《量子棘輪》初中說明文閱讀題及答案

棘輪，在周期力的作用下能產生單向運動。如，用改錐連續擰來棘齒的螺絲釘，螺絲釘就會不斷向深處鉆。這是向一側傾斜的一圈棘齒產生的效應。

量子棘輪，通過一個振蕩信號或隨機變化信號可以實現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域居領先地位的德國科學家彼得?亨吉和他的同事認為，電子像人們預計的那樣自動遠離電路負極的時代很快就要結束。亨吉興奮地說：“你可以讓電子轉圈運動，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。經過專門設計的電路塊則成為構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的壁壘，經典物理學認為，這些電子將被永久俘獲。然而根據量子理論，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的研究。我們身體的肌肉就是大批協調運作的分子馬達，它們吸收體內化學反應釋放的無方向能量，并發揮棘輪效應，否則能量之于人體便是無效的。當然，分子馬達不等同于量子棘輪。

另據報道：在量子世界運作的棘輪，不久將用于電子設備中。生物學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。

１、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生向一側傾斜一圈棘齒的單向運動。

B、具有讓電子轉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、將對生物化學等學科的研究與發展起促進作用。

２、根據第三節的重要信息，正確的一項是

A、量子棘輪能使電子在沒有有向電壓的環境中自由運動。

B、量子棘輪能使電子設備革新而不再使用電線連接。

C、經過隨意分流，電子才可用來儲存量子信息。

D、量子棘輪將應用于新一代量子計算機的研制。

３、對“發揮棘輪效應”的理解，正確的一項是

A、大批協調運作的分子馬達能使肌肉產生有效能量以滿足人體需要。

B、分子馬達協調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，肌肉產生的單向運動跟體內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能量先改造再釋放。

４、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，推翻了經典物理學的理論。

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：

１、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。）

２、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備指揮電子隨意分流”；C原文是講“單個電子”，也未強調要“經過隨意分流”。）

３、B。（A“大批協調運作的分子馬達”就是肌肉，它不能使肌肉產生有效能量； C棘輪效應是講分子馬達協調運作使其吸收的無方向能量成為定向能量；D原文是講“化學反應釋放的無方向能量”，而不是化學能量。）

４、C。（A顛倒了因果關系；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”。）