题文

2003年10月，随着火箭发动机的轰鸣，长征二号F运载火箭将我国第一艘载人航天飞船“神舟”五号送入太空，航天英雄杨利伟带着中华民族的千年企盼，梦圆浩瀚的太空．2005年10月，“神舟”六号搭载着两名航天员费俊龙、聂海胜再次神游太空． （1）宇宙飞船在绕地球飞行时，宇航员将处于完全失重状态，这时下列哪些活动能正常进行？（ ______） a．用天平称物体的质量           b．用弹簧测力计测量拉力 c．用温度计测物体的温度         d．用刻度尺测物体的长度 e．将饮料倒进嘴里               f．做仰卧起坐锻炼身体 （2）飞船返回舱在穿越地球周围的大气层时，与大气层发生剧烈摩擦，变成火球，如何降温这是一个很重要的问题．你认为制造飞船返回舱的复合材料应具有哪些物理属性，请说出两点． （3）长征二号F火箭发射时，是利用向后喷出高速气体而前进的．飞船返回舱在返回时，尾部向前，启动制动发动机向前喷出高速气体，使返回舱速度减小、高度降低．那么火箭加速、返回舱减速是依靠什么力的作用？这个力产生的物理道理是什么？再举出生活中体现这个物理道理的一个具体实例．

题型：问答题  难度：中档

答案

（1）a、天平是等臂杠杆，依据的原理是F1L1=F2L2，F=G，如果完全失重，则重力为零，天平就无法进行测量； b、弹簧测力计的原理是弹簧受到的拉力越大，弹簧的伸长就越长．在失重情况下，弹簧仍能产生弹力，弹力是不同于重力的另一种性质的力，所以弹簧测力计仍能测量拉力； c、温度计的原理是液体的热胀冷缩，热胀冷缩是体积随温度在发生变化，与重力无关，所以在失重状态下，温度计仍能测物体温度； d、用刻度尺测长度与重力没有任何关系，所以也可以进行测量； e、物体在重力的作用下，会向下落，而如果物体完全失重，则物体就不再受到重力的作用向下运动，所以此时饮料是不能倒进嘴里的； f、做仰卧起坐时人用腹部产生的力在克服自己的重力，而如果重力消失，则人的腹部也就不能产生克服重力的力了．      （2）返回舱我们希望它越轻便越好，所以这种复合材料应具备密度小的特点；因为返回舱在返回时与大气剧烈摩擦，产生高温，为了防止烧毁返回舱，所以这种材料应具备耐高温的特点；还有要防止舱内温度过高导致对宇航员产生危险，这种材料还应具备隔热性好的特点．      （3）火箭加速时，是依靠火箭向后喷出的高速气体产生的反作用力前进的；返回舱减速时也是依靠喷出的气体产生的反作用力，这个反作用力我们也可以称之为推力．   这个力产生的物理道理是物体间力的作用是相互的．   类似的例子有：手拍桌子，同时手感到疼痛；游泳时，人向后划水，同时人向前进等． 答：（1）bcd．     （2）制造飞船返回舱的复合材料应具备密度小、隔热性好、耐高温的特点． （3）火箭加速、返回舱减速依靠的是喷出的高速气体产生的反作用力；这个力产生的物理道理是物体间力的作用是相互的； 实例：手拍桌子，同时手感到疼痛；游泳时，人向后划水，同时人向前进等．

据专家权威分析，试题“2003年10月，随着火箭发动机的轰鸣，长征二号F运载火箭将我国第一..”主要考查你对  温度计的构造及工作原理，质量的测量，天平的使用，力作用的相互性，弹簧测力计及其原理，重力的概念  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

温度计的构造及工作原理质量的测量，天平的使用力作用的相互性弹簧测力计及其原理重力的概念

考点名称：温度计的构造及工作原理

• 定义：
  温度计，是测温仪器的总称，可以准确的判断和测量温度。利用固体、液体、气体受温度的影响而热胀冷缩等的现象为设计的依据。
  
  

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• 工作原理：
     根据使用目的的不同，已设计制造出多种温度计。其设计的依据有：利用固体、液体、气体受温度的影响而热胀冷缩的现象；在定容条件下，气体（或蒸汽）的压强因不同温度而变化；热电效应的作用；电阻随温度的变化而变化；热辐射的影响等。
   一般说来，一切物质的任一物理属性，只要它随温度的改变而发生单调的、显著的变化，都可用来标志温度而制成温度计。
  
  实验室温度计的构造：玻璃外壳、毛细管、玻璃泡、刻度、温标。

• 各种温度计工作原理
  1．气体温度计：多用氢气或氦气作测温物质，因为氢气和氦气的液化温度很低，接近于绝对零度，故它的测温范围很广。这种温度计精确度很高，多用于精密测量。
  
  2．电阻温度计：分为金属电阻温度计和半导体电阻温度计，都是根据电阻值随温度的变化这一特性制成的。金属温度计主要有用铂、金、铜、镍等纯金属的及铑铁、磷青铜合金的；半导体温度计主要用碳、锗等。电阻温度计使用方便可靠，已广泛应用。它的测量范围为-260℃至600℃左右。高精度温度计高精度温度计
  
  3．温差电偶温度计：是一种工业上广泛应用的测温仪器。利用温差电现象制成。两种不同的金属丝焊接在一起形成工作端，另两端与测量仪表连接，形成电路。把工作端放在被测温度处，工作端与自由端温度不同时，就会出现电动势，因而有电流通过回路。通过电学量的测量，利用已知处的温度，就可以测定另一处的温度。它适用于温差较大的两种物质之间，多用于高温和低浊测量。有的温差电偶能测量高达3000℃的高温，有的能测接近绝对零度的低温。
  
  4．高温温度计：是指专门用来测量500℃以上的温度的温度计，有光测温度计、比色温度计和辐射温度计。高温温度计的原理和构造都比较复杂，这里不再讨论。其测量范围为500℃至3000℃以上，不适用于测量低温。
  
  5．指针式温度计：是形如仪表盘的温度计，也称寒暑表，用来测室温，是用金属的热胀冷缩原理制成的。它是以双金属片做为感温元件，用来控制指针。双金属片通常是用铜片和铁片铆在一起，且铜片在左，铁片在右。由于铜的热胀冷缩效果要比铁明显的多，因此当温度升高时，铜片牵拉铁片向右弯曲，指针在双金属片的带动下就向右偏转（指向高温）；反之，温度变低，指针在双金属片的带动下就向左偏转（指向低温）。
  
  6．玻璃管温度计：玻璃管温度计是利用热胀冷缩的原理来实现温度的测量的。由于测温介质的膨胀系数与沸点及凝固点的不同，所以我们常见的玻璃管温度计主要有：煤油温度计、水银温度计、红钢笔水温度计。他的优点是结构简单，使用方便，测量精度相对较高，价格低廉。缺点是测量上下限和精度受玻璃质量与测温介质的性质限制。且不能远传，易碎。
  
  7．压力式温度计：压力式温度计是利用封闭容器内的液体，气体或饱和蒸气受热后产生体积膨胀或压力变化作为测信号。它的基本结构是由温包、毛细管和指示表三部分组成。压力式温度计的优点是：结构简单，机械强度高，不怕震动。价格低廉，不需要外部能源。缺点是：测温范围有限制，一般在-80~400℃；热损失大响应时间较慢。
  
  8．水银温度计：水银温度计是膨胀式温度计的一种，水银的凝固点是-38.87℃，沸点是356.7℃，用来测量0--150℃或500℃以内范围的温度，它只能作为就地监督的仪表。用它来测量温度，不仅比较简单直观，而且还可以避免外部远传温度计的误差。
  
  9. 双金属温度：计双金属温度计是一种适合测量中、低温的现场检测仪表，可用来直接测量气体、液体和蒸汽的温度(见图)。该温度计从设计原理及结构上具有防水、防腐蚀、隔爆、耐震动、直观、易读数、无汞害、坚固耐用等特点。可取代其他形式的测量仪表，广泛应用于石油、化工、机械、船舶、发电、纺织、印染等工业和科研部门。