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《量子棘輪》初中說明文閱讀題
棘輪，在周期力的作用下能產(chǎn)生單向運動。如，用改錐連續(xù)擰來棘齒的螺絲釘，螺絲釘就會不斷向深處鉆。這是向一側(cè)傾斜的一圈棘齒產(chǎn)生的效應(yīng)。
量子棘輪，通過一個振蕩信號或隨機變化信號可以實現(xiàn)對電子運動方向的控制，使它們完成有用運動。在量子棘輪的研究領(lǐng)域居領(lǐng)先地位的德國科學(xué)家彼得?亨吉和他的同事認(rèn)為，電子像人們預(yù)計的那樣自動遠(yuǎn)離電路負(fù)極的時代很快就要結(jié)束。亨吉興奮地說：“你可以讓電子轉(zhuǎn)圈運動，或上下運動，還可以讓它爬坡�！�
量子棘輪能使電子在沒有有向電壓的環(huán)境中來回運動。這意味著它能夠利用沒有電線連接的電子設(shè)備指揮電子隨意分流在不同的電器元件間跳躍。隨意分流的單個電子可用來儲存量子信息。經(jīng)過專門設(shè)計的電路塊則成為構(gòu)建新一代量子計算機的邏輯門。
在低溫下。處于電子通道槽底部的的電子無法逾越槽兩側(cè)的壁壘，經(jīng)典物理學(xué)認(rèn)為，這些電子將被永久俘獲。然而根據(jù)量子理論，這些電子是能逃逸的。電子是一種概率波，沒有明確的方位，存在逃到勢能壁壘之外的小概率。它可以從兩個方向貫穿棘齒型槽，如果“壁壘”極薄，貫穿概率便會大大提高。這一理論，目前已被科學(xué)家的實驗證實。他們還指出，由于電子攜帶熱量，量子棘輪也許可用做熱力水泵，給芯片的微元件降溫。對量子棘輪的研究可能有助于人體分子馬達(dá)的研究。我們身體的肌肉就是大批協(xié)調(diào)運作的分子馬達(dá)，它們吸收體內(nèi)化學(xué)反應(yīng)釋放的無方向能量，并發(fā)揮棘輪效應(yīng)，否則能量之于人體便是無效的。當(dāng)然，分子馬達(dá)不等同于量子棘輪。
另據(jù)報道：在量子世界運作的棘輪，不久將用于電子設(shè)備中。生物學(xué)家正在研制量子鋸齒溝槽，用以分割不同重量的脫氧核糖核酸片段。
�。�、下列對“量子棘輪”的理解，正確的一項是
A、能在周期力的作用下產(chǎn)生向一側(cè)傾斜一圈棘齒的單向運動。
B、具有讓電子轉(zhuǎn)圈運動或上下運動甚至爬坡等多種形式。
C、通過振蕩信號、隨機變化信號控制電子運動方向而完成有用運動。
D、將對生物化學(xué)等學(xué)科的研究與發(fā)展起促進(jìn)作用。
�。�、根據(jù)第三節(jié)的重要信息，正確的一項是
A、量子棘輪能使電子在沒有有向電壓的環(huán)境中自由運動。
B、量子棘輪能使電子設(shè)備革新而不再使用電線連接。
C、經(jīng)過隨意分流，電子才可用來儲存量子信息。
D、量子棘輪將應(yīng)用于新一代量子計算機的研制。
�。�、對“發(fā)揮棘輪效應(yīng)”的理解，正確的一項是
A、大批協(xié)調(diào)運作的分子馬達(dá)能使肌肉產(chǎn)生有效能量以滿足人體需要。
B、分子馬達(dá)協(xié)調(diào)運作使其吸收的無方向能量成為定向能量以滿足人體各部分需要。
C、在周期力的作用下，肌肉產(chǎn)生的單向運動跟體內(nèi)能量的無方向性相抵消。
D、肌肉為了補充人體所消耗的能量，將吸收的無方向化學(xué)能量先改造再釋放。
�。�、下列對原文的理解，正確的一項是
A、量子棘輪也許可用做熱力水泵，給芯片的微元件降溫，這說明電子可攜帶熱量。
B、運用量子棘輪驗證了電子確實是一種概率波，推翻了經(jīng)典物理學(xué)的理論。
C、處于低溫下、電子通道槽底部的的電子沒有明確的方位，存在逃到勢能壁壘之外的小概率。
D、 生物學(xué)家運用量子棘輪研制的量子鋸齒溝槽，可以分割不同重量的脫氧核糖核酸片段。
參考答案：
�。�、D。（A所講的是棘輪，而不是量子棘輪；B所講的是“你”可以怎么樣；C“振蕩信號”與“隨機變化信號”不是并列的。）
�。�、D。（A原文是講“來回”運動； B原文只是講“能利用沒有電線連接的電子設(shè)備指揮電子隨意分流”；C原文是講“單個電子”，也未強調(diào)要“經(jīng)過隨意分流”。）
�。�、B。（A“大批協(xié)調(diào)運作的分子馬達(dá)”就是肌肉，它不能使肌肉產(chǎn)生有效能量； C棘輪效應(yīng)是講分子馬達(dá)協(xié)調(diào)運作使其吸收的無方向能量成為定向能量；D原文是講“化學(xué)反應(yīng)釋放的無方向能量”，而不是化學(xué)能量。）
�。�、C。（A顛倒了因果關(guān)系；B推翻的只是跟量子理論有悖的觀點 ；D原文是講“正在研制”。）
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