专题提升练2 信息类 激发科学探究的创新活力
新一轮科技革命和产业变革的发展日益深入，围绕高素质人才和科技制高点的国际竞争空前激烈，这对青少年的科学素质提出更高要求。试题以习近平总书记关于扎实推动教育强国建设的讲话精神为指导，挖掘中华优秀传统文化和社会主义先进文化中蕴含的科学教育资源，考查学生的探究性、创新性思维品质，激发学生崇尚科学、探索未知的兴趣和勇于创新、勇攀科技高峰的精神。
一、阅读下面的文字，完成1～5题。(18分)
材料一：
人类对宇宙、对太空一直有着无限的向往。早在唐代，我们的先贤就已经知道从月球表面发出的亮光来自对太阳光的反射。过去几千年，不管是东方文明还是西方文明，对太空的探索、对宇宙的理解都在不断精进。
探索宇宙的意义来自我们仰望星空的内在原动力，或者说是为了满足人类对宇宙最基本的好奇心。这个原动力推动人类文明不断向前发展。正如著名科幻作家儒勒·凡尔纳所述，但凡人能想象之事，必有人能将其实现。另一位著名科幻作家亚瑟·克拉克曾经说过，在任何一项足够先进的技术和魔法之间，我们无法做出区分。这句话在科技超速发展的今天，尤其有启发意义。
那么，对于天文学家或者宇宙学家来说，探索太空是要解决或者回答什么问题呢？这无外乎长久以来，我们渴望得到的、对这个世界的基本问题的回答，比如说宇宙是从哪里来的，生命是从哪里来的，这个世界所有的一切是怎样起源与演变的，这背后又遵循着怎样更基本的自然规律。
科学探索，就是要用科学的精神和科学研究的方式，通过迭代科技工具，不断精进我们对这个世界的认知。天文学家把望远镜建设到了地球的各个角落，不管是在地球的南极还是在智利的阿塔卡马沙漠，甚至是在我国西藏的阿里地区，都建设有迄今海拔最高的天文望远镜，观测宇宙最初的信号。我们在不断利用科技发展，探求宇宙最基本的规律。
过去的半个多世纪，我们不仅把望远镜建设到了地球的各个角落，还把它们发射到近地轨道甚至是遥远的太空，去接收来自不同天体的微弱的宇宙信号。从某种意义上来说，我们已经把文明拓展到了大气层以外，拓展到了诞生人类文明的这个黯淡蓝点之外的、更广阔的宇宙空间。不久前发射的詹姆斯·韦布空间望远镜，可以接收到第一代恒星发出的信号并将其提供给天文学家研究，告诉我们宇宙诞生后的第一缕曙光来自哪里。
天文学研究，从某种角度来看是一门考古科学。我们研究宇宙过去发生了什么，在不同的阶段、不同的环境下发生过什么，再通过这些遗迹和迹象，追溯曾经发生过的故事。我把它总结为“问天”，我们想知道我们从哪里来，在一个怎样的环境下生活，这个宇宙到底是什么样的，由此拆解出成千上万的问题，等着一一回答。
(摘编自苏萌《走向太空，是人类文明的必然选择吗？》)
材料二：
当前，新一轮科技革命正在酝酿，学科交叉融合不断推进，科学研究范式发生深刻变革。与此同时，我国科技发展多个领域出现“卡脖子”问题，在科学研究人才培养上存在捉襟见肘，甚至无人可用的现象。因此，从中小学起大力实施推广科学教育迫在眉睫！
想要让中小学科学教育真正见到成效，首先应该让全社会就中小学科学教育的目的达成共识。笔者认为，面向中小学生的科学教育，其目的应该是通过一些较为简单生动的科学实验、科学手段、科学探索，培养学生的科学兴趣，引导他们探索未知领域，帮助他们建立独立思考、唯实求真的科学精神。只有通过科学教育培养起来的科学兴趣和科学精神，才能成为学生未来走上工作岗位后在各行各业开展科技和产业创新的重要内在驱动力。
就上述目的达成共识后，如何科学合理设计中小学科学教育课程的原则也就随之清晰。
第一，要避免知识灌输、避免设置“标准答案”。科学创新本质是对未知方向的探索，其路径可能不止一条，因此在进行科学教育时就要保持开放的态度，允许多个答案、多个思路、多个方法的存在，也要允许没有结果或只有负面结果的存在，因为科学创新更注重的是探索过程及探索过程中形成的科学思维和科学精神。
第二，一定要“慢下来”。客观上，中小学生的知识背景和思考能力有限，还有大量的课内课程需要学习，因而设置短期的、较难或较易实现的科学教育内容都是不切实际的。客观上，思考和求解一个科学问题一定是需要时间的，而且解决问题的过程一定会有波折、是迂回向前的，只有随着对问题理解的深入，才能逐渐找到解决方案。所以，要避免急功近利和目标导向，允许学生在一个较长时间维度中去探索问题、解决问题。
第三，充分发挥科研院所、各大高校的辅助作用。好的科学课程设计需要考虑多方面因素，比如课程背后科学问题的深度和广度、科学问题与日常生活的结合度、不同地区学生基础差异、科学实验的推广程度等。相关科学领域的从业人员能够较好把握上述问题，因此，如果能够将科学研究人员的专业积累和对学科的深入理解，用于中小学科学教育课程设计，将会产生积极的效果。
第四，中小学一线科学教师应尽快完成思维转换，抛弃目标导向，尊重学生的主观能动性和探索过程，允许失败、允许波折。因为创新来自动手过程中对问题的深入理解，而非知识的灌输。为此，教师还要做到适时引导和帮助，如帮助学生找到实验数据、取得实验条件等。
笔者认为，只要学生、教师和全社会共同努力，从中小学就开始培育青少年的科学精神、引导他们养成思考和探索的习惯，就能为在全社会形成科技创新的价值取向提供沃土。
(摘编自成里京《科学教育应更注重探索过程》)
1．下列对材料相关内容的理解和分析，不正确的一项是(3分)( )
A．人类一直无限向往着宇宙、太空，因而人类文明的历史进程中对太空的探索从来没有停止。
B．进行对世界的科学探索，既要用科学的精神和科学研究的方式，还必须使用最先进的技术。
C．要解决我国科技发展领域“卡脖子”的问题，必须培养科学研究人才，而且要从中小学做起。
D．科学研究人员凭借专业积累和对学科的深入理解，能够帮助中小学科学教育设计好科学课程。
2．根据材料内容，下列说法正确的一项是(3分)( )
A．好奇心是人类探索宇宙的内在原动力，也是推动人类文明向前发展的动力，没有好奇心，人类文明就会被摧毁。
B．天文学研究是一门考古科学，研究宇宙的过去，就会知晓宇宙的未来，还可以为我们心中成千上万的问题寻找答案。
C．科学创新的路径有很多，在进行科学教育时要保持开放的态度，允许学生提出不一样的答案，也允许学生探索未知。
D．当下的科学教育对中小学一线科学教师提出了更高要求，教学中不需要进行知识灌输，只需要带领着学生做实验，获得实验数据。
3．下列对材料一论证的相关分析，不正确的一项是(3分)( )
A．材料引用科幻作家儒勒·凡尔纳和亚瑟·克拉克的名言，增强了文章论述语言的说服力。
B．材料列举“宇宙是从哪里来的”等问题，让读者清楚了解探索太空能够解决或回答的问题。
C．材料介绍地球各地观测宇宙的天文望远镜，是为了突出我们对宇宙探索取得的巨大成就。
D．材料以詹姆斯·韦布空间望远镜的事实，展现了人类接收宇宙信号并研究探索宇宙的进程。
4．根据材料二内容，下列选项对下面这幅图的解读不恰当的一项是(3分)( )
A．科学教育的目的是培养科学兴趣和科学精神，以实现学生的创新成才。
B．知识体系重构与多元实践训练是科学教育的两大途径，二者缺一不可。
C．科学教育离不开科研院所、高校的辅助作用，需多方合作，共同努力。
D．科学教育涉及学科较多，要多学科融合，重点突出数物化的学科学习。
5．两则材料都谈到了科学探索，但侧重点不同，请加以概括。(6分)
二、阅读下面的文字，完成6～10题。(18分)
材料一：
2024年4月25日，神舟十八号载人飞船在长征二号F运载火箭的托举下，从酒泉卫星发射中心点火升空，直赴九霄。此次任务中，执行了17次发射任务的镉镍电池光荣“退役”，取而代之的是锂离子蓄电池。
对于此次电池“换新”，航天科技集团八院811所神舟飞船主任设计师钟丹华表示：“将锂离子蓄电池应用到神舟飞船，是技术成熟后的顺势而为。”早在十年前，锂离子蓄电池就已经开始在轨应用。随着电池安全性的迭代进步，货运飞船、空间站组合体开始全部采用锂离子蓄电池。如今，它已升级为航天领域内的主流储能蓄电池。
锂电“上岗”，将带来哪些不同？
“镉镍电池的特点是安全、皮实，耐过充、耐过放。”钟丹华表示，“在长期使用过程中，镉镍电池显露出地面维护复杂、应对复杂工况能力不足等问题。锂离子蓄电池具备大容量、长寿命、高可靠性的优点。”通俗来说，锂离子蓄电池的重量只有镉镍电池的1/2，甚至1/3，更适合应用于对重量有严格要求的航天任务。
同时，研制人员还简化了使用维护流程，使飞船在轨使用更便捷，应对空间站任务各种复杂工况的能力更强。升级换代后，电池储能容量多出近30%。“当飞船遇到太阳翼单翼未展开等突发情况时，电池容量余量越高，安全性就越高，可以选择的处理方案也就越多。”钟丹华形象地比喻道，“就像咱们开电动汽车，电量越充足，就越不容易有‘里程焦虑’”。
想要登船，锂电需经过哪些考验？
相比其他航天器，神舟飞船电源的工作环境更为复杂。需要应对单船飞行时的大负载自主供电，遮挡严重和光照条件较差时的空间站并网供电，返回途中的安全供电，以及在出现故障时的应急供电。此外，由于神舟飞船已进入小批量组批生产阶段，电源分系统自身的升级换代，需要进行位替代，以最小影响将镉镍电池更换为锂离子蓄电池。在没有单独验证船的基础上，交付产品即是上天产品，这对电源乃至整个飞船而言，都是一次技术“大考”。钟丹华坦言，“从某种意义上来说，这比重新研制更加复杂和困难。”
正确的方向是成功的先决条件。钟丹华回忆，“我们选择方案的原则，是在保证载人航天高可靠高安全标准的要求下，选择对飞船和其他分系统影响最小，以及技术继承性最高的方案。”为此，钟华丹所在的电源研制团队开始了为期1年的方案论证，通过论证比较、仿真分析，最终选择了一个综合最优的实现方案。
用最大充放电倍率去考核，用最长搁置时间去加严。每一项技术改进的背后，都蕴含着几代航天人对可靠性和安全性的执着，标志着中国航天在能源利用效率上的一次次飞跃。
(摘编自王乐天《锂电“上岗”：技术成熟后的顺势而为》)
材料二：
神舟飞船是航天员实现天地往返的“生命之舟”。在多年的研制过程中，承担“神舟之心”——电源分系统研制任务的航天科技集团八院811所研制人员始终将“万无一失”铭记于心。为适应载人航天各阶段新的任务需求，电源分系统以“小步快跑”的方式，稳步迭代升级。
神舟一号到神舟七号的电源经过了从无到有、从零起步的过程。在借鉴国内外研制经验的基础上，研制团队经过多轮论证和攻关，确定了多种电源联合供电的飞船电源系统模式，其中包括为飞船量身打造的光电转换效率约15%的硅太阳电池、65安时的镉镍蓄电池以及当时国内最长使用寿命的锌银电池，整船的供电能力大于1200瓦，填补了多项当时国内空间电源的空白。继而，又接连攻克了不同类型的电源并网、电源故障模拟与仿真等难题，实现了让神舟“上得去”“回得来”的目标。
自神舟八号开始，飞船的电源系统在前期的基础上，经历了一次大的升级。供电结构由两机组升级为三机组，采用了约28%光电转换效率的三结砷化镓太阳电池，镉镍蓄电池容量升级至70安时，锌银电池的使用寿命增加100%，电源的功率传输和控制功能也进行了重新设计。
2020年开始，中国空间站建造大幕徐徐拉开。神舟十二号到神舟十五号进一步提升电源适应不同使用环境的能力。电源具备了快速发射能力，可以适应复杂的遮挡情况，与空间站开展并网供电。
进入空间站应用与发展阶段，神舟飞船开始组批生产。为更好地承受空间站常态化运营阶段各种复杂的外部力量，神舟十六号和神舟十七号相继对太阳电池翼驱动系统、驱动机构进行了升级，以“四两拨千斤”的方式，确保电源的“健壮性”。值得一提的是，神舟十八号电源迈入新时代，不仅迭代升级了主电源蓄电池及其充电控制方式，更将返回电源、应急电源、火工品电源使用的锌银电池进行了再次“延寿”。
回顾神舟载人飞船的历史。每一阶段，飞船的电源都蕴含着探索与突破。变的，是飞船电源不断提升的产品能力；不变的，是对高可靠性高安全性标准的坚持。
(摘编自郑莹莹《神舟开启十八号电源已历“三部曲”》)
6．下列对材料相关内容的理解和分析，不正确的一项是(3分)( )
A．镉镍电池已经护航17次神舟飞天之路，在神舟十八号载人飞船发射任务中，它光荣“退役”，取而代之的是具有大容量、长寿命、高可靠性特点的锂离子蓄电池。
B．正确的方向是成功的先决条件。钟丹华所在的电源研制团队以对飞船和其他分系统影响最小，技术继承性最高为原则，用时一年，选择了一个综合最优的实现方案。
C．神舟十六号和神舟十七号相继对太阳电池翼驱动系统、驱动机构进行升级，电源“健壮性”得以保障，可以更好地承受空间站常态化运营阶段各种复杂的外部力量。
D．综合两则材料可以看出，中国载人航天工程始终如一地坚持高可靠性高安全性的标准，这既反映了航天人对飞天梦的执着追求，也让读者感受到我国国力之强大。
7．下列对材料内容的分析和评价，正确的一项是(3分)( )
A．材料一第四段将锂离子蓄电池和镉镍电池作比较，突出前者更适合应用于对重量有严格要求的航天任务。
B．材料一以电动汽车为喻，生动形象地指出只要电池容量余量充足，就无须考虑遇到突发情况的处理方案。
C．材料二第二段列举多项技术成果，证明神舟电源研制团队经过多轮论证攻关，填补了多项空间电源空白。
D．两则材料选用翔实的数据以及“上岗”“大考”“四两拨千斤”等词语，语言既严谨准确，又直接简洁。
8．下列对神舟飞船电源各阶段“探索与突破”的相关分析，不正确的一项是(3分)( )
A．神舟一号到神舟七号电源从无到有，从零起步，确定了多种电源联合供电的飞船电源系统模式，接连攻克多项难题。
B．自神舟八号开始，电源系统升级了供电结构，电池的容量寿命等得以优化，电源的传输功率和控制功能被重新设计。
C．神舟十二号到神舟十五号的电源提升了适应不同使用环境的能力，具备快速发射能力，也可与空间站开展并网供电。
D．神舟十八号升级主电源蓄电池，延续原有的充电控制方式，将返回电源、应急电源等使用的锌银电池再次延寿。
9．下列对材料相关内容的梳理，不正确的一项是(3分)( )
A．
B．
C．
D．
10．材料一和材料二都谈到神舟飞船电源的“升级”，二者的侧重点有什么不同？请结合材料谈谈你的认识。(6分)
8/8专题提升练2
1．B [“还必须使用最先进的技术”错，说法过于绝对。原文说的是“科学探索，就是要用科学的精神和科学研究的方式，通过迭代科技工具，不断精进我们对这个世界的认知”，并没有强调必须使用最先进的技术。]
2．C [A项，“没有好奇心，人类文明就会被摧毁”错，说法夸大，可以说没有好奇心，人类文明也就止步不前。B项，“天文学研究是一门考古科学”错，原文是“天文学研究，从某种角度来看是一门考古科学”；且“就会知晓宇宙的未来”于文无据，原文是“我们研究宇宙过去发生了什么，在不同的阶段、不同的环境下发生过什么，再通过这些遗迹和迹象，追溯曾经发生过的故事”。D项，“教学中不需要进行知识灌输”错。根据原文来看，“只需要”的说法过于绝对。]
3．C [“是为了突出我们对宇宙探索取得的巨大成就”错，是为了说明我们借助科技工具对宇宙进行探索。]
4．D [“重点突出数物化的学科学习”错，根据图可知，数物化生工地六种学科的地位是相同的。]
5．①材料一具体分析科学探索中的宇宙探索的问题，侧重于分析探索宇宙的意义。②材料二从科学教育的角度强调科学教育应更注重探索过程，侧重于如何从中小学起大力实施推广科学教育。
6．B [“以对飞船和其他分系统影响最小，技术继承性最高为原则”缺少限制条件，原文有“在保证载人航天高可靠高安全标准的要求下”这一条件。]
7．A [B项，“就无须考虑遇到突发情况的处理方案”错误，原文说“就像咱们开电动汽车，电量越充足，就越不容易有‘里程焦虑’”可知，是不容易有“里程焦虑”，而不是“无须考虑遇到突发情况的处理方案”，选项偷换概念。C项，“填补了多项空间电源空白”错误，原文是“填补了多项当时国内空间电源的空白”，选项扩大范围。D项，“又直接简洁”错误，“上岗”“大考”“四两拨千斤”等词语体现的是形象生动。]
8．D [“延续原有的充电控制方式”错误，结合“神舟十八号电源迈入新时代，不仅迭代升级了主电源蓄电池及其充电控制方式”可知，是升级了充电控制方式，不是“延续原有的”，选项曲解文意。]
9．C [“仿真”错误，原文有“在没有单独验证船的基础上，交付产品即是上天产品”，可见并没有进行“仿真”研究。]
10．①材料一强调的是锂离子蓄电池替代镉镍电池，升级为航天领域内的主流储能蓄电池；材料二强调的是神舟载人飞船电源分系统的稳步迭代升级。②材料一是对锂离子蓄电池优势及所经受考验的说明，材料二是对神舟飞船电源各阶段研发技术探索与突破的介绍。
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