二、实验探究题。
探究主题:基于古代滴漏原理的水钟优化实验
科学小组发现自制单级水钟存在流速不稳、刻度不均、读数不清、刻度易花等问题。小组查阅元代铜壶滴漏资料,模仿多级稳流结构,给上壶增加溢水孔保持水位恒定,调整出水孔径,加宽刻度间距,并用胶带做防水处理,完成改进前后的对比测试,记录误差变化,总结水钟优化的科学规律。
1. 溢水孔能稳定流速,是因为它能让上壶水位
2. 改进前误差25秒,改进后误差6秒。这说明:
3. 如果没有溢水装置,写出一种简易稳水位办法:
4. 一枚精准好用的水钟必须满足三个关键条件,请补充完整:
①流速

探究主题:基于古代滴漏原理的水钟优化实验
科学小组发现自制单级水钟存在流速不稳、刻度不均、读数不清、刻度易花等问题。小组查阅元代铜壶滴漏资料,模仿多级稳流结构,给上壶增加溢水孔保持水位恒定,调整出水孔径,加宽刻度间距,并用胶带做防水处理,完成改进前后的对比测试,记录误差变化,总结水钟优化的科学规律。
1. 溢水孔能稳定流速,是因为它能让上壶水位
保持恒定
,从而使水压稳定不变
,流速均匀。2. 改进前误差25秒,改进后误差6秒。这说明:
改进措施效果显著,水钟计时误差明显减小,精准度大幅提升
3. 如果没有溢水装置,写出一种简易稳水位办法:
用滴管匀速持续向储水壶加水,维持水位始终不变
4. 一枚精准好用的水钟必须满足三个关键条件,请补充完整:
①流速
稳定
②刻度均匀
③读数清晰
答案
1. 保持恒定 稳定不变 【解析】溢水孔能稳定水流速度,是因为它可以让上壶水位保持恒定状态,从而使水压稳定不变,最终实现水流匀速、计时准确。
2. 改进措施效果显著,水钟计时误差明显减小,精准度大幅提升
【解析】水钟改进前误差25秒、改进后误差6秒,数据变化明显,说明溢水稳流、刻度优化等改进措施效果显著。
3. 用滴管匀速持续向储水壶加水,维持水位始终不变
【解析】在没有溢水装置的情况下,用滴管匀速加水能维持水位恒定、水压稳定,从而保证水流匀速,是简易稳定水位的有效方法。
4. ①稳定 ②均匀 ③清晰 【解析】一个精准好用的水钟必须满足流速稳定、刻度均匀、读数清晰三个关键条件,三者缺一不可,才能保证计时准确实用。
2. 改进措施效果显著,水钟计时误差明显减小,精准度大幅提升
【解析】水钟改进前误差25秒、改进后误差6秒,数据变化明显,说明溢水稳流、刻度优化等改进措施效果显著。
3. 用滴管匀速持续向储水壶加水,维持水位始终不变
【解析】在没有溢水装置的情况下,用滴管匀速加水能维持水位恒定、水压稳定,从而保证水流匀速,是简易稳定水位的有效方法。
4. ①稳定 ②均匀 ③清晰 【解析】一个精准好用的水钟必须满足流速稳定、刻度均匀、读数清晰三个关键条件,三者缺一不可,才能保证计时准确实用。
三、综合应用题。
水钟常见问题:流速不稳、刻度不均、字迹模糊、计时短。对应改进:加溢水孔稳水位、均匀刻度、胶带防水、加大储水。多级水钟集这些优点,成为古代最准的计时工具之一。
1. 水流前快后慢,最有效的改进是(
A. 加溢水孔稳水位 B. 换大容器 C. 彩色水 D. 减小容量
2. 刻度浸水模糊,改进方法是(
A. 胶带防水 B. 铅笔轻画 C. 不标刻度 D. 彩色笔
3. 计时短、频繁加水,改进方法是(
A. 加大储水壶 B. 小孔快流 C. 多级滴水 D. 溢水排水
4. 多级水钟相比单级水钟,优势不包括(
A. 流速稳定、刻度均匀、误差小 B. 可长时间连续计时
C. 不受温度、晃动影响 D. 制作简单、材料更少
5. 将原始水钟存在的问题与对应的改进方案连线。
水位不稳流速不均 增加溢水孔稳水位
刻度密集看不清 加宽刻度间距
滴水时间不够长 加大一级储水瓶
水钟常见问题:流速不稳、刻度不均、字迹模糊、计时短。对应改进:加溢水孔稳水位、均匀刻度、胶带防水、加大储水。多级水钟集这些优点,成为古代最准的计时工具之一。
1. 水流前快后慢,最有效的改进是(
A
)。A. 加溢水孔稳水位 B. 换大容器 C. 彩色水 D. 减小容量
2. 刻度浸水模糊,改进方法是(
A
)。A. 胶带防水 B. 铅笔轻画 C. 不标刻度 D. 彩色笔
3. 计时短、频繁加水,改进方法是(
A
)。A. 加大储水壶 B. 小孔快流 C. 多级滴水 D. 溢水排水
4. 多级水钟相比单级水钟,优势不包括(
D
)。A. 流速稳定、刻度均匀、误差小 B. 可长时间连续计时
C. 不受温度、晃动影响 D. 制作简单、材料更少
5. 将原始水钟存在的问题与对应的改进方案连线。
水位不稳流速不均 增加溢水孔稳水位
刻度密集看不清 加宽刻度间距
滴水时间不够长 加大一级储水瓶
答案
1. A 【解析】水流前快后慢是水钟常见问题,最有效改进措施是加装溢水孔稳定水位、保证水流匀速,其他措施均无法从根源解决问题。
2. A 【解析】刻度浸水模糊影响读数,最直接有效的改进方法是在刻度处贴透明胶带防水,保护字迹不被水浸泡,其他措施防水效果差。
3. A 【解析】水钟计时短、需要频繁加水,改进措施是加大储水壶容量,增加储水量,从而延长水钟连续计时时间,减少加水次数。
4. D 【解析】多级水钟相比单级水钟,优势包括流速稳定、刻度均匀、误差小、可长时间连续计时,制作简单、材料更少并非其优势。
5. 连线:
水位不稳流速不均——增加溢水孔稳水位
刻度密集看不清——加宽刻度间距
滴水时间不够长——加大一级储水瓶
【解析】水钟的问题与改进措施一一对应,分别从稳流、读数、时长三个方面解决水钟使用中的实际问题。
2. A 【解析】刻度浸水模糊影响读数,最直接有效的改进方法是在刻度处贴透明胶带防水,保护字迹不被水浸泡,其他措施防水效果差。
3. A 【解析】水钟计时短、需要频繁加水,改进措施是加大储水壶容量,增加储水量,从而延长水钟连续计时时间,减少加水次数。
4. D 【解析】多级水钟相比单级水钟,优势包括流速稳定、刻度均匀、误差小、可长时间连续计时,制作简单、材料更少并非其优势。
5. 连线:
水位不稳流速不均——增加溢水孔稳水位
刻度密集看不清——加宽刻度间距
滴水时间不够长——加大一级储水瓶
【解析】水钟的问题与改进措施一一对应,分别从稳流、读数、时长三个方面解决水钟使用中的实际问题。
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