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1、一岗双责落实还不到位。受事务性工作影响，对分管单位一岗双责常常落实在安排部署上、口头要求上，实际督导、检查的少，指导、推进、检查还不到位。专题14 一名物理学家的教育历程（测）（满分45分，时间45分钟）一、阅读下面文字，完成后面题目。（9分，每小题3分）1980年，德国科学家冯克利青发现整数量子霍尔效应，1982年，美国科学家崔琦和施特默发现分数量子霍尔效应，这两项成果均获得诺贝尔物理学奖。量子霍尔效应是整个凝聚态物理领域中最重要、最基本的量子效应之一。它的应用前景非常广泛。我们使用计算机的时候，会遇到计算机发热、能量损耗、速度变慢等问题。这是因为常态下的芯片中，电子运动没有特定的轨道，会相
2、互碰撞从而发生能量损耗。而量子霍尔效应则可以为电子的运动制定一定的规则，让它们在各自的跑道上“一往无前”地前进。好比一辆高级跑车，常态下是在拥挤的农贸市场上前进，而在量子霍尔效应下，则可以在高速路上前进。然而，量子霍尔效应的产生需要非常强的磁场。为了一台计算机的量子霍尔效应，相当于需外加10个计算机大的磁铁，不但体积庞大，而且价格昂贵，不适合个人电脑和便携式计算机。1988年，美国物理学家霍尔丹提出可能存在不需要外磁场的量子霍尔效应，即“量子反常霍尔效应”。它与已知的量子霍尔效应具有完全不同的物理本质，是一种全新的量子效应；但它的实现也更加困难，需要精准的材料设计、制备与调控。多年来，人们一直
3、未能找到能实现这一特殊量子效应的材料体系和具体物理途径。自1988年开始，就不断有理论物理学家提出各种方案，然而在实验上没有取得任何进展。2006年，美国斯坦福大学张首晟教授领导的理论组成功地预言了二维拓扑绝缘体中的量子自旋霍尔效应，并于2008年指出了在磁性掺杂的拓扑绝缘体中实现量子反常霍尔效应的新方向。2010年，我国理论物理学家方忠、戴希等与张首晟教授合作，提出磁性掺杂的三维拓扑绝缘体有可能是实现量子化反常霍尔效应的最佳体系。这个方案引起了国际学术界的广泛关注。德国、美国、日本等国有多个世界一流的研究团队沿着这个思路在实验上寻找量子反常霍尔效应，但一直没有取得突破。由清华大学薛其坤院士领
4、衔，清华大学、中科院物理所和斯坦福大学研究人员联合组成的团队，经过近4年的研究，生长测量了1000多个样品。最终，他们利用分子束外延方法，生长出了高质量的Cr掺杂（Bi，Sb）2Te3拓扑绝缘体磁性薄膜，并在极低温输运测量装置上成功观测到了量子反常霍尔效应。这项研究成果将推动新一代低能耗晶体管和电子学器件的发展，可能加速推进信息技术革命进程。2013年3月14日，该成果发表于美国科学杂志。科学杂志的评审作出评价：“这篇文章结束了对量子反常霍尔效应多年的探寻，这是一项里程碑式的工作。”诺贝尔物理奖得主、清华大学高等研究院名誉院长杨振宁教授说，这是“诺贝尔奖级的发现”。1关于“量子霍尔效应”与“量
5、子反常霍尔效应”的区别，以下表述不正确的一项是（ ）（3分）A前者是整个凝聚态物理领域中最重要、最基本的量子效应之一；后者具有与前者完全不同的物理本质，是一种全新的量子效应。B前者应用前景广泛；后者则属于特殊情况下的量子效应，应用前景限于低能耗晶体管和电子学器件方面。C前者的产牛需要非常强的磁场，应用时难免器件体积过大、成本过高；后者的产生不需要外磁场，应用时，能使得器件的体积小不至于过大。D前者于1980年被发现，后者于2013年被证实；后者的实现比前者的实现更难能可贵，需要精准的材料设计、制备与调控。【答案】B【解析】考点：理解文中重要概念的含义。能力层级为理解B。2下列理解，不符合原文意
6、思的一项是（ ）（3分）A量子霍尔效应可以使电子的运动由无序变成有序，使得电子在各自特定的轨道上运动，在很大程度上避免电子相互碰撞，避免其能量的无谓损耗。B要在试验层面证实量子反常霍尔效应，对科学家而育足十分严峻的挑战，既需要有很特殊的材料体系，也需要有很特殊的物理途径。C薛其坤领衔的团队利用分子束外延方法，生长出了高质量的Cr掺杂（Bi，Sb）2Te3拓扑绝缘体磁性薄膜，在这一材料中，就存在着量子反常霍尔效应。D曾有科学家提出，磁性掺杂的三维拓扑绝缘体有可能是实现量子反常霍尔效应的最佳体系，但经德、美、日等多国科学家的实践证明，这条思路行不通。【答案】D【解析】试题分析：D“这条思路行不通”
7、曲解文意。据原文意，方忠、戴希、张首晟等人提出的“磁性掺杂的三维拓扑绝缘体有可能是实现量子化反常霍尔效应的最佳体系”的设想，是后来薛其坤团队证实“量子反常霍尔效应”的指路明灯。虽先前德、美、日等国科学家在此思路上未取得突破，但不能据此认为“这条思路行不通”。考点：筛选并整合文中的信息。能力层级为分析综合C。3根据原文内容，下列推断正确的一项是（ ）（3分）A常态下的芯片中，电子运动没有特定轨道，会相互碰撞，因而计算机会出现发热、能量损耗、速度变慢等问题。量子霍尔效应的具体应用，才能解决这些问题。 B由于量子霍尔效应的产生需要非常强的磁场，所以到目前为止，它并未获得实际应用；也正是因为这个原因，
8、对量子反常霍尔效应的研究才显得十分必要。 C薛其坤领衔的研究团队之所以能率先证实量子反常霍尔效应，是因为他们不仅吸纳了其他科学家的研究成果，掌握了正确的研究途径，而且在方法上有自己的创新。D鉴于发现整数量子霍尔效应的德国科学家和发现分数量了霍尔效应的芙国科学家均获得诺贝尔物理学奖，我们可以断言薛其坤院士领衔的团队将获得诺贝尔物理学奖。【答案】C【解析】考点：筛选并整合文中的信息。能力层级为分析综合C。二、阅读下文，完成第后面题目（11分） 瑞士数学家、物理学家欧拉善用简洁的函数表达真理，欧拉公式至今仍被认为是最具美感、最有魅力的公式之一。他还曾写下音乐新理论的尝试，将数学与艺术美结合在一起。这
9、位天才数学家富有创造力的一生，给后人有益的启示：探究真理的动力中饱含着对美的追求，科学之美可诱发出科学家无限的创造力。尽管科学家们对科学美的阐述大多是零散的、即兴的，但不难看出他们对科学之美的肯定和重视。英国数学家和哲学家罗素从欧几里德的几何原本中“读出音乐般的美妙”，德国生物学家海克尔从达尔文物种起源中“见出生物世界无与伦比的统一之美”。我国科学家杨振宁则引用高适在答侯少府中的诗句“性灵出万象，风骨超常伦”，来描述狄拉克方程和反粒子理论带来的精神震撼。他还曾以虹与霓为例描述科学之美：小时候看虹和霓，被极美的表面现象所吸引，长大懂得测量后发现这种现象的物理原因，体会到了一种极深层的理论架构的美
10、。 在这些大科学家眼里，科学美是自然和谐之美的映射，是人们发现自然之秘而产生的自我超越感，是从科学和谐统一的思想中产生的愉悦自由的心理体验，是促使他们勇攀科学高峰的重要原动力。 科学美还包括审美直觉和审美灵感，不少科学家在科学创造过程中最初的粗略选择，往往是依靠审美直觉来完成。 比如狄拉克的“单磁核”假说，就是从磁与电共有的对称美中获得启示，后来被实验证实；物理学家卢瑟福探索原子和结构时有种直觉，感到原子核是一颗“小太阳”；哥白尼在观察太阳系运动景象时这样描述：“太阳乘坐的宝座率领着它周围的行星家族”。正是这些审美想象，启发了科学家的灵感，引导着他们前往成功的彼岸。 反观我们的现实，科学美却被
11、有意无意地冷落甚至剥夺，近乎一件奢侈品。备受推崇的奥林匹克竞赛，已异化为机械的题海战术，孩子们很难在独立思考中享受数学的韵律之美。在科研领域，不少人急功近利，把科学当做追名逐利的敲门砖，失去了探寻更高层次的科学美的机会。 正如但丁所说，美是真理的光辉。漠视科学的美感，就很难探寻到真理的内核。如果在教育中，先让孩子欣赏“虹与霓”的现象美，再引导他们去挖掘背后的科学原理，是否更能激发其学习的兴趣？在科研中，少一些功利、多一份对美的追寻之心，把单调枯燥的实验变成美的探险，或许更容易到达真理的彼岸。在科普活动中，多一些日升月落、星辰闪耀、遥望火箭腾空而起的美感体验，可能会让不从事科学活动的普通人也能更
12、加崇尚自然、走近科学。 科学本来就是美的，探索未知世界的过程应是充满新奇体验的美的旅程。 4根据原文提供的信息，下列对“科学美”内涵的理解不正确的一项是（ ）（3分） A科学家探究科学真理对极深层理论架构的美的体会和感悟。 B自然和谐之美的映射和科学家发现自然之秘而产生的自我优越感。 C研究科学过程中受审美直觉和审美灵感启发产生的审美想象。 D促使科学家勇攀科学高峰追求美、探索美的重要原动力。 【答案】D【解析】考点：理解文中重要概念的含义。能力层级为理解B。5根据文中提供的信息，下列关于科学成果的表述符合原意的一项是（ ）（3分） A欧拉的音乐新理论的尝试以数学美与艺术美的结合呈现了科学美。
13、 B欧几里德的数学专著几何原本具有音乐般的美妙品格。 C狄拉克的反粒子理论具有唐诗“性灵出万象，风骨超常伦”般的境界。 D狄拉克的“单磁核”假说经实验证实出核与电共有的对称之美。 【答案】B【解析】试题分析：本题考查正确理解原文信息的能力。根据原文信息进行筛选比对，与原文表述一致（符合原意）的即是题干要求的答案。A“数学美与艺术美的结合”错。原文“将数学与艺术美结合在一起”，偷换概念。B表述正确。C与原文“用性灵出万物，风骨超常伦来描述狄拉克的反粒子理论带来的精神震撼”而不是狄拉克的反粒子理论本身具有“性灵出万物，风骨超常伦”的境界，曲解文意。D本末倒置。原文“从磁与电共有的对称美中获得启示”
14、说明狄拉克的“单磁核”假说是源于“磁与电共有的对称美”而不是证实它。考点：筛选并整合文中的信息。能力层级为分析综合C。6作者说，学习数学时机械的题海战术很难让人享受到数学的韵律之美，你赞同吗？结合原文提供的信息说明理由。（5分）【答案】（1）赞同。（2）美是真理的光辉，学习数学会有韵律美的体验和感悟。机械的题海战术是急功近利的表现，使孩子们失去了探寻科学美的机会。【解析】试题分析：本题考查分析评价文中观点态度的能力。本题题干包含两个问题，第一个问题表面上是是非问，但从文本表述“机械的题海战术”和人们共识可知，只能回答“赞同”，剩下的就是根据上下文说明赞同的理由。上文“科学美被有意无意地冷落甚至
15、剥夺”是论点，题干部分是论据，下文就是论证了，联系题干把论证部分表述为自己的话就是对自己观点的说明。考点：分析概括作者在文中的观点态度。能力层级为分析综合C。三、阅读下面的文章，完成后面题目。（25分）顽童的成长1939年，费因曼进入普林斯顿大学高等研究院深造。麻省理工是一所完全美国化的学院，学生不修边幅，学风自由散漫，但却充满了灵气；而普林斯顿则具有浓厚的美国传统，优雅而严谨。费因曼不喜欢繁文缛节，不过，普林斯顿有些地方很合他的胃口。学校规定晚餐时，学生必须穿上统一的又宽又大的长袍，费因曼很快发现了它的好处，每次打完球回来，大家不用洗澡换衣服，套上长袍就直奔餐厅，从而省了不少麻烦，费因曼觉得穿这样的长袍太方便了。普林斯顿和麻省理工都有回旋加速器。麻省理工的回旋加速器放在一间洁净的房间里，控制室则在另一间房间，那里一尘不染，学生一般是不能接触这台机器的。而普林斯顿的那台回旋加速器，则放在一幢陈旧的大楼的地下室，房间里爬满了电线，许多开关悬在电线上，冷却水从水阀不住地滴出来，各式各样的工具扔得到处都是，世界上没有比它更乱的实验室了。费因曼面对这“一团糟”的实验环境兴奋不已，这里表面上看乱糟糟的，但正说明这台仪器是科学家们自己亲手安装的，每个人都知道这
