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沈括 |
沈括(約1031~1095)中國(guó)古代科學(xué)技術(shù)鼎盛時(shí)期(北宋)最博學(xué)的科學(xué)家,字存中,錢(qián)塘(今浙江杭州)人。小時(shí)勤奮好學(xué),14歲就讀完家中藏書(shū),他隨父母到過(guò)許多地方,廣聞博見(jiàn),知識(shí)豐富。歷任沭陽(yáng)縣主簿(縣令助理)、太史令,參與過(guò)整理鹽政,考察水利及任司天監(jiān)、翰林學(xué)士等技術(shù)性官職,幾乎包辦了當(dāng)時(shí)朝廷中的科學(xué)事務(wù),如修歷法,改良觀象儀器,興水利,制地圖,監(jiān)造軍器等。他十分虛心求教,勤于思考,能向一切內(nèi)行學(xué)習(xí),“歷訪鏡工”,“問(wèn)教坊老樂(lè)工”,“問(wèn)老醫(yī)”,“凡所到之處,山林隱者,無(wú)不求訪,及一藥一術(shù),皆至誠(chéng)懇切而得之”,“發(fā)明考證,洞悉源流”。例如他三十多歲開(kāi)始研習(xí)數(shù)學(xué)天文時(shí),就常請(qǐng)教當(dāng)時(shí)的女?dāng)?shù)學(xué)家胡淑修。沈括比她及其丈夫年長(zhǎng)十余歲,仍能如此虛心下問(wèn),并屢嘆曰:“得為男子,吾益友也!彼谔煳、歷法、數(shù)學(xué)、物理、地學(xué)、生物、化學(xué)、醫(yī)藥、水利、兵工、治金、建筑、文史、樂(lè)律等多學(xué)科領(lǐng)域,都有很高造詣。有《夢(mèng)溪筆談》、《長(zhǎng)興集》、《蘇沈良方》等著名(據(jù)《宋史·藝文志》記載他的著述有22種155卷,但不少已散失)。研究中國(guó)科學(xué)史的專(zhuān)家李約瑟譽(yù)他為“中國(guó)通”。 沈括十分重視調(diào)查、觀察、實(shí)測(cè)、實(shí)驗(yàn),并且要“原其理”,“以理推之”。他倡導(dǎo)“見(jiàn)簡(jiǎn)即用,見(jiàn)繁即變,不膠一法”,這也是他取得天文、物理等方面獨(dú)創(chuàng)性成就的原因之一,他的科學(xué)思想受儒、道、元?dú)庹f(shuō)等的影響,同時(shí)注意核查他人在實(shí)測(cè)中的數(shù)據(jù)。例如在天文學(xué)方面,他詳細(xì)觀察五星運(yùn)行軌跡(“如柳葉邊緣”)和隕石墜落時(shí)的情景;為測(cè)量北極星與北天極的真實(shí)距離設(shè)計(jì)了窺管,每夜3次,連續(xù)三月,得200余圖,得出當(dāng)時(shí)極星“離天極三度有余”的粗測(cè)結(jié)論;作晷漏實(shí)驗(yàn)十余年,首次推出冬至日晝夜“百刻有余”,夏至日“不及百刻”的結(jié)果。他還設(shè)計(jì)了“一彈丸,以粉涂其半,側(cè)視之則粉處如鉤,對(duì)視之則正圓”(《夢(mèng)溪筆談》卷七)的演示實(shí)驗(yàn),證明了“月本無(wú)光,日耀之乃光耳”,以及月相變的道理。對(duì)歷代歷法的積弊改進(jìn),推行了比較合理的“奉元?dú)v”,在此基礎(chǔ)上又提出了更科學(xué)的“十二氣歷”設(shè)想:即以節(jié)氣定月份,大小月相間的純陽(yáng)歷。 沈括對(duì)指南針進(jìn)行了深入研究,他把“方家以磁石磨針?shù)h”而得的人工磁化針用來(lái)作試驗(yàn),提出四種裝置方法(水浮法,碗沿法,指甲法和單絲懸掛法)并分別評(píng)論,指出懸絲法“最善”及具體辦法(“獨(dú)絲、”“粘蠟”),還記載與驗(yàn)證了磁針“常微偏東、不全南也”的磁偏角現(xiàn)象,比西歐記錄早400年。 在光學(xué)方面,沈括對(duì)小孔成像、凹鏡成像等成倒影(像)的諸種現(xiàn)象進(jìn)行比較,得出“礙”(焦點(diǎn))的概念(參見(jiàn)“中國(guó)古代對(duì)光的認(rèn)識(shí)”),并具體描述了焦點(diǎn)處“大如麻菽著物則火發(fā)”的現(xiàn)象,他稱(chēng)光通過(guò)“孔”“礙”成象為“本末相格”之術(shù)。他親自查看了虹的成因而得出“虹兩頭都垂洞中”的記錄,并說(shuō)當(dāng)時(shí)“自西望東則見(jiàn)”。通過(guò)“紅光驗(yàn)尸”記錄了民間利用新赤油傘濾光驗(yàn)出尸身上的青紫傷痕的方法。對(duì)透光鏡將背面花紋字跡透現(xiàn)在鏡面上的原因也從鑄造工藝作了考察:“鑄時(shí)薄處先冷,唯背文(紋)上差厚(厚度有差別),后冷而銅縮多,文雖在背,而鑒面隱然有跡”。 在聲學(xué)上沈括用紙人來(lái)放大琴弦上的共振,以便形象地觀察(英國(guó)人諾布爾和皮戈特在500年后才有類(lèi)似的琴弦上紙游碼試驗(yàn)),還記錄了兵土用皮革箭袋作枕時(shí)“虛能納聲”的空穴效應(yīng),并深入分析了各種樂(lè)器制作、制鐘等音樂(lè)聲學(xué)問(wèn)題。 在《夢(mèng)溪筆談》中,他還記錄了許多寶貴科技資料如《木經(jīng)》(喻皓)、活字印刷(畢異),水利施工(合龍方法)等等。 沈括在政治、軍事、外交上亦展示了才能。他積極參與王安石變法運(yùn)動(dòng),1075年曾出使契丹,駁斥其爭(zhēng)地要求,1080年抗擊西夏侵略時(shí)受連累遭貶,1087年退居潤(rùn)州(鎮(zhèn)江)夢(mèng)溪園寫(xiě)出《筆談》巨著。 選自:《物理教師手冊(cè)》 |
i河南省開(kāi)封市尉氏博文學(xué)校
八年級(jí)第一次月考試題
物 理
1.男同學(xué)說(shuō)話聲音“低沉”,是指男同學(xué)聲音的________ 低,這是因?yàn)槟型瑢W(xué)說(shuō)話時(shí),聲帶振動(dòng)較________的緣故。
2.音樂(lè)會(huì)上人們聽(tīng)到優(yōu)美的小提琴聲是由琴弦的________產(chǎn)生的,并通過(guò)________這種介質(zhì)傳到人耳的。
3.在音樂(lè)大廳里,樂(lè)團(tuán)正演奏著雄壯的交響樂(lè),各種樂(lè)器的形狀雖然不同,但它們發(fā)聲都是由于________產(chǎn)生的;各種不同樂(lè)器發(fā)出聲音的________、________不同,但它們演奏樂(lè)曲的音調(diào)相同。
4.夏秋時(shí)節(jié)來(lái)到太陽(yáng)島上,耳邊會(huì)傳來(lái)悅耳的鳥(niǎo)叫和蛙鳴,青蛙“呱呱”的叫聲是由于它的鳴囊在________,我們根據(jù)________能分辨出鳥(niǎo)叫和蛙鳴。
5.在狹窄的空間燃放鞭炮比在野外燃放鞭炮時(shí)的響度明顯大,這是因?yàn)樵讵M小空間聲波經(jīng)過(guò)多次________造成的。
6.噪聲是當(dāng)代社會(huì)的四大公害之一,它是由發(fā)聲體的________產(chǎn)生的。有資料顯示,噪聲每經(jīng)過(guò)一條100m寬的林帶可降低20dB~25dB,從減弱噪聲的途徑看,這是在________中降低噪聲的。
7.如下圖所示,是聲音輸入到示波器上時(shí)顯示振幅與時(shí)間關(guān)系的波形。其中,聲音音調(diào)相同的是________圖和________圖,響度相同的是________圖和________圖。
A B C D
8.小明同學(xué)自己制作了一個(gè)哨子,在筷子上纏一些棉花,制成一個(gè)活塞,用水蘸濕棉花后插入兩端開(kāi)口的塑料管,吹管的上端,可以發(fā)出悅耳的哨音,此哨間是由于管內(nèi)空氣柱________產(chǎn)生的。上下拉動(dòng)活塞,可以改變聲音的。(選填“單調(diào)”、“響度”或“音色”)
9.釣魚(yú)時(shí)不能大聲喧嘩,因?yàn)轸~(yú)聽(tīng)到人聲就會(huì)嚇走,這說(shuō)明( )
A.只有空氣能傳播聲音
B.空氣和水都能傳播聲音
C.聲音在水中的速度比在空氣中的速度小
D.聲音從空氣傳入水中,音調(diào)發(fā)生了變化
10.聲音從水中傳入空氣中,它的速度將( )
A.變大 B. 變小 C. 不變 D. 不能確定
11.控制噪聲是城市環(huán)保工作主要的項(xiàng)目之一,下列措施不能減弱噪聲的是( )
A.市區(qū)內(nèi)禁止機(jī)動(dòng)車(chē)?guó)Q笛 B.減少二氧化碳?xì)怏w的排放
C.在汽車(chē)的排氣管上裝消聲器 D.在城市街道兩旁和空地多種草,多植樹(shù)
12.下列說(shuō)法正確的是( )
A.聲音是由振動(dòng)而發(fā)生,發(fā)聲的物體不一定振動(dòng)
B.聲音在空氣中的傳播速度小于在鐵軌中的傳播速度
C.聲音在真空中也能傳播 D.聲音在液體中不能傳播
13.幾名同學(xué)在室外聊天,室內(nèi)同學(xué)聽(tīng)聲音可以分辨出每句話是誰(shuí)說(shuō)的,這主要是因?yàn)楦魅税l(fā)聲的( )
A.音調(diào)不同 B.音色不同 C.頻率不同 D.響度不同
14.一場(chǎng)大雪過(guò)后,人們會(huì)感到外萬(wàn)籟俱靜,究其原因,你認(rèn)為正確的是( )
A.可能是大雪后,行駛的車(chē)輛較少,噪聲減小
B.可能是大雪后,大地銀裝素裹,噪聲被反射
C.可能是大雪蓬松且多孔,對(duì)噪聲有吸收作用
D.可能是大雪后氣溫較低,噪聲傳播速度較慢
物質(zhì) | 空氣 | 氧氣 | 鋁 | 鐵 | 鉛 |
物質(zhì)的密度 kg/m3 | 1.29 | 1.43 | 2700 | 7900 | 11300 |
聲音傳播的 速度m/s | 330 | 316 | 5100 | 5000 | 300 |
15.下表列出了相同條件下不同物質(zhì)的密度及聲音在其中傳播的速度。
根據(jù)上表提供的信息,可以得出的結(jié)論是( )
A.聲音傳播的速度隨著物質(zhì)密度的增大而增大
B.聲音傳播的速度隨著物質(zhì)密度的增大而減小
C.聲音在金屬中傳播的速度大于它在氣體中傳播的速度
D.聲音在金屬中傳播的速度隨著金屬密度的增大而增大
16.說(shuō)女同學(xué)比男同學(xué)的聲音尖,這是指 ( )
A.響度 B.音調(diào) C. 音色 D.音準(zhǔn)
17.憑你的生活經(jīng)驗(yàn),說(shuō)出下列環(huán)境中噪聲最大的是( )
A.圖書(shū)閱覽室 B.自由市場(chǎng)
C.“英模報(bào)告”會(huì)場(chǎng) D.校園的林陰路上
18.下列建筑不屬于聲音的利用的是 ( )
A.北京天壇的回音壁 B.錄音棚墻壁做成凸凹不平關(guān)
C.北京天壇的三音石 D.北京天壇的圜丘
19.科學(xué)家在對(duì)蝙蝠的研究中,曾經(jīng)用黑布將蝙蝠的雙眼蒙上,發(fā)現(xiàn)蝙蝠也可以很正常地飛行,沒(méi)有受到一點(diǎn)影響,這是因?yàn)? ( )
A.蝙蝠在飛行時(shí)會(huì)發(fā)出次聲波,根據(jù)回聲定位原理來(lái)飛行
B.蝙蝠的眼睛會(huì)發(fā)出超聲波,能穿透黑布,清楚地看到黑布外面的目標(biāo)
C.蝙蝠在飛行時(shí)會(huì)發(fā)出超聲波,根據(jù)回聲定位原理來(lái)飛行
D.黑布太薄會(huì)透光,蝙蝠可以很清楚地看到黑布外面的目標(biāo)
20.一般來(lái)說(shuō),大禮堂的四周墻壁做成凸凹不平的形狀,這是為了( 。
A.減少聲音的反射 B.增強(qiáng)聲強(qiáng)的反射
C.增強(qiáng)聲音的響度 D.只是為了裝飾美觀
21.下列不屬于超聲波應(yīng)用的是 ( 。
A.利用聲波清洗精密的機(jī)械
B.外科醫(yī)生利用聲波的振動(dòng)除去人體內(nèi)的結(jié)石
C.醫(yī)生給病人做“B超”檢查
D.醫(yī)生用“叩診”法給病人診病
22.吹笛子時(shí)笛子發(fā)聲主要是 ( )
A.笛子本身(竹管)振動(dòng)發(fā)聲
B.笛子(竹管)中的空所術(shù)振動(dòng)發(fā)聲
C.演員的嘴唇振動(dòng)發(fā)出的聲音
D.以上說(shuō)法都不正確
23.我們對(duì)遠(yuǎn)處的人大聲喊話時(shí),常用雙手在嘴邊圍成喇叭狀,這是為了( 。
A.增大喊話頻率 B.增加傳入對(duì)方耳朵的聲音響度
C.改變講話的音色 D.增大講話人的肺活量
24.一列?吭谡九_(tái)的甲列車(chē)發(fā)出一聲長(zhǎng)鳴,另一列飛馳而過(guò)的乙列車(chē)也發(fā)出一聲長(zhǎng)鳴。站在鐵路旁邊的人聽(tīng)到的兩聲長(zhǎng)鳴,其音調(diào)相比( 。
A.甲列車(chē)的高 B.乙列車(chē)的高 C.相同 D.無(wú)法比較
25.下列關(guān)于聲源的說(shuō)法錯(cuò)誤的是( 。
A.一切聲源都在振動(dòng) B.聲源的振動(dòng)如果停止,它就停止了發(fā)聲
C.不發(fā)生振動(dòng)的物體也可能發(fā)聲 D.不發(fā)生振動(dòng)的物體一定不是聲源
26.人們常用推理的方法研究問(wèn)題,如在“探究聲音的傳播”實(shí)驗(yàn)中,現(xiàn)有的抽氣設(shè)備總是很難將玻璃罩內(nèi)抽成真空狀態(tài),在這種情況下,你怎樣通過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象推理得出“聲音不能在真空中傳播”這一結(jié)論?
7.圖1-4是探究聲現(xiàn)象時(shí)常用的裝置。
1.圖中所示的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說(shuō)明_______________。
2.乒乓球在實(shí)驗(yàn)中起什么作用?
3.加大力度敲音叉,根據(jù)發(fā)生的現(xiàn)象,你又得出什么結(jié)論?
28.小宇在閱讀《科海奇聞》一書(shū)時(shí),看到這樣一條奇聞:20世紀(jì)60年代初,美國(guó)空軍在俄克拉荷馬上空做音速飛行實(shí)驗(yàn),飛機(jī)每天在10000的高空飛行8次,半年以后,當(dāng)?shù)匾粋(gè)農(nóng)場(chǎng)飼養(yǎng)的10000只雞中,有6000只被飛機(jī)轟鳴聲殺死,幸存的4000只雞,有的羽毛全部掉光,有的干脆不下蛋了。
這則奇聞引起了小宇他們學(xué)習(xí)小組對(duì)噪聲探究的好奇心。于是,小組內(nèi)的各位同學(xué)又分頭查閱了許多資料,得到了如下的一些信息。
29請(qǐng)你根據(jù)小宇他們提供的信息資料,回答他們提出的問(wèn)題:
1.有些不法商販,為了銷(xiāo)售劣質(zhì)產(chǎn)品,就在店鋪內(nèi)通過(guò)高音喇叭播放音樂(lè),他們是想利用噪聲能夠損害__________,從而對(duì)產(chǎn)品產(chǎn)生錯(cuò)覺(jué)這一危害,來(lái)使顧客上當(dāng)。
2.由上述信息資料,我們可以歸納出消音材料的兩個(gè)作用是:__________和__________。
3.小宇要將家中隔音墻的材料由棉布換成瓷瓦,曉麗認(rèn)為不妥。他們由此引出一個(gè)新的探究課題,請(qǐng)根據(jù)他倆提出的探究課題,寫(xiě)出簡(jiǎn)要的探究報(bào)告。
課題:棉布與瓷瓦哪種材料的隔音效果更好
實(shí)驗(yàn)器材和步驟:________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
4.為了減小噪聲污染,我們?cè)谌粘I钪袘?yīng)該這樣做(請(qǐng)寫(xiě)出兩條):
①
②
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