作者:《指尖上的探索》编委会
出版社:化学工业出版社
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仿生的秘密试读:
仿生的秘密
作者:《指尖上的探索》编委会排版:清茉出版社:化学工业出版社出版时间:2015-06-01ISBN:9787122219404本书由悦读名品文化(传媒)有限公司授权北京当当科文电子商务有限公司制作与发行。— · 版权所有 侵权必究 · —仿生的秘密讨厌的苍蝇、可爱的猫咪、美丽的蝴蝶甚至是不起眼的蚂蚁,这些动物们和高科技、大发明之间都有着非常密切的联系。可能你不敢相信,但事实就是这样。千姿百态的大自然中蕴含着无数的生物现象,人类用自己智慧的头脑向大自然“取经”,并从自然现象中得到启发,从而产生科技发明的灵感,制造出各种各样的科技产品,不断丰富着我们的生活。乌贼、龟壳给了人类制造烟幕弹和薄壳建筑的启发;一个小小的蜂巢构造被人类运用到航天器上;企鹅的运动方式启发了极地越野车的发明……没错,这就是仿生现象,它将这些看似完全不搭边的事物通过人类的思想碰撞神奇地联系起来。让我们共同翻开这不可思议的仿生启示录,感受大自然的神奇和人类的智慧吧!A1.响尾蛇与红外探测器的发明有什么关系?
大家在电视、电影中经常看到这样的情景:在一些商店、博物馆等地,虽然没有人在现场,但只要有小偷闯进偷窃,这些地方的报警器就会响起,从而阻止小偷偷窃的行为。是不是觉得自动报警器很神奇呢?原来,这是一种装有红外线的报警器,只要有小偷闯入,那么他们身上所发出的红外线就会被报警装置感应到,从而发出警报。红外线是什么东西呢?通俗地说,红外线就是一种热辐射,一般来说,所有的物体都可发出红外线,人和动物也不例外。虽然我们人类生活在一个五彩缤纷的光影世界里,但有很多光我们人类的眼睛看不到,这类光被称为不可见光,红外线就是不可见光中的一种。但是视觉不发达的响尾蛇对这种红外线比较敏感,并且响尾蛇要靠红外线捕食猎物,这是为什么呢?原来,响尾蛇的头部有一种被称为红外眼或者热眼的颊窝器官,这种器官上分布着很多与响尾蛇的大脑紧密相连的热敏感神经纤维。所以一旦有红外线出现,响尾蛇的热眼便能快速捕捉这些红外线信号并传递给大脑,然后大脑将捕捉到的红外线信号和来自眼睛的视觉信号加以整合,并准确无误地发出相应的指令,这时候的猎物在响尾蛇的视野里就变成了一团红光,于是响尾蛇就能判断猎物的精确位置了。
科研工作者们正是根据响尾蛇的这种红外视觉原理,设计出了种类繁多的红外探测器。从民用领域到国防领域,从防盗报警系统到探测海水温度的细微变化,从探测地热分布到航空航天工业中的运用,红外探测器的应用领域可谓极其广泛。
1、动物能发出红外线吗?
A.不能
B.能
2、响尾蛇对下列哪种光线比较敏感?
A.紫外线
B.红外线
C.蓝光
3、响尾蛇捕捉红外线信号的器官叫什么?
A.眼睛
B.响环
C.热眼
4、人们根据响尾蛇对红外线敏感的特性发明了什么?
A.游艇
B.红外探测器
C.汽车
正确答案:B B C B
A2.讨人厌的苍蝇引发了什么发明?
一见到苍蝇,估计人们都会表现出厌恶的表情。但就是这么讨人厌的苍蝇竟然引发了一项重要的科技发明——气体分析仪。这是怎么回事儿呢?经过观察研究,科学家们发现苍蝇嗅觉器官有非常强的敏感性,在它接触到任何东西表面的瞬息之间,它就能迅速通过气味分析出所接触物质的表面的成分,从而判定这些物质是不是“合口”的食物。当然,一切动物都具有“化学感受器”,随时会对外界物质刺激产生反应,从而判断出物质的成分,比如我们人类可以用鼻子闻出香、臭等味道。苍蝇的感觉器官异常灵敏,这一特点启发了观察仔细的仿生学家们,他们利用苍蝇的这一特性,并结合科学手段发明了气体分析仪。甚至有科学工作者根据苍蝇的嗅觉器官的结构和功能方面的特性,仿制出了用活苍蝇来做“探头”的小型气体分析仪,科学家们首先借助高科技手段,把极其细小的微电极放置到苍蝇敏感的嗅觉神经上,借助电子线路再将被微电极传导出来的神经电信号处理放大后,传给分析器,分析器的使命就是识别这些信号中的气味物质的信号,并在第一时间内发出警报。
虽然气体分析仪在我们的日常生活中并不常见,但是它在很多领域中都发挥着很大的作用。比如,它能够帮助人们测量潜水艇和矿井中有毒气体的分布情况;而安置在宇宙飞船的座舱里的气体分析仪,则可以帮助人们检测飞船内的气体成分的构成。在很多人们不能或者不便到达的领域内,高灵敏的气体分析仪在做着无可替代的工作,俨然已经成了人们的得力小助手!气体分析仪
1、科学工作者根据苍蝇的什么器官的特性发明了小型气体分析仪?
A.听觉器官
B.嗅觉器官
C.视觉器官
2、苍蝇靠什么迅速判断出所接触物体是否是食物?
A.触觉
B.视觉
C.嗅觉
3、下列哪一项不是目前气体分析仪的应用领域?
A.宇宙飞船的座舱里
B.矿井中
C.家居生活中
正确答案:B C C
A3.苍蝇还有哪些本领?
我们知道苍蝇有着灵敏的嗅觉,并且人们根据它的这一特点发明了气体分析仪,其实除了嗅觉灵敏,苍蝇还有其他的“大本领”,给了人类好多启发呢!不少人可能都有这样的经历,当看到讨厌的苍蝇飞到身上或是其他的地方时,会下意识地去拍打它,不过可气的是你拍到它之前,它却早已逃之夭夭,这是什么原因呢?人们通过研究苍蝇的眼睛发现,它的眼睛是和我们人类眼睛不一样的复眼,就是说苍蝇的眼睛里包含着许多呈六角形的“小眼睛”,因此具有很高的时间分辨率。它的眼睛能把近处运动的物体分成连续的单个镜头,并由各个“小眼睛”轮流“值班”,所以人类的一举一动就被这无数的“小眼睛”牢牢地监控了,苍蝇当然能把握时机逃跑啦!于是人们根据苍蝇眼睛的构造,仿制出了镜头由1329块小透镜组成、分辨率达4000线/厘米的“蝇眼”照相机。在复制计算机的显微电路方面,“蝇眼”照相机的作用相当了得。
另外,苍蝇的眼睛能看得见人和其他热敏元件所无法看见的紫外线,所以,科研工作者们又据此仿制了在国防领域中有着重要作用的“紫外眼”。此外,苍蝇的后翅退化后形成了一对楫翅,这对楫翅能够为苍蝇的飞行作向导,使它不至于迷路或者在原地兜圈子,科学家们又从此得到了启发,根据这一原理研制出振动陀螺仪,在飞机和火箭的飞行中作为导航仪使用,有助于提高飞机和火箭的飞行稳定性。
1、苍蝇的眼睛是单眼还是复眼?
A.单眼
B.有的是单眼,有的是复眼
C.复眼
2、科研工作者根据苍蝇能看见紫外线的特点仿制出了什么仪器?
A.紫外眼
B.蝇眼照相机
C.振动陀螺仪
3、科研工作者根据苍蝇的楫翅的作用仿制出了什么仪器?
A.紫外眼
B.蝇眼照相机
C.振动陀螺仪
正确答案:C A C
A4.什么是拟态仿生?
大家对“拟态”仿生肯定很陌生吧!拟态是指一种生物在形态行为等特征上模仿另一种生物的现象,这是生物在自然界的长期演化中形成的特殊行为。其实,拟态仿生就是某些生物将自己“打扮”得非常像其他生物,目的是吓退、迷惑想要伤害自己的生物,从而有效地保护自身。自然界中的拟态现象非常普遍,例如,斑眼蝴蝶的翅膀上长有圆圆的黑斑点,当它的两只翅膀张开时逼真地形成一张猫头鹰的脸,鸟见到它们不但不敢捕食,反而被吓得掉头逃跑。又如军人在作战时穿上迷彩服,从而更好地隐蔽自己,不被敌人发现。
拟态仿生分为两种情况,一种是不同种类之间的仿生拟态,比如动物对植物的拟态、植物对动物的拟态等。例如,枯叶蝶把自己伪装成树叶的样子,使敌人难以发现自己。另一种是同类之间的拟态,就是动物对动物、植物对植物的拟态。在自然界中,许多有毒、有刺或味道不佳的动物往往有警戒色,这点常为其他生物所模仿。例如,一些无毒蛇常常对有毒蛇加以拟态,这样可以吓退很多敌人,达到保护自己的目的。又如,许多雄蜂没有毒刺却使自己长得像有毒刺的雌蜂。同类拟态——斑眼蝴蝶不同类拟态——枯叶蝶
1、拟态是一种什么行为?
A.模仿行为
B.觅食行为
C.进攻行为
2、拟态现象在自然界中普遍吗?
A.非常罕见
B.不普遍
C.普遍
3、拟态仿生一般分为几种情况?
A.一种
B.两种
C.三种
正确答案:A C B
A5.什么是进攻性拟态?
“物竞天择,适者生存”是大自然的生存法则,为此生物们会想方设法使自己不断变得强大,从而在“弱肉强食”的大环境下更好地生存下去。进攻性拟态就是生物谋生的一种手段。什么是进攻性拟态呢?进攻性拟态是指某些生物会模仿另一种生物,从而接近进攻对象,获得进攻主动权。看完下面有趣的例子后就知道是怎么回事了!猪笼草是一种亚热带植物,但和一般的植物依靠土壤获取养分不同的是,猪笼草是食虫植物,它要通过捕捉昆虫等小动物来补充营养。不过植物毕竟是静态的,它不能像动物一样随处移动捕获猎物。虽然猪笼草不能移动,但是它自有捕食的妙招。猪笼草将自己的捕虫笼“伪装”成花朵,引诱采蜜的昆虫乖乖地掉进自己的“口”中。还有一种叫作短吻鳄的鳄鱼,经常用它粉红色的舌头作诱饵,引诱可怜的鱼类上钩,然后吃掉它们。除此之外,澳大利亚东部的珊瑚礁海域里有一种被称为“白衣天使”的霓虹刺鳍鱼,人们还称之为“清洁鱼”,因为它能为受伤的大鱼治病,这是怎么回事呢?原来,清洁鱼可以游到受伤的大鱼口中,帮受伤的大鱼清理导致它们生病的细菌等微生物和寄生虫,不仅如此,这些被“清除”的污物还是清洁鱼赖以生存的食物呢!但是一些外形和清洁鱼相似的其他鱼类,却利用清洁鱼的这一特性,假装成清洁鱼给生病的大鱼看病,却借此吃掉大鱼的健康组织。短吻鳄猪笼草
1、猪笼草和一般的植物有哪些不同之处?
A.猪笼草是食虫植物,它要通过捕捉昆虫等小动物来补充营养
B.猪笼草的叶子是红色的
C.猪笼草不会开花
2、大多清洁鱼生活在哪里?
A.欧洲
B.非洲
C.澳大利亚
3、清洁鱼的学名是什么?
A.鲈鱼
B.霓虹刺鳍鱼
C.草鱼
正确答案:A C B
A6.奥米亚棕蝇给了人类什么启发?
苍蝇一般是没有耳朵的,但是小型的寄生苍蝇奥米亚棕蝇为了能让幼虫寄生在蟋蟀身上,却拥有敏锐的听力。科学家们经过研究发现雌蝇的胸部上有一种奇特的、和人类耳朵相似的听觉器官,简单来说,这个器官由胸骨柄、两片薄膜组成,胸骨柄是一种骨骼构造,是两片薄膜的连接物。同时,声音在经过胸骨柄时的振幅会被扩大,然后再传入薄膜产生振动,从而确保奥米亚棕蝇能精确地判断出声音是从哪个方向发出的。正是这个听觉器官使奥米亚棕蝇拥有了灵敏的听觉。通过灵敏的听力,雌蝇甚至能根据数米外蟋蟀的叫声,精确地判断出蟋蟀的位置,这种听力本领是其他小型昆虫所不能企及的。受奥米亚棕蝇听力器官系统的启发,人们开发出了一套新型的纳米助听器。其实助听器就是一种微型的扩音器,它把外界的声音扩大很多倍后传送给听力受损的人,但是在周围环境噪声很大或者许多人同时说话时,一般的助听器很难使听力受损的人分辨出想要听到的声音。胸骨柄这种特殊的构造使奥米亚棕蝇对声音产生层次感,因此它能辨别主声音、过滤次声音,从而直接找到目标。这种新型纳米助听器利用这个原理制作而成,其使用者可过滤噪声,直接追踪特定的声音,从而克服了大部分助听器无法避开噪声的缺点。
助听器帮助听力受损的人分辨声音助听器帮助听力受损的人分辨声音
1、下列哪一项是寄生生物?
A.牛
B.猪
C.奥米亚棕蝇
2、奥米亚棕蝇的幼虫寄生在哪里?
A.土壤里
B.树上
C.蟋蟀身上
3、人们根据奥米亚棕蝇超强的听力发明了什么?
A.纳米助听器
B.导航仪
C.飞机
4、根据文章我们知道一般的助听器有什么缺点?
A.易受噪声干扰
B.重量太大
C.质量没保证
正确答案:C C A A
A7.莲花之王是怎样与建筑结缘的?
一看到这个题目,首先大家产生的疑问肯定是莲花之王是什么,莲花之王就是硕大无比的王莲。王莲大在哪儿呢?普通莲花的叶子直径为0.6~0.7米,但王莲叶子的直径竟然有2~3米,最长可达4米。并且王莲叶子的边缘是稍微向上卷的,远远望去,就像是漂在水面上的一个大圆锅。王莲的叶子还有一个奇特之处,就是它的正面和背面的颜色是不一样的,向阳的正面是很光滑的淡绿色,不向阳的背面是土红色。其实除了叶片大、叶片颜色很独特外,王莲的承重能力更是一绝!把一个35千克重的孩子放在王莲叶子的中央,叶片还能像小船一样在水面漂浮着。更夸张的是就算在它的叶面上均匀地铺上一层75千克(相当于一个成年男子的体重)的沙子,这个巨大的叶子也不会往下沉!那么,王莲的叶子为什么会有这么大的承受力呢?原来,这巨大的承重能力归功于它纵横交错、粗细不等的叶脉,也正是因为这种结构,王莲与建筑结缘。莲叶的背面分布有大量粗大的、呈放射状的叶脉,镰刀形状的横筋将放射状的叶脉紧密连接,从而形成了异常稳固的网状骨架,这就是莲叶具有较强承重能力的原因。
自19世纪欧洲人发现王莲后,建筑学家们便一直致力于这方面的研究,并成功地将莲叶的结构运用到建筑当中。人们熟悉的现代建筑中,很多都用到了王莲叶片结构。比如很多体育馆大厅屋顶的网状结构,既牢固,又不使用大量的梁柱,这样就可容纳更多的观众,而且观众还可从不同的位置很方便地观看比赛。王莲大厅屋顶的网状结构
1、莲花之王是什么?
A.王莲
B.睡莲
C.天山雪莲
2、与普通的莲花相比,王莲的特殊之处是什么?
A.花朵很大
B.不会开花
C.叶子很大
3、哪里的人发现了王莲?
A.亚洲人
B.欧洲人
C.非洲人
4、建筑的哪一部分利用了王莲的叶片结构?
A.地面
B.屋顶
C.墙体
正确答案:A C B B
A8.龙虾对天文研究的贡献是什么?
龙虾一向是人类餐桌上美味海鲜的代名词,当然,龙虾除了给人类提供鲜美的食物外,还给了人类一个非常有益的启发。这个启发到底是什么呢?科研人员在对龙虾进行研究时发现,它的眼睛非常特殊,与人类弯曲的视网膜和圆锥细胞截然不同。大量规则排列、极细的细管形成的球面便是龙虾的眼睛,它对外界的光线非常敏感。当龙虾的眼睛感知、接触到外来光线时,会立即反射这些光线从而成像。正是有了这种神奇的视觉系统,即使经常生活在非常浑浊的水中,龙虾照样能在这样的环境中看清物体。根据龙虾眼睛的结构原理,人们发明了一种名为“龙虾ISS”的天文望远镜。以往采用类似人类眼球构造的X射线望远镜,因为其测量范围相对较小,并且不容易观察到宇宙中突然发生变化的X射线,这样人类就会流失掉对宇宙探测的许多宝贵信息,给天文研究工作造成的损失是难以弥补的。而新发明的“龙虾ISS”天文望远镜,它不仅极大地拓宽了对星空的探索范围,可以将光投在暗物质上,而且,由于“龙虾ISS”能够更高效地将X射线聚焦,因此要达到同等的成像水平,它消耗的能量更小,所以“龙虾ISS”这种新型的设备对人体的放射伤害更小。
现在,借助“龙虾ISS”,相信人类会发现更多宇宙的奥秘!
1、龙虾身体的哪个部位给了人类天文研究上的启发?
A.眼睛
B.鼻子
C.足
2、龙虾是靠反射还是折射看清物体的?
A.反射
B.有时靠反射,有时靠折射
C.折射
3、下列哪一项是以往X射线望远镜采用的结构?
A.类似龙虾眼球结构
B.类似人类眼球结构
C.类似鲨鱼眼球结构
4、下列哪一项不是“龙虾ISS”天文望远镜的优点?
A.探测范围很小
B.探测范围更大
C.对人体的放射性伤害更小
正确答案:A A B A
A9.鸡蛋壳能建造房子吗?
鸡蛋壳能造房子吗?答案当然是不能。在我们的日常生活中,鸡蛋壳是再熟悉不过的了,但我们对它的印象仅仅停留在打完鸡蛋后随手扔掉的一堆垃圾,这一堆垃圾怎么能建造房屋呢?可是,就是这小小的蛋壳垃圾却在建筑业为人类做出了很大的贡献。这是怎么回事儿呢?大家肯定都有过这样的体验,当我们用手握住鸡蛋,很不容易捏碎它。人们经过反复的鸡蛋受压实验证明,在相同的条件下,相比四面向上的构造所承受压力的情况,蛋壳凸面向上的构造可以承受更大的压力。其实远在古代,人们就发现了鸡蛋“蛋壳虽薄,但是耐压”的特性,常见的石拱桥构造就是我们的祖先根据蛋壳的这一特性设计的。不仅如此,根据相同的原理,建筑设计师们又设计了很多具有时代特色的薄壳结构的建筑物。这种结构的建筑物既坚固、抗压又节省材料,目前这种结构在工程上已经得到充分利用。北京火车站大厅的房顶就是这种类型的建筑结构,薄薄的屋顶以及很大的阔度,不仅美观舒适,而且使整个大厅显得格外宽敞明亮。
仿生就是如此奇妙,人类通过富有创造力的想象,从廉价的甚至被当成垃圾的东西中获取灵感,一经创新,这些灵感便成为人们生活得更加美好的源泉。火车站大厅
1、在相同的条件下,四面向上的构造和蛋壳凸面的构造相比,哪个能承受更大的压力?
A.四面向上的构造
B.两种结构受力一样大
C.蛋壳凸面的构造
2、下列哪一项采用的是凸面结构?
A.墙体
B.房屋的地面
C.石拱桥
3、下列哪一项不是薄壳建筑物的特点?
A.坚固抗压
B.容易坍塌
C.节省材料
正确答案:C C B
A10.蝴蝶的美丽彩衣有什么秘密?
蝴蝶被称为“昆虫界的西施”,特别是它那对五彩斑斓的翅膀,宛如蝴蝶精致的彩衣,在阳光底下一闪一闪的,煞是漂亮。除了漂亮,蝴蝶的彩衣下还隐藏着科技大秘密!究竟是什么秘密呢?蝴蝶身体表面生长着一层细小的、形状各不相同的鳞片,这些鳞片作用重大,是调节蝴蝶体温的空调器。当外界气温过热时,鳞片自动张开,这样就会减小太阳光的辐射角度,从而减少太阳光热量的吸收;当外部气温过低时,它的鳞片会自动闭合,让太阳直接照射在鳞片上,这样蝴蝶便能吸收更多的光和热。因此,即使气温变化幅度较大,蝴蝶也能把自己的体温控制在一定的范围之内,既不冻着自己,也不会热着自己。那么,蝴蝶彩衣的科技秘密究竟体现在哪里呢?
在宇宙空间,航天器对着太阳时,最高温度高达130摄氏度,而背对着太阳的一面,温度又会降到零下100摄氏度左右。巨大的温差严重影响了许多仪器的正常工作,这个问题一直困扰着科学家们。但是发现了蝴蝶身上的鳞片会自动变换角度而调节体温后,科学家们深受启发,并据此制造出了类似蝴蝶鳞片的控温系统。这个系统的发明是航天事业中的一个突破,它能够保持人造卫星内部总体温度的平衡,从而使仪器正常工作。
1、“昆虫界的西施”是形容哪种昆虫的?
A.七星瓢虫
B.蝴蝶
C.蚂蚱
2、当外界气温上升时,蝴蝶鳞片会怎样?
A.部分脱落
B.自动闭合
C.自动张开
3、科学家们根据蝴蝶身上的鳞片会自动变换角度而调节体温这一原理,发明了什么?
A.控温系统
B.飞机
C.航天仪器
正确答案:B C A
A11.“电鱼”身上的电是哪儿来的?
大家千万不要惊讶,世界上真的有会发电的鱼,那就是“电鱼”!我们人类已知的电鱼共有500多种,但被仔细研究过的只有20多种,其中电鳐和电鳗最为典型,接下来,就以这两种电鱼为例,讲述电鱼身上的电究竟从何而来。电鱼具有专门的电器官,这些电器官由许多叫作“电板”的细胞组成,正是这些“电板”能使电鱼在身体外面产生电压。其实单个“电板”产生的电压并不大,例如电鳗的每块“电板”只能产生150毫伏的电压,但许多“电板”凑在一起,就能产生强烈的电压。各种电鱼的电器官的位置、形状、电板数都不一样。例如,电鳗的电器官是长棱形的,位于尾部脊髓两旁,能随意发出电压高达650伏特的电流。电鳐的电器官则在身体中线两旁,体内共有200万块左右的电板,大型电鳐可以发出电压高达220伏特的电流。那么,这两种电鱼的情况和仿生有什么关系呢?
世界上第一个直流电源伏特电池,就是以电鳐和电鳗的电器官为模型设计出来的,由于这种电池是仿照电鱼的天然电器官设计的,所以伏特把它叫作“人造电器官”。今后我们还可以从研究电鱼中得到不少新的知识,例如,如果我们能够根据电鱼电器官的发电原理,研发一套促使海水发电的机器。那么,船舶等水上运行工具的动力补给就会变得和陆地上的汽车一样简单了。伏特和他的电池纪念邮票电鳗
1、人类已知的电鱼共有多少种?
A.400多种
B.500多种
C.20多种
2、电鱼为什么会发电?
A.电鱼具有专门的电器官
B.电鱼是外星生物
C.电鱼具有超能力
3、人们以电鳐和电鳗的电器官为模型设计出了什么?
A.机器人
B.自行车
C.伏特电池
正确答案:B A C
A12.蚂蚁的“空调房”有什么秘密?
我们熟知的蚂蚁因勤劳的天性和团结一致的精神而被人们所颂扬,其实除了这些,小蚂蚁堪称一绝的建房技术更是让很多科学家对这些小生物们发出由衷的赞叹!看完这篇文章后,大家肯定会更加佩服蚂蚁的!大家对蚂蚁的巢穴是不是很感兴趣呢?蚁穴从上面看,只能见到一个小孔,其实地下的“城堡”相当“豪华”!“城堡”的外侧是一条条环状的深沟,内侧则是一条条纵横交织的浅壑,如同城市的环形大道和街巷一样。“城堡”中有很多房间,工蚁负责打理这些房间,它们不仅把房间打理得井井有条,并且能把自己的巢穴维持在一个适中、平衡的温度,就像里面安了空调似的。这是怎么回事儿呢?原来,蚁穴的顶端都有出气口,蚂蚁们经常开启或关闭自己塔楼巢穴中的气口,使得巢穴内外的热、冷空气发生对流,这样就能保证巢穴内的温度恒定了。
蚂蚁“空调房”的这一发现被应用到了建筑领域中,于是在热带的津巴布韦的哈拉雷,就出现了一个神奇的建筑——约堡东门购物中心。该购物中心体形庞大,虽然没有安装空调,但是凉爽宜人。这个购物中心就是借鉴蚂蚁“空调房”的原理,从而达到了不用相关设备就使室内凉爽的效果!
1、蚂蚁“城堡”中的房间由谁照看?
A.工蚁
B.蚁后
C.蚁王
2、蚁穴的温度是恒定的吗?
A.是
B.不是
3、约堡东门购物中心的特殊之处体现在哪里?
A.建筑奇特
B.没有安装空调
C.很普通,没有特殊之处
正确答案:A A B
A13.麦秆和自行车有关系吗?
见过小麦的人是否会有这样的疑问,一根根细长的、空芯的小麦秆,怎么能够支持住比它重几倍的麦穗呢?原来,这其中的奥妙恰恰就在于麦秆的空芯管子上。一块材料受到外力时会发生变形,这时它的两边分别受到挤压力与拉伸力,但是它的中心线附近的长度却几乎不发生改变。换句话说,离中心线越远的位置受力越大。而像麦秆这种空芯管子,它本身基本上都集中在边壁上,离中心线很远,因此,重量相同的实芯棍子和空芯棍子相比,空芯棍子的刚度要比实芯的大得多。即在重量相同的条件下,看似脆弱的空芯结构的刚度要比实芯结构的刚度大得多,承受的外力也大得多。
但是麦秆和自行车有什么关系呢?要想知道这个问题的答案,大家必须首先了解一下自行车的发展历史。19世纪初,世界上诞生了第一辆自行车。对于适应了发达、便利的交通工具的现代人来说,第一辆自行车的样子是不可思议的,车架和轮子都是木头做的,骑在上面,还要靠人的两条腿在地上蹬着车子才能向前滑行。人们在完善自行车的过程中意识到,车架是自行车的骨骼,必须轻盈并且有足够的刚度。就在这时,空芯、轻盈且有足够承受力的麦秆给了人类灵感,于是现在我们用到的自行车的车架都是用很薄的空芯管子做成的。
1、麦秆是空芯的还是实芯的?
A.实芯
B.空芯
C.有的是实芯,有的是空芯
2、在重量相同的条件下,空芯结构的刚度和实芯结构的刚度相比,哪种结构的刚度更大?
A.实芯结构
B.空芯结构
3、自行车的哪个部分和麦秆有关系?
A.车架
B.车座
C.车轮
正确答案:B B A
A14.啄木鸟为什么不会得脑震荡?.
我们人类的头部在受到一定程度的外力作用时,就会造成脑震荡,但是啄木鸟在用嘴“哒哒哒”地啄树捕食的过程中,头部要受到很大的冲击力,却仍旧安然无恙,不会造成所谓的脑震荡。这到底是怎么一回事呢?啄木鸟的这一“奇功”又给了人类什么样的启发呢?通过观察啄木鸟的头部结构,研究人员发现,啄木鸟的头盖骨和大脑并不是直接连在一起的,而是留有少量的液体和很窄小的缝隙,因此震波不容易在啄木鸟的头部传播。此外,啄木鸟的头骨骨质很软,像海绵似的,密度大、富有弹性。被这样的头骨包裹起来,啄木鸟的大脑内部就相当于有了一个避震功能极佳的保护垫,因此啄木鸟就能有效地抵御外力的撞击。而且啄木鸟舌头底部的结缔组织延伸环绕至脑部,同样也可发挥保护脑部的作用。另外,科学家们发现,啄木鸟啄木时,其头部和颈部强壮的肌肉组织精确配合,所以它的头和嘴的运动形成的是近乎一条直线的轨迹,从而使啄木鸟的头脑避免受到扭曲力的伤害。比如人们会在运输酒瓶之类易碎物品的箱盒中,安放和被运输物品体积相仿的框格,使这些物品在运输过程中不会前后左右摇晃,只能垂直上下运动,这样物品就不易破碎了。
据此,人们研制出了帽顶与头顶之间留有空隙,并且中间填充轻而有弹性的海绵状物体的安全帽,帽子还有缚带限制住头部,这样就减小了头部在受到撞击时发生歪斜的可能性,从而减少脑震荡的发生。
1、下列哪种情况不会造成脑震荡?
A.正常睡觉的状态下
B.发生车祸
C.有重物砸到头部
2、为什么震波在啄木鸟的头部传播比较困难?
A.啄木鸟的头部有问题
B.啄木鸟的大脑和头盖骨之间有极窄的缝隙和少量的液体
C.啄木鸟的头部有特异功能
3、啄木鸟头骨的骨质怎么样?
A.一碰就碎
B.非常坚硬
C.密实而富有弹性
4、啄木鸟啄木时,头和嘴的运动轨迹是怎样的?
A.是一条曲折线
B.是一个圆圈
C.几乎成一条直线
正确答案:A B C C
A15.“猫式转体”是什么?
“猫式转体”可是一个新鲜词,它到底是什么呢?它又和仿生有什么关系呢?养过猫的人肯定知道这种现象,把一只猫腹部、四肢向上地从半空扔下,它在下落的过程中几经翻腾,但最后总能四肢朝下,保持在地面上的正常姿势。猫的这种特性就叫作“猫式转体”。看到这是不是想到了跳水运动员的跳水动作呢?在体育比赛中可以看到,无论跳水运动员在空中做出的空翻、转体动作有多么复杂,但是在入水时,运动员们都必须保持同一规格的入水姿势。这是不是和“猫式转体”很像呢?对比一下就知道了,跳水运动员在空中的动作从容舒展,绚丽多姿,具有很高的观赏性;而猫在空中的“猫式转体”却显得惊慌急迫,没有力度美,也不具观赏性。但两者相同的是,他(它)们都保持着自己特定的同一姿势。没错,跳水运动员健美的英姿,正是从“猫式转体”动作的力学原理中模仿而来的!模仿某些动物的某些形体动作,以达到美化形体、提高运动技术水平、强筋健骨、护身防卫等目的,都是体育仿生的内容。而这种“猫式转体”在跳水运动中的运用,仅是体育仿生中的一小部分。
1、把一只猫腹部、四肢向上地从半空扔下,猫落地时四肢的状态是怎样的?
A.向上
B.向下
2、跳水运动员在空中的动作有什么特点?
A.惊慌急迫
B.杂乱无章
C.从容舒展,绚丽多姿
3、与跳水运动员健美的英姿相比,“猫式转体”的动作怎么样?
A.很难看
B.有很高的观赏性
C.很有力度美
4、下列哪一项不是体育仿生模仿动物动作的目的?
A.提高运动技术水平
B.强筋健骨
C.使动作更复杂
正确答案:B C A C
A16.尺蠖与“隐身”坦克有什么关系?.
坦克真的能像神话故事中的神仙那样会隐身吗?当然不是这样的,这里的“隐身”并非真的隐身。事实是这样的,人们通过模仿一种叫作尺蠖的动物的行走方式,研制出了一种轻型坦克。这种坦克带有行走部分,但并不是真的能隐身,而是说它能隐蔽在遮掩物体里,升起炮塔射击,射击后再隐蔽起来。这样,坦克就大大降低了被敌人发现的概率。那么,尺蠖到底是什么呢?它是如何行走的呢?这种带有行走部分的轻型坦克又是如何模仿尺蠖的行走方式的?原来,尺蠖是一种外形类似毛毛虫的无脊椎动物,它前进的时候身体是一屈一伸的。当尺蠖的身体完全伸展开来时,它整个身子完全贴在地面上,人们很难发现它;当它身体呈弯屈状态的时候,它的前半段身子就会竖起来,这样就很容易被发现。坦克的露面射击之后再隐藏,不正是尺蠖行走时的一屈一伸的形态嘛!此外,一些坦克设计人员还通过模仿软体动物的消化器官,将坦克车内的武器装备排列得十分紧密,坦克发射炮弹的整个过程就像动物消化食物的过程。首先,炮弹顺着弹药盒内滑进炮塔,而后沿着送弹槽被送到炮的后部,就像食物沿着食道被送进胃里一样。最后发射炮弹所产生的火药气体被周围的类似于消化腺的药室收集、排出。
原来,“隐身”坦克是这么回事啊!
1、尺蠖属于什么物种?
A.植物
B.动物
C.微生物
2、尺蠖是怎样走路的?
A.一直弯着走路
B.一直直着走路
C.一屈一伸
3、在设计坦克时,一些坦克设计人员还可能模仿软体动物的什么器官?
A.消化器官
B.视觉器官
C.听觉器官
正确答案:B C A
A17.鱼为什么可以毫不费力地到处游走?
世界上有这么一种神奇的鱼,之所以说它神奇,是因为它的头上有一个特殊的吸盘。利用吸盘,它将自己吸附在鲸、鲨鱼、海豚甚至轮船的船底,然后毫不费力地到处溜达。这种鱼就是生活在中国南海和非洲沿海的鱼。鱼更是经常搭鲨鱼的顺风车,一方面,鱼吸在鲨鱼的身上,可以狐假虎威,从而免受其他大鱼的袭击;另一方面,鱼还可享受“免费的午餐”,鲨鱼狼吞虎咽之后的残羹就是它的美味佳肴。这真是两全其美的事啊!对于鲨鱼来说,鱼吸附在它身上没有什么好处,也没有太大的坏处,因此,也就懒得理它了。鱼的吸盘怎么这么厉害呢?原来,鱼吸盘中间有一个纵条,将吸盘分割成两块,每块都长有22 ~24对可以自由竖立或倒下的软质骨板,其周围分布了一圈软质皮膜。当鱼贴在某位大鱼的表面时,它的软质骨板便会立直,然后将吸盘中的海水全部挤出形成真空小室。这样,在外部水和大气的巨大挤压下,鱼就能如愿以偿,牢牢地吸附在了大鱼身上。
科学家从鱼吸盘的原理中得到启发,发明了我们现在生活中经常用到的“吸力锚”。比如,好多家庭的厨房、浴室等都装有“吸力锚”挂钩,而且这种“吸力锚”在船只停泊、打捞沉船等方面都发挥了很重要的作用。“吸力锚”挂钩鱼吸附在大鱼身上
1、鱼的神奇之处在于什么?
A.离开海洋在陆地上生活
B.头上有特殊的吸盘
C.打败比它大的鲨鱼
2、根据鱼吸盘的原理,人们发明了什么?
A.漏斗
B.吸力锚
C.沙漏
3、下列哪一项不是“吸力锚”的作用?
A.做挂钩
B.测量时间
C.打捞沉船
正确答案:B B B
A18.气步甲的威力有多大?
甲虫虽小,但本领很大,特别是气步甲。气步甲只是35万多种甲虫中的一种,但是其威力却是惊人的大,竟然可以自己发射“炮弹”!遇到敌人袭击时,气步甲能从身体中喷射出恶臭的高温液体炮弹,以迷惑、惊吓敌害。对此,科学家非常不解,将其解剖后发现这种甲虫的体内有三个小室,分别储有二元酚溶液、双氧水和生物酶。气步甲自卫时,其体内的二元酚溶液和双氧水便会流到第三个小室,与生物酶混合发生化学反应,瞬间就成为了100摄氏度高温的毒液,并迅速射出!
科学家们将这一发现应用到了军事技术中。根据这种原理,美国军事专家研制出了先进的二元化武器。这种武器内部中间有两个隔开的容器,里边能盛放两种或多种能够产生毒剂的化学物质。炮弹从二元化武器中发射后,容器的隔膜便会破裂,两种毒剂在弹体飞行过程中迅速融合、反应,在击中目标时生成能够杀伤敌人的致命毒剂。另外,第二次世界大战期间,德国纳粹党为了战争的需要,据此原理制造出了一种功率极大且性能安全可靠的新型发动机,安装在飞航式导弹上,使之飞行速度加快,安全稳定,命中率提高,英国伦敦在受其轰炸时损失惨重。
1、气步甲的体内有几个小室?
A.三个
B.两个
C.一个
2、根据气步甲喷射高温液体炮弹的原理,美国军事专家研制出了什么?
A.二元化武器
B.飞机发动机
C.坦克的炮塔
3、二元化武器发出的弹体有毒吗?
A.没有
B.有
4、根据气步甲喷射高温液体炮弹的原理,德国纳粹党制造出了什么?
A.二元化武器
B.新型发动机
C.坦克的炮塔
正确答案:A A B B
A19.企鹅给予了极地越野车什么灵感?
生活在北方的人们都知道,下雪天路上会特别滑,车子必须带上防滑链才能上路,否则很容易发生交通事故。我们都知道,南极和北极是雪的世界,在茫茫的极地雪原上,到处都是积雪,汽车在极地行驶恐怕没那么容易!因为结冰的地面非常光滑,摩擦力很小,车轮在上面很难前进,只能在原地打转。而且极地的雪都是终年积雪,很厚很厚,即使让汽车带上防滑链也不管用。但是,看似笨重的企鹅在紧急情况下的飞跑速度却能达到每小时30千米!企鹅还创造了动物界每小时滑行48千米的滑雪“世界纪录”!这是什么原因呢?原来企鹅在南极生活了近2000万年,早已适应了南极的生活环境,成为“滑雪健将”了。只要它扑倒在地,然后把肚子贴在雪的表面上,蹬动双脚作为“滑雪杖”,企鹅便可以快速滑行起来。
受企鹅滑雪经验的启发,科研人员设计了一种“极地越野汽车”。和一般常规的越野车不一样的是,极地越野汽车宽阔的底部是紧紧贴在雪地上的,采用转动的“轮勺”扒雪前进,行驶速度可达每小时50千米。这种汽车除了满足人们在极地的出行要求外,也可以满足科考人员考察南极的交通需求,而且还可以在泥泞地带快速行驶呢!极地越野车
1、下雪时,汽车带上什么上路会更安全?
A.防滑链
B.胶鞋
C.备用轮胎
2、动物界的“滑雪健将”是谁?
A.狮子
B.企鹅
C.老虎
3、人们受企鹅的滑雪经验启发,设计出了什么车?
A.三轮车
B.极地越野汽车
C.电动车
4、极地越野汽车和一般的越野车在外形上有什么不同?
A.没什么不同
B.颜色不同
C.它的底部贴在雪地上
正确答案:A B B C
A20.箱鲀带给了汽车什么启发?
箱鲀是一种箱子吗?当然不是,箱鲀是热带一种异乎寻常却又其貌不扬的鱼类,那么这种鱼带给了节能车什么启发呢?这要从一款概念车说起。什么是概念车呢?我们日常生活中经常见到的和使用的、大批量生产的车是商品车。而概念车和商品车不同,它注重的是一种创意和构思。在设计概念车的时候,设计师可以摆脱生产制造水平的限制,尽情地发挥所有的想象来展示自己设计的作品的独特魅力。不过,概念车注重的是传达一种设计理念,也许永远都不会投入生产,因此,我们也可把它理解为“未来汽车”。2005年,戴姆勒•克莱斯勒汽车的设计师就设计出了一款新型的概念车,其造型模仿的就是热带箱鲀的外形,设计师将这款概念车命名为“仿生型车”。这款“仿生型车”成功减少了20%的燃油消耗,并且降低了80%的氮氧化合物的排放量,实现了人们多年来一直追求的节能减排的梦想。除了柴油可以作为这款车的动力外,天然气或者生物柴油也可作为动力供“仿生型车”使用。
新型的概念车反映着人类对先进汽车的梦想与追求,随着时代的进步,概念车已经从高科技、强动力走向了低耗能、求环保的道路,例如标榜零消耗、零污染的“叶子概念车”。节能车
1、下列哪一项是概念车?
A.普通的汽车
B.我们上学骑的自行车
C.仿生型车
2、“仿生型车”的外形模仿的是什么?
A.乌龟
B.贝壳
C.箱鲀
3、下列哪一项不是未来概念车的发展趋向?
A.强动力
B.低污染
C.低能耗
正确答案:C C A
A21.壁虎飞檐走壁的本领给了人类什么启发?
大家是否很羡慕壁虎飞檐走壁的本领呢?其实,人们一直都惊诧于壁虎超强的吸、脱附能力,壁虎可以在各种基底的表面上自由爬行,即使是在光滑的天花板上也可以以每秒1米的速度迅速移动。也就是说,它能在毫无外力支撑的条件下实现真正的飞檐走壁!但是,这种黏力只产生于壁虎的每一步爬行中,只要它的脚离开基底,黏力便立即消失。这是为什么呢?原来,壁虎的脚趾上有好几百个被称为“皮瓣”的拍状突起,而每个“皮瓣”上都长有数百万根只是人类头发十分之一的刚毛。而且,每一根刚毛的末端又会分成更细的、末端呈凹形勺状的绒毛,正是这种结构使它拥有超强的吸附能力。根据壁虎脚趾超强的吸、脱附能力的原理,人们制成了一种纳米生物材料,但是目前的纳米生物材料还远远达不到壁虎的天然吸、脱附能力,因为这种材料的绒毛容易黏合在一起,大大降低了绒毛与基底的接触面积,这一纳米生物材料还有待于进一步的开发和研究。
除了研制纳米生物材料,人们还根据此原理研制了各种壁虎胶带等。纳米生物材料
1、壁虎的脚趾上有什么?
A.刚毛
B.刚毛和绒毛
C.绒毛
2、壁虎脚趾上的绒毛的末端呈什么形状?
A.凹形的勺状
B.凸形的勺状
C.尖状
3、下列哪一项不是根据壁虎超强的吸、脱附原理研制出的成果?
A.烟幕弹
B.壁虎胶带
C.胶水
正确答案:B A A
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