1.6 设计指南针 一课一练（含答案）

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三年级科学下册（教科版·新教材）一课一练
6.设计指南针
一、填空题
自制指南针的设计与常识
（同学们刚动手制作完小磁针，科学老师笑着走上讲台，手里拿着自制指南针的表盘和设计图，引导大家进入新的学习环节）
老师：同学们，我们已经做好了小磁针，接下来就可以设计属于自己的指南针啦！制作指南针之前，我们要先明确评价标准，大家想一想，自制指南针的表盘上，需要标注多少个方向，才能准确指示方位呢？请大家看第1题。
1．自制指南针的评价标准中，要求表盘要有___________个方向。
老师：大家回答得真准确！表盘要标注8个方向，才能清晰辨别方位。设计指南针时，我们还要写出设计方案，除了用文字、图画来表达，还可以用什么方式，让我们的设计图更清楚、更明了呢？完成第2题。
2．设计方案的表达方式可以采取文字、图画、___________等方式，让设计图更清楚明了。
老师：太聪明啦！多种表达方式结合，设计图会更直观。说到指南针，大家知道吗？在我国明代，有一位伟大的航海家、外交家，他率领船队七次下西洋，一路上，船上的指南针帮他们辨别方向，顺利完成航行，大家知道这位航海家是谁吗？看第3题。
3．我国明代航海家、外交家___________率领船队七下西洋，船上的指南针发挥了重要作用。
老师：对啦，就是郑和，他真是太了不起啦！我们自制指南针有很多种方式，比如水浮式指南针，大家想一想，这种指南针的设计，主要是为了减小磁针的什么，让它能更灵活地旋转呢？完成第4题。
4．水浮式指南针的设计，主要是为了减小磁针的___________，让其旋转更灵活。
老师：非常好！大家都掌握了水浮式指南针的原理。不管设计哪种指南针，核心都是让磁针能灵活转动，所以我们在设计时，需要专门思考对应的方法，还有实现这个方法所需要的什么呢？完成第5题。
5．设计指南针时，为了让磁针灵活转动，需要专门思考对应的方法和所需的___________。
老师：大家想得真周到！除了水浮式，我们还可以做支撑式指南针。大家想一想，如果支撑式指南针的支撑点打磨得越光滑，磁针旋转起来会怎么样呢？完成第6题。
6．支撑式指南针的支撑点打磨得越光滑，磁针的旋转就越___________。
老师：同学们太优秀啦！6道题全部完成，通过今天的学习，我们不仅了解了自制指南针的设计要点，还知道了指南针在古代航海中的重要作用，接下来就请大家结合今天学的知识，动手设计自己的指南针吧！
二、选择题
指南针设计方案闯关
（同学们刚了解完自制指南针的设计要点和相关常识，科学老师拿着设计方案闯关卡片，笑着引导大家）同学们，我们已经知道了指南针的设计方法和古代航海中的作用，接下来我们就来一场“设计方案闯关”，检验大家能不能设计出好用的指南针，大家有没有信心？
（同学们齐声喊“有信心”，认真盯着黑板上的题目，做好答题准备）
老师：第一道闯关题来啦！我们制作指南针，核心是里面的磁针，大家想一想，对磁针最关键的要求是什么？是颜色鲜艳、体积大，还是旋转灵敏呢？结合指南针的作用，完成第7题。
7．自制指南针对磁针的核心要求是？（ ） A．颜色鲜艳 B．旋转灵敏 C．体积较大 D．重量较重
老师：大家都选对啦！磁针只有旋转灵敏，才能准确指向南北方向，这是指南针的核心。接下来，我们要制订指南针的设计方案，大家想一想，制订方案时，下列哪个问题是我们不需要思考的？完成第8题。
8．制订指南针设计方案时，不需要思考的问题是？（ ） A．如何让磁针灵活转动 B．如何让指南针指向更精准 C．如何让指南针的包装更精美 D．让磁针灵活转动需要什么材料
老师：太准确啦！我们设计指南针，重点是让它能准确辨向，包装精美不是我们需要思考的。第三题，我们想让指南针指示方向更精准，下列做法不合理的是哪一个？大家认真分析每个选项，完成第9题。
9．要让指南针指示方向更精准，下列做法不合理的是（ ）。 A．保证磁针旋转灵敏 B．准确标注表盘方向 C．让磁针远离铁制物品 D．将磁针固定住
老师：大家分析得真到位！把磁针固定住，它不能旋转，就无法指示方向啦。第四题，我们设计指南针时，常常会考虑“轻巧简便”，大家想一想，这样做的主要目的是什么？完成第10题。
10．设计指南针时，考虑 “轻巧简便” 的主要目的是（ ）。 A．方便携带和使用 B．制作更复杂 C．外观更华丽 D．耗费更多材料
老师：非常好！轻巧简便的指南针，我们带在身上、用起来都很方便。第五题，自制指南针的评价标准里，对制作材料有什么要求呢？是稀有难得、越贵越好，还是易得且低廉？完成第11题。
11．自制指南针的评价标准中，对制作材料的要求是（ ）。 A．稀有难得 B．易得且低廉 C．越贵越好 D．只能用金属
老师：大家想得真周到！我们自制指南针，要选容易找到、价格便宜的材料。第六题，为了让磁针旋转更灵活，设计时我们不需要考虑哪个因素？结合磁针旋转的条件，完成第12题。
12．为了让磁针旋转更灵活，设计时不需要考虑的因素是（ ）。 A．磁针的支撑方式 B．磁针与接触物的摩擦力 C．表盘的颜色 D．支撑点的光滑度
老师：太厉害啦！表盘的颜色不影响磁针旋转，大家都能分清重点。第七题，小组一起设计指南针方案时，我们首要遵循的依据是什么？完成第13题。
13．小组设计指南针方案时，首要遵循的依据是（ ）。 A．外观越复杂越好 B．自制指南针的评价标准 C．材料越稀有越好 D．制作越繁琐越好
老师：最后一道闯关题来啦！设计指南针的工程设计有固定的过程，下列哪一步不属于这个过程呢？完成第14题。
14．设计指南针的工程设计一般过程不包括下列哪一步？（ ） A．明确任务 B．制订方案 C．直接制作 D．评估改进
老师：同学们太优秀啦！8道设计方案闯关题全部完成，看来大家已经完全掌握了指南针的设计要点和工程设计过程，接下来就请大家小组合作，按照今天学的知识，制订属于你们小组的指南针设计方案吧！
三、判断题
指南针设计判断题闯关
（同学们刚完成指南针设计方案选择题闯关，小组合作的热情还很高涨，科学老师笑着拿出判断题卡片，温柔地引导大家，帮大家巩固设计要点，规避设计中的易错点）
老师：同学们太厉害啦！设计方案选择题全部闯关成功，为你们点赞！接下来我们进入判断题环节，重点检验大家对指南针设计、记录和评价的掌握情况，大家要认真读题，结合我们刚才学的知识，判断对错，还能说出简单的理由哦，有没有信心？
（同学们齐声喊“有信心”，坐姿端正，眼神专注地等待第一道题目，不少同学还悄悄和同桌交流着）
老师：第一道判断题来啦！我们之前学习了指南针的设计样式，大家想一想，水浮式、支撑式，这两种是不是我们常见的指南针设计样式？认真判断！
15．水浮式、支撑式都是指南针设计的常见样式。( )
老师：大家判断得真准！这两种都是我们自制指南针时最常见的样式，太细心啦！再来一道，记录指南针设计方案时，我们只用纯文字记录就足够了，不需要画图，这种说法对吗？
16．记录指南针设计方案时，只用纯文字记录就足够了，不需要画图。( )
老师：太对啦！只用文字记录不够清楚，画图能让设计方案更直观，所以我们既需要文字，也需要画图哦。接下来这道题，指南针设计方案完成后，我们不需要评估和改进，直接制作就可以，对吗？
17．指南针设计方案完成后，不需要进行评估和改进，可直接制作。( )
老师：非常好！设计方案完成后，我们要先评估，看看有没有不合理的地方，改进之后再制作，这样才能做出更好用的指南针。第四题，自制指南针的评价标准，除了磁针旋转灵敏，是不是还包括外观美观呢？
18．自制指南针的评价标准包含磁针旋转灵敏、外观美观等。( )
老师：大家记得真牢固！旋转灵敏是核心，外观美观也是评价的一部分哦。第五题，我们做水浮式指南针时，把磁针粘在塑料板上再放入水中，这是合理的操作吗？
19．将磁针粘在塑料板上再放入水中，是水浮法的合理操作。( )
老师：太聪明啦！塑料板能漂浮在水面上，把磁针粘在上面，就能让磁针灵活旋转，这是水浮法的好方法。最后一道题，自制指南针的制作材料，只要好看，即使难以获取，也符合评价标准吗？
20．自制指南针的制作材料只要好看，即使难以获取也符合评价标准。( )
老师：同学们太优秀啦！6道判断题全部闯关成功，看来大家对指南针的设计、记录、评价都掌握得特别扎实，没有被易错点难住。接下来，大家就可以结合今天学的知识，完善自己小组的设计方案，准备动手制作啦！
四、简答题
21．自制指南针的评价标准包含哪几个方面？
五、实验题
动手组装水浮式简易指南针
上节课我们学习了指南针的设计原理和评价标准，这节课我们就要动手实践——设计磁针并组装水浮式简易指南针！老师已经为大家准备好 了所有实验材料：条形磁铁、钢针、泡沫片、陶瓷碗、清水、剪刀、记号笔、回形针，大家跟着老师的节奏，一边实验一边完成题目哦！
老师：同学们，今天的实验任务是设计磁针并组装水浮式简易指南针，大家有没有信心完成？在动手之前，我们先来思考一个问题——设计简易指南针时，哪种做法才合适呢？请大家看第一题，认真选出正确答案。
22．实验任务：设计磁针并组装水浮式简易指南针 实验材料：条形磁铁、钢针、泡沫片、陶瓷碗、清水、剪刀、记号笔、回形针
实践与思考： (1)在设计时，哪种做法合适（ ） A．选择昂贵的材料，设计的简易指南针才更准确 B．磁针随便选择一根就行 C．根据设计图纸，一步一步去操作
老师：大家选得非常好！设计任何东西都要按图纸一步一步来，不能随便应付，也不需要用昂贵的材料。接下来，我们要制作磁针了，大家看看桌上的材料，想一想，哪种材料用来做磁针最好呢？结合我们之前学的知识，完成第二题。
(2)上述材料中，___________用来做磁针最好。
老师：没错，钢针是最适合做磁针的材料，接下来我们就用条形磁铁将钢针磁化，做成磁针。现在我们要组装水浮式指南针了，大家看，我们需要把磁化后的钢针水平穿过泡沫片中心，大家想一想，这么做的目的是什么？另外，把泡沫片放入清水时，要注意避免什么，才不会影响实验效果呢？请大家完成第三题。
(3)组装水浮式指南针时，需将磁化后的钢针水平穿过泡沫片中心，目的是_____。随后将泡沫片轻轻放入盛有清水的陶瓷碗中，要注意避免________________影响实验效果。
老师：大家都很会思考！现在请大家按照步骤，把泡沫片放入盛有清水的陶瓷碗中，耐心等待泡沫片静止，观察钢针的指向，然后用记号笔在钢针指向南方的一端标注“S”，指向北方的一端标注“N”。大家猜想一下，为什么钢针会固定指向南北方向呢？这就是指南针指示方向的核心原理，完成第四题。
(4)设计猜想，待泡沫片静止后，观察钢针的指向，用记号笔在钢针指向南方的一端标注“S”，指向北方的一端标注“N”。该现象说明指南针指示方向的核心原理是__________。
老师：实验完成啦！大家都很棒！现在我们用老师准备的标准指南针来对比校准一下自己做的指南针，仔细观察，看看自己的指南针能不能准确指示南北方向，然后完成最后一道题。
(5)用标准指南针对比校准自己设计的指南针，记录校准结果：是否能准确指示南北方向？（ ） A．准确 B．基本准确 C．不准确
老师：大家都顺利完成了实验和题目，通过今天的动手实践，我们不仅学会了组装水浮式指南针，还明白了它的工作原理，是不是特别有成就感？以后大家就可以用自己做的指南针辨别方向啦！
六、综合题
23．小明想设计制作一个指南针。请你帮助他完成以下设计。
(1)下列材料，适合做指南针磁针的是哪些？（合适的打“√”，不合适的打“×”，可以多选。）
钢针( ) 牙签( ) 铁钉 ( ) 铜丝 ( )
(2)下列做指南针的方法中，正确的是( )。
A．用磁铁的一个磁极在钢针上来回往返摩擦，重复20-30次
B．用磁铁的S和N极轮流在钢针上摩擦，重复20-30次
C．用磁铁的一个磁极在钢针上沿一个方向摩擦，重复20-30次
(3)下列因素中，是否容易导致磁针错误地指示方向？请作出判断。正确的打“√”，错误打“×”。
（a）当时的气温太高。( )
（b）地下埋藏有丰富的铁矿石。( )
（c）悬挂磁针的木架换成铁架。 ( )
参考答案
1．8
2．数字标记
3．郑和
4．摩擦力
5．材料
6．灵敏
7．B
8．C
9．D
10．A
11．B
12．C
13．B
14．C
15．√
16．×
17．×
18．√
19．√
20．×
21．①磁针旋转灵敏，表盘有8个方向；②制作材料易得，价格低廉；③轻巧简便；④外观美观。
22．(1)C (2)钢针 (3) 使磁针保持水平平衡，能自由转动（或减小摩擦力，让磁针灵活指示方向）； 泡沫片倾斜 / 水的晃动 / 外界干扰（或避免水流动、避免泡沫片歪斜）
(4)地球是一个巨大的磁体，地磁场会使静止的磁针一端指向北方、一端指向南方（或地磁场的作用）
(5)B
23．(1) √ × √ × (2)C (3) × √ √
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