形引导砖，引导盲人放心前行，称为行进盲道；一类是带有圆点的提示砖，提示盲人前面有障碍，该转弯了，称为提示盲道。
【解答】故答案为（1） 图甲中的盲道太过曲折，而且转弯处没有用不一样的表面花纹(如圆形凸点)来反映，不利于盲人行走；图乙中的盲道突然断头，不利于盲人继续前行。
（2） 盲道采用与边上路面不一样的颜色(如黄色)，不是给盲人看的，而是给能看得见的人看的。它警示人们不要在盲道上放置物品，以免对盲人的行走构成障碍。
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核心素养
科学观念：知道工程设计的重要性；了解工程设计一般过程；会对简单的工程问题进行操作；
科学思维：通过“制作一张办公椅”活动体会工程设计不是工程师的特权，自己也可像工程师那样参与实践；
探究实践：尝试制作“三球运动演示模型”，并演示日食和月食的成因；提升实践操作技能，包括使用工具、设备、软件等进行实际工程作业的能力；
态度责任：初步形成动手、动脑的习惯；养成亲自动手操作的习惯和意识，并能将动手实践运用到生活实际中去。
【课中研学】
一、工程设计的过程
我们每天都在使用各种工程产品，如自行车、文具盒、投影仪等，这些都是工程师为了让人们更好地生活、学习而设计并制造出来的。
工程师们将概念模糊的问题转变为高度简练的解决方案，这就是工程设计的过程。下面以一把办公椅的研发流程为例，让我们一起走进工程设计。
工程实践：制作一把办公椅
一、明确问题
办公室员工在工作时发现所坐的椅子不够舒适，影响工作效率与身体健康，就会产生需求：希望可以调节椅子高度和靠背角度，使它坐起来更舒适。这种需求被称为工程问题。
工程师了解到这些需求后，开始研发一款新的办公椅。研发团队经过调研，确定了以下设计要求：
①高度调节范围：450～550mm
②倾斜角度调节范围：0°～30°
③座椅材料：舒适、透气的网布材料
④能承受的最大荷载：150kg
二、设计方案
1.概念设计
研发团队进行多次设计分析、方案构思后，有了初步的概念设计，并绘制了设计草图，草图显示了椅子的整体结构。
2.具体设计
基于概念设计，研发团队进行了详细设计，如椅子的各部分材料和具体尺寸等。
三、实施计划
根据设计图，工程师们运用各种技术，进行一系列工作，制作了原型。
四、检验作品
研发团队在工作环境下对原型实物进行测试，包括高度调节、倾斜角度调节、承重能力和舒适性等方面。测试结果表明，原型在其他方面表现良好，但承重能力有所不足。
五、改进完善
针对测试发现的问题，为达到设计承重的标准，综合考虑生产成本和实际需求，研发团队最终选择更换使用耐受力更强的材料，并重新进行了测试。
六、发布成果
根据原型测试和改进的结果，研发团队准备进行生产制造。他们与供应商合作，选取合适的材料和制造工艺，并制订了生产计划。完成生产制造后，他们与办公家具经销商合作，进行一系列的展示、推广、销售活动。
1、工程实践的一般过程
工程实践中，工程师需要明确问题，通过相互交流和讨论，采用头脑风暴，畅所欲言地提出自己创造性的想法，形成共识；当面对多种解决方案时，工程师需要评估各种方案的局限性，分析制约因素，做出权衡与取舍，从中选择最优的问题解决方案。
实践活动：调查同学坐椅子的感受，找出存在的问题，并提出适合在教室使用的改进设想，画出设计草图。
2、程可以很简单，也可以很复杂
（1）简单工程
例如，拉链由两排互锁的齿和一个滑块组成，这一简单结构巧妙地实现了连接或分离两排齿的功能。
（2）复杂工程
笔记本电脑由许多部件组成，涉及电子学、微处理器和计算机软件等多方面知识，这一复杂设备能够执行多项功能。
一个好的工程设计能够预估现实需求和未来可能出现的问题，减少资源浪费、降低施工成本、保证工程安全稳定和延长工程使用寿命。因此，在进行任何工程建设之前，必须首先进行仔细的论证和细致的规划，以确保工程质量和效益的最大化。
科学阅读：都江堰
战国后期，李冰在岷江上主持修建了都江堰。都江堰是中国古代水利工程的杰出典范，被誉为水利工程奇迹。
都江堰由渠首和灌溉网两大系统构成。渠首建于岷江之中，分为鱼嘴、飞沙堰、宝瓶口三个主体工程。鱼嘴将岷江分为内江和外江，内江用于灌溉，外江用于分洪。
内江窄而深，外江宽而浅。枯水期，江水六成流入内江，四成从外江流走；丰水期，江水四成流入内江，六成从外江流走。宝瓶口是在内江下游人工开凿出的出水山口，引水入渠，灌溉农田。
都江堰是我国古代劳动人民的智慧结晶。2200多年来，都江堰一直在防洪、灌溉、水运等多方面发挥作用，这在世界水利建设史上是独一无二的。
一、我们的工程实践
到深海的世界，对于人类开发利用深海资源有着重要的现实意义。
工程实践：制作三球运动演示模型
一、明确问题
1、任务：设计制作三球运动演示模型，能够演示日食和月食的成因。
2、限制条件：材料包括木板、地球模型、月球模型、LED 灯、刻度尺
等，工具包括锯子、砂纸等。
二、验收标准
三、设计方案
三球运动演示模型具体可以分为两大模块，分别是模拟运动的机械模块、模拟阳光的发光模块。
1、分析问题
（1）太阳、地球和月球三者应该如何放置？尺寸大小应该如何选择？
①放置：三球大致在同一个平面上，且日地距离：月地距离≈400:1
②尺寸：三球直径大小满足实际比例，即日：地：月≈100:4:1
☆因材料尺寸和空间大小的限制，在满足大小关系的前提下进行适当调整。
（2）模型的动力如何提供？手动或电动
（3）什么样的装置可以模拟阳光？led灯
（4）机械装置中常用齿轮或皮带实现动力的传递，地球绕太阳运动1圈时，月球绕地球运动12圈。如何保证上述运动关系？
2、材料和工具的选择
3、设计方案并绘制草图
四、实施计划
按照设计方案制作演示模型，记录实施过程中遇到的困难以及解决的方法。
五、检验作品
依照评价量表对模型进行测试并打分，将结果记录在表中。
六、改进完善
根据测试结果，现在的三球运动演示模型还可以如何改进？与组员讨论，并在原设计草图中标注。
七、发布成果
通过绘制画报、呈现实物或产品发布会的形式发布三球运动演示模型制作成果。
工程实践的过程并非一蹴而就，在工程设计时要不断地发现问题、寻找原因并迭代改进，直至符合工程验收标准。在一些重大工程的建造中，工程设计尤为关键，要考虑各种因素、权衡工程的影响，以确保工程建造顺利进行。
【课堂总结】
【课堂练习】
1． 如图所示为木料抗弯强度实验。木料在悬挂重物后向下弯曲，测得木料M 的下弯距离为5mm ，木料 N 的下弯距离为 8mm 。从结构稳固角度考虑，下列板凳设计方案中，合理的是 (　　)
A． B． C． D．
2．（2025七上·椒江期末）某学习小组在设计制作走马灯的活动中，下列做法错误的是
A．选择叶轮材料应考虑轻薄、易被推动的
B．走马灯工作时，以轮轴为参照物，剪纸是静止的
C．点燃的蜡烛应放在合适的位置才能让走马灯转动
D．为了让走马灯顺利转动，除顶部叶轮外，应把其它部分做成密封的
二、实验与探究题
3．（2025七上·椒江期末）某校科技小组同学参加科技节，利用生活中常见的材料自制橡皮筋动力小车，如图，其部分评价量表如下表一所示。
表一
橡皮筋动力小车模型评价量表 (节选)
评价指标 优秀 良好 待改进
指标一 车身稳定 车体略有倾斜但不影响行驶 　
指标二 行驶距离远近可调 行驶距离不可调 不能行驶
（1）将评价量表一中“指标一”的待改进内容补充完整：　 　
（2）该小车的工作原理是把弹性势能转化成　 　能。
（3）小组同学为探究小车运动距离的影响因素有哪些，设计实验并获得以下数据，如表二所示。
表二
橡皮筋材料 合成橡胶
橡皮筋缠绕圈数 10圈
橡皮筋粗细 粗 细
实验次数 1 2 3 1 2 3
小车行驶距离(厘米) 120 125 130 110 108 112
平均距离(厘米) 125 109
根据实验结果和数据，你能得出什么结论 　 　.
4．（2025七上·浙江期末）如图是小宁同学的一个平板电脑，小宁学习了工程实践课后，想做一个简易的支架，可以在一定范围内调节支撑角度，平板电脑的长度是24.8cm，宽度是17.9cm，厚度是0.6cm。现有直径5mm的铁条作为材料，长度足够，其他零件自选。以下是小宁进行工程实践的部分步骤：
【明确问题】简易支架的设计要求如下：
①要求结构牢靠简单，便于制作；②能竖立，结构稳定；③能够调节支撑角度，操作方便。
（1） 【设计方案】请根据上述设计要求，完成下列任务：小宁发现问题的途径是____(填字母)。
A．收集和分析信息
B．观察日常生活
C．技术研究与技术试验
（2）画出支撑架的设计草图，并在设计草图中标注支撑架的主要尺寸；必要时可用文字说明；
（3） 【实施方案】小宁根据方案制作支架，记录了制作过程和技巧经验。
【检验作品】
①说明该支架是如何实现其功能的：　 　。
②为了检测该支架是否稳定，请你提出一个检测的操作方法：　 　。
【改进完善】……
【发布成果】……
三、综合题
5．（2025七上·临平开学考）教室后面的图书角需要一个书架，班主任把这个任务交给了全班同学。同学们在制订标书时遇到了很多问题，请你根据所学的知识帮助他们解决这些问题。
（1）制定标书时需要考虑哪些问题 （　　）
①书架使用的材料 ②小组人员分工 ③书架的设计 ④书架的成本预算
A．①②③ B．②③④ C．①③④ D．①②③④
（2）进行成本预算时，下列做法比较合理的是（　　）
①直接估计一个数值 ②和同学讨论成本包含哪些内容 ③统计材料的用量
④调查了解材料的价格 ⑤估计需要的人工和用时
A．②③④⑤ B．①②③④ C．②③④⑤ D．①②③④⑤
（3）下列是制作书架的基本步骤，正确的顺序是（　　）
①在限制的条件下进行设计 ②制作一个模型 ③实施建设
④测试这个模型，评估并改进⑤明确一个要解决的问题
A．①②④⑤③ B．⑤①②④③ C．⑤②④①③ D．①⑤②④③
（4）下雨天，同学们会把伞带进学校，班主任想要大家帮忙设计一个雨伞架放在走廊上，方便同学们放雨伞，请你来设计。
要求：1.能避免雨伞弄湿地面。 2.可以放入至少6把长柄和折叠的雨伞。 3.方便移动 (备注：长柄雨伞高60cm左右) 设计图：　 　
【课后练习】
1．（2025七上·吴兴期末） 设计如图所示的轮椅时，下列人体尺寸中不需要考虑的是 (　　)
A．坐姿肘高 B．坐姿背高 C．坐姿腿宽 D．坐姿肩宽
2．（2025七上·临海期末）电动自行车自燃会危及生命财产安全。2024年11月1日起实行新的《电动自行车安全技术规范》，新规限制电动自行车塑料件使用比例，提高防火阻燃性能。这一过程属于工程实践环节中的
A．明确问题 B．实施计划 C．改进完善 D．设计方案
3．（2025七上·临平开学考）“活字印刷”的操作步骤，正确的是（　　）
A．刷墨→检字→拓印→晾制 B．检字→刷墨→拓印→晾制
C．刷墨→拓印→检字→晾制 D．检字→晾制→刷墨→拓印
4．（2025七上·乐清期末）工程实践的一般过程包括：
下面是一把学生椅的研发流程。
（1）研发团队进行多次讨论、交流后，绘制了学生椅的草图(如图甲)。这个过程属于工程实践中的　 　。
（2）在设计办公椅合适的高度(h)范围时，他需要测量人体(如图乙)哪一部分长度____。
A．站立身高 B．站立臂展 C．坐姿膝高
5． 小龙想利用家中的生活用品自制一个测量液体体积的工具。如图甲所示，他们分别选择了玻璃杯和塑料瓶作为材料，经过测量发现，玻璃杯最多可以装 200mL 水，塑料瓶最多可以装 350mL水。请结合题目信息，评价用玻璃杯和塑料瓶制作的测量工具。
（1）你认为用哪种材料制作的测量工具更好 请说明理由：
（2）使用塑料瓶制成的工具时，如图乙，当待测液体体积在区域　 　(填“A”或“B”)范围内，测量结果较精确。
（3）请简要叙述如何给玻璃杯标上最小刻度为 10mL 的刻度线 　 　。
6．（2025七上·钱塘期末）中国首辆火星车“祝融号”于2021年5月22日成功到达火星表面。设计火星车时要综合考虑火星表面光照弱、温度低、随时会出现尖锐砂石以及不可预估的沙尘天气等不利因素。为了帮助同学们更加深入地了解“祝融号”火星车，老师让大家自主设计制造一辆“火星车”。
（1）设计制作“火星车”的步骤有：①设计方案；②实施计划；③明确问题；④改进完善；⑤发布成果；⑥检验产品。请按先后顺序将它们排序：　 　（填序号）。
（2）“祝融号”火星车比“玉兔二号”月球车设计了更大尺寸的太阳能板，是为了______。
A．接受更多的太阳能
B．美观漂亮
C．方便控制行进时转向
（3）根据下面“火星车”模型测试记录表，可以知道第　 　组制作的模型最好。还可以从哪些方面对“火星车”进行评价？　 　（试举一例）。
　 光电转换率 保温性 抗震性 平稳性 设计图文与说明
第一组 3分 2分 1分 1分 3分
第二组 2分 3分 2分 3分 2分
第三组 1分 1分 3分 2分 2分
7． 某校项目研究小组要制作二十四节气测量仪，如下是该仪器的制作说明书。
（1）若此仪器在杭州使用，则说明书中的“ ”处应该是　 　(填“南”或“北”)。
（2）如图乙为夏至和春分的正午太阳，春分则春分应标在图乙中的　 　(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
（3）某次标定节气刻度时，发现 OA 杆的影子长度大于 OB 杆。为确保四季正午杆影都落于 OB 杆内，小组同学该如何确定 OB 杆的长度：
　 　。
（4）小温同学开学以来利用圭表观测并记录了正午12 点“表”影长度，如表所示。依据数据，“表”影长度的变化规律及形成的原因是　 　 。
时间 “表”影长度 时间 “表”影长度
9 月 7 日 5.5cm 10 月 11 日 9.2cm
9 月 23 日 6.7cm 10 月 18 日 10cm
9 月 28 日 7.5cm 10 月 25 日 11cm
（5）古文中记载“冬至……景(影)长一丈三尺，夏至……景(影)长五寸。此长短之极”。下列有关说法正确的是____。
A．影子最长时，太阳直射北回归线
B．影子最短时，太阳直射南回归线
C．影子最长时，杭州白昼时间最长
D．影子最短时，杭州白昼时间最长
8． 在学习了温度计的制作原理后，科技兴趣小组的同学们进行“自制温度计”的项目化学习，请回答下列问题。
【支架搭建】温度计的原理是热胀冷缩。考虑到环保与安全，同学们决定把水银改成红墨水或空气。
【产品制作】小联准备的材料如图甲所示：120mL 带塞子的玻璃瓶、四种不同颜色及粗细的吸管，以及打孔器等工具制作了简易液体温度计。
（1）自制温度计时，需要在吸管上标上刻度。请利用20℃的恒温冷水和 60℃的恒温温水，以及记号笔、刻度尺，设计一个方案，要求最小刻度为1℃。　 　。
（2）【产品改进】
小联选择吸管 E和其他材料制作如图乙所示的温度计，发现吸管上的刻度太过密集，观察困难。请你选择现有的材料进行改进：　 　。
（3）【产品交流和评价】
萌萌制作的另一款温度计如图丙所示。请对比乙、丙两款产品，选择一款评价其优缺点：　 　。
资料卡：在一定的范围内，水和空气的体积随着温度升高而升高。升高相同的温度时，水需要的时间比空气更长。当水的温度升高1℃时，其体积大约会增加约0.00367倍。
9．阅读下面的资料，回答问题。
资料一：泸定桥(又名大渡桥)，是我国四川省的一座跨大渡河铁索桥，建造于康熙年间，历史悠久，如图所示。铁索桥全长103.67m，由13根铁索组成。13根铁索横跨整座大桥，每根铁链都有碗口般大小，这些铁链总共由12164个铁环连接而成，每一根铁索上都需要900多个铁环，总重量一共达到了惊人的40t。桥上的铁链都被固定在河的两边，河岸上有专门的铁链和固定使用的石堆。即使是在水位暴涨的雨季，泸定桥上的铁链也不会被泡在水里。所以铁链所面对的自然侵蚀，就只有风吹日晒了。有人问：“这桥为什么这么耐用 直到今天还能够使用，上面的铁链难道不会生锈吗 ”
资料二：根据有关部门所发布的数据，2023年，印度钢铁产量是1.4亿吨，日本的钢铁产量是8700万吨，我国的钢铁产量达到了惊人的10.2亿吨。但全世界每年生产的钢铁近三分之一会由于生锈而损失。
请从科学、技术和工程三个不同的角度提出三个相关问题。
（1）科学角度，你的问题是　 　
（2）技术角度，你的问题是　 　
（3）工程角度，你的问题是　 　
10． 如图所示为一款可折叠伸缩、晾衣服的多功能梯子的示意图，①材料为全铝钛合金，经久耐用；②高度(1060 mm)适中，使用方便；③多功能晾衣架收放自如，节省空间；④两翼折叠后即为一个铝梯，有横档、结构稳定；⑤垫脚夹采用 ABS材料，耐磨防滑、抗老化性强，是居家生活的好帮手。
（1）题干中①②③④⑤是对该多功能梯子　 　(填“设计成果”或“设计过程”)的评价。
（2）为了检验该多功能梯子的质量，下列试验方案中，不合理的是____(填字母)。
A．在两翼上挂重物以检查晾衣架的强度
B．一翼收拢，一翼支起并在顶端挂重物，检查晾衣架的稳定性
C．将两翼折叠，然后在梯子上挂重物，检查梯子的防滑性能
D．将梯子置于超高温环境中，检查垫脚夹是否老化
11． 如图所示，小明想给家里的洗碗槽设计并制作一个小型的沥水架，用于放置百洁布。请回答下列问题：
（1）下列选项中，属于限制条件的是____(多选，填字母)。
A．小明的加工能力 B．百洁布的大小
C．百洁布的颜色 D．水龙头的出水量
（2）小明的部分设计要求如下：①能够放置百洁布；②边角光滑，无毛刺棱角；③可安装在水龙头上；④便于拿取百洁布；⑤具有良好的防水、防潮性能。其中满足人对安全的需求的是　 　(填序号)。
（3）下列是小明在设计过程中经历的部分环节，这些环节合理的先后顺序是____(填字母)。
①测量百洁布的尺寸，明确设计要求
②把多个方案用草图的方式画出来
③请同学们帮忙挑选满意的设计方案
④与同学交流设计制作过程中的体会和感想
⑤确定材料，选择合适的加工方法，挑选合适的连接件
A．①⑤②③④ B．①②③⑤④ C．①③⑤②④ D．①②⑤④③
12． 城市街道以及一些公共场所的路面常常铺设了盲道。盲道的设置是社会文明的一种表现，它体现了社会对盲人的关爱。如图甲、乙所示为两条盲道，细致观察这两条盲道，回答下列问题：
（1）两条盲道的设计存在什么缺陷
（2）两张图中的盲道都采用了黄色，与边上的路面颜色不同。盲人又看不见路面，盲道采用与边上路面不一样的颜色，有什么作用
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