超低溫的奇跡

奚同庚

①在向絕對零度（指熱力學上的最低溫度）進軍的同時，科學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，物質會發(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。

③在超低溫條件下，許多金屬的性質發(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；本來能流動的水銀，變得像鐵一般堅硬。當然，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械強度。

④在超低溫條件下，除了金屬以外，其它物質也會發(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，會變得像玻璃那樣既脆又硬，搖一搖，還會叮當叮當直響；在非常接近絕對零度的時候，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。不過當氦氣冷到-270.96℃的時候，它竟會變成一種能“爬”善“攀”的液體。

⑤如果把一個小杯子放在大杯子里面，小杯子里面盛放著液體的氦，當溫度冷到-270.96℃的時候，小杯子里面的液氦就會自動地沿著杯子的壁向外“爬”出去，流進大杯子里，一直到大、小杯子的液面相平為止。

⑥這時候的液體氦，已經(jīng)是一種沒有一點粘滯度的理想流體了。我們把液氦在極低溫下這種自動“爬”出容器的現(xiàn)象，稱為“超流現(xiàn)象”。

⑦“超流現(xiàn)象”在生產(chǎn)和科學研究中有什么用處，目前還不清楚。但是，科學家對這種奇異的物理現(xiàn)象極為重視。有人認為，具有超流現(xiàn)象的理想流體是一種新的物質形態(tài)，它可能也存在于某些崩潰的星核之中。弄清這種新的物質形態(tài)的本質以后，對于分析宇宙中像脈沖星一類奇異星體的本質，很可能具有特殊的意義。

⑧此外，超低溫技術對于原子核物理的發(fā)展起著重要的作用。比如，物理學中著名的“宇稱守恒定律” 被否定， 以-270℃下的實驗結果為依據(jù)的。同樣，依靠超低溫下的實驗結果，又證實了著名的弱相互作用中的宇稱不守恒理論。

⑨低溫世界里的奇妙現(xiàn)象，還有好多，下面我們再著重介紹一個最有趣的物理現(xiàn)象——超導。

⑩1911年，荷蘭著名的低溫物理學家卡默林·奧尼斯和他的學生，把水銀冷卻到了-269℃以下，再在已經(jīng)凝成固體的水銀導線上通上幾毫安的電流，然后測量它兩端的電壓。這時突然出現(xiàn)了一個非常奇特的現(xiàn)象：水銀導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，這個現(xiàn)象簡直是太荒唐了，真叫人不敢相信。為了進一步證實這個奇怪的現(xiàn)象，他們又設計了一個更精密的實驗。把水銀冷到接近絕對零度，用它做成一個環(huán)路，放在一個磁場中。然后把磁場突然撤掉，由于電磁感應作用，在水銀環(huán)路中便產(chǎn)生了一個感應電流。如界水銀內(nèi)確實沒有電阻，感應電流應當毫無損耗地長期流下去。

?經(jīng)過幾年的耐心觀察，得到了肯定的結果：水銀環(huán)路里的電流確實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椅那樣，一旦轉動起來，就永遠也不肯再停下來。

? ▲ 。

13.閱讀全文，說說在超低溫下物質出現(xiàn)了哪些奇跡。（3分）

14.閱讀第⑤段，說一說下面句子中加點詞語的表達作用。（3分）

當溫度冷到-270.96℃的時候，小杯子里面的液氦就會自動地沿著杯子的壁向外“爬”出去，流進大杯子里

15.文章第④段中畫線句運用了列數(shù)字、________、_______的說明方法，請選擇其中一種，簡要說明表達作用。（4分）

表達作用：_________________________ ____________16.下列說法有錯誤的一項是（ ）（2分）

A.第⑨-?段中荷蘭物理學家發(fā)現(xiàn)超導現(xiàn)象的故事讓本文變得生動有趣，可讀性很強。

B.第⑧段橫線處可以填入的關聯(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.超流和超導現(xiàn)象在生產(chǎn)和科學研究中都已經(jīng)起到了積極的作用。

17.請在文章第?段畫線處補寫一個句子，作為文章的結尾。（3分）

參考答案：

13.許多金屬的性質發(fā)生了脫胎換骨的變化；金屬以外的其它物質也會發(fā)生面目全非的變化

（超流現(xiàn)象）；超導現(xiàn)象。 評分意見：共3分，答出一點得一分。

14.“爬”是爬行的意思，運用了比擬的修辭手法，將溫度冷到-270.96℃時的液體氦賦予生命，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性。

評分意見：共3分，詞語解釋1分，修辭方法占1分，結合文章內(nèi)容談表達作用1分；意思對即可得分。

15.作比較，打比方。

示例1：這一句運用作比較的說明方法；把超低溫下的氧氣、氫氣和氦氣進行比較，突出了在超低溫條件下各種物質發(fā)生變化的不同。

示例2：這一句運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硬的石頭，形象生動地說明了超低溫下氧氣和氫氣發(fā)生的奇妙變化。

評分意見：本題共4分。正確指出說明方法得2分，結合句意分析作用占2分。

16. D 評分意見：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�，也會有更多的奇跡出現(xiàn)在艱辛探索的道路上。

評分意見：本題共3分，照應文章的開頭，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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