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物理
题目

阅读下面的文字,完成下面小题。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。送方 单光子 接收方-|||-x-|||-不可分割 复制必然-|||-会被察觉-|||-C-|||-窃听者-|||-量子通信:量子密钥分发 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。(2)下列对材料相关内容的分析与评价,不正确的一项是 ____ 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。(3)下列选项中,最准确全面概括“材料一”主要观点的一项是 ____ 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(4)林庚在《说“木叶”》中对“木叶”“树叶”“落木”等概念进行阐述,材料一第1段对“量子”进行了概念阐述,请简要分析二者概念阐述方式的不同。(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。

阅读下面的文字,完成下面小题。
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。
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       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。
(2)下列对材料相关内容的分析与评价,不正确的一项是 ____
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。
(3)下列选项中,最准确全面概括“材料一”主要观点的一项是 ____
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
(4)林庚在《说“木叶”》中对“木叶”“树叶”“落木”等概念进行阐述,材料一第1段对“量子”进行了概念阐述,请简要分析二者概念阐述方式的不同。
(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。

题目解答

答案

(1)A.“可以实现人类安全传送信息的梦想”错误,由材料一“可以实现原理上是无条件的安全通信方式”可知,原文说的是“原理上的”,选项丢了限制词。
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……”错误,由材料一“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”可知,首先是“数学和物理结合在一起”,其次是有了半导体,才有了通用计算机,然后才有了万维网,所以“直接”错误。
C.“各国三大领域专利申请数量差距悬殊”表述绝对,如在量子测量领域,中国198,美国126,差距不大。
故选D。
(2)C.“量子通信已实现全球范围内的信息安全传输”错误,原文材料二说“我国成功构建世界首个天地一体化量子通信网络”,并没有说“已实现全球范围内的信息安全传输”。
故选C。
(3)由“第一次量子革命直接催生了现代信息技术”“这样就产生了第二次量子革命,那就是量子信息技术”可知,两次量子革命深刻影响信息技术发展。由“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”可知,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。因此A选项最为准确。
B.只是说了应用量子力学规律研究的价值。
C.阐释的是量子革命的意义。
D.阐释的量子力学的成就和未来的面对的问题。
故选A。
(4)《说“木叶”》一文中,首先引用《九歌》《月赋》《渡河北》等诗文引出“木叶”这一概念,然后解释“木叶”的概念,再引用《橘颂》《哀江南赋》《答柳恽》等诗文比较“木叶”与“落木”“树叶”的区别。
本文中,“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”直接阐释量子的概念,属于理论层面的科学阐述,然后再在后文阐释“量子”的基本特点,以及它在“安全通信”“提供一种超快的计算能力”等方面的作用。
(5)由“在应用量子力学规律的过程中,产生了很多的技术革新”“某种意义上来讲”“数学是软件基础,数学和物理结合在一起”等句可知,材料一多用短句;由“其实是人类自己创造出了一个非生物体的‘小孩’”可知,材料一适当运用了修辞;由“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”“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”等句可知,材料一语言通俗。
由“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”“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”等句可以看出,材料三多采用长句,且运用数字、限制词等,语言表述严密。
材料一摘编自潘建伟2020年新年科学演讲《从爱因斯坦的好奇心到量子信息革命》,属于一篇科学演讲,需要运用短句、通俗的语言等,便于听众理解。由标题《我国成功构建世界首个天地一体化量子通信网络》可知,材料三是一篇科技新闻报道,语言要严密。
因此,两则材料表达目的不同,文体不同,因此语言特点不同。

答案:
(1)D
(2)C
(3)A
(4)①林文主要引用诗文进行比较说明,从而让读者清楚“木叶”“树叶”“落木”等概念的差异;②本文主要从理论层面进行科学阐述,从而让读者了解“量子”的基本特点和作用。
(5)(第一问)材料一语言通俗形象,采用短句,适当运用修辞;材料三语言严密,采用结构复杂的长句。(第二问)两则材料表达目的不同,文体不同,因此语言特点不同。

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  • 11.如右图4所示,载流为I的竖直无限长直导线,与半径为R半圆形导体框共面,其中直径-|||-AB是水平状态,A点与载流线相距为a。当导体框由静止下落H高度时,求:(1)该瞬时半圆形-|||-导体框中的感应电动势:(2)该瞬时AB边的电动势大小和方向。 C-|||-a-|||-A B-|||-I H

  • 静止流体不显示粘性。A. 正确B. 错误

  • [题目]如图所示,两个匀质长方体A,B叠放在水-|||-平桌面上,水平拉力F作用在物体B上,使物体A,-|||-B一起沿水平桌面做匀速直线运动,请作出物体A受-|||-力的示意图-|||-A-|||-F-|||-B-|||-77 7 7

  • 北斗卫星导航系统分为中圆轨道、倾斜地球同步轨道和()三种轨道类型A. 地球静止轨道B. 太阳同步轨道C. 极轨道

  • 产生感生电动势的非静电力是A. 洛伦兹力B. 涡旋电场力C. 静电场力D. 安培力

  • 核能是通过核反应从( )中获取的能量。 、原子核、原子、中子、质子

  • 如图所示,波源S激起的水面波穿过两个狭缝A,B向右传播,SA=12cm,SB=10cm,AC=BC=20cm,AD=19cm,BD=21cm,水面波波长为λ=4cm,则A,B两点的振动 (同相/反相),在C点处引起的振动 (加强/减弱),在D点处引起的振动 (加强减弱).A.-|||-D-|||-S C-|||-B

  • 用伏安法测金属电阻时,()用内接法A. 待测电阻阻值远小于电流表内阻B. 待测电阻阻值远大于电流表内阻C. 任何情况都可以

  • 空气中传播的两列声波大小分别_(1)=f和_(1)=f,那么它们叠加形成拍频大小为()_(1)=f_(1)=f_(1)=f_(1)=f

  • 关于磁场的高斯定理 iint ____(S)overline (B)cdot d overline (S)=0, 下面的叙述中不正确的是( )A. 该定理表明磁场是无源场B. 该定理表明磁场是涡旋场C. 一批磁感线可以完全被封闭在闭合曲面内D. 穿入任一闭合曲面的磁感线的条数一定等于穿出该曲面的磁感线的条数

  • 填空题(共9题,45.0分)-|||-12.(5.0分)一质点在xy平面内做曲线运动,其运动方程为 overline (r)=(t)^2overline (i)+((t)^2-2t)overline (j)(S1) ,则在任意t时亥-|||-质点切向加速度的大小为 __ -o

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