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第三单元《计量时间》
一、选择题
1.小明同学自己做成两个摆(如图),第一个用塑料球作摆锤,第二个用金属球作摆锤。在摆绳长度和测量时间相同的情况下,摆动次数多的摆是( )。
A.塑料球摆 B.金属球摆 C.两个摆摆动次数一样多
2.机械摆钟里面有一个会自由摆动的摆,如果这个摆停止运动,那么摆钟( )计时。
A.能 B.不能 C.有时能,有时不能
3.经过实验探究,我们认为滴漏的滴水速度与( )无关。
A.漏水孔的大小 B.容器的颜色 C.水位的高低
4.下列说法错误的是( )。
A.正常情况下,一分钟内我们只眨一下眼睛
B.古代的人们常常用日影来计时,如日晷
C.水钟在我国古代又叫“刻漏”,是根据滴水的等时性原理来计时的工具
5.古时候人们之所以选择太阳、水、摆等计时,是因为它们( )。
A.运动有规律 B.取材比较方便 C.持续时间比较久
6.人类计时工具的演变有一定的顺序,从不准确到准确的一组是( )。
A.水钟→日晷→摆钟→石英钟表
B.日晷→水钟→摆钟→石英钟表
C.日晷→水钟→石英钟表→摆钟
7.下列与水钟计时的准确度完全无关的因素是( )。
A.水太多 B.容器太粗 C.周围声音嘈杂
8.在观察自制摆的活动中,我们发现( )。
A.摆动的幅度越来越小,摆动的快慢也越来越慢
B.摆动的幅度保持不变,摆动的快慢也保持不变
C.摆动的幅度越来越小,摆动的快慢却保持不变
9.小明自制了一个简易的“一分钟计时器”(如下图所示),计时器部件中“垂体”的作用是( )。
A.美观 B.转动齿轮 C.使摆钟更长
10.日晷是根据阳光下直立物体的影子( )制作的。
A.长短变化规律 B.移动的规律
C.长短变化和方向移动的规律
11.下图是傅科摆的示意图,在高60多米的屋顶挂一个摆,沿地面线方向摆动,过了一段时间,摆动方向( )。
A.沿方向不变 B.沿线方向摆动 C.沿线方向摆动
12.沙漏也叫沙钟,是一种测量时间的工具。沙漏用来测量时间的原理是( )。
A.每次上玻璃球中的沙子全部流到下玻璃球所需的时间相同
B.每次上玻璃球中的沙子全部流到下玻璃球所需的时间不同
C.沙子往下流的速度会越来越快
13.沙漏是古人的一种计时工具。沙漏能用来计时,是因为( )。
A.沙漏每一次漏完所有沙子的时间是相同的
B.沙漏每一次漏完所有沙子的时间是不同的
C.沙子和水一样能流动,是液体
14.用铁架台做支架,挂上一个摆。将铁架台和摆一起放到一个转盘上,让摆左右( )摆起来。缓慢逆时针转动转盘90°,我们发现摆的摆动方向是( )。
A.变成前后( )摆动 B.依然左右( )摆动 C.随意摆动
15.如图,有一个摆钟出现了故障,每天都会慢几分钟,应该如何修理( )。
A.换一个重一些的摆锤
B.将摆锤上的螺母往上调
C.将摆锤上的螺母往下调
二、填空题
16.生活中类似摆的现象有________ 、________ 、________ 等。
17.当今世界最精确的计时仪器是________。
18.1656年,如图所示的________产生于荷兰天文学家、数学家克里斯蒂安·惠更斯的实验室内。它是以________发现的________的摆动具有规律性这个原理为基础而发明的。自此以后人类掌握了比较精确的测量时间的方法。
19.骨与骨之间可以活动的连接叫_________。
20.在太阳下,将一根细木棒竖直地插在地上,地面上就会有一个木棒的影子(如左下图所示)。随着时间的变化,影子的________和________也会慢慢地发生变化。根据图所示)。根据太阳和影子的关系,我国古代人民发明了计时工具(如右下图所示),这种计时工具叫________
21.日晷在阴天时________使用,水钟在阴天时________使用。
三、判断题
22.“保持水位高度不变,水流的速度不变”,水流的这一特点可用于计时。( )
23.人体有700多块肌肉。肌肉附在骨骼上,肌肉收缩带动骨骼运动。( )
24.在“观察水流的速度”实验中,水流的速度先慢后快。( )
25.摆绳长度完全相同的两个摆的摆动快慢不一定完全相同。( )
26.我们可以通过调节滴水孔的大小来调节泄水型水钟的滴水速度。( )
四、连线题
27.请将下列计时器与对应的原理连一连。
水钟 根据摆的等时性原理计时
日晷 根据滴水的等时性原理计时
机械摆钟 根据太阳和影子的关系计时
五、排序题
28.制作一个一分钟摆动30次的摆,我会按制作顺序填序号。
( )用秒表测量自制的摆在一分钟内的摆动次数。
( )准备好铁架、细线、木条、金属圆片、秒表等材料。
( )当摆动次数为一分钟30次时,进行重复测量。
( )利用各种材料组装好一个摆。
六、简答题
29.水钟漏完一杯水的时间和什么因素有关?
30.说一说,你在一分钟内能完成哪些事情。
31.古代有哪些计时工具?至少写三种。
七、实验题
探究题。
32.蜡烛可以用来计时吗?小科找来三支形状不同的蜡烛准备研究这个问题,帮他选择一支合适的蜡烛并在该蜡烛下方的括号内打“√”。
( ) ( ) ( )
33.利用尺子在选择的蜡烛上做标记,将蜡烛平均分为五份。
34.下面是小科记录的蜡烛燃烧时间记录表。表中有一个数据被弄脏看不清了,这个数据最可能是________分钟。
蜡烛燃烧的长度 五分之一 五分之二 五分之三 五分之四 一整支
测量的时间 18分钟 27分钟 36分钟 45分钟
35.实验结论:蜡烛________(填“可以”或“不可以”)用来计时。
36.小明设计实验探究了“摆的快慢与哪些因素有关”,实验记录如下表。
不同的摆15秒内摆动次数
摆 摆绳长度 摆动幅度 摆锤质量 摆动次数
第一次 第二次 第三次
①号摆 10厘米 40° 30克 20 20 20
②号摆 30厘米 40° 30克 13 13 13
③号摆 30厘米 40° 60克 13 13 13
④号摆 30厘米 60° 60克 13 13 13
(1)③号摆和④号摆研究的是摆动快慢与_____________的关系,在这个实验中,应保持不变的条件是_____________、_____________。
(2)②号摆和③号摆研究表明摆动快慢与_____________无关
(3)_____________号摆和_____________号摆研究的是摆动快慢与摆绳长度的关系。分析表中数据,可以得出的结论是________________________。
八、综合题
37.在没有导航仪的年代,航行在茫茫大海上的船员,曾利用钟表辨别方向,结合地图等确定自己所在的位置,让船成功地从一个地方航行到另一个地方。利用钟表辨别方向有两种常用的方法。
方法一:“时数折半对太阳,12指的是北方”,一般在上午9时至下午4时之间可以很快地辨别出方向。把表平置,用时间除以2,在表盘上找出商数的位置,然后使其指向太阳,表盘上12点所指的方向就是北方。如果是下午时间,就使用24小时计时法。例如:上午10点,除以2,商5,把5对准太阳,12点的方向就是北方。
方法二:把表平置,时针指向太阳,时针与12点刻度平分线的方向就是南方。
下图中的表盘都已经平放在地面上,三幅图表示三个不同的地方,请在表盘上标出北方。
下午2点 下午2点 下午4点
小明要做一个能计时6分钟的水钟,他先按照书本的设计制作了如图所示的水钟。
38.小明测试如图的水钟后发现:这个水钟加满水后1分钟就滴完了。请你帮他分析下,最主要的原因是( )。
A.水位太高 B.开孔太大 C.容器形状不规则 D.开孔太小
39.小明解决了水钟滴水过快的问题后,再用这个水钟做实验。一次加足量水后让其在自然状态下滴水,该水钟_______(填“能”或“不能”)保持匀速滴水。在接水的容器中每分钟标一次刻度,标出的刻度符合实际的是( )。
A. B. C. D.
40.请你用图文结合的方法帮小明设计一个滴速均匀且刻度均匀的水钟。
设计方案
参考答案:
1.C
【解析】
【详解】
摆的摆动快慢与摆长有关,与摆锤的重量和摆幅无关。同一个摆,摆线越长,摆动越慢;摆线越短,摆动越快。小明同学自己做成两个摆(如图),第一个用塑料球作摆锤,第二个用金属球作摆锤。摆动次数多的摆是两个摆摆动次数一样多,因为摆的摆长相同,所以C符合题意。
2.B
【解析】
【详解】
机械摆钟是靠摆的等时性计时的,同一个摆,相同时间内摆动的快慢相同。如果这个摆停止运动,摆钟就不能计时了。
3.B
【解析】
【详解】
滴漏是我国古代的一种计时工具,相传是先贤仔细观察水落滴石的现象而创造出来的。经过试验研究,滴漏的滴水速度与漏水孔的大小、滴漏中的水位有关系,而与容器的颜色没有关系。
4.A
【解析】
【详解】
A.钟表以时、分、秒计量时间,钟面上的秒针每转动一格,表示时间流逝了1秒钟,秒针转动一圈则表示时间流逝了1分钟。正常情况下,一分钟内我们可以眨很多次的眼睛,错误;B.古代的人们常常用日影来计时,日晷是我国古代利用日影测得时刻的一种计时机器。其原理就是利用太阳投射的影子来测定并划分时刻,正确;C.水钟在我国古代又叫“刻漏”,水钟主要有泄水型和受水型两类,它是根据滴水的等时性原理来计时的工具,正确;所以A符合题意。
5.A
【解析】
【详解】
测量时间的方法。古代:日晷、水钟、沙漏、滴漏、脉搏等;现代:钟表(机械表、石英钟、电子表等)。时间可以通过对太阳运动周期的观察和投射形成的影子来测量,水滴、一些有规律运动的装置,如单摆等也曾被用来计量时间,A符合题意。
6.B
【解析】
【详解】
虽然像日晷、水钟以及燃油钟、沙漏等一些简易的时钟,已经可以让我们知道大概的时间,但是人们总希望有更精确的时钟,摆钟的出现大大提高了时钟的精确度。当然,现在的石英钟表可以非常精确地计时,一天之内的误差不会超过1秒。
7.C
【解析】
【详解】
根据影响水钟计时准确性的因素,水位的高低、孔的大小会影响水滴的速度,开始时水位高,压力大,水滴得快。随着水位的下降,压力变小,水滴得会越来越慢。周围声音嘈杂与水钟计时的准确度完全无关。
8.C
【解析】
【详解】
同一个单摆每摆动一次所需的时间是相同的,这是单摆的等时性。在观察摆的活动中,我们发现摆动的幅度越来越小,摆动的速度却保持不变,这是因为摆受到空气阻力等因素的影响。
9.B
【解析】
【详解】
测量时间的方法。古代:日晷、水钟、沙漏、滴漏、脉搏等;现代:钟表(机械表、石英钟、电子表等)。垂体时钟是利用下垂物的重力来转动齿轮的,当垂体所受的重力转动齿轮时,摆锤和齿轮操纵器会联合工作,控制转动的规律。
10.C
【解析】
【详解】
日晷是古代人们利用光影来计时的一种工具,利用日晷计时的方法是人类在天文计时领域的重大发明,日晷是根据阳光下直立物体的影子长短变化和方向移动的规律制作的。
11.B
【解析】
【详解】
托勒密的地心说和哥白尼日心说的观点都提出了地球是球形的,傅科完成了举世瞩目的傅科摆实验,从而使人类第一次亲眼看到了地球是在自转。傅科摆作为地球自转的有力证据,现已为世界所公认。人们发现刻度盘所指示的方向与摆摆动的方向悄悄地发生着“偏转”,并且是沿顺时针方向发生偏转。在高60多米的屋顶挂一个摆,沿地面AB线方向摆动,过了一段时间,摆动方向是沿 CD 线方向摆动,地球和摆的运动是相对运动的。地球逆时针转,摆不动。我们在地球上认为地球是静止的,所以看起来摆是顺时针转了,所以B符合题意。
12.A
【解析】
【详解】
沙漏也叫做沙钟,是一种测量时间的装置。沙漏的制造原理与漏刻大体相同,它是根据流沙从一个容器漏到另一个容器的时间来计量时间。沙漏用来测量时间的原理是每次上玻璃球中的沙子全部流到下玻璃球所需的时间相同,所以A符合题意。
13.A
【解析】
【详解】
人们用不同材料或物体来计算时间,这些物体之间的共性运动有规律的物体都可以用来制作计时工具。沙漏能用来计时,是因为沙漏每一次漏完所有沙子的时间是相同的。
14.B
【解析】
【详解】
由于摆具有保持摆动方向不变的特点,傅科利用摆证明地球在自转。实验时,如果在摆左右摆动起来以后,缓慢逆时针转动转盘90°,此时摆的摆动方向依然左右( )摆动,因为摆具有保持摆动方向不变的特点。
15.B
【解析】
【详解】
摆的快慢与摆长有关,摆长越长,摆得慢;摆长越短,摆得快。摆钟走得慢,需要使钟摆摆动得更快,应该减少摆绳长度,即将摆锤上的螺母往上调,所以B符合题意。
16. 秋千 不倒翁 重锤线
【解析】
【详解】
摆动是一种很常见的自然现象,意大利科学家伽利略早在400多年前,就对这种现象进行过研究。生活中类似摆的现象有荡秋千、不倒翁、重锤线、门牌随风摆动等。
17.原子钟
【解析】
【详解】
原子钟,是一种计时装置,目前世界上最准确的计时工具就是原子钟,它是20世纪50年代出现的。原子钟是利用原子吸收或释放能量时发出的电磁波来计时的。精度可以达到每2000万年才误差1秒。
18. 摆钟 伽利略 摆
【解析】
【详解】
摆是由摆长和摆锤组成的,意大利科学家伽利略首先发现了摆的秘密。同一个摆,摆摆动的快慢与摆长有关,与摆锤无关。摆线越长,摆摆动的越慢,反之摆线越短,摆摆动的越快。1656年,有摆的挂钟诞生于惠更斯的实验室内,它是以伽利略发现的摆的摆动具有规律性这个原理为基础而发明的。
19.关节
【解析】
【详解】
骨与骨之间可以活动的连接叫关节。不同地方的关节,活动的方式不同。如肘关节和肩关节。
20. 长短 方向 日晷
【解析】
【详解】
一天中,影子的方向总是和太阳的方向相反,所以阳光下物体影子变化的规律是:自西向东。阳光下物体影子的长短随太阳在天空中的位置变化而变化,太阳位置最高时影子最短,一天中,阳光下物体影子的变化规律是早晨和傍晚影子长,中午影子短,所以影子的长短变化规律是长-短-长。日晷是古代人们利用光影来计时的一种工具,利用日晷计时的方法是人类在天文计时领域的重大发明,这项发明被人类沿用达几千年之久。
21. 不可以 可以
【解析】
【详解】
日晷,本义是指太阳的影子。现代的“日晷”指的是人类古代利用日影测得时刻的一种计时仪器,又称“日规”。日晷在阴天时不可以使用,水钟在阴天时可以使用。
22.√
【解析】
【详解】
古代人们还曾经利用流水来计时,水钟又叫刻漏,古代水钟有泄水型水钟、受水型水钟等类型。“保持水位高度不变,水流的速度不变”,水流的这一特点可用于计时。题目说法正确。
23.×
【解析】
【详解】
人体的每一部分都有肌肉,人的身体有600多块肌肉,肌肉几乎占去了人体体重的40%,附着在骨头上的肌肉总是成对工作,人体的动作都是由肌肉收缩带动骨骼运动实现的。
24.×
【解析】
【详解】
滴漏水滴的快慢与杯底孔的大小有关,孔越大,滴得越快;还与杯中的水位有关系,水位越高,滴得越快。在“观察水流的速度”实验中,水流的速度先快后慢。
25.√
【解析】
【详解】
摆的摆动快慢与摆绳的长度有关。同一个摆,摆绳越长摆动越慢,摆绳越短摆动越快。摆的摆动快慢与摆长有关,与摆锤和摆幅无关。摆绳长度完全一样,但是摆锤的形状不同,也会导致摆长不同,摆长不同,则摆摆动的快慢不同。
26.√
【解析】
【详解】
控制水滴漏出的快慢与孔的大小和水的多少有关。孔大,水滴漏出得快;孔小,水滴漏出得慢。水多,水滴漏出得快;水少,水滴漏出得慢。
27.
【解析】
【详解】
人们用不同材料或物体来计算时间,这些物体之间的共性运动有规律的物体都可以用来制作计时工具。古时计时工具有许多中,计时工具的相同点就是运动有规律,水钟是根据滴水的等时性原理计时,日晷是根据太阳和影子的关系计时,机械摆钟是根据摆的等时性原理计时。
28. ③ ① ④ ②
【解析】
【详解】
制作一个一分钟摆动30次的摆,我会按制作顺序填序号:①准备好铁架、细线、木条、金属圆片、秒表等材料。②利用各种材料组装好一个摆。③用秒表测量自制的摆在一分钟内的摆动次数。④当摆动次数为一分钟30次时,进行重复测量。
29.答:水钟漏完一杯水的时间与流出水的快慢有关。
【解析】
【详解】
水钟漏完一杯水的时间和杯底孔的大小和杯中的水位有关,通过杯底孔的大小以及保持一定的水位来控制滴漏的快慢。
30.解:做10道口算题;跑300米长的路;踢100个毽子。
【解析】
【详解】
在不同的情况下,我们对相同时间的主观感受会不一样,但时间是以不变的速度在延伸的。时间是看不见、摸不着的,但是岁月总会留下痕迹,时间一直往前走,不能倒流,因而要珍惜时间。我们一分钟可以做很多事情,比如做10道口算题;跑300米长的路;踢100个毽子。
31.日晷、沙漏、水钟等。
【解析】
【详解】
阳光下物体影子的方向、长短会慢慢地发生变化。“日晷”就是根据这种原理制成的计时器。在一定的装置里,水能保持以稳定的速度往下流,人类根据这一特点制作水钟用来计时。古人在对自然观察的基础上,发明了利用光影计时器的日晷,后来有沙漏、水钟等。
32.
33.
34.9
35.可以
【解析】
【分析】
人们用不同材料或物体来计算时间,这些物体之间的共性运动有规律的物体都可以用来制作计时工具。古时计时工具有许多中,计时工具的相同点就是运动有规律,除了“日晷”、“漏”外,蜡烛也可以用来计时。
32.
人们用不同材料或物体来计算时间,这些物体之间的共性运动有规律的物体都可以用来制作计时工具,蜡烛也是可以计时的,但是蜡烛必须是均匀燃烧的,即形状必须是规则的圆柱体;
33.
按照蜡烛的高度将其平均分为五份即可;
34.
根据题干可知,蜡烛每燃烧五分之一的时间是9分钟,所以这个数据最可能是9分钟。
35.
古时计时工具有许多中,计时工具的相同点就是运动有规律,除了“日晷”、“漏”外,蜡烛也可以用来计时。
36. 摆动幅度 摆绳长度 摆锤质量 摆锤质量 ① ② 摆绳越长,摆动越慢;摆绳越短,摆动越快。
【解析】
【详解】
(1)③号摆和④号摆研究的是摆动快慢与摆动幅度的关系,在这个实验中,改变的条件是摆动幅度,应保持不变的条件是摆绳长度、摆锤质量。(2)②号摆和③号摆研究表明摆动快慢与摆锤质量,改变的条件是摆锤质量,其他的条件均相同。(3)摆的摆动快慢与摆长有关,与摆锤的重量和摆幅无关。同一个摆,摆线越长,摆动越慢,摆线越短,摆动越快。①号摆和②号摆研究的是摆动快慢与摆绳长度的关系。得出的结论是 摆绳越长,摆动越慢;摆绳越短,摆动越快。
37.
【解析】
【详解】
计时工具的设计运用了物体运动周期性变化的规律,同样我们通过时钟也可以辨别出方向。图一我们通过辨别方法一可以看出时数折半正好对着太阳,那么12点指的即是北方;图二钟表的时针指向太阳,时针与12点刻度平分线的方向就是南方,那么北方就在南方的对面也就是7点钟方向;图三由于只告诉我们下午4点,所以我们可以通过两种辨别方法推出答案,第一,4点时针指向太阳与12点刻度平分线的方向就是南方,北方则在对面8点钟方向,第二,时间为16点钟商数为8,则8点钟方向是太阳的方向,北方则是12点钟的方向,两种方法均可得出北方方向。
38.B
39. 不能 D
40.
【解析】
38.
图中是一个受水型水钟,通过测试发现:这个水钟加满水后1分钟就滴完了,其最主要的原因是开孔太大,滴速过快。
39.
容器中水位高低影响滴速的快慢,通常呈现先快后慢的规律。一次加足量水后让其在自然状态下滴水,该水钟不能保持匀速滴水,随着水位下降,滴速变慢。在接水的容器中每分钟标一次刻度,标出的刻度符合实际的是D,开始滴速快慢,刻度间距大,随着水位下降,滴速变慢,单位时间内下泄的水量减少,刻度间距变小。
40.
图中的装置滴速不均匀,从而导致刻度不均匀,主要是因为水位变化导致的,可以在滴水容器上方再增加一个滴水容器,让下面容器中的水位保持不变,从而使得滴速均匀且刻度均匀。设计方案如下图:
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