Question

4．北京时间2013年6月20日上午10点，神十航天员王亚平在“天宫一号”上为给地面的学生讲课，并做了一些实验．
实验一：单摆运动
T形支架上，细绳拴着一颗小球．这是物理课上常见的实验装置--单摆．王亚平用手指轻推小球，小球开始绕着支架的轴心不停地做圆周运动．小球受到的是非平衡力（平衡力或非平衡力）．
实验二：制作水膜与水球
一个金属圈插入饮用水袋并抽出后，形成了一个水膜．这在地面，难以实现，因为水受到重力会将水膜四分五裂．用饮水袋不断给水膜注水，水膜很快长成一个晶莹剔透的大水球．水球内有连串的气泡，用针筒取出气泡，拿出水球中的针筒，水球却不受任何破坏．这说明分子间存在着相互作用的引力．
通过水球看到王亚平在太空授课时的情境如图，下列光学设备中，应用的原理与如图所示的凸透镜成像规律相同的是A 
A．照相机　  B．老花镜　  C．幻灯机　  D．放大镜
最后，王亚平注入红色液体，水球变成了一枚美丽的“红宝石”． 这说明分子永不停做无规则运动．
本次太空授课将持续45分钟，还将挑选2-3名热心提问的中学生到太空授课的地面现场，通过电磁波与340公里之外的“太空老师”进行互动．王亚平在“天宫一号”授课画面至少1.13×10^-3s才能传到授课的地面现场．
王亚平在“天宫一号”上不能完成的实验是CD
A．奥斯特实验　　            
B．欧姆定律实验
C．牛顿第一定律实验           
D．阿基米德原理实验
王亚平将陀螺放在面前静止后，地面上学生看陀螺处于平衡状态（平衡、非平衡），此时陀螺受到0个力的作用（0个、1个、2个）．

Answer 1

分析 （1）小球处于平衡状态则可能受平衡力或不受力；力是改变物体运动状态的原因，物体的运动状态改变，则一定受到力的作用，且受非平衡力；
（2）（4）物质是由分子组成的，组成物质的分子永不停息地做无规则运动，分子间存在相互作用的引力与斥力；
（3）凸透镜成实像时，物距大于像距，成倒立缩小的实像，应用于照相机．
（5）电磁波可以传递信息；由速度公式可求时间；在太空中失去重力，不能用弹簧测力计测量物体的重力，不能用天平测量物体的质量．跟重力有关系的实验都不可以进行；
（6）静止的物体不受力或受平衡力的作用，据此分析解答．

解答 解：（1）小球绕着支架的轴心在竖直的平面内不停地做匀速圆周运动，运动状态不断改变，则一定受到非平衡力；
（2）金属圈插入饮用水袋并抽出后，形成了一个水膜．这在地面，难以实现，因为水受到重力会将水膜四分五裂；在太空水膜依然完好．这说明分子间存在相互作用的引力；
（3）图中所成的像为倒立、缩小的实像，那么水珠相当于凸透镜，照相机（或摄像机等）就是利用这一成像原理，故选A；
（4）注入红色液体，水球慢慢变成了一枚美丽的“红灯笼”，这是扩散现象；这种现象说明分子永不停做无规则运动；
（5）地球上的学生能听到王亚平的声音是靠电磁波传回地球的；
已知s=340km=340×10³m，v=3×10⁸m/s，由v=$\frac{s}{t}$可得，
王亚平在“天宫一号”授课画面传到地面现场的时间：
t=$\frac{s}{v}$=$\frac{3.4×1{0}^{5}m}{3×1{0}^{8}m/s}$=1.13×10^-3s；
王亚平在“天宫一号”上可以完成奥斯特实验、欧姆定律实验两个实验，不能完成阿基米德原理实验，由于浮力等于物体排开液体所受的重力，在失重状态下，无法完成实验；由于物体处于失重状态，小车不会向下运动，即牛顿第一定律实验不能完成；
（6）王亚平将陀螺放在面前静止后，由于静止的物体处于平衡状态，故地面上学生看陀螺处于平衡状态；
此时陀螺处于失重状态，不受重力，故此时陀螺处于静止状态，不受力，即受到0个力的作用．
故答案为：非平衡力；重力；相互作用的引；A；永不停做无规则运动；电磁波；1.13×10^-3；CD；平衡；0．

点评 了解“失重”状态的特点，发挥自己的想象力，并结合不同物理量的特点进行判断，是解答本题的关键．