四 综合题:计时工具的进化之旅。
小秋参观了科学博物馆,看到了从古代日晷到现代原子钟的计时工具介绍。
| 工具 | 原理 | 精度 | 局限性 |
| ---- | ---- | ---- | ---- |
| 日晷 | 日影方向变化 | 15~30分钟 | 阴天/夜间无法使用 |
| 滴漏 | 匀速滴水 | 5分钟 | 需定期加水 |
| 机械钟 | 齿轮传动 | 1分钟 | 需维护校准 |
| 原子钟 | 铯原子共振频率 | 每百万年误差1秒 | 依赖电力与精密设备 |
1. 从日晷到机械钟的进化,主要优化了(填“精度”或“能源”)问题。
2. 日晷和滴漏的计时原理均依赖,而原子钟的计时原理依赖。(均填“自然现象”或“物理规律”)
3. 下列计时工具中,最适合用于太空探索的是()。
A. 日晷 B. 滴漏 C. 原子钟 D. 圭表
4. 下列计时工具中,计时原理与其他不同的是()。
A. 原子钟 B. 沙漏 C. 燃香 D. 水钟
5. 请结合展品信息表和科学知识,利用身边材料,设计一款计时器。
任务1:绘制计时工具的设计示意图(文字结合绘图)。
任务2:说明该工具的工作原理和局限性。
| 计时器设计图 | 工作原理 | 局限性 |
| ---- | ---- | ---- |
| | | |

1. 精度
2. 自然现象；物理规律
3. C
4. A
5.
计时器设计图：绘制简易支架，支架上固定两个塑料瓶，上方塑料瓶去掉底部倒置，瓶盖扎出细小滴水孔，瓶内装入清水，下方塑料瓶正放在支架底部，瓶身从下到上依次标注对应时长的时间刻度，整体标注为简易水钟。
工作原理：水以相对均匀的速度从上方瓶的小孔滴入下方瓶中，通过观察下方瓶内水位到达的刻度，就可以读出对应的时间。
局限性：上方瓶水位降低后滴水速度会逐渐变慢，计时误差较大；需要定期往上方瓶内补充清水，环境温度低于0℃时水会结冰，无法正常计时。