材料一:
所谓量子,其实就是能量的最基本携带者,具有不可分割性;它也是构成物质的最基本单元,所以,原子、分子等也都是量子的基本范畴。
在应用量子力学规律的过程中,产生了很多的技术革新:核能、晶体管的发现、激光的发明、核磁共振、高温超导材料、巨磁阻效应的发现等。通过量子规律的被动观测,即使在宏观世界的体现应用,也已经很大程度上改变了我们的生活。某种意义上来讲,量子力学是现代信息技术的硬件基础,数学是软件基础,数学和物理结合在一起,奠定了整个现代信息技术的基础。正是有了半导体,才有现代意义上的通用计算机;然后在加速器的数据往全世界传递的过程中,催生了万维网;为了检验相对论,利用量子力学构建非常精确的原子钟,在原子钟的帮助之下,可以进行GPS卫星全球定位、导航等等,第一次量子革命直接催生了现代信息技术。
随着信息技术进一步发展,逐渐地遇到了一些问题。一个问题就是信息安全瓶颈。实现信息的安全传送,自古以来就是人类的梦想。在公元前7世纪,古希腊斯巴达人用加密棒,把一个布带缠到加密棒上,写上“明天发动攻击”,命令发布之后,如果别人没有同样半径的加密棒的话,信息是读不出来的,这是最原始的加密方法。二战期间,人们又设计了更加复杂的密码,到后来还有RSA公钥加密算法,但是随着计算能力的提高,这些都被破解了。历史告诉我们,有矛必有盾,基于计算复杂度的经典密码,总有方法破解掉。
我们遇到的另一个问题是难以满足人类对计算能力的巨大需求。最早的时候,1940年代的Colosus计算机,重量1吨,功率8.5千瓦,每秒运算速率五千次;到了2010年,每个人拥有的智能手机已经可以每秒钟运算5万亿次,功耗不超过5瓦,计算能力是当年美国阿波罗登月计划计算能力的总和。随着大数据时代的到来,全球数据量以指数级的增长,每两年翻一番,对计算能力的需求非常巨大。
从1995年开始,科学家们经过努力之后,1950年产生量子纠缠,1972年开始往后做,最后发展出了比较好的技术,能够对1个个量子状态进行自动操纵,可以实现单光子产生、操纵和探测。这种进步相当于从孟德尔被动观察得到遗传定律,到基因工程主动调控生命形态的进步一样。所以,就可以对量子规律被动的观测和应用变成对量子状态的主动调控和操纵,这样就产生了第二次量子革命,那就是量子信息技术。量子信息技术主要有两方面:一个是量子通信,可以实现原理上是无条件的安全通信方式,二是量子计算可以提供一种超快的计算能力,两者都跟量子叠加紧密相关。
未来会是什么样?在量子通信方面,我们希望能够在外太空搭建一个非常准的光钟,这个光钟的稳定度大概会达到10﹣21,也就是大10万亿年的误差都不超过1秒钟。再结合我们的广域量子通信技术的话,用两个这样的光钟进行时间比对,就可以提供一种引力波探测的新途径,从而来揭示更加丰富的天文现象。
量子力学第一次把观测者的意识与物质的演化结合起来,有的科学家也有一些猜测,量子计算机可能跟人类的大脑有一些相通之处。这样的话,我愿意引用姚期智先生之前在上海的一个演讲:可不可以这么理解,人工智能是一种软件技术,量子计算是硬件技术,人工智能和量子计算结合到一起的时候,其实是人类自己创造出了一个非生物体的“小孩”,这个小孩从某种意义上来讲,可能比我们更聪明,甚至可以超越人类的智慧。
(摘编自潘建伟2020年新年科学演讲《从爱因斯坦的好奇心到量子信息革命》)
材料二:
2000-2020年部分国家在量子技术三大领域的专利申请数量和全球排名
国家 | 量子计算 | 量子通信 | 量子测量 | |||
专利申请量(件) | 排名 | 专利申请量(件) | 排名 | 专利申请量(件) | 排名 | |
美国 | 2906 | 1 | 371 | 2 | 126 | 2 |
中国 | 903 | 2 | 1522 | 1 | 198 | 1 |
日本 | 489 | 3 | 271 | 4 | 27 | 3 |
加拿大 | 441 | 4 | 22 | 9 | 20 | 4 |
英国 | 195 | 5 | 276 | 3 | 13 | 6 |
德国 | 167 | 6 | 34 | 7 | 8 | 7 |
孙浩林、苑朋彬、杨帅《德国联邦政府量子技术发展规划研究》)
材料三:
潘建伟团队与中科院上海技术物理研究所等单位合作,构建了世界上首个天地一体化量子通信网络。2021年1月,国际期刊《自热》以“跨越4600公里的天地一体化量子通信网络”为题发表了成果论文。”
量子密钥分发主要有光纤和自由空间两种实现方式。科研人员在量于保密通信“京沪干线”与“墨子号”量子卫星成功对接的基础上,构建了世界上首个集成700多条地面光纤量子密钥分发(QKD)链路和两个卫星对地自由空间高速QKD链路的广域量子通信网络,实现了星地一体的大范围、多用户量子密钥分发。整个网络覆盖我国四省三市32个节点,包括北京、济南、合肥和上海4个量子城域网,通过两个卫星地面站与墨子号相连,总距离4600公里,目前已接入金融、电力、政务等行业的150多家用户。
量子保密通信“京沪干线”是目前世界上最远距离的基于可信中继方案的量子密钥分发干线。通过开展长达两年多的相关技术验证和应用示范以及大量的稳定性测试、尝全性测试及相关标准化研究。结果表明“京沪干线”可以抵御目前所有已知的量子黑客攻击方案,网络的密钥分发量可以支持1.2万以上用户同时使用。
(摘编自吴长锋《我国成功构建世界首个天地一体化量子通信网络》)
1.下列对材料相关内容的理解与分析,正确的一项是( )A.单光子具有不可分割、不可复制的特性,量子通信利用该特性可以实现人类安全传送信息的梦想。 |
B.量子力学与数学是现代信息技术的两大基础,二者结合直接产生了半导体、计算机、万维网等技术。 |
C.量子计算、量子通信、量子测量是量子技术研究的三大领域,各国三大领域专利申请数量差距悬殊。 |
D.量子保密通信“京沪干线”传送距离远而且安全性极高,可抵御目前所有已知量子黑客的攻击方案。 |
A.两次量子革命对量子规律的观测虽主被动不同,但其成果均对科技发展及人类生活产生深远影响。 |
B.当拥有强大计算能力和超越人类的智慧时,量子计算机就足以破解二战时期基于复杂计算的密码。 |
C.借助天地一体化广域量子通信网络和密钥分发技术,量子通信已实现全球范围内的信息安全传输。 |
D.中国对量子通信技术的研究和专利申请数量领先于各国,已成功进入技术验证和应用示范的阶段。 |
A.两次量子革命深刻影响信息技术发展,量子技术的应用有望解决现代信息技术所面临的两大难题,未来前景广阔。 |
B.应用量子力学规律进行通讯技术及量子计算的研究,可解决信息技术进一步发展存在的问题,可揭示更多天文现象。 |
C.量子革命引领信息技术的发展,解决了现代信息技术所面临的多种挑战,未来还将催生可超越人类智慧的非生物体。 |
D.人类对量子力学的研究已经取得了为数众多的科技成就,未来还有望解决信息技术进一步发展所面临的两大问题 |
5.材料一和材料三语言特点有何不同?为什么?请以材料一和材料三各自的最后一段为例简要分析。
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材料一:
挽起裤腿走下稻田,是人们从播种到收获季节见到的袁隆平最标准的“形象”。人们常提出的一个疑问是:中国的稻田里如何走出了袁隆平这样一位世界级的农业科学家?
20世纪五六十年代我国普遍发生的饥馑给袁隆平留下了刻骨铭心的印象。那时在湖南一所偏僻山村农校―湘西雪峰山麓的安江农校任教的青年袁隆平便下定决心,拼尽毕生精力用农业科技战胜饥饿。他在1961年发现“天然杂交稻株”的往事,注定要成为世界农业史上的经典事例。
那是1961年7月的一天,下课铃声响过之后,袁隆平拍去身上的粉笔灰尘,掖着讲义夹,匆匆来到校园外的早稻试验田。采用常规法培育出来的早稻常规品种正在勾头散籽,呈现一派丰收景象。袁隆平把讲义夹放在田埂上,走下稻田一行行地观察起来。突然,他那敏锐的目光停留在一蔸形态特异、鹤立鸡群的水稻植株上。他屏气静神地伸出双手,欣喜地抚摸着那可爱的稻穗,激动得几乎要喊出声来!
这是一株奇特的稻禾,株形优异,穗大粒多,足有十余穗,每穗有壮谷一百六七十粒。袁隆平用布条扎上记号,从此格外精心地照顾这蔸稻禾。收获季节他得到了一把金灿灿的稻种。第二年春天,袁隆平把这些种子播种到试验田里,期待收获有希望的新一代稻种。可是当秧苗长高之后,袁隆平发现,它们高的高,矮的矮,成熟得也很不一致,迟的迟,早的早,没有哪一蔸的性状超过它们的前代。
一种失望的情绪掠过袁隆平心头,但是对孟德尔、摩尔根遗传学有着深入研究的袁隆平进而想到,从遗传学的分离律观点看,纯种水稻品种的第二代是不会有分离的,只有杂种第二代才会出现分离现象。今年它的后代既然发生分离,那么可以断定去年发现的性状优异稻株是一株“天然杂交稻”的杂种第一代。
他返回试验田对那些出现分离的稻株进行研究,高的、矮的、早熟、迟熟……一一做了详尽记录。经过反复统计计算,袁隆平证明,这次发现完全符合孟德尔的分离规律。
袁隆平的实践让他发现了真理:只要探索出其中规律,就一定能培育出人工杂交稻,也就一定能把这种优势应用到生产上,从而大幅度提高水稻的产量。
关于水稻杂种优势利用,世界上已有美国、日本等国的科学家从事过研究,但没有成功。这无疑是一道世界难题。况且,他还得顶着研究水稻杂种优势利用是“对遗传学的无知”等权威学者的指责和压力。袁隆平根据自己的实践,以科学家的胆识和眼光断定杂交水稻研究具有光辉的前景,他决心义无反顾地坚持研究。他知道,自己直接观察到的一些事实表明水稻具有杂种优势,“无优势论”是没有试验依据的推论,这一推论与自交系的杂交优势现象相矛盾,袁隆平坚信搞杂交水稻研究有前途,勇敢地向“无优势论”这一传统观念挑战,从而拉开了我国水稻杂种优势利用的序幕。
袁隆平认为,水稻的杂交优势利用只有两条路可走:一条是进行人工去雄,这种方法产生的种子数量极为有限,不可能在生产上推广应用;再一条路就是培育出一个雄蕊不育的“母稻”,即雄性不育系,然后用其他品种的花粉去给它授粉杂交,产生出用于生产的杂交种子。这项研究难度确实太大,无法在生产中得到应用。但袁隆平不打算退却。
1964年7月5日,袁隆平又走进了安江农校的稻田,去寻找水稻的天然雄性不育株。他头顶烈日脚踩淤泥弯腰驼背去寻找这种天然雄性不育株,已是第14天了。突然他的目光停留在一株雄花不开裂、性状奇特的植株上,这正是退化了的雄蕊。他马上把这株洞庭早籼天然雄性不育株用布条标记。袁隆平欣喜异常,水稻雄性不育植株,终于找到了。
两年后,袁隆平的一篇论文《水稻雄性的不孕性》发表,它宣示了袁隆平培育杂交水稻的理论设想和实现途径,开创了水稻研究的新纪元。
(取材于《语文》必修上册第4课)
材料二:
从他到复旦大学的第二年起,钟扬就开始主动到西藏采集种子。2009年,钟扬正式成为中组部援藏干部。据统计,在这十几年间,他收集了上千种植物的4000万颗种子,占到了西藏特有植物的1/5。
很多人都有这样的疑问,钟扬为什么要收集种子?
“一个基因能够拯救一个国家,一粒种子能够造福万千苍生。青藏高原这个占我国领土面积1/7的地区,植物种类占到了1/3。有些地方甚至百年来无人涉足,植物资源被严重低枯。”钟扬曾在一次公开演讲中这样介绍。
他扎根在此,努力为人类建一个来自世界屋脊的种子“宝库”。然而,在西藏采集种子更多的是随时出现的高原反应和长时间的体力透支。而钟扬却背着他经典的黑色双肩包,穿着磨白了的牛仔裤,戴着一顶宽檐帽,迈着长期痛风的腿,在青藏高原上刷新一个植物学家的极限,连藏族同事都称他为“钟大胆”。
钟扬在西藏大学理学院的一位同事说:“每次和钟老师采种子都是惊险和惊喜并存。”
2017年5月的一场讲座中,钟扬曾介绍自己实验室研究过一种“长寿基因”。他们使用生命期5至7天的线虫作为实验对象,当某种基因被敲除后,线虫寿命可增加5至7倍。
有人问,只要敲除一个基因,人是否就可以更长寿。钟扬回答:“这个基因主管生殖,要想长寿必须在一出生就去除掉,这意味着你将终身无法生育。”对于钟扬这样的植物学家来说,生命的长短成为了藏在基因里的秘密。
但对于他个人来讲,生命的意义是什么?或许在与千千万万种生命打交道的过程中,钟扬已经有了答案。
“在一个适宜生物生存与发展的良好环境中,不乏各种各样的成功者,它们造就了生命的辉煌。然而,生命的高度绝不只是一种形式。当一个物种要拓展其疆域而必须迎接恶劣环境挑战的时候,总是需要一些先锋者牺牲个体的优势,以换取整个群体乃至物种新的生存空间和发展机遇。换言之,先锋者为成功者奠定了基础,它们在生命的高度上应该是一致的。”在复旦大学2012年7月6日的校刊上,钟扬发表的《生命的高度》一文这样写道。
在探寻生命的边界时,他甘愿成为一个先锋者。
钟扬的身体条件是不适合长期在高原工作的。2015年,钟扬突发脑出血,对常人来说,这应是一次生命的警告,钟扬却把它理解成工作倒计时的闹钟。
2017年9月25日,钟扬忙碌的行程在出差赴内蒙古城川民族干部学院作报告之后戛然而止。
“任何生命都有结束的一天,但我毫不畏惧,因为我的学生会将科学探索之路延续下去,而我们采集的种子,也许会在几百年后的某一天生根发芽,到那时,不知会完成多少人的梦想。”对于生命的意义,钟扬这样说。
(取材于《语文》必修上册第4课)
1.请根据以上两则材料,分别为它们拟写一个凸显所报道人物特点的标题。不超过10个字。2.根据以上两则材料中袁隆平、钟扬的事迹,概括科学家所具备的优秀品质。
材料一:
10月24日,港珠澳大桥正式全面通车。作为粤港澳大湾区基础设施互联互通的标志性项目,港珠澳大桥的建设是中央支持香港、澳门和珠三角区域更好发展的一项重大举措,是“一国两制”下粤港澳密切合作的重大成果。
港珠澳大桥是目前世界上总体跨度最长、钢结构桥体最长、海底沉管隧道最长的跨海大桥,也是目前世界公路建设史上技术最复杂、施工难度最大、工程规模最庞大的桥梁,建设者们克服了许多世界级难题,体现了一个国家逢山开路、遇水架桥的奋斗精神,体现了勇创世界一流的民族志气。
港珠澳大桥的建成开通,有利于三地人员交流和经贸往来,有利于促进粤港澳大湾区发展,有利于提升珠三角地区综合竞争力,必将为粤港澳三地实现优势互补、互利共赢提供新机遇。
(摘编自《激扬勇创世界一流的民族志气》,《人民日报》2018年10月24日)
材料二:
岛隧工程,是港珠澳大桥建设的难中之难。
从上空俯瞰港珠澳大桥,连接两端的小岛状似蚝贝,工作人员称其为“贝壳岛”。
建设贝亮岛并不简单。在外海“无中生有”造出两座面积约10万平方米的小岛,且当年开工、当年成岛,这创造了世界纪录。“我们首创了外海深插超大直径钢圆筒快速筑岛技术,仅用了221天就完成两岛筑岛,缩短工期超过2年,还实现了绿色施工。“科研人员设计了多个方案,最后探索出外海快速筑岛技术,即采用120个巨型钢圆筒直接固定在海床上插入海底,再在中间填王形成人工岛。每个圆筒直径有22米,高度最高达51米,重达550吨。
海底沉管隧道,同样也是庞然大物。5.6千来的沉管隧道由33个巨型混凝土管节组成,每个管节长180米、宽38米、高11.4米,重量达8万吨。
要让这些管节在海底软基环境下对接安放,需要精准的遥控、测绘超算等一系列技术支撑。在水下近50米建设深埋沉管隧道,在国际上也被视为“技术禁区”。港珠澳大桥的岛隧工程是目前世界首例深埋沉管。技术人员最终从理论上揭示了深埋沉管结构体系受力及变形机理,创新提出“半刚性”沉管新结构。这一方案与国外专家提出的“深理浅做”方案相比,节省了工期。
“沉管隧道建成后,会不会渗水是成败的关键。因为33个管节之间有大接头,每个管节又有7个小接头。地基的不均匀沉降、剪力键的结构、止水材料的性能以及地震等因素,都有可能导致隧道漏水。”为了攻克这些难题,技术人员与多个单位合作攻关,就连制作止水带的材料也用了两年多时间自主研发。国外类似沉管接头的正常漏水率是5%-10%,半刚性结构改善了沉管结构的防水性能,港珠澳大桥沉管隧道首次做到了无一处漏水。
(摘编自《一桥跨三地,唇齿更相依!探索港珠澳大桥的“科技密码”》,“科普中国”2018年1月26日)
材料三:
据美国《华尔街日报》10月22日报道,世界上最长的大桥——港珠澳大桥开通,这座桥梁的长度是英国金门大桥的约20倍,将连接一个拥有6000多万人口的经济区域——大湾区。该区域年度GDP约合1.51万亿美元,差不多是旧金山湾区的两倍,超过澳大利亚、西班牙成墨西哥的全国经济规模。这个建设项目耗时九年,它和最近通车的京港高铁一道将内地制造业城市和金融中心香港以及澳门之间的通行时间缩短,促进了它们的商业联系。这座桥梁将把香港、澳门及珠海置于彼此1小时通行范围内。
报道称,粤港澳大湾区面积是旧金山湾区的两倍多,不过在中国国土面积中所占比例不到1%。汇丰银行今年8月称,2017年该地区贡献了GDP的12%,预计到2025年中国近45%的科技企业将位于这一地区。
(摘编自《港珠澳大桥成中国“规丽名片”》,《参考消息》2018年10月24日)
1.下列对材料相关内容的理解.不正确的一项是( )A.人工造岛是港珠澳大桥建设中的难点之一,但科研人员采用外海深插超大直径钢圆筒快速筑岛技术造出了两座约10万平方米的小岛,其面积创造了世界纪录。 |
B.港珠澳大桥建设者没有采用国外专家的“深埋浅做”方案,面是创新提出了半刚性结构方案最终解决了在水下近50米建设深埋沉管隧道的国际难题。 |
C.面对地基、材料等复杂因素,技术人员与多个单位合作攻关,创新技术,改善沉管结构的防水性能,使港珠澳大桥沉管隧道首次做到了无一处漏水。 |
D.港珠澳大桥是一座科技大桥,在诸多世界级挑战的背后,是一系列创新攻坚和科技支撑的强力驱动,它的开通体现了我国的综合国力和自主创新能力。 |
A.港珠澳大桥的建设,有利于粵港澳三地人员交流和经贸往来,对于促进粤港澳大湾区建设,推进内地同香港、澳门优势互补、互利共赢,具有重大意义。 |
B.港珠澳大桥的修建体现了我国不畏艰险的奋斗精神,大桥建成开通后,粤港澳大湾区将更富活力,或将成为我国的科技创新中心,在国际上也会更具竞争力。 |
C.粤港澳大湾区虽然只占中国国土面积的不到1%但是年度GDP是旧金山湾区的两倍多,2017年贡献了中国12%的CDP,超过了世界上一些国家的全国经济规模。 |
D.港珠澳大桥的建设,集三地之力,融三地之智,便三地之民,在“一国两制”下协同决策、协调发展,为三地今后开展更多领域的合作积累了有益经验。 |
材料一:
3月23日下午,天宫课堂第二课在中国空间站开讲,神舟十三号飞行乘组航天员相互配合进行授课。本次太空授课活动继续采取天地对话方式,被人戏称为线上课堂的“天花板”。
课程开始,王亚平取出一袋过饱和乙酸钠溶液,轻轻挤压,一颗晶莹的液体球随即悬停在空间站舱内。接下来,神奇的一幕出现了——王亚平用沾有三水合乙酸钠晶体粉末的小棒触碰液体球后,液体球迅速结晶,看上去变成了一颗“冰球”。为什么会出现“点水成冰”现象?这是因为乙酸钠溶液在温度较高水中的溶解度非常大,很容易形成过饱和溶液,暂时处于亚稳态。这种溶液里只要有一丁点的结晶和颗粒,就能打破它的稳定状态,迅速结晶的同时释放大量热量,因此,这个实验也被称为“热冰”实验。在空间站微重力环境中开展这项实验,结晶状况跟地面上实验的差别很大。在地面使用容器开展实验,受容器限制,只能往内结晶。而空间站中并未使用容器,最终结晶为圆球状,还可以往外发展,从而观察到不受地球重力影响的材料物性变化。
接下来的液桥实验中,王亚平则演示了失重环境下水的表面张力作用。王亚平手持两片塑料板,叶光富向塑料板表面分别挤上水,两片塑料板逐渐接近,水便在板间连起了一座“桥”,将塑料板的距离拉远,“桥”也没有断开。由于气液界面之间存在表面张力,使得液体表面好比有一层很薄的弹性薄膜。正是这样一层“虚拟”的薄膜,使得液桥的表面形貌得以维持,而不会“垮塌”。正常的重力环境下,液桥的尺寸通常只有几毫米;太空环境下,重力几近消失,表面张力便能维持建立起很大尺寸的液桥。
“课堂”中,还有人气“顶流”冰墩墩前来助阵。王亚平将冰墩墩抛出后,它并没有像在地面上一样掉落,而是仍沿原有方向匀速前进,这是空间站微重力环境最直观的体现。既然在地面上抛出物体的速度越快,它就能落到更远的地方,那如果抛出物体的速度足够大,它是否能成为环绕地球的卫星?这最早由牛顿提出,是一个思想实验,所谓思想实验,是用一定的逻辑法则在头脑中进行物理问题研究的思维方式和研究方法。这在科学发展史中并不鲜见,伽利略通过理想斜面对接实验,帮助人们认识了力与运动的关系;爱因斯坦用理想升降机提出了强等效原理。牛顿的思想实验也被称为“牛顿高山大炮实验”,由它引出的第一宇宙速度等概念,成了发射人造卫星、空间站的重要依据。
(摘编自李云舒《天宫课堂第二课中国空间站上演“点水成冰”》)
材料二:
记者:天宫课堂上,耳目一新的实验让大家不再是“雾里看花”,对背后的科学原理也不再是“勿理物理”。看来,科普的打开方式非常重要,这对我们的科普教育有怎样的启示?
黄伟芬:在设计太空授课时,我们就坚持选择符合科学原理清晰、实验现象明显、天地差异显著、易于理解和展示等标准的项目。此外,太空授课面向全国青少年群体、社会公众乃至全球,因此在授课上不追求知识的高深、概念的复杂,而是注重体现大胆假设、小心求证的科学精神,强调对比差异发现问题、利用问题引导探索,通过探索得到答案,这将会是后续太空授课和系列在轨科普教育活动坚持的原则。
叶菲菲:天宫课堂最重要的意义,是让我们可以从另外一个角度去再现平时生活的现象,发现地面的生活经验都被打破了。天宫课堂实验打破了我们习以为常的知识体系,引起了大家与原有认知的冲突,会引起深度的思考,这样就会引发学习行为。
记者:航天员不是简单传授知识,而是让孩子们通过自己的观察和探索找答案。我们是如何设计这些实验的,这是怎样一个过程?
黄伟芬:“小实验,大道理”,实验内容不仅是实验现象的展示,更要呈现实验背后的科学原理。设计实验时,我们广泛征求了多方意见建议,一方面从现有教学体系出发,选取概念清晰、现象明显、天地差异显著的候选项目,紧扣中小学生教学实际,兼顾媒体传播需求;另一方面充分考虑工程约束条件,在确保在轨航天器和航天员绝对安全的基础上再讨论项目的可行性。经多轮专家讨论评审,对实验项目的具体操作步骤和讲解内容进行针对性调整,最终呈现给大家精彩纷呈的授课实验项目。
太空授课是载人航天科普活动的标志性事件,后续我们也将以太空授课活动为牵引,更多地开展地面专家解读、学生对比实验等拓展活动,发挥好太空授课的引领作用,带动形成一批既科学又有趣、既严谨又生动的科普活动。此外,面向孩子们征集的搭载实验项目也在按计划推进中,我相信来自孩子们的奇思妙想也将是我们后续天宫课堂的精彩一笔。
(摘编自靳晓燕《太空授课,中国科普教育的新契机》)
材料三:
此次天地授课基于我国天链中继系统,也就是天链卫星系统,采用高速双向音视频传输,以天地对话等互动形式开展,舱内采用多台高清摄像机通过中继高速链路将高清视频实时传送至地面,地面上行两路高清图像送至舱内显示器,从而实现双向视频传输。
王亚平通过一个大大的液晶屏幕能够清楚地看到孩子们的一举一动。这个大屏幕就是仪表与照明分系统的重要设备之一。仪表与照明分系统是空间站系统中最具有航天员参与特点的分系统之一,具备人机交互功能,能够为航天员操作空间站提供交互及操作平台,同时为航天员在轨期间的工作、生活、出舱活动、交会对接等任务提供环境照明。显示、手控和照明等子系统使用的很多器件和技术非常新颖、独特且趋于相关技术领域前沿。
(摘编自央广网《刷屏的“天宫课堂”是如何实现的?》)
1.下列对材料相关内容的理解和分析,正确的一项是( )A.天宫课堂不在于展示实验现象,而在于呈现科学原理。“热冰”实验、“液桥”实验、微重力下的抛物实验都是这样一种理念的体现。 |
B.空间站“液桥”实验:让我们从另一个角度看到了气液界面之间表面张力的作用,打破了地面不能完成“液桥”实验的生活经验。 |
C.空间站微重力环境下被抛出的冰墩墩沿原方向匀速前进,简单的实验让学生认识到失重时物体运动的规律,符合天宫授课选择实验原则。 |
D.天宫课堂借助小实验在科普方面发挥了很好的引领作用,启发了孩子们的奇思妙想带动形成了一批科普活动,让科学不再是“雾里看花”。 |
A.天宫课堂之所以被戏称为线上课堂的“天花板”,其中的重要原因是采用了天地对话方式,其技术水平是普通线上课堂无法企及的。 |
B.小实验蕴含大道理,天宫抛物实验验证了牛顿的“高山大炮”思想实验,这一思想实验成了人造卫星、空间站发射的重要依据。 |
C.天宫课堂强调在实验中发现问题、利用问题引导探索,如果所选实验不能体现天地差异,那么其作为天宫实验的效果就会大打折扣。 |
D.设计未来天宫课堂的项目时,在充分考虑现有教学体系和工程约束条件的基础上,专家们会把大众的意见作为重要的参考因素。 |
材料一:
携程旅游最新发布的《2017中国旅游者意愿调查报告》显示,中国居民消费升级,旅游超过购房买车等成为消费的首选必需品,98%的受访者今年有出游意愿。旅游成为消费的重要支出,5成以上的人计划全年旅游花费在年收入的10%以上,19%的人将把收入的20%以上用于旅游。云南、四川、海南,日本、泰国、美国等成为首选的国内外旅游目的地,60%的人旅游首选出境游。旅游已经成为国民消费的重要支出部分。
报告认为,消费者愿意增加支出用于入住更好的酒店、品尝美食和体验优质服务,旅行社推出的纯玩团、臻品游、定制旅游、自由行等产品受到消费者追捧,国人认为在旅游上支出是“花钱买幸福感”。
报告显示,2017年出游,31%旅行者最关注安全因素,如目的地近期是否发生过自然灾害、恐怖袭击,包括治安方面的不确定因素都会成为制定旅行计划的重要考量。其次是环境因素,25%旅行者最关注目的地环境,雾霾等污染因素都会让消费者减少对一个目的地的兴趣。还有15%的旅游者最关注目的地对游客的友好程度。此外,航班和签证的便利程度也影响着旅游者的意愿和偏好。
调查显示,除了领略自然风光与人文风情外,减压、增进与家人朋友的关系,也成为国人旅游的重要理由,去异地异国享受医疗教育等服务和资源、躲避雾霾等也成为旅游的动机。
此外,调查显示,随着中国旅行者经验越来越丰富,自由行成为更理想的出行方式。2017年,58.6%的旅行者希望通过自由行的方式出游。跟团旅游依然是重要的旅游方式,有三成游客选择,特别是出境游,约有一半的游客选择跟团。除了自由行、跟团游,定制旅游将在2017年迎来爆发式增长,10%的旅行者有意尝试定制旅游。
(摘自《2017中国旅游者意愿调查报告》)
材料二:
年份 | 旅游人次 | 旅游收入(单位:元) |
2016年 | 3.02亿 | 3651亿 |
2017年 | 3.44亿 | 4233亿 |
2018年 | 3.86亿 | 4750亿 |
近三年国家旅游局关于春节假日期间国内旅游市场的统计表
材料三:
建设好慢游基地,让游客尽享“慢游”乐趣。最佳慢游旅游区呈现“众星捧月”的空间格局。经过多年的培育,贵州旅游已经形成了若干个明亮的“月亮”,如黄果树、荔波大小七孔、西江苗寨、镇远古城、百里杜鹃等等,但是这些“月亮”缺少“众星”产品的陪伴,游客当天看完,当天离开,而无法实现对周围辐射型的消费。贵州是国家公园省,山地度假、乡村度假、气候度假资源优势突出,处处有美景,既有诸多区域的“小月亮”,也不缺少捧月的“星群”资源。因此,加强“伴月星群”的打造是建设慢游产品的基础工程。要树立大旅游区概念,依托核心度假基地,综合利用周边文化、生态、环境等资源,把景点串成景区,打造品牌慢游旅游度假区。
实施“众星捧月”工程的关键之一是对“月亮”和“星群”的识别与筛选。作为区域慢游度假基地的“月亮”应该是以城镇为依托的大型休闲度假旅游综合体,它应具备以下特征:拥有舒适的自然环境、舒适的住宿、丰富的夜间产品、康益的人文环境。基于度假需求的慢游产品。“星群”应具备以下特征:依托慢游度假中心,拥有发达的辐射型短线游,时间上能满足求“深度”和“休闲”的需要。
(摘编自《打造贵州“快旅慢游”产品体系》)
材料四:
今年春节返程最堵的地方无疑是海南。到目前为止仍有超过万辆外地车辆滞留海南。从大年初三开始,受十年未遇的罕见大雾天气影响,琼州海峡出现反复停航。
事实上,前些年春节期间,在海南的一些热门景点游客蜂拥而至,人挤人、人挨人、大堵车的现象也频频出现。照理说,海南是离岛,有多少车辆进入海南,港口方面能够充分掌握,这也为限流提供了一定的信息优势。未来,有没有可能对这些车辆进行限流?如何限流才会确保更好的旅游体验,不至于堵在囧途?特别是,根据气象特点,琼州海峡每年12月至3月雾较多,且多为平流雾,是否应该为极端天气的可能发生留足运力余量,根据运力的余裕程度来考虑接待游客的数量?这些课题都值得深入研究和探讨。
(摘编自2018年2月“央视新闻”)
1.下列对材料三相关内容的理解和分析,不正确的一项是( )A.树立大旅游区概念,布置好“众星捧月”的空间格局,建设好慢游产品的基础工程,是打造贵州“快旅慢游”产品体系的重要任务。 |
B.自然环境优美,夜间产品丰富,人文环境康益,以城镇为依托的大型休闲度假旅游综合体,是区域慢游度假基地的“月亮”应具备的特点。 |
C.拥有发达的辐射型短线游,时间上能满足“深度”和“休闲”的需要,以慢游度假中心为依托,是区域慢游度假基地的“星群”应具备的特点。 |
D.贵州是国家公园省,山地、乡村、气候等度假资源优势突出,只是欠缺了周围辐射型的消费资源,以至于“月亮”尚好,“星群”不足。 |
A.材料一表明我国居民外出旅游的意愿持续高涨,材料二的数据从另一侧面提供了有力的印证。 |
B.材料一、二用数据讲事实,材料三、四用分析说原因、揭本质、提解决方案,围绕“旅游”这一话题展开阐述。 |
C.四则材料依次是调查报告、数据统计、新闻评论、分析报告,都遵循了以事实为基础的原则。 |
D.从材料一可以看出人们的旅游与生活的需求密切相关,人人都追求有品位、有内涵、服务优质的出行。 |
旅游目的:
旅游目的地:
原因:
材料一:今年4月爆发的中兴制裁案让中国社会前所未有地关注中国核心技术发展。而目前我国电子科技产品中最核心的芯片CPU元件几乎都由欧美国家生产和研发,引发普遍担忧。8月14日,格力设立珠海零边界集成电路有限公司,正式进军芯片产业。8月31日,华为发布了下一代智能手机处理器海思麒麟980,是全球第一款基于7nm工艺的处理器芯片,创造了六项世界第一,为国产芯片的研发划上了重要的一笔。在中国科学院第十九次院士大会、中国工程院第十四次院士大会上,习近平总书记强调:“关键核心技术是要不来、买不来、讨不来的。只有把关键核心技术掌握在自己手中,才能从根本上保障国家经济安全、国防安全和其他安全。”
(摘编自《2018中国互联网发展十大动向》,人民网2018年12月27日)
材料二:芯片是半导体元件产品的统称,也是集成电路的载体。集成电路行业是信息产业的核心,是国家核心产业竞争力的保障。
目前,我国集成电路产业的发展与自身的市场需求并不匹配,国内集成电路产能全球占比仅为7%,而市场需求却接近全球的1/3,芯片是我国第一大进口产品,每年进口金额高达2000多亿美元。
中国芯片行业面临困境,究其原因,归结起来主要有以下几点:其一,芯片研发具有投入大、周期长、风险高、竞争激烈等特点,全球芯片制造业的核心技术长期被控制在英特尔等行业巨头手中,国内芯片产业在产业规模、技术水平、市场份额等方面都与这些巨头有较大差距,即便与台资企业也有不小差距:其二,中国企业在高端的IC(集成电路)设计上滞后,技术水平相比国际水平落后两代以上:此外,我国许多从事研发的IC设计公司在开发高端产品时,往往是先有产品,而后去找市场,这一做法有违市场规律。
为了跟上技术发展的速度,避免在激烈竞争中被淘汰,集成电路企业每年都要投入大量的资本进行生产线的维护与更新、新产品新技术的研发。随着2014年《国家集成电路产业发展推进纲要》的公布,国家集成电路产业基金一半以上的资金投向制造领域,集成电路制造产业加速发展。
(摘编自前瞻产业研究院《2018全球及中国芯片产业发展解析报告》)
材料三:2002年,我国首款通用CPU“龙芯1号”诞生,打破了我国长期依赖国外处理器产品的尴尬局面。在很多人质疑中国要不要做芯片的时候,龙芯研发团队凭着几十个人、几千万经费就将“龙芯1号”造了出来。由于在龙芯系列芯片上取得的优异成绩,领头人胡伟武获得了“五四青年奖章”“中科院杰出青年”等一系列荣誉。
“CPU、发动机等核心技术问题,本质上不是科学原理,也不是技术问题,而在于工程细节的完善。这些核心技术对西方国家而言已经在楼上了,我们还在楼下,很多人都希望你一步就蹦上去,但是没有一个企业可以一步就蹦上去的。怎么办?爬楼梯!”
胡伟武所说的爬楼梯,就是试错过程,爬一阶楼梯就是一次在应用中试错。试错需要时间和耐心,时间是核心技术产品最重要的门槛。龙芯2006年开始研制抗辐照CPU,2017年才开始小批量生产,前后花了十多年时间。
十八大以来,以龙芯CPU为代表的自主CPU研发和应用取得了很大进展:性能不断提高,超过国际主流CPU的低端产品,正在向中高端逼近:形成了包括近千家企业的自主CPU产业链,自主可控的信息产业体系正在形成:在武器装备、党政办公、能源、交通等领域得到了大量应用。
(何沛苁、李忠明《胡伟武:核心技术应在试错中发展》,中国科技网2018年12月14日)
1.下列对材料内容的理解,正确的一项是( )A.中兴制裁案引发社会对核心技术发展的普遍关注,因此,格力、华为等公司纷纷进军芯片产业,助力自主芯片研发。 |
B.我国集成电路市场份额全球占比接近1/3,但仍与以英特尔为代表的国际行业巨头之间存在一定差距。 |
C.集成电路行业的资本、技术门槛较高,相关企业每年需投入大量资金用于生产线维护更新与技术研发。 |
D.近几年,我国自主CPU在技术研发和市场应用方面取得了长足进步,我国已拥有自主可控的信息产业体系。 |
A.材料一强调我国掌握核心技术的重要性,材料三指出核心技术提升需时间成本,两则材料都立足当下,实事求是。 |
B.我国集成电路的产能无法满足自身市场需求,这是我国芯片CPU元件几乎由欧美国家生产和研发的根本原因。 |
C.打造国产自主芯片,不只是为避免在核心技术竞争中受制于人,更是为保障我国经济、国防及其他方面的安全。 |
D.在是否要做芯片尚存争议时,龙芯团队便成功研发“龙芯1号”,这标志我国芯片产品开始走上自主发展的道路。 |
材料一
科幻小说诞生于19世纪下半叶的欧洲,一般人最早接触到的是儒勒•凡尔纳的作品。他笔下的人物性格鲜明,但十分单纯,像一个个色彩醒目的符号。在凡尔纳的科幻小说中,人类在文学中的主角地位让位于另一个文学史上首次出现的意象——大机器。大机器以“鹦鹉螺号”潜艇、机器岛和登月大炮的形象出现。像《八十天环游地球》这样没有大机器出现的小说,地球本身作为一个完整的文学形象取代了人。同时,凡尔纳所代表的新生的科幻文学,把传统主流文学中占统治地位的人与人的关系转换为人与自然的关系,这一转换为文学注入了新鲜的血液和灵魂。
主流文学描写已经创造的世界,科幻文学则创造世界再描写它。科幻小说中的历史来自作者想象中的世界。有这样一篇名为《奇点焰火》的科幻小说,描写在一群超级意识那里,用大爆炸方式创造宇宙只是他们的一场焰火晚会,一个焰火就是一次创世大爆炸,进而诞生一个宇宙。当我们的宇宙诞生时,有这样的描写:
“这颗好!这颗好!”当焰火在虚无中炸开时,主体1欢呼起来。
“至少比刚才几颗好,”主体2懒洋洋地说,“暴胀后形成的物理规律分布均匀,从纯能中沉淀出的基本粒子成色也不错。”
焰火熄灭了,灰烬纷纷下落。
“耐心点嘛,还有许多有趣的事呢!”主体1对又拿起一颗奇点焰火要点燃的主体2说,他把一架望远镜递给主体2,“你看灰里面,冷下来的物质形成许多有趣的微小低熵聚合。”
“嗯,”主体2举着望远镜说,“他们能自我复制。还产生了微小的意识……他们中的一些居然推测出自己来自刚才那颗焰火,有趣……”
短短二百字,却在时空上囊括了我们的宇宙自大爆炸以来150亿年的全部历史,包括生命史和文明史,还展现了我们的宇宙之外的一个超宇宙的图景。又如阿瑟•克拉克的《2001,太空奥德赛》,描述了人类从诞生直至与宇宙融为一体的全过程。从百万年前原始人自我意识的觉醒,到人类对近地空间和月球的探索,直到宇航员在土星探险的终点跨超时空之门进入宇宙深处,使文明完成从个体到整体的升华。作者笔端轻摇、纵横十亿年时间和百亿光年的空间,使主流文学所描述的世界和历史瞬间变成了宇宙中一粒微不足道的灰尘。科幻急剧扩大了文学的描写空间,也使得我们有可能从对整个宇宙的描写中更生动也更深刻地表现地球和人类。
科幻文学能使我们从大海见一滴水。
(取材于刘慈欣《从大海见一滴水》)
材料二
被誉为“中国科幻第一人”的刘慈欣凭借其科幻小说《三体》获得“雨果奖”最佳长篇小说奖,这是中国科幻第一次获得世界级的认可。小说讲述了人类文明和三体文明的信息交流、生死搏杀及两个文明在宇宙中的兴衰历程。三体问题本来是个古老的物理学问题,牛顿当年在《自然哲学的数学原理》第一卷“论物体的运动”中就提到过。刘慈欣充分发挥了他科学上的特长,赋予这个想象中的三体世界以可信的物理特性和演化规律。作品讲述了这个遥远文明二百次毁灭与重生的传奇,并进一步让三体世界、地球、甚至更高级的文明,发生猛烈而意味深长的碰撞。小说在最不可思议的生存景象中蕴含了触手可及的现实性。这部作品既是对人类文明的一种反省,也是一种超越。
德米特里•比伦琴在《幻想作品的现实主义》中认为科幻作品的题材可以表述为:“面对着未来的人及人类,面对着不可思议的、幻想中的、但却可能是隐藏在进步的地平线后或自然界中的未来的人及人类。”文学的关注对象是人,科幻文学关注的是“面对着未来”的人,这是科幻文学与传统文学的最根本的区别。他认为工业革命使得第一批科幻作家的作品集中在技术发展前景上。但是时代在转变,未来世界中人将是什么样子?未来将给人带来什么?在遥远的未来将发生什么和人有关的事情?我们很清楚地感觉到,这种未来很快就要到来。在幻想越来越迅速变成现实的当今,如果不想象未来,连现实本身也将不可理解。科幻作品的“科学——技术”这条线,最终会在它的创作中与一般文学的“社会——心理学和哲学”这条线汇合。
(取材于网络《关于我国科幻文学调查研究课题的报告》)
材料三
罗伯特•索耶,这位加拿大“科幻教父”,曾包揽雨果奖、星云奖和坎贝尔奖三大最具影响力的科幻奖项。他出版了22部长篇科幻小说,包括“恐龙三部曲”、《金羊毛》、《计算机中的上帝》。与此同时,这位科幻大师还是政府机构、科研部门甚至跨国公司的座上宾。他常年担任“探索”频道加拿大版的评论员,为《科学》和《自然》杂志撰写专栏,担任美国国家航空航天局顾问,甚至在谷歌、摩托罗拉等公司担任咨询顾问。
听起来,这些工作都和科幻创作不沾边。有一次,他为加拿大政府做法律方面的顾问,“未来医学可以通过DNA的读取来预测人们可能患上某些疾病,这涉及个人隐私。假如这个隐私触及到有基因疾病的人的丈夫、孩子们的知情权时,哪一方是需要保护的呢?这就是他们邀请我们帮忙解决的问题之一”。在索耶看来,“科幻是现实的镜子”,科幻作家不应只是空想,而应该担负起批判现实的责任。
事实上,这也是科幻界的传统。1818年,英国作家玛丽•雪莱创作了第一部科幻小说《弗兰肯斯坦》。这部关于生物科学的小说,第一次提及生物伦理学。如今,生物伦理学已经是一门成熟的学科,用索耶的话来说,“这个学科就是由科幻小说创造的”。见证科幻作家的远见卓识最终变为现实是一件很有趣的事,这包括凡尔纳描写的月球之旅、潜水艇;英国作家威尔斯描写的立体空战、坦克等。1944年,美国科幻作家卡特•米尔在《生死界线》里逼真地描述了原子弹的技术细节,发表后招致美国联邦调查局的审查,他们以为当时秘密进行多年、连副总统都蒙在鼓里的“曼哈顿工程”泄密。阿瑟•克拉克1945年就详细描述了地球同步通信卫星网络,今天卫星所在的轨道因此被称为“克拉克轨道”。还有阿西莫夫经常提及的人形机器人在今天的实验室中越来越常见。
在索耶看来,科幻小说的公共价值主要体现在两方面:一是让公众不被社会阴暗面俘虏,并推动科学技术发展;另一方面,科幻小说培养公众长远的眼光,让人们学会思考未来。科幻不仅预测未来,亦可预防未来。科幻小说不仅关乎科学技术,也关乎理性和价值观。核武器、环境危机等诸多达摩克利斯之剑高悬于人类头顶,许多科幻小说、科幻电影也渲染末日降临的场景,其中的一部分某种程度上甚至已经在我们周围悄然发生……但是,尽管人类在前进过程中有曲折和失误,我们还是希望未来会像威廉•福克纳所说的:“人类不仅会生存下去,而且终将获得胜利。”
(取材于张渺、张莹《政治家都该读科幻小说》)
1.下列对“科幻文学能使我们从大海见一滴水”中“大海”和“一滴水”对应关系的呈现,最准确的一项是A.宇宙/人类 | B.地球/大机器 | C.超级意识/微小意识 | D.大爆炸理论/基本粒子 |
A.前沿科技 | B.幻想中的自然 | C.面对未来的人 | D.不可理解的现实 |
A.描述了不可思议的未来生存图景 | B.蕴含了触手可及的现实性 |
C.解决了牛顿提出的三体问题 | D.反省并超越了人类文明 |
A.罗伯特•索耶通过DNA来预测人类疾病 |
B.玛丽•雪莱《弗兰肯斯坦》提及生物伦理学 |
C.卡特•米尔《生死界线》描述原子弹的技术细节 |
D.阿瑟•克拉克描述地球同步通信卫星网络 |
①DNA读取技术导致个人隐私泄露
②人形机器人在研究实验中越来越多
③核武战争毁灭地球
④环境危机导致人类末日
A.①②③ | B.②③④ | C.①③④ | D.①②④ |