Question

12．天宮一號是中國第一個目標(biāo)飛行器，于2011年9月29日21時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)與神舟八號飛船的對接任務(wù)．按照計(jì)劃，神舟九號、神舟十號飛船將在接下來的時間里依次與天宮一號完成無人或有人交會對接任務(wù)，并建立中國首個空間實(shí)驗(yàn)室．請就此回答問題．
（1）神舟七號飛船在軌道上正常飛行時處于“失重”狀態(tài)，在這種環(huán)境下，以下哪個實(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．用彈簧測力計(jì)測拉力
C．用體溫計(jì)測體溫                 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，它的運(yùn)動狀態(tài)時刻在改變，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、天平是一個等臂杠桿，杠桿的兩端掛物體時，由于物體失重，物體不會對杠桿施加任何力的作用，所以在失重狀態(tài)下不能用天平測量物體的質(zhì)量，故A正確；
B、彈簧測力計(jì)工作原理是根據(jù)彈簧的伸長與受到的拉力成正比，拉力能使彈簧伸長，在失重狀態(tài)下，能用彈簧測力計(jì)測量拉力，故B錯誤；
C、體溫計(jì)是應(yīng)用液體熱脹冷縮的性質(zhì)測量體溫的，失重狀態(tài)下，物體的熱脹冷縮不受影響，能用體溫計(jì)測體溫，故C錯誤；
D、采取過濾的方法除去水中泥沙時，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，它的運(yùn)動狀態(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)生對流，燒水時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)生對流，燒水時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間較長，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 （1）當(dāng)測量環(huán)境發(fā)生改變時，一些測量實(shí)驗(yàn)不能進(jìn)行．
到太空中不能進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)：天平測量物體質(zhì)量、托里拆利實(shí)驗(yàn)、彈簧測量計(jì)不能測量重力但是可以測量拉力、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)生對流現(xiàn)象．