Question

【題目】閱讀《漏刻》一文，回答下列問題。

在機械鐘表傳入中國之前，漏刻是中國使用最普遍的一種計時器。《隋書天文志》中記載：“昔黃帝創觀漏水，制器取則，以分晝夜。其后因以命官，周禮竿壺氏則其職也。”竿壺氏，即為掌漏刻的官員。唐代詩人李賀“似將海水添宮漏，共滴長門一夜長”，宋代蘇軾“缺月掛疏桐，漏斷入初靜”，其中“漏”就是指漏刻，可見唐宋時期人們使用漏刻計時已經很普遍了。

漏，指漏壺。刻，指箭刻，箭上有刻度，是放置在漏壺內以標記時刻。漏刻通常使用銅壺盛水，又稱為漏壺，滴漏以計時刻，故又稱為“銅壺滴漏”。銅壺滴漏使用原理，是利用滴水多寡來計量時間，計時的準確度取決于水流的均勻程度。漏壺有泄水型的沉箭漏和受水型的浮箭漏兩種。

沉箭漏古老而簡單，只有單壺，壺的底部有小孔，壺中有箭刻，箭下以一只箭舟相托，浮于水面。使用時，壺中的水由小孔流至壺外，箭刻隨之逐漸下降，以顯示時間。圖甲所示，就是一個出土于河北省滿城的西漢銅漏（滿城銅漏），制造于公元前113年之前，圖乙是它的原理圖。這種漏刻，滴水速度受到壺中液位高度的影響，液位高，滴水速度較快，液位低，滴水速度較慢，先后流量不一，故其計時精度不會高，只能在日常生活中作為粗略的時段計時工具。

浮箭漏的發明晚于沉箭漏，但功能優于前者。它分供水的播水壺、及置放箭刻的受水壺兩部分。使用時，播水壺的水經小孔不斷注入受水壺，箭刻便逐漸隨之上浮，以顯示時間。后來發現計時準確度并未得到大幅提高，于是在前面的播水壺上方再加一只播水壺，用來保證第一只播水壺的水位穩定，使水流速度均勻。后來也有加多個播水壺，形成多級漏壺。圖是中國國家博物館展示的元代多級浮箭漏，圖中的4號壺即為受水壺。

浮箭漏是史上記載使用最多、流傳最廣的計時器。不管是用哪種銅壺滴漏計時，主要是通過觀察水位上升或下降時，箭刻上所顯示的刻度來推算時間。如果泄水型漏壺，壺內裝滿水，水從底部小孔滴出，一天一夜剛好滴完。《說文解字》中就有：“漏，以銅受水刻節，晝夜百節。”之說。將一晝夜二十四小時，均分在箭刻的一百個刻度上，一個刻度就等于十四分二十四秒。

自東漢以來，歷代都曾改革漏刻制，改百刻為十二倍數，如九十六、一百零八、一百二十。到清初《時憲書》施行后，正式將一晝夜百刻改為九十六刻，一個時辰（兩個小時）分八刻，一小時為四刻，而一刻就是十五分鐘，一直沿用至今。古人利用“圭表”辨別南北方位、確定節氣和時刻；使用 “圭表”辨別南北方位、確定節氣和時刻；使用“日晷”觀察日影方位變化來推算一天的時間；改良圭表、日晷觀察日影方位變化來推算一天的時間；改良圭表、日晷的缺點，運用漏壺中水位高低變動來計量時間。古代這些簡單而有效的計時儀器，充分展現了先人的智慧。

請根據上述材料，回答下列問題：

（1）漏刻是利用_______來計量時間的；

（2）漏刻中的箭舟隨著水位高低而升降，它所受浮力大小是_____（選填“變化”或“不變”）的；

（3）如圖所示，多級漏刻的四個銅壺中，保持________（選填“1”、“2”、“3”或“4”）銅壺中水位的穩定，是提高計時準確度的關鍵；

（4）用沉箭漏計量時間，主要問題是隨著水位降低水滴流速變慢。從物理角度來看，造成該問題的主要原因是____________________。

Answer 1

【答案】滴水多寡 不變 3 水位越低，出水口水的壓強越小，水流越小

【解析】

(1)[1]根據材料可知漏刻是用滴水多寡來計量時間的；

(2)[2]不論水位高低，漏刻中的箭舟一直在漂浮，它受到的浮力等于它的重力，由于它的重力沒變，所以它受到的浮力大小是不變的；

(3)[3]置放箭刻的受水壺，箭刻上所顯示的刻度來推算時間，多級漏刻的四個銅壺是為了保證播水壺的水位穩定，所以保證受水壺之前的3號播水壺穩定是提高計時準確度的關鍵；

(4)[4]由可知，h越小，p越小，所以水位越低時，出水口的壓強越小，水流也越小。