Question

19．2013年6月20日上午10时，中国载人航天史上的首堂太空授课开讲．神舟十号女航天员王亚平在天宫一号开展基础物理实验，为全国青少年进行太空授课．很多同学对太空中的特殊环境提出了猜想，让我们一起来分享一下：
（1）如图，王亚平太空中制作了一个“水球”，利用图中所示的现象原理可以制成照相机．
（2）还有很多同学提出了许许多多奇思妙想，以下这些现象，你认为可以在天宫一号中完成的是C
A．在太空中可以利用天平称量出物体的质量；
B．空间站里可以利用滚摆演示动能与势能的相互转化；
C．空间站里可以用放大镜观察物体；
D．在空间站里，完成过滤水中泥沙的实验．

Answer 1

分析 （1）凸透镜是利用光的折射原理，照相机、摄像机都是利用u＞2f，成倒立、缩小的实像的原理制成的，此时的物与像在透镜的两侧．
（2）地球表面及附近的一切物体都受到重力的作用．在太空舱中，物体处于完全失重状态，与重力有关的实验无法完成．

解答 解：（1）水球具有中间厚，边缘薄的特点，因此水球相当于一个凸透镜，因此看到的倒影是凸透镜成倒立实像的结果，照相机镜头的原理是利用凸透镜成倒立缩小的实像的原理．
（2）A、天平实际上是等臂杠杆，根据杠杆平衡原理，当两个托盘中物体的质量相同时，天平就会平衡，被测物体的质量就等于砝码的质量．当物体处于完全失重状态时，物体和砝码对天平两臂上的托盘压力为零，天平始终平衡，无法测量物体的质量，故在太空舱中不能用天平测量物体的质量．不符合题意；
B、滚摆在上升下降过程中重力势能和动能相互转化，在太空舱失重状态下，滚摆无法正常工作．不符合题意；
C、光的传播不需要介质，与重力没有关系．在太空舱中光可以用放大镜观察物体，符合题意；
D、在空间站里，完成过滤水中泥沙的实验过程中利用的是物体的重力，在太空舱中不能完成．不符合题意．
故答案为：（1）照相机；（2）C．

点评 此题考查了凸透镜成像的规律及其应用、失重状态下天平、弹簧测力计的使用、质量是否变化和惯性的影响因素等规律，都是力学的重要内容，并且容易出错，需要深入理解概念或规律的内涵，认真审题，正确解答．