超低温的奇迹

奚同庚

①在向绝对零度（指热力学上的最低温度）进军的同时，科学家又在艰辛地探索着低温世界的许多奥秘。

②在低温世界里，物质会发生人们意想不到的许多奇妙的变化，出现很多非常有趣的物理现象。

③在超低温条件下，许多金属的性质发生了“脱胎换骨”的变化。韧性本来很好的钢，变得像陶瓷那样脆，敲一下它就会粉身碎骨；至于锡，用不着碰它，已经变成一堆粉末了；本来能流动的水银，变得像铁一般坚硬。当然，也有例外。像铜、铝和镍在很低的温度下，仍然能保持良好的韧性和机械强度。

④在超低温条件下，除了金属以外，其它物质也会发生面目全非的变化。柔软而娇嫩的鲜花在液态空气中浸过以后，会变得像玻璃那样既脆又硬，摇一摇，还会叮当叮当直响；在非常接近绝对零度的时候，氧气像白色的砂粒，氢气像石头一样硬，各种气体几乎全部成了固体。惟一的例外，最能抗冻的是氦气，它还是液体。不过当氦气冷到-270.96℃的时候，它竟会变成一种能“爬”善“攀”的液体。

⑤如果把一个小杯子放在大杯子里面，小杯子里面盛放着液体的氦，当温度冷到-270.96℃的时候，小杯子里面的液氦就会自动地沿着杯子的壁向外“爬”出去，流进大杯子里，一直到大、小杯子的液面相平为止。

⑥这时候的液体氦，已经是一种没有一点粘滞度的理想流体了。我们把液氦在极低温下这种自动“爬”出容器的现象，称为“超流现象”。

⑦“超流现象”在生产和科学研究中有什么用处，目前还不清楚。但是，科学家对这种奇异的物理现象极为重视。有人认为，具有超流现象的理想流体是一种新的物质形态，它可能也存在于某些崩溃的星核之中。弄清这种新的物质形态的本质以后，对于分析宇宙中像脉冲星一类奇异星体的本质，很可能具有特殊的意义。

⑧此外，超低温技术对于原子核物理的发展起着重要的作用。比如，物理学中著名的“宇称守恒定律” 被否定， 以-270℃下的实验结果为依据的。同样，依靠超低温下的实验结果，又证实了著名的弱相互作用中的宇称不守恒理论。

⑨低温世界里的奇妙现象，还有好多，下面我们再着重介绍一个最有趣的物理现象——超导。

⑩1911年，荷兰著名的低温物理学家卡默林·奥尼斯和他的学生，把水银冷却到了-269℃以下，再在已经凝成固体的水银导线上通上几毫安的电流，然后测量它两端的电压。这时突然出现了一个非常奇特的现象：水银导线的电阻竟然完全消失了。

⑪这一惊人的发现使师生两人愣住了。

⑫乍看起来，这个现象简直是太荒唐了，真叫人不敢相信。为了进一步证实这个奇怪的现象，他们又设计了一个更精密的实验。把水银冷到接近绝对零度，用它做成一个环路，放在一个磁场中。然后把磁场突然撤掉，由于电磁感应作用，在水银环路中便产生了一个感应电流。如界水银内确实没有电阻，感应电流应当毫无损耗地长期流下去。

⑬经过几年的耐心观察，得到了肯定的结果：水银环路里的电流确实没有一丝一毫的衰减。这就是说，环路里的电子，好像坐上了没有任何阻力和摩擦的转椅那样，一旦转动起来，就永远也不肯再停下来。

⑭ ▲ 。

13.阅读全文，说说在超低温下物质出现了哪些奇迹。（3分）

14.阅读第⑤段，说一说下面句子中加点词语的表达作用。（3分）

当温度冷到-270.96℃的时候，小杯子里面的液氦就会自动地沿着杯子的壁向外“爬”出去，流进大杯子里

15.文章第④段中画线句运用了列数字、________、_______的说明方法，请选择其中一种，简要说明表达作用。（4分）

表达作用：_________________________ ____________16.下列说法有错误的一项是（ ）（2分）

A.第⑨-⑬段中荷兰物理学家发现超导现象的故事让本文变得生动有趣，可读性很强。

B.第⑧段横线处可以填入的关联词语依次是“之所以……就是……”。

C.文章第③和第④段的说明顺序是由一般到特殊的逻辑顺序。

D.超流和超导现象在生产和科学研究中都已经起到了积极的作用。

17.请在文章第⑭段画线处补写一个句子，作为文章的结尾。（3分）

参考答案：

13.许多金属的性质发生了脱胎换骨的变化；金属以外的其它物质也会发生面目全非的变化

（超流现象）；超导现象。 评分意见：共3分，答出一点得一分。

14.“爬”是爬行的意思，运用了比拟的修辞手法，将温度冷到-270.96℃时的液体氦赋予生命，形象地写出了在-270.96℃下液体氦沿着杯壁移动的奇妙情景，展现了低温下的奇迹，体现了说明文语言的生动性。

评分意见：共3分，词语解释1分，修辞方法占1分，结合文章内容谈表达作用1分；意思对即可得分。

15.作比较，打比方。

示例1：这一句运用作比较的说明方法；把超低温下的氧气、氢气和氦气进行比较，突出了在超低温条件下各种物质发生变化的不同。

示例2：这一句运用打比方的说明方法；将超低温下的氧气和氢气比作白色的砂粒和坚硬的石头，形象生动地说明了超低温下氧气和氢气发生的奇妙变化。

评分意见：本题共4分。正确指出说明方法得2分，结合句意分析作用占2分。

16. D 评分意见：本题3分。

17.示例：低温的世界多么奇妙，那里还有很多的奥秘等待着我们去探索，也会有更多的奇迹出现在艰辛探索的道路上。

评分意见：本题共3分，照应文章的开头，答出低温世界的奇妙，有很多奥秘等待探索即可得分。