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  3. 西汉末巧工丁缓发明的“被中香炉”是世界上已知最早的常平支架，其构造精巧，使用时把燃烧的炭火放入香炉中心的火盆中，无论香炉如何滚动，香炉中心的火盆都能保持水平，炭火始终都不会掉出来。下列装置的物理原理与之相同的是：

西汉末巧工丁缓发明的“被中香炉”是世界上已知最早的常平支架，其构造精巧，使用时把燃烧的炭火放入香炉中心的火盆中，无论香炉如何滚动，香炉中心的火盆都能保持水平，炭火始终都不会掉出来。下列装置的物理原理与之相同的是：

admin2022-02-08  31
问题 西汉末巧工丁缓发明的“被中香炉”是世界上已知最早的常平支架，其构造精巧，使用时把燃烧的炭火放入香炉中心的火盆中，无论香炉如何滚动，香炉中心的火盆都能保持水平，炭火始终都不会掉出来。下列装置的物理原理与之相同的是：
选项 A、指南针
B、陀螺仪
C、水平仪
D、高度计
答案B
解析 第一步，本题考查装置的物理学原理。
第二步，“被中香炉”是中国古代盛香料熏被褥的球形小炉。《西京杂记》卷上记载：“长安巧工丁缓者，为常满灯……又作卧褥香炉，一名被中香炉。本出房风，共法后绝，至缓始复为之。为机坏转运四周，而炉体常平，可置之被褥，故以为名。”它的球形外壳和位于中心的半球形炉体之间有两层或三层同心圆环。炉体在径向两端各有短轴，支承在内环的两个径向孔内，能自由转动。炉体由于重力作用，不论球如何滚转，炉口总是保持水平状态。这种结构完全符合现代航空航海中使用的陀螺仪原理。陀螺仪就是悬挂在一种称为“万向支架”的持平环装置上。这样，无论有多大风浪，船体怎样摆动，也无论在怎样复杂的气流中，飞机如何颠簸，陀螺仪可以始终保持水平状态，确保正常工作。

因此，选择B选项。
拓展
A项：指南针，古代叫司南，主要组成部分是一根装在轴上的磁针，磁针在天然地磁场的作用下可以自由转动并保持在磁子午线的切线方向上，磁针的南极指向地理南极（磁场北极），利用这一性能可以辨别方向。原理不匹配，A项错误。如图所示。

C项：水平仪是一种测量小角度的常用量具。在机械行业和仪表制造中，用于测量相对于水平位置的倾斜角、机床类设备导轨的平面度和直线度、设备安装的水平位置和垂直位置等。水平仪的水准管是由玻璃制成，水准管内壁是一个具有一定曲率半径的曲面，管内装有液体，当水平仪发生倾斜时，水准管中气泡就向水平仪升高的一端移动，从而确定水平面的位置。原理不匹配，C项错误。如图所示。

D项：高度计是针对众多工业应用领域及检测机构进行设计的各种量程的高精度仪器。高度计采用高精度光栅作为测量基准，选用玻璃基体的增量式光栅尺，所以测量支持大测量范围，对震动和冲击不敏感，并具有确定的温度特性。还有一种气压高度计，是在航空物探测量时，安置在飞机中，利用气压与高度的关系，通过观测气压测量飞机飞行的海拔高度（又称绝对高度）的仪器。与题干所述原理不匹配，D项错误。
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