超低溫的奇跡
奚同庚
①在向絕對(duì)零度（指熱力學(xué)上的最低溫度）進(jìn)軍的同時(shí)，科學(xué)家又在艱辛地探索著低溫世界的許多奧秘。
②在低溫世界里，物質(zhì)會(huì)發(fā)生人們意想不到的許多奇妙的變化，出現(xiàn)很多非常有趣的物理現(xiàn)象。
?、墼诔蜏貤l件下，許多金屬的性質(zhì)發(fā)生了“脫胎換骨”的變化。韌性本來很好的鋼，變得像陶瓷那樣脆，敲一下它就會(huì)粉身碎骨；至于錫，用不著碰它，已經(jīng)變成一堆粉末了；本來能流動(dòng)的水銀，變得像鐵一般堅(jiān)硬。當(dāng)然，也有例外。像銅、鋁和鎳在很低的溫度下，仍然能保持良好的韌性和機(jī)械強(qiáng)度。
?、茉诔蜏貤l件下，除了金屬以外，其它物質(zhì)也會(huì)發(fā)生面目全非的變化。柔軟而嬌嫩的鮮花在液態(tài)空氣中浸過以后，會(huì)變得像玻璃那樣既脆又硬，搖一搖，還會(huì)叮當(dāng)叮當(dāng)直響；在非常接近絕對(duì)零度的時(shí)候，氧氣像白色的砂粒，氫氣像石頭一樣硬，各種氣體幾乎全部成了固體。惟一的例外，最能抗凍的是氦氣，它還是液體。不過當(dāng)氦氣冷到-270.96℃的時(shí)候，它竟會(huì)變成一種能“爬”善“攀”的液體。
⑤如果把一個(gè)小杯子放在大杯子里面，小杯子里面盛放著液體的氦，當(dāng)溫度冷到-270.96℃的時(shí)候，小杯子里面的液氦就會(huì)自動(dòng)地沿著杯子的壁向外“爬”出去，流進(jìn)大杯子里，一直到大、小杯子的液面相平為止。
?、捱@時(shí)候的液體氦，已經(jīng)是一種沒有一點(diǎn)粘滯度的理想流體了。我們把液氦在極低溫下這種自動(dòng)“爬”出容器的現(xiàn)象，稱為“超流現(xiàn)象”。
?、摺俺鳜F(xiàn)象”在生產(chǎn)和科學(xué)研究中有什么用處，目前還不清楚。但是，科學(xué)家對(duì)這種奇異的物理現(xiàn)象極為重視。有人認(rèn)為，具有超流現(xiàn)象的理想流體是一種新的物質(zhì)形態(tài)，它可能也存在于某些崩潰的星核之中。弄清這種新的物質(zhì)形態(tài)的本質(zhì)以后，對(duì)于分析宇宙中像脈沖星一類奇異星體的本質(zhì)，很可能具有特殊的意義。
⑧此外，超低溫技術(shù)對(duì)于原子核物理的發(fā)展起著重要的作用。比如，物理學(xué)中著名的“宇稱守恒定律” 被否定， 以-270℃下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果為依據(jù)的。同樣，依靠超低溫下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，又證實(shí)了著名的弱相互作用中的宇稱不守恒理論。
?、岬蜏厥澜缋锏钠婷瞵F(xiàn)象，還有好多，下面我們?cè)僦亟榻B一個(gè)最有趣的物理現(xiàn)象 ——超導(dǎo)。
⑩1911年，荷蘭著名的低溫物理學(xué)家卡默林·奧尼斯和他的學(xué)生，把水銀冷卻到了-269℃以下，再在已經(jīng)凝成固體的水銀導(dǎo)線上通上幾毫安的電流，然后測(cè)量它兩端的電壓。這時(shí)突然出現(xiàn)了一個(gè)非常奇特的現(xiàn)象：水銀導(dǎo)線的電阻竟然完全消失了。
?這一驚人的發(fā)現(xiàn)使師生兩人愣住了。
?乍看起來，這個(gè)現(xiàn)象簡(jiǎn)直是太荒唐了，真叫人不敢相信。為了進(jìn)一步證實(shí)這個(gè)奇怪的現(xiàn)象，他們又設(shè)計(jì)了一個(gè)更精密的實(shí)驗(yàn)。把水銀冷到接近絕對(duì)零度，用它做成一個(gè)環(huán)路，放在一個(gè)磁場(chǎng)中。然后把磁場(chǎng)突然撤掉，由于電磁感應(yīng)作用，在水銀環(huán)路中便產(chǎn)生了一個(gè)感應(yīng)電流。如界水銀內(nèi)確實(shí)沒有電阻，感應(yīng)電流應(yīng)當(dāng)毫無損耗地長(zhǎng)期流下去。
?經(jīng)過幾年的耐心觀察，得到了肯定的結(jié)果：水銀環(huán)路里的電流確實(shí)沒有一絲一毫的衰減。這就是說，環(huán)路里的電子，好像坐上了沒有任何阻力和摩擦的轉(zhuǎn)椅那樣，一旦轉(zhuǎn)動(dòng)起來，就永遠(yuǎn)也不肯再停下來。
? ▲ 。
13.閱讀全文，說說在超低溫下物質(zhì)出現(xiàn)了哪些奇跡。（3分）
14.閱讀第⑤段，說一說下面句子中加點(diǎn)詞語的表達(dá)作用。（3分）
當(dāng)溫度冷到-270.96℃的時(shí)候，小杯子里面的液氦就會(huì)自動(dòng)地沿著杯子的壁向外“爬”出去，流進(jìn)大杯子里
15.文章第④段中畫線句運(yùn)用了列數(shù)字、________、_______的說明方法，請(qǐng)選擇其中一種，簡(jiǎn)要說明表達(dá)作用。（4分）
表達(dá)作用：_________________________ ____________16.下列說法有錯(cuò)誤的一項(xiàng)是（ ）（2分）
A.第⑨-?段中荷蘭物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)現(xiàn)象的故事讓本文變得生動(dòng)有趣，可讀性很強(qiáng)。
B.第⑧段橫線處可以填入的關(guān)聯(lián)詞語依次是“之所以……就是……”。
C.文章第③和第④段的說明順序是由一般到特殊的邏輯順序。
D.超流和超導(dǎo)現(xiàn)象在生產(chǎn)和科學(xué)研究中都已經(jīng)起到了積極的作用。
17.請(qǐng)?jiān)谖恼碌?段畫線處補(bǔ)寫一個(gè)句子，作為文章的結(jié)尾。（3分）
參考答案：
13.許多金屬的性質(zhì)發(fā)生了脫胎換骨的變化；金屬以外的其它物質(zhì)也會(huì)發(fā)生面目全非的變化
?。ǔ鳜F(xiàn)象）；超導(dǎo)現(xiàn)象。 評(píng)分意見：共3分，答出一點(diǎn)得一分。
14.“爬”是爬行的意思，運(yùn)用了比擬的修辭手法，將溫度冷到-270.96℃時(shí)的液體氦賦予生命，形象地寫出了在-270.96℃下液體氦沿著杯壁移動(dòng)的奇妙情景，展現(xiàn)了低溫下的奇跡，體現(xiàn)了說明文語言的生動(dòng)性。
評(píng)分意見：共3分，詞語解釋1分，修辭方法占1分，結(jié)合文章內(nèi)容談表達(dá)作用1分；意思對(duì)即可得分。
15.作比較，打比方。
示例1：這一句運(yùn)用作比較的說明方法；把超低溫下的氧氣、氫氣和氦氣進(jìn)行比較，突出了在超低溫條件下各種物質(zhì)發(fā)生變化的不同。
示例2：這一句運(yùn)用打比方的說明方法；將超低溫下的氧氣和氫氣比作白色的砂粒和堅(jiān)硬的石頭，形象生動(dòng)地說明了超低溫下氧氣和氫氣發(fā)生的奇妙變化。
評(píng)分意見：本題共4分。正確指出說明方法得2分，結(jié)合句意分析作用占2分。
16. D 評(píng)分意見：本題3分。
17.示例：低溫的世界多么奇妙，那里還有很多的奧秘等待著我們?nèi)ヌ剿?，也會(huì)有更多的奇跡出現(xiàn)在艱辛探索的道路上。
評(píng)分意見：本題共3分，照應(yīng)文章的開頭，答出低溫世界的奇妙，有很多奧秘等待探索即可得分。
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