内容正文:
第一章 跨学科实践 体质的测量与评价
目录
2
考点01 测量的知识综合应用(选填题) 2
考点02 测量的综合能力题 6
8
10
考点01 测量的知识综合应用(选填题)
1.下列选项中质量最接近2kg的是( )
A.一只鸡蛋 B.一只鸡 C.一个苹果 D.一张课桌
2.随着健康生活的逐渐流行,健身热潮正逐渐兴起。在这一背景下,筋膜枪作为热门的理疗工具和放松装置,已成为市场上最受欢迎的产品之一,根据图信息,请你估测该筋膜枪手柄的长度约为( )
A.15m B.15dm C.15mm D.15cm
3.如图所示,山西太钢生产的一款手撕钢,厚度相当于普通A4纸的五分之一,将广泛用于航空、航天、新能源汽车等领域。下列关于这款手撕钢厚度的估测正确的是( )
A.15cm B.1.5mm C.1.5cm D.15μm
4.如图所示是广泛分布于东南亚地区的一种水陆两栖动物。根据图中信息估测该动物的体长为( )
A.5mm B.20mm C.10cm D.1m
5.如图所示,人体中藏有很多“尺”可帮助我们估测物体的长度。身高170cm的小明利用自己的身体特征进行了以下估测,其中最接近实际的是( )
A.单人课桌的长约3拃 B.黑板的长约6庹
C.教室的长约5步 D.物理课本的宽度约1拳
6.琵琶作为中国乐器,不止一次出现在好莱坞电影中,同时也在世界音乐舞台上大放异彩。如图是一位老师弹奏琵琶时的场景,请你根据图片信息,估测该琵琶的高度约为( )
A.10cm B.100cm C.100dm D.1000dm
7.端午赛龙舟,请估测龙舟最接近的长度是( )
A.10mm B.10cm C.10m D.10km
8.如图,是我国女航天员王亚平在浩瀚的太空演示水球实验的情境。根据图片信息,对这个水球的直径估测合理的是( )
A.1cm B.8cm C.20cm D.40cm
9.学校每周要举行升旗仪式,仪式上大家全体肃立,奏响了中华人民共和国国歌,完整演奏一遍中华人民共和国国歌的时间大约为( )
A.10s B.50s C.5min D.10min
10.如图:为乒乓球世界冠军马龙发球的一瞬间,请你估测乒乓球的直径大小约为( )
A.0.4cm B.4cm C.4mm D.4dm
11.正常情况下,人脉搏跳动一次的时间最接近( )
A.1min B.10s C.1s D.1ms
12.贾湖骨笛(如图所示)是中国考古发现的最早的吹奏乐器,现珍藏在河南博物院,你估计这只骨笛的长度是( )
A.23mm B.23cm C.23m D.23dm
13.华为 Watch GT5 的手表屏幕直径为 46( )
A.cm B.dm C.mm D.μm
14.小明在研学时,看到了国家二级保护动物——叶蜂(xiū),请根据图片信息,估测这只叶蜂的长度约为( )
A.9mm B.9cm C.9μm D.9m
15.正确写字姿势的“三个一”:眼离书本一尺远,胸离书桌一拳远,手离笔尖一寸远,如图所示。关于“眼离书本一尺远”的估算最合理的是( )
A.约10cm B.约30cm C.约60cm D.约100cm
16.句容是“中国草莓之乡”,尤其以白兔镇出产的草莓更为著名,如图所示,一颗普通的草莓质量最接近( )
A.0.2g B.2g C.20g D.200g
17.如表是裤子码数与腰围的对照表,表中“腰围”的单位是( )
裤子码数
30
31
32
33
34
腰围/___________
76.7
80
83.3
86.7
90
A.m B.cm C.mm D.nm
18.下图是初三某男生的部分体检数据,他需要去医院复诊的项目是( )
深圳市中小学生健康体检表
身高
175cm
体重
68kg
血压
舒张压70mmHg收缩压120mmHg
安静心率
160次/min
体温
36.9℃
视力
5.0
A.身高 B.体重 C.心率 D.体温
19.图中9岁小花的身高为 cm;女孩身高表标准如下表所示,则小花身高 (选填“偏矮”“标准”或“偏高”)。
年龄
偏矮
标准
偏高
7
117.6cm
122.5cm
127.6cm
8
123.1cm
128.5cm
133.9cm
9
128.3cm
134.1cm
139.9cm
考点02 测量的综合能力题
20.某小组同学想了解原子钟,他们上网查阅有关资料:
“从太阳升落、日晷、沙漏、水钟、机械钟、石英钟到目前最准确的计时工具原子钟,这些计时方法与工具的发展体现了不同时代劳动人民的智慧。计时工具大多是以某种规则运动的周期(完成一次规则运动所用的时间)为基准计时的。原子钟是以原子释放能量时发出电磁波的振荡周期为基准,该周期很稳定,使得原子钟的计时精准度可达每百万年才差1秒。由于各地时间不能同步,会给人们带来麻烦,这就需要有一个时间‘标准’。”请你根据上述信息,回答下列问题:
(1)为什么原子钟可以作为时间同步的基准钟? 。
(2)下列物体相比较,最适合提供计时基准的是 。
A.沿直线运动的汽车 B.静止的书本 C.正常人的脉搏跳动
21.阅读下列材料回答问题。
科学重器——原子钟
从太阳升落、日晷、沙漏、水钟、机械钟、石英钟到目前最准确的计时工具原子钟,星空浩瀚,地球转动,四季更替,草木枯荣。从人类意识觉醒开始,“时间”便如影随形。这些计时方法与工具的发展体现了不同时代劳动人民的智慧。计时工具大多是以某种规则运动的周期(完成一次规则运动所用的时间)为基准计时的,比如日晷以日地相对运动的周期为基准;机械摆钟以摆的振荡周期为基准;石英钟以石英晶体有规则的振荡周期为基准。选作时钟基准的运动周期越稳定,测量时间的精准度就越高,基于此科学家制造出了原子钟(如图所示)。它以原子释放能量时发出电磁波的振荡周期为基准,由于电磁波的振荡周期很稳定,使得原子钟的计时精准度可达每百万年才差1秒。人们通常选取自然界中比较稳定、世界各国都能接受的事物作为测量标准。正是由于原子辐射电磁波振荡周期的高稳定性,适合作为时间的测量标准,于是在1967年,国际计量大会将“1秒”重新定义为铯133原子辐射电磁波荡9192631770个周期的持续时间。时间单位“秒”作为国际通用的测量语言,是人类描述和定义时空的标尺。
虽然制定了统一的时间测量标准,但若各地时间不能同步,也会给人们带来麻烦。比如,若电网调节时间不同步,可能会烧坏电机;金融市场时间不同步,可能会导致巨大的经济损失。这就需要有一个时间基准,用于实现时间的同步,就像日常生活中,我们常常根据电视台播报的时间来校准自己的时间一样。在我国,提供校准时间的是位于西安的国家授时中心的原子钟,它被用作基准钟向电视、广播、网络等提供报时服务。在导航系统中,如果导航定位的精准度为1米,则要求卫星上原子钟的时间同步必须在3×10﹣9s之内,这需要卫星上的原子钟和地面上的基准钟定期校准,以保证定位的精准度。我国自主研制勺北斗导航系统中,原子钟堪称“导航卫星的心脏”,使我国在导航精准度方面达到厘米级,处于全球领先水准。北斗导航系统可以给安装了芯片的共享单车设定电子围栏,也可以判汽车行驶在哪个车道,甚至还可以实现送货的无人机精准地降落在客户的阳台上。计时的演变,展现了人类”时间文化”的进程,更彰显出人类精益求精、不断探索、追求的科学精神。
据上述材料,回答下列问题:
(1)原子钟可以作为时间同步的基准钟,依据的是原子辐射电磁波振荡周期的 ;
(2)下列物体相比较,最适合提供计时基准的是 (填写正确选项前的字母);
A.摆动的小球
B.沿直线运动的汽车
C.静止的书本
(3)国际单位中时间的单位是 。
A.小时
B.分钟
C.秒
22.“油膜法”测分子直径
小米很小,直接测量直径有困难,我们可以用量筒取一定体积V的小米,将这些小米倒在浅盘上尽量铺开,使之只有一层小米紧密分布,在盘上放一有机刻度板,测出小米所占的面积S,利用即可求出直径。
与此方法类似,我们可以用油膜法粗测油酸分子的直径。油酸分子可以看出是由两部分组成:一个较大的“头部”(烃链)和一个很小的“尾巴”(羧基-COOH),“头部”不溶于水,但“尾巴”对水有很强的亲和力。由于一滴未经稀释的油酸溶液在水面上形成的油膜面积很大,不便于测量,因此,使用“油膜法”测量油酸分子直径时,通常将少量油酸溶于酒精中,配制成油酸酒精溶液。酒精稀释的油酸分子会更充分地在水面展开,“头部”露出水面,“尾巴”留在水中。酒精溶于水中并很快挥发,油酸分子便一个一个整齐地排列在水面上,形成单分子层油膜。如果将油酸分子看做是球形并忽略分子间间隙,则该单分子膜的厚度d就可认为等于油酸分子的直径。以下是小清同学根据以上原理开展实验时记录的相关数据:向6mL油酸中加酒精直至总体积达到mL,将油酸与酒精充分混合后用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒,记录滴入的滴数直到量筒达到1mL为止,恰好共滴了75滴;然后在浅水盘内注入约2厘米深的水,将细石膏粉均匀地撒在水面上,再用滴管吸取油酸酒精溶液,轻轻地向水面滴一滴溶液,酒精挥发后,油酸在水面上尽可能地撒开,形成一层油膜,膜上没有石膏粉,可以清楚地看出油膜轮廓;待油膜形状稳定后,将事先准备好的玻璃板放在浅盘上,在玻璃板上绘出油膜的形状;将画有油膜形状的玻璃板放在方格纸上(如图所示),先数出完整的方格数,对于不完整的方格,再数出大于半格的格子数(小于半格的忽略不计),则油膜的面积(a为小方格的边长)。
根据以上信息回答:
(1)实验过程中使用油酸酒精溶液替代纯油酸溶液的优点是 。
(2)根据小清同学的数据,已知小方格的边长为1cm,则油膜的面积S= ,估测出的油酸分子的直径为 m(保留两位有效数字)。
一、单选题
1.如图是某中学组织团员参加“团旗添彩”活动时的合影。请根据图片信息,判断团旗的高度约为( )
A.10mm B.20cm C.40cm D.90cm
2.小明和妈妈一起去水产市场买食材,看见一种虾。妈妈伸出手臂,跟虾比较了一下,如图所示。请你根据图片中的信息,估测该虾的长度约为( )
A.30mm B.30cm C.60mm D.60cm
二、综合题
3.请阅读《漏刻》并回答。
漏刻
漏刻是我国古代的一种计时工具,漏,指漏壶;刻,指箭刻,放置在漏壶内以标计时间。我国古代劳动人民从陶器中小孔漏水的现象,发现水的流失与时间的流逝有一定的关系,受到启发发明了早期的漏刻。历史上的漏刻主要有泄水型的沉箭漏和受水型的浮箭漏。
泄水型的沉箭漏如图甲所示,它只有一个漏水壶,在靠近漏水壶底部的一侧有一个出水孔,壶中有一只插有直立漏箭的浮舟,浮舟漂浮在水面上。使用时,壶中的水由小孔流至壶外,漏箭随之逐渐下降,由漏箭上位于壶盖处的刻度可知当时的时间。这种漏刻使用过程中,随着漏水壶中液面的下降,滴水速度也会下降,导致计时存在较大误差。
受水型的浮箭漏的发明晚于泄水型的沉箭漏。早期的受水型的浮箭漏如图乙所示,它主要包括一只供水的播水壶和一只受水壶,受水壶上固定一把铜尺,铜尺上刻有十二时辰,受水壶里有一只插有直立浮箭的浮舟,浮舟漂浮在水面上。当水从播水壶滴入受水壶后,受水壶中的水位升高,浮箭被慢慢托起,根据浮箭上端在铜尺上对应的刻度就知道当时的时间了。同样由于播水壶中液面的下降,滴水速度也会下降,计时准确度并未得到大幅提高。
实践发现可以通过增加播水壶的个数来提高计时准确度。图丙所示的是国家博物馆展示的漏刻展品,有三只播水壶,分别称为日壶、月壶和星壶。使用时,定时给日壶补水,确保星壶始终处于满水状态,保证星壶流入受水壶的滴水速度稳定,从而大大提高了测量的准确性。
漏刻作为我国古代重要的计时工具,不仅反映了我国古代劳动人民的智慧和创造力,而且对后世的计时技术产生了深远影响。
请根据上述材料,回答下列问题。
(1)除了漏刻,请你写出一个我国古代的计时工具 ;
(2)受水型的浮箭漏工作时,浮舟随着水位升高,受到的浮力 ;(选填“变大”“不变”或“变小”)
(3)科技小组分别自制了简易沉箭漏和浮箭漏,如图a是沉箭漏的“漏箭”示意图,如图b是浮箭漏的“铜尺”示意图。两图中均已标出上午“8:00”所在的位置,则应将上午“7:00”标在“漏箭”的 处,标在“铜尺”的 处。(均选填“A”或“B”)
一、实验题
1.小明在一条长线的一端系一个螺母做成了一个如图所示的单摆,小明发现螺母往返摆动过程中,每摆一个来回所用的时间几乎相等;于是小明想到这样一个问题:螺母来回摆动一次所用的时间t跟哪些因素有关呢?
猜想 A:可能跟螺母摆动的最大角度θ有关;猜想 B:可能跟绳子的长度 L有关;
(1)为验证猜想,除了铁架台、细线和螺母外,还需要的测量仪器有刻度尺、量角器和 ;
(2)小明在不同条件下,测出螺母来回摆动一次所用的时间t后,得到一些数据如下表;
序号
细线长度 L/cm
螺母摆动的最大角度θ/°
螺母来回摆动一次所用的时间 t/s
1
100
20
2.0
2
140
20
2.4
3
140
30
2.4
①对比1、2两次实验,可得出结论:螺母来回摆动一次的时间t与 有关;
②对比2、3两次实验,可验证猜想 (填字母),得出的结论:螺母来回摆动一次的时间t与螺母摆动最大的角度 (选填“有关”或“无关”);实验中我们采取的实验方法是 法;
(3)综合分析实验数据可知,同一地点的单摆摆动一次的时间t只跟绳子的长度L有关,且绳子越长,螺母来回摆动一次的时间t越 ,摆钟就是根据这个原理制成的;有一次小明发现家里的摆钟变慢了,要把它调准,小明应将摆钟的摆长调 ;(均选填“长”或“短”)
(4)实验中发现,螺母摆动一次所用的时间很难测准,请你帮他想一个更准确的测量方法: 。
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第一章 跨学科实践 体质的测量与评价
目录
2
考点01 测量的知识综合应用(选填题) 2
考点02 测量的综合能力题 8
11
13
考点01 测量的知识综合应用(选填题)
1.下列选项中质量最接近2kg的是( )
A.一只鸡蛋 B.一只鸡 C.一个苹果 D.一张课桌
【答案】B
【详解】A.两只鸡蛋的质量约为100g,一只鸡蛋的质量约为50g,故A不符合题意;
B.根据常见物体的质量可知,一只成年的鸡的质量约为2kg,故B符合题意;
C.根据常见物体的质量可知,一个苹果的质量约为200g,即0.2kg,故C不符合题意;
D.根据常见物体的质量可知,一张课桌的质量约为20kg,故D不符合题意。
故选B。
2.随着健康生活的逐渐流行,健身热潮正逐渐兴起。在这一背景下,筋膜枪作为热门的理疗工具和放松装置,已成为市场上最受欢迎的产品之一,根据图信息,请你估测该筋膜枪手柄的长度约为( )
A.15m B.15dm C.15mm D.15cm
【答案】D
【详解】由于成年人手掌的宽度约10cm,由图可知,筋膜枪手柄的长度比手掌略长,约15cm,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
3.如图所示,山西太钢生产的一款手撕钢,厚度相当于普通A4纸的五分之一,将广泛用于航空、航天、新能源汽车等领域。下列关于这款手撕钢厚度的估测正确的是( )
A.15cm B.1.5mm C.1.5cm D.15μm
【答案】D
【详解】手撕钢厚度相当于普通A4纸厚度的五分之一,A4纸厚度约80μm,故手撕钢的厚度约15μm。
故选D。
4.如图所示是广泛分布于东南亚地区的一种水陆两栖动物。根据图中信息估测该动物的体长为( )
A.5mm B.20mm C.10cm D.1m
【答案】B
【详解】一根手指的宽度大约为1cm,图中食指和中指的总宽度与该动物的尺寸差不多,该动物的体长约为2cm,即20mm,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
5.如图所示,人体中藏有很多“尺”可帮助我们估测物体的长度。身高170cm的小明利用自己的身体特征进行了以下估测,其中最接近实际的是( )
A.单人课桌的长约3拃 B.黑板的长约6庹
C.教室的长约5步 D.物理课本的宽度约1拳
【答案】A
【详解】A.小明一拃的的长度大约是20 cm,3拃长60 cm,单人课桌的宽度约为60 cm,故A符合题意;
B.1庹的长度大约是1.7 m,6庹就是长约10.2 m,而黑板的长度约为4 m,故B不符合题意;
C.1步长约1m,5步就是长约5 m,而教室的长度约为9 m,故C不符合题意;
D.1拳的宽度约为10 cm,而理课本的宽度约20 cm,故D不符合题意。
故选 A。
6.琵琶作为中国乐器,不止一次出现在好莱坞电影中,同时也在世界音乐舞台上大放异彩。如图是一位老师弹奏琵琶时的场景,请你根据图片信息,估测该琵琶的高度约为( )
A.10cm B.100cm C.100dm D.1000dm
【答案】B
【详解】如图,琵琶比人的身高一般高一些,人的身高约为160cm,所以该琵琶的高度约为100cm,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
7.端午赛龙舟,请估测龙舟最接近的长度是( )
A.10mm B.10cm C.10m D.10km
【答案】C
【详解】如图,龙舟上有数人,根据人的身高可以估测出,龙舟的长度大约为10m,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
8.如图,是我国女航天员王亚平在浩瀚的太空演示水球实验的情境。根据图片信息,对这个水球的直径估测合理的是( )
A.1cm B.8cm C.20cm D.40cm
【答案】B
【详解】图中水球的直径长度约等于航天员王亚平鼻子到下巴的距离,鼻子到下巴的距离大约8cm,所以水球的直径长度约8cm,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
9.学校每周要举行升旗仪式,仪式上大家全体肃立,奏响了中华人民共和国国歌,完整演奏一遍中华人民共和国国歌的时间大约为( )
A.10s B.50s C.5min D.10min
【答案】B
【详解】演奏一遍中华人民共和国国歌用时约46s,与50s接近。
故选B。
10.如图:为乒乓球世界冠军马龙发球的一瞬间,请你估测乒乓球的直径大小约为( )
A.0.4cm B.4cm C.4mm D.4dm
【答案】B
【详解】一般乒乓球的直径接近三指宽,约为4cm,故ACD不符合题意;B符合题意。
故选B。
11.正常情况下,人脉搏跳动一次的时间最接近( )
A.1min B.10s C.1s D.1ms
【答案】C
【详解】正常情况下,人的脉搏1min跳动的次数在70次左右,跳动一次的时间接近1s。
故选C。
12.贾湖骨笛(如图所示)是中国考古发现的最早的吹奏乐器,现珍藏在河南博物院,你估计这只骨笛的长度是( )
A.23mm B.23cm C.23m D.23dm
【答案】B
【详解】A.23mm,这相当于2.3厘米,对于一件吹奏乐器来说,这个长度显然太短,故A不符合题意;
B.23cm,这是一个相对合理的长度,既不太长也不太短,适合作为吹奏乐器的尺寸,故B符合题意;
C.23m,这相当于23米,对于一件手持的吹奏乐器来说,这个长度显然过长,故C不符合题意;
D.23dm,这相当于2.3米,同样对于一件手持的吹奏乐器来说,这个长度也过长,故D不符合题意。
故选B。
13.华为 Watch GT5 的手表屏幕直径为 46( )
A.cm B.dm C.mm D.μm
【答案】C
【详解】手表屏幕直径略小于人的手臂的宽度,人的手臂宽度约为50mm,所以,手表屏幕直径为46mm,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
14.小明在研学时,看到了国家二级保护动物——叶蜂(xiū),请根据图片信息,估测这只叶蜂的长度约为( )
A.9mm B.9cm C.9μm D.9m
【答案】B
【详解】如图所示,这只叶蜂的长度约为一个手掌的宽度,约为9cm,故B符号题意;ACD不符合题意。
故选B。
15.正确写字姿势的“三个一”:眼离书本一尺远,胸离书桌一拳远,手离笔尖一寸远,如图所示。关于“眼离书本一尺远”的估算最合理的是( )
A.约10cm B.约30cm C.约60cm D.约100cm
【答案】B
【详解】1米等于3尺,则1尺约等于0.33m,所以
眼离书本一尺远,即眼离到书本约30cm,综上分析知,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
16.句容是“中国草莓之乡”,尤其以白兔镇出产的草莓更为著名,如图所示,一颗普通的草莓质量最接近( )
A.0.2g B.2g C.20g D.200g
【答案】C
【详解】一个鸡蛋的质量约50g,一颗草莓的质量接近鸡蛋质量的一半,在20g左右。
故选C。
17.如表是裤子码数与腰围的对照表,表中“腰围”的单位是( )
裤子码数
30
31
32
33
34
腰围/___________
76.7
80
83.3
86.7
90
A.m B.cm C.mm D.nm
【答案】B
【详解】m表示“腰围尺度”的单位太大,mm、nm表示“腰围尺度”的单位又太小,只有cm表示“腰围尺度”的单位合适。
故选B。
18.下图是初三某男生的部分体检数据,他需要去医院复诊的项目是( )
深圳市中小学生健康体检表
身高
175cm
体重
68kg
血压
舒张压70mmHg收缩压120mmHg
安静心率
160次/min
体温
36.9℃
视力
5.0
A.身高 B.体重 C.心率 D.体温
【答案】C
【详解】A.初三年级学生身高约为170cm,该男生身高正常,故A不符合题意;
B.初三年级学生体重约为50kg,该男生体重偏大,但可以接受,故B不符合题意;
C.正常人安静下来的心率一般为60~100次/min,该男生心率过高,异常明显,需要去医院复诊,故C符合题意;
D.正常人体温约为37℃,变化很小,该男生体温正常,故D不符合题意。
故选C。
19.图中9岁小花的身高为 cm;女孩身高表标准如下表所示,则小花身高 (选填“偏矮”“标准”或“偏高”)。
年龄
偏矮
标准
偏高
7
117.6cm
122.5cm
127.6cm
8
123.1cm
128.5cm
133.9cm
9
128.3cm
134.1cm
139.9cm
【答案】 127 偏矮
【详解】[1][2]图中小花的身高为127cm;由表格可知,9岁小花的身高,属于偏矮范围。
考点02 测量的综合能力题
20.某小组同学想了解原子钟,他们上网查阅有关资料:
“从太阳升落、日晷、沙漏、水钟、机械钟、石英钟到目前最准确的计时工具原子钟,这些计时方法与工具的发展体现了不同时代劳动人民的智慧。计时工具大多是以某种规则运动的周期(完成一次规则运动所用的时间)为基准计时的。原子钟是以原子释放能量时发出电磁波的振荡周期为基准,该周期很稳定,使得原子钟的计时精准度可达每百万年才差1秒。由于各地时间不能同步,会给人们带来麻烦,这就需要有一个时间‘标准’。”请你根据上述信息,回答下列问题:
(1)为什么原子钟可以作为时间同步的基准钟? 。
(2)下列物体相比较,最适合提供计时基准的是 。
A.沿直线运动的汽车 B.静止的书本 C.正常人的脉搏跳动
【答案】(1)见解析
(2)C
【详解】(1)原子钟是以原子释放能量时发出电磁波的振荡周期为基准,该周期很稳定,使得原子钟的计时精准度可达每百万年才差1秒,所以原子钟可以作为时间同步的基准钟。
(2)正常人的脉搏跳动是周期性的,最适合提供计时基准,沿直线运动的汽车和静止的书不能完成一次规则的运动,不能作为计时基准,故C符合题意,AB不符合题意。
故选C。
21.阅读下列材料回答问题。
科学重器——原子钟
从太阳升落、日晷、沙漏、水钟、机械钟、石英钟到目前最准确的计时工具原子钟,星空浩瀚,地球转动,四季更替,草木枯荣。从人类意识觉醒开始,“时间”便如影随形。这些计时方法与工具的发展体现了不同时代劳动人民的智慧。计时工具大多是以某种规则运动的周期(完成一次规则运动所用的时间)为基准计时的,比如日晷以日地相对运动的周期为基准;机械摆钟以摆的振荡周期为基准;石英钟以石英晶体有规则的振荡周期为基准。选作时钟基准的运动周期越稳定,测量时间的精准度就越高,基于此科学家制造出了原子钟(如图所示)。它以原子释放能量时发出电磁波的振荡周期为基准,由于电磁波的振荡周期很稳定,使得原子钟的计时精准度可达每百万年才差1秒。人们通常选取自然界中比较稳定、世界各国都能接受的事物作为测量标准。正是由于原子辐射电磁波振荡周期的高稳定性,适合作为时间的测量标准,于是在1967年,国际计量大会将“1秒”重新定义为铯133原子辐射电磁波荡9192631770个周期的持续时间。时间单位“秒”作为国际通用的测量语言,是人类描述和定义时空的标尺。
虽然制定了统一的时间测量标准,但若各地时间不能同步,也会给人们带来麻烦。比如,若电网调节时间不同步,可能会烧坏电机;金融市场时间不同步,可能会导致巨大的经济损失。这就需要有一个时间基准,用于实现时间的同步,就像日常生活中,我们常常根据电视台播报的时间来校准自己的时间一样。在我国,提供校准时间的是位于西安的国家授时中心的原子钟,它被用作基准钟向电视、广播、网络等提供报时服务。在导航系统中,如果导航定位的精准度为1米,则要求卫星上原子钟的时间同步必须在3×10﹣9s之内,这需要卫星上的原子钟和地面上的基准钟定期校准,以保证定位的精准度。我国自主研制勺北斗导航系统中,原子钟堪称“导航卫星的心脏”,使我国在导航精准度方面达到厘米级,处于全球领先水准。北斗导航系统可以给安装了芯片的共享单车设定电子围栏,也可以判汽车行驶在哪个车道,甚至还可以实现送货的无人机精准地降落在客户的阳台上。计时的演变,展现了人类”时间文化”的进程,更彰显出人类精益求精、不断探索、追求的科学精神。
据上述材料,回答下列问题:
(1)原子钟可以作为时间同步的基准钟,依据的是原子辐射电磁波振荡周期的 ;
(2)下列物体相比较,最适合提供计时基准的是 (填写正确选项前的字母);
A.摆动的小球
B.沿直线运动的汽车
C.静止的书本
(3)国际单位中时间的单位是 。
A.小时
B.分钟
C.秒
22.“油膜法”测分子直径
小米很小,直接测量直径有困难,我们可以用量筒取一定体积V的小米,将这些小米倒在浅盘上尽量铺开,使之只有一层小米紧密分布,在盘上放一有机刻度板,测出小米所占的面积S,利用即可求出直径。
与此方法类似,我们可以用油膜法粗测油酸分子的直径。油酸分子可以看出是由两部分组成:一个较大的“头部”(烃链)和一个很小的“尾巴”(羧基-COOH),“头部”不溶于水,但“尾巴”对水有很强的亲和力。由于一滴未经稀释的油酸溶液在水面上形成的油膜面积很大,不便于测量,因此,使用“油膜法”测量油酸分子直径时,通常将少量油酸溶于酒精中,配制成油酸酒精溶液。酒精稀释的油酸分子会更充分地在水面展开,“头部”露出水面,“尾巴”留在水中。酒精溶于水中并很快挥发,油酸分子便一个一个整齐地排列在水面上,形成单分子层油膜。如果将油酸分子看做是球形并忽略分子间间隙,则该单分子膜的厚度d就可认为等于油酸分子的直径。以下是小清同学根据以上原理开展实验时记录的相关数据:向6mL油酸中加酒精直至总体积达到mL,将油酸与酒精充分混合后用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒,记录滴入的滴数直到量筒达到1mL为止,恰好共滴了75滴;然后在浅水盘内注入约2厘米深的水,将细石膏粉均匀地撒在水面上,再用滴管吸取油酸酒精溶液,轻轻地向水面滴一滴溶液,酒精挥发后,油酸在水面上尽可能地撒开,形成一层油膜,膜上没有石膏粉,可以清楚地看出油膜轮廓;待油膜形状稳定后,将事先准备好的玻璃板放在浅盘上,在玻璃板上绘出油膜的形状;将画有油膜形状的玻璃板放在方格纸上(如图所示),先数出完整的方格数,对于不完整的方格,再数出大于半格的格子数(小于半格的忽略不计),则油膜的面积(a为小方格的边长)。
根据以上信息回答:
(1)实验过程中使用油酸酒精溶液替代纯油酸溶液的优点是 。
(2)根据小清同学的数据,已知小方格的边长为1cm,则油膜的面积S= ,估测出的油酸分子的直径为 m(保留两位有效数字)。
【答案】(1)酒精稀释的油酸分子会更充分地在水面展开
(2) ,结果在范围内即可 ,结果在范围内即可
【详解】(1)由题意可知,一滴未经稀释的油酸溶液在水面上形成的油膜面积很大,不便于测量,而酒精稀释的油酸分子会更充分地在水面展开。
(2)[1]由图可知,符合条件的格子数共约110个,即
则油膜的面积约为
[2]75滴油酸分子的体积为
则一滴油酸分子的体积为
则油酸分子的直径约为
一、单选题
1.如图是某中学组织团员参加“团旗添彩”活动时的合影。请根据图片信息,判断团旗的高度约为( )
A.10mm B.20cm C.40cm D.90cm
【答案】D
【详解】成年人的身高在170cm左右。由图知,团旗的高度约为人身高的一半,在90cm左右。故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
2.小明和妈妈一起去水产市场买食材,看见一种虾。妈妈伸出手臂,跟虾比较了一下,如图所示。请你根据图片中的信息,估测该虾的长度约为( )
A.30mm B.30cm C.60mm D.60cm
【答案】B
【详解】由图可知,该虾的长度与人的小臂长度近似,约为30cm,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
二、综合题
3.请阅读《漏刻》并回答。
漏刻
漏刻是我国古代的一种计时工具,漏,指漏壶;刻,指箭刻,放置在漏壶内以标计时间。我国古代劳动人民从陶器中小孔漏水的现象,发现水的流失与时间的流逝有一定的关系,受到启发发明了早期的漏刻。历史上的漏刻主要有泄水型的沉箭漏和受水型的浮箭漏。
泄水型的沉箭漏如图甲所示,它只有一个漏水壶,在靠近漏水壶底部的一侧有一个出水孔,壶中有一只插有直立漏箭的浮舟,浮舟漂浮在水面上。使用时,壶中的水由小孔流至壶外,漏箭随之逐渐下降,由漏箭上位于壶盖处的刻度可知当时的时间。这种漏刻使用过程中,随着漏水壶中液面的下降,滴水速度也会下降,导致计时存在较大误差。
受水型的浮箭漏的发明晚于泄水型的沉箭漏。早期的受水型的浮箭漏如图乙所示,它主要包括一只供水的播水壶和一只受水壶,受水壶上固定一把铜尺,铜尺上刻有十二时辰,受水壶里有一只插有直立浮箭的浮舟,浮舟漂浮在水面上。当水从播水壶滴入受水壶后,受水壶中的水位升高,浮箭被慢慢托起,根据浮箭上端在铜尺上对应的刻度就知道当时的时间了。同样由于播水壶中液面的下降,滴水速度也会下降,计时准确度并未得到大幅提高。
实践发现可以通过增加播水壶的个数来提高计时准确度。图丙所示的是国家博物馆展示的漏刻展品,有三只播水壶,分别称为日壶、月壶和星壶。使用时,定时给日壶补水,确保星壶始终处于满水状态,保证星壶流入受水壶的滴水速度稳定,从而大大提高了测量的准确性。
漏刻作为我国古代重要的计时工具,不仅反映了我国古代劳动人民的智慧和创造力,而且对后世的计时技术产生了深远影响。
请根据上述材料,回答下列问题。
(1)除了漏刻,请你写出一个我国古代的计时工具 ;
(2)受水型的浮箭漏工作时,浮舟随着水位升高,受到的浮力 ;(选填“变大”“不变”或“变小”)
(3)科技小组分别自制了简易沉箭漏和浮箭漏,如图a是沉箭漏的“漏箭”示意图,如图b是浮箭漏的“铜尺”示意图。两图中均已标出上午“8:00”所在的位置,则应将上午“7:00”标在“漏箭”的 处,标在“铜尺”的 处。(均选填“A”或“B”)
【答案】 日晷 不变 B B
【详解】(1)[1]我国古代常用日晷计时。
(2)[2]受水型的浮箭漏工作时,随着水位升高,浮舟始终漂浮在水面上,浮力始终等于重力,重力不变,浮力不变。
(3)[3][4]由材料信息得,上午“7:00”比上午“8:00”,漏水壶的水面较高,受水壶的水面较低,则应将上午“7:00”标在“漏箭”的B处,标在“铜尺”的B处。
一、实验题
1.小明在一条长线的一端系一个螺母做成了一个如图所示的单摆,小明发现螺母往返摆动过程中,每摆一个来回所用的时间几乎相等;于是小明想到这样一个问题:螺母来回摆动一次所用的时间t跟哪些因素有关呢?
猜想 A:可能跟螺母摆动的最大角度θ有关;猜想 B:可能跟绳子的长度 L有关;
(1)为验证猜想,除了铁架台、细线和螺母外,还需要的测量仪器有刻度尺、量角器和 ;
(2)小明在不同条件下,测出螺母来回摆动一次所用的时间t后,得到一些数据如下表;
序号
细线长度 L/cm
螺母摆动的最大角度θ/°
螺母来回摆动一次所用的时间 t/s
1
100
20
2.0
2
140
20
2.4
3
140
30
2.4
①对比1、2两次实验,可得出结论:螺母来回摆动一次的时间t与 有关;
②对比2、3两次实验,可验证猜想 (填字母),得出的结论:螺母来回摆动一次的时间t与螺母摆动最大的角度 (选填“有关”或“无关”);实验中我们采取的实验方法是 法;
(3)综合分析实验数据可知,同一地点的单摆摆动一次的时间t只跟绳子的长度L有关,且绳子越长,螺母来回摆动一次的时间t越 ,摆钟就是根据这个原理制成的;有一次小明发现家里的摆钟变慢了,要把它调准,小明应将摆钟的摆长调 ;(均选填“长”或“短”)
(4)实验中发现,螺母摆动一次所用的时间很难测准,请你帮他想一个更准确的测量方法: 。
【答案】(1)秒表
(2) 细线长度 A 无关 控制变量
(3) 长 短
(4)测出摆动n次所用的时间t,然后用得出单摆摆动1次所用的时间
【详解】(1)由于实验中需要测量螺母来回摆动一次所用的时间,所以还需要测量时间的工具秒表。
(2)①[1]由1、2两次实验数据可知,螺母摆动的角度相同,细线的长度不同,螺母摆动一次的时间不同,因此螺母来回摆动一次的时间t与细线长度有关。
②[2][3]由2、3两次实验数据可知,细线长度、螺母来回摆动一次的时间都相同,只有螺母摆动的角度不同,因此由2、3两次实验可验证猜想A,并且可得出螺母来回摆动一次的时间t与螺母摆动的角度无关。
[4]由于实验中控制细线长度相同,改变螺母摆动的角度,探究螺母来回摆动一次的时间与螺母摆动角度的关系,所以实验中采用的方法是控制变量法。
(3)[1]由实验数据可知,在同一地点,螺母来回摆动一次的时间只与摆长有关,摆长越长,螺母来回摆动一次的时间越大,故绳子越长,螺母来回摆动一次的时间t越长。
[2]由于摆长越短,钟摆来回摆动一次的时间越小,钟表走时越快,所以应将摆钟的摆长调短。
(4)螺母摆动一个来回所用时间很难测准,解决这个问题的办法可以是采用累积法,即可以测出摆动n次所用的时间t,然后用得出单摆摆动1次所用的时间。
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