Question

12．天宮一號(hào)是中國第一個(gè)目標(biāo)飛行器，于2011年9月29日21時(shí)16分3秒在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射，它的發(fā)射標(biāo)志著中國邁入中國航天“三步走”戰(zhàn)略的第二步第二階段．2011年11月3日凌晨順利實(shí)現(xiàn)與神舟八號(hào)飛船的對(duì)接任務(wù)．按照計(jì)劃，神舟九號(hào)、神舟十號(hào)飛船將在接下來的時(shí)間里依次與天宮一號(hào)完成無人或有人交會(huì)對(duì)接任務(wù)，并建立中國首個(gè)空間實(shí)驗(yàn)室．請(qǐng)就此回答問題．
（1）神舟七號(hào)飛船在軌道上正常飛行時(shí)處于“失重”狀態(tài)，在這種環(huán)境下，以下哪個(gè)實(shí)驗(yàn)不能像在地面上一樣正常進(jìn)行AD．（不定項(xiàng)）
A．用天平稱量物體質(zhì)量             B．用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)拉力
C．用體溫計(jì)測(cè)體溫                 D．用漏斗、濾紙過濾除去水中的泥沙
（2）飛船在太空遨游，它是否受力的作用，為什么？受力的作用，因?yàn)轱w船的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不斷改變
（3）科技研究小組為太空工作站的宇航員設(shè)計(jì)了如圖所示的四種電加熱水壺．其中最合理的是D，理由是電熱絲位于水的中央位置，可以使熱量向周圍傳遞，加熱效果好，能量利用效率高． 
 

Answer 1

分析 （1）如果失重，原來受重力影響的實(shí)驗(yàn)，都將無法完成，分析各實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)是否與重力有關(guān)，然后作出判斷．
（2）飛船在太空遨游時(shí)，它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)刻在改變，故它一定受到力的作用，因?yàn)榱κ歉淖兾矬w運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因．
（3）地球上的水之所以能燒開，除了熱傳導(dǎo)以外，更重要的是冷熱水的對(duì)流，所以在地球上只要從底部加熱即可，而太空工作站中，處于失重狀態(tài)，不能發(fā)生對(duì)流現(xiàn)象，據(jù)此進(jìn)行解答和設(shè)計(jì)電路圖．

解答 解：（1）A、天平是一個(gè)等臂杠桿，杠桿的兩端掛物體時(shí)，由于物體失重，物體不會(huì)對(duì)杠桿施加任何力的作用，所以在失重狀態(tài)下不能用天平測(cè)量物體的質(zhì)量，故A正確；
B、彈簧測(cè)力計(jì)工作原理是根據(jù)彈簧的伸長(zhǎng)與受到的拉力成正比，拉力能使彈簧伸長(zhǎng)，在失重狀態(tài)下，能用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量拉力，故B錯(cuò)誤；
C、體溫計(jì)是應(yīng)用液體熱脹冷縮的性質(zhì)測(cè)量體溫的，失重狀態(tài)下，物體的熱脹冷縮不受影響，能用體溫計(jì)測(cè)體溫，故C錯(cuò)誤；
D、采取過濾的方法除去水中泥沙時(shí)，需要在重力作用下使水通過濾紙而達(dá)到過濾的目的，而在無重力的太空實(shí)驗(yàn)室很難完成該操作，故D正確；故選AD；
（2）飛船在太空遨游時(shí)，它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)在不斷的改變，故它一定受到力的作用；
（3）A、在太空中的水處于完全失重狀態(tài)，水不能在重力作用下發(fā)生對(duì)流，燒水時(shí)只能利用熱傳遞改變水的溫度，把水燒開，圖A所示電路圖從外部對(duì)水加熱，燒水的效果不好，因此A設(shè)計(jì)不合理；
B、在太空中的水處于完全失重狀態(tài)，水不能在重力作用下發(fā)生對(duì)流，燒水時(shí)只能利用熱傳遞改變水的溫度，把水燒開，圖B所示電路圖從外部對(duì)水加熱，燒水的效果不好，故B設(shè)計(jì)不合理；
C、雖然在水的內(nèi)部加熱，但電熱絲偏下，熱量通過熱傳遞傳到頂部需要的時(shí)間較長(zhǎng)，能量利用效率不高，加熱效果不好；
D、圖設(shè)計(jì)，電熱絲在內(nèi)部加熱，且電熱絲位于水的中央位置，可以使熱量向周圍傳遞，加熱效果好，能量利用效率高，設(shè)計(jì)最合理；故選D．
故答案為：（1）AD；（2）受力的作用；因?yàn)轱w船的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不斷改變；（3）D；電熱絲位于水的中央位置，可以使熱量向周圍傳遞，加熱效果好，能量利用效率高．

點(diǎn)評(píng) （1）當(dāng)測(cè)量環(huán)境發(fā)生改變時(shí)，一些測(cè)量實(shí)驗(yàn)不能進(jìn)行．
到太空中不能進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)：天平測(cè)量物體質(zhì)量、托里拆利實(shí)驗(yàn)、彈簧測(cè)量計(jì)不能測(cè)量重力但是可以測(cè)量拉力、杠桿平衡條件實(shí)驗(yàn)等，因?yàn)橹亓�和氣壓的�?shí)驗(yàn)都將不能進(jìn)行．
（2）掌握力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系是解答此類題的關(guān)鍵．
（3）本題考查了電路圖的設(shè)計(jì)，關(guān)鍵是知道太空中處于失重狀態(tài)不能發(fā)生對(duì)流現(xiàn)象．