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语文 高一 / 统编版 / 解答题 / 较难

本站编号:Q000006128

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高中 语文 高一 统编版 2024 江苏 下学期 期末 解答题 较难

题目

5 . 阅读下面的文字,完成小题。

材料一:

许多人了解引力的概念是通过牛顿的万有引力定律。从传说中砸中牛顿的苹果到天上飘落的雨滴,引力无处不在;从牛顿力学到爱因斯坦相对论,数百年来科学家对引力与引力子的探索从未间断。前不久,我所在的科研团队首次观察到引力子在凝聚态物质中的“投影”。

很长时间以来,物理学家一直追求大一统理论,希望用它来解释自然界的所有物理现象。例如,牛顿提出的万有引力,统一了地球上的物体和天体的运动规律,并构建了牛顿力学,这直接催生了第一次工业革命;电动力学的研究成功地统一了电与磁的概念,催生了第二次工业革命。而今,广义相对论和量子力学在现代物理学中占据要位,分别成功地应用于宏观和微观世界。科学家们期待二者的统一能像历史上每一次重大科学突破那样,引领新一轮科技革命。

广义相对论指出引力的本质不是物体间的吸引力,而是时空弯曲的一种几何效应。这一理论解释了宇宙中的绝大多数宏观现象,并预言了引力波的存在。想象一下,重球会让紧绷的床单形成凹陷,如果你轻轻地推一个小球过去,它会朝着那个凹陷滚动。在这里,床单类似于物理学中的“度规”(用来描述时空形状的概念),而引力波就是一种源自时空度规波动的现象。近年来,随着“中国天眼”和激光干涉引力波天文台等国内外大科学装置多次观测到引力波的相关信号,广义相对论中关于引力是时空几何效应的观念已被广泛认可。

自量子力学确立以来,物理学家已经将已知的四种基本作用力中的三种——强相互作用力、弱相互作用力和电磁力——成功地统一到量子力学的理论框架内。然而,引力仍未被纳入这一框架中。科学家推测引力波在量子世界中的粒子是引力子。物理学家一直试图通过引力子这一概念,将引力融入量子力学的体系,从而实现四种基本作用力的完全统一,也即广义相对论与量子力学的统一。

宇宙中的引力子信号很难探测,难度远超引力波。有物理学家指出,即使利用与地球质量相当的理想探测器,也可能需要超过10亿年才会探测到一个来自太阳的引力子。相较于宇宙,生活中大部分可见物质都是凝聚态,通常包括固态和液态。科学家已经发现凝聚态系统存在着和宇宙中的粒子相类似的物理性质。

引力子激发的探测需要依赖双光子过程的非弹性光散射实验。这种实验对设备的要求极为苛刻且看似矛盾。一方面,实验需要在极低温度下进行,并且需要强磁场支持,一般通过稀释制冷机来实现;另一方面,实验中使用的可见光及制冷机的透光窗口辐射,容易将温度升高。此外,实验测量也对制冷机脉冲管带来的振动极为敏感,实验极具挑战性。

经过多年努力,我们自主设计并集成组装了一套基于稀释制冷技术的极低温强磁场共振非弹性偏振光散射系统。利用这一设备,实验团队近日在砷化镓半导体量子阱中成功观测到分数量子霍尔效应中的引力子激发。这标志着科学界首次在实验中观察到具有引力子特征的准粒子,首次在真实的凝聚态系统中揭示了引力子物理的量子规律,为探索量子引力物理开辟了新的途径。

(摘编自杜灵杰《引力子物理探索研究展现科学的魅力》)

材料二:

有一次,我遇到了一场暴雨。我注意到成千上万的小雨滴轰击池水的表面。池水表面变得混乱,水中的睡莲在汹涌不息的水波冲刷下摇摆不定。在躲避风雨之时,我想弄清楚周围发生的一切将会以怎样的形式呈现在鲤鱼们的眼中。在它们看来,睡莲似乎是自己在运动,没有任何东西冲刷它们。因为就像我们看不见我们周围的空气和空间一样,鲤鱼们也看不见它们赖以生存的水,它们为睡莲自己能够运动而困惑不解。

我想,鲤鱼“科学家”们将会聪明地杜撰某种虚构的东西——它被称为“力”——来掩盖自己的无知。由于不能理解在看不见的水面上存在的水波,它们将得出这样一个结论:睡莲之所以能够不被触摸而运动,是因为有一种看不见的神秘力在对它起作用。它们可能给这种错觉起一个高深莫测的名称(如“超距作用”,或“没有任何接触下睡莲即会运动的能力”)。

我常想,我们就像自鸣得意地在池中游动的鲤鱼。我们的一生就在我们自己的“池子”里度过,以为我们宇宙只包含那些看得见摸得着的事物。就像鲤鱼一样,我们认为宇宙之中只包含有熟悉可见的东西。我们自以为是地拒绝承认就在我们的宇宙跟前存在有别的平行宇宙或多维空间,而这些都超出了我们的理解力。如果我们的科学家发明像力这样一些概念,那仅仅是因为他们不能用眼检验出充满于我们周围空间的无法看见的各种振动。一些科学家鄙视更高维数世界的说法,是因为他们不能在实验室里便利地验证它。

(摘编自加来道雄《一名物理学家的教育历程》)

1.下列对材料相关内容的理解和分析,正确的一项是(     )2.根据材料内容,下列说法正确的一项是(     )3.下列对材料二最后一段的理解和分析,不正确的一项是(     )4.请简要说明材料一非弹性光散射实验中存在哪些“看似矛盾”的问题。
5.对于未知世界的假设,为什么材料一用“预言”“推测”等词,而材料二却用“杜撰”“虚构”等词?请结合材料谈谈你的理解。
A. 科学家们希望,广义相对论和量子力学能够统一,从而催生出第三次工业革命。
B. 爱因斯坦的广义相对论解释了宇宙中绝大多数的宏观现象,指出了引力的本质。
C. 引力是时空几何效应的这一观念得到认可,主要是因为“中国天眼”作出了贡献。
D. 凝聚态指的是固态和液态两种形态,它有着和宇宙中的粒子相类似的物理性质。
A. 在宇宙中探测引力子信号非常困难,要探测到一个来自太阳的引力子,需要用与地球质量相当的探测器,花10亿多年时间。
B. 科学家在凝聚态物质中发现了引力子,实现了将引力融入量子力学体系的愿望,完成了广义相对论与量子力学二者的统一。
C. 在凝聚态物质中观测引力子的最大困难是缺少实验设备,该实验对设备要求极高,有了适合的设备就预示着实验可以成功。
D. 水池中的鲤鱼“科学家”们如果对使睡莲运动的那种“神秘力”产生错觉,就可能造出“超距作用”等名称来掩盖自己的无知。
A. 人类对世界的认识存在局限性。
B. 已有的一些科学解释或许是荒谬的。
C. 科学探究需要强烈的好奇心支撑。
D. 无法用实验来验证的世界不代表不存在。

答案与解析

答案
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解析
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