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《熵：一種新的世界觀》試題和答案
一、單選( 第1小題為12分; 此題共計(jì)12分。)
閱讀下面一段文字，完成下題。
借助新型高靈敏度的熱輻射測(cè)量裝置，美日聯(lián)合研究小組的天文學(xué)家和英國(guó)同行一起，在距地球至少110億光年的宇宙深處發(fā)現(xiàn)，眾多的新星正在早期星系內(nèi)快速生成。若進(jìn)一步的研究能夠核實(shí)那些星系的實(shí)際年齡的話，則這一新研究成果將意味著星系誕生的高峰期遠(yuǎn)較以前人們確認(rèn)的年代為早，星系生成的速度也大大高于從前的估算，宇宙早期的演化史可能需要科學(xué)家們?nèi)ブ匦抡J(rèn)識(shí)。
確定大量星系生成的年代對(duì)于加深了解宇宙的起源和演化具有十分重要的意義，而科學(xué)家們也一直在宇宙深處不斷搜尋億萬(wàn)恒星的孕育之處。然而由于形成恒星的區(qū)域常�；\罩有濃重的星際塵埃，掩蔽了新星發(fā)射的可見(jiàn)光及紅外輻射，而距離更遠(yuǎn)的恒星和星系所發(fā)出的輻射傳到地面時(shí)已屬于信號(hào)極其微弱的亞毫米波段，探測(cè)難度相當(dāng)巨大。
在今天出版的《自然》雜志上，英國(guó)的科學(xué)家們報(bào)告說(shuō)，利用極其靈敏的scuba熱輻射測(cè)量?jī)x器和設(shè)在夏威夷口徑達(dá)15米的天文望遠(yuǎn)鏡，他們探測(cè)到了與哈勃太空望遠(yuǎn)鏡照片上5個(gè)古老昏暗的星系相對(duì)應(yīng)的亞毫米波輻射源，并根據(jù)輻射波的強(qiáng)弱特點(diǎn)判斷，這些早期的星系可能正在以高于銀河系100倍的速度締造新的恒星。與此同時(shí)，美日聯(lián)合研究小組的觀測(cè)結(jié)果也為這一新的發(fā)現(xiàn)提供了佐證。目前，天文學(xué)界普遍認(rèn)為，宇宙的年齡介于130億年和150億年之間，星系大部分形成于宇宙誕生后的80～100億年間，但新的發(fā)現(xiàn)卻清楚地顯示，星系可能早在宇宙處于( )的早期階段就已經(jīng)大量涌現(xiàn)了。
1.根據(jù)文意，對(duì)文中畫(huà)線的“新星”理解正確的一項(xiàng)是
[ ]
a.它們正大量地在無(wú)法核實(shí)其實(shí)際年齡的早期星系中快速生成。
b.它們不停地發(fā)出亞毫米波輻射并可以將這種輻射波送至地球。
c.它們屬于被哈勃太空望遠(yuǎn)鏡拍攝到的5個(gè)古老昏暗的星系。
d.它們是在高于銀河系運(yùn)動(dòng)速度100倍的早期星系中締造的。
2.文中括號(hào)里應(yīng)補(bǔ)入的時(shí)間最合理的一項(xiàng)是
[ ]
a. 20億年 b. 80億年
c. 100億年 d. 110億年
3.下列說(shuō)法符合原文意思的一項(xiàng)是
[ ]
a.scuba是一種可以對(duì)熱輻射進(jìn)行有效測(cè)量的新型的高靈敏度的裝置。
b.借助深入到距地球110億光年宇宙深處的測(cè)量裝置，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了新星的生成。
c.美日聯(lián)合研究小組和英國(guó)科學(xué)家共同觀測(cè)聯(lián)手合作研究新星的快速生成。
d.核實(shí)那些早期星系的實(shí)際年齡意味著可以大大提早星系誕生的高峰期。
4.對(duì)文中提供的信息理解不準(zhǔn)確的一項(xiàng)是
[ ]
a.為了加深了解宇宙的起源和演化，科學(xué)家們一直在搜尋恒星的孕育處。
b.新星快速生成的發(fā)現(xiàn)并未改變宇宙年齡介于130億年和150億年之間的目前普遍看法。
c.快速生成的新星遲到最近才發(fā)現(xiàn)是因?yàn)樾请H塵埃和距離遙遠(yuǎn)造成探測(cè)困難。
d.發(fā)現(xiàn)快速生成新星可能會(huì)導(dǎo)致科學(xué)家對(duì)宇宙早期演化史的重要關(guān)注。
二、填空( 第1小題為3分; 此題共計(jì)3分。)
1、
對(duì)從文中可以獲取的信息概括得不正確的項(xiàng)有
[ ]
a.“你不可能不勞而獲”，“覆水難收”，“天網(wǎng)恢恢，疏而不漏”這些民諺，都樸素地體現(xiàn)了熱力學(xué)兩定律。
b.能量可以從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，但不可能被創(chuàng)造出來(lái)。
c.能量從一種狀態(tài)轉(zhuǎn)化到另一種狀態(tài)時(shí)能夠做功，這種轉(zhuǎn)化過(guò)程可以永遠(yuǎn)持續(xù)下去，只不過(guò)其形式不同。
d.“污染”是“熵”的同義詞。
e.地球上有兩個(gè)有效能量的來(lái)源：一個(gè)是地球本身所蘊(yùn)藏的能量，另一個(gè)是太陽(yáng)能。
f.只要我們發(fā)展適當(dāng)?shù)募夹g(shù)，那么我們所用過(guò)的一切東西都是可以被完全回收并再次使用的。
g.經(jīng)過(guò)很長(zhǎng)的時(shí)間，太陽(yáng)能夠?qū)Φ乇砥鹨欢ㄗ饔�，使消散了的金屬分子又重新回到聚集的狀態(tài)中去。所以在一些特定的地理區(qū)域里，能源和物質(zhì)的熵可以同時(shí)增加。
三、閱讀( 從第1小題到第2小題每題3分 小計(jì)6分; 此題共計(jì)6分。)
1、
用曲線標(biāo)出文中論述的要點(diǎn)，并指出是用哪些事例進(jìn)行解說(shuō)的。
意識(shí)到在一個(gè)封閉系統(tǒng)里，能量水準(zhǔn)的差異總是趨向于零。任何人只要把燒紅了的火鉗從火堆里取出來(lái)，他就會(huì)注意到這個(gè)使克勞修斯得出熵的定律的現(xiàn)象。當(dāng)一把燒紅了的火鉗從中取出時(shí)，我們很快注意到火鉗開(kāi)始冷卻，而周?chē)諝獾臏囟葏s開(kāi)始上升。這是因?yàn)闊崃靠偸菑臏囟容^高的物體流向溫度較低的物體。經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)的時(shí)間后，我們碰一下鐵鉗，然后用手感覺(jué)一下周?chē)諝�。�?它們的溫度完全一樣了。專(zhuān)家們把這種沒(méi)有任何能量級(jí)別差異的狀態(tài)叫做能量平均狀態(tài)。水在平面時(shí)就處于這種狀態(tài)。在這兩種情況下，冷卻了的鐵鉗與平面上的水都不能再作有用的功了，它們的能量是封閉或無(wú)效的。但這并不是說(shuō)人們就不能重新用水桶把水從壩底提到壩頂再讓水落下去，或者把火鉗再一次加熱。然而這兩個(gè)過(guò)程又將進(jìn)一步消耗新的有效的自由能。
說(shuō)明：________
2、
用曲線標(biāo)出文中論述的要點(diǎn)，并指出是用哪些事例進(jìn)行解說(shuō)的。
每個(gè)孩子在學(xué)習(xí)生物學(xué)基本原理時(shí)都被告知自然界一切物質(zhì)是在不斷循環(huán)再生著的。這一點(diǎn)并沒(méi)有錯(cuò)，因?yàn)樗f(shuō)的只是物質(zhì)既不能被創(chuàng)造也不能被消滅，是熱力學(xué)第一定律的重復(fù)而已。然而不幸的是人們往往忽略了熱學(xué)第二定律。而這一定律告訴我們，物質(zhì)雖然可以循環(huán)再生，但必須以一定的衰變?yōu)榇鷥r(jià)。比如我們從地底下挖出一塊金屬礦石并將冶煉成一件餐具。在餐具的使用期內(nèi)，由于磨損，金屬分子不斷地離開(kāi)這件餐具。這些離開(kāi)了餐具的金屬分子并沒(méi)有消滅，它們最終又回到了土壤中。但它們現(xiàn)在是零零星星地散失在土地里，而不是處于一種聚集狀態(tài)，因而已不能再像原來(lái)那塊金屬礦石一樣被有效地使用了。也許我們可以找到一個(gè)方法來(lái)回收這些四處散失的金屬分子，但在同時(shí)我們又要付出熵的更大增加的代價(jià)。我們必須安裝一部機(jī)械裝置來(lái)收集這些分子，還要?jiǎng)佑眯碌哪茉磥?lái)啟動(dòng)這個(gè)裝置。機(jī)械裝置本身又來(lái)自地表里的金屬礦石，而它在回收其他零星金屬分子時(shí)又會(huì)磨損，又要損失自身的金屬分子。同時(shí)，回收裝置所耗費(fèi)的能量又使熵有所增加。
說(shuō)明：________
四、簡(jiǎn)答( 從第1小題到第6小題每題3分 小計(jì)18分; 第7小題為4分; 從第8小題到第9小題每題5分 小計(jì)10分; 此題共計(jì)32分。)
1、
對(duì)“奇怪的是，雖然科學(xué)家們多少年來(lái)為這兩個(gè)定律的真正含義絞盡腦汁，地球上各民族文化的民諺卻早已悟出其中三味”這句話中的“三味”一詞，課本上的注解確切嗎?翻查工具書(shū)后做出判斷。
答：________
2、
下列說(shuō)法各從哪個(gè)角度說(shuō)明了熱力學(xué)定律?
(1)你不可能不勞而獲
答：________
(2)覆水難收
答：________
(3)天網(wǎng)恢恢，疏而不漏
答：________
3、
根據(jù)下列論斷理解并解釋“熵”的含義。
(1)每當(dāng)能量從一種狀態(tài)轉(zhuǎn)化到另一種狀態(tài)時(shí)，我們會(huì)“得到一定的懲罰”。這個(gè)懲罰就是我們損失了能在將來(lái)用于作某種功的一定能量。這就是所謂的熵。
(2)每一個(gè)能量從一個(gè)水平轉(zhuǎn)化到另一個(gè)水平，都意味著下一次能再作功的能量就減少了。……這兩種不同的能量狀態(tài)分別被稱(chēng)為“有效的”或“自由的”能量，和“無(wú)效的”或“封閉的”能量。
(3)熵的增加就意味著有效能量的減少。
(4)熵是不能再被轉(zhuǎn)化作功的能量和總和的測(cè)定單位。
(5)世界的熵(即無(wú)效能量的總和)總是趨向最大的值的。
(6)能量平均狀態(tài)是熵值達(dá)到最大的狀態(tài)，那時(shí)將不再有任何自由能量來(lái)進(jìn)一步做功了。
所謂熵就是：________
4、
從文中找出對(duì)“污染”的科學(xué)解釋。
答：________
5、
《熵的定律》一文開(kāi)頭引用麥克斯·格拉克曼的話：“科學(xué)是一門(mén)學(xué)問(wèn)，它能使這一代的傻瓜超越上一代的天才。”
作用：________
6、
仿照下面這句話，以“科學(xué)論文”為話題寫(xiě)一句話(注意句中加粗詞語(yǔ))。
熱力學(xué)概念乍聽(tīng)起來(lái)有些深不可測(cè)，其實(shí)它是我們所知道的最簡(jiǎn)單而又給人印象最深的科學(xué)概念。
仿句：________
7、
理解下面兩句話的意思。
(1)太陽(yáng)底下沒(méi)有新鮮東西。
意思是：________
(2)雖然太陽(yáng)能量的總和每秒鐘都在遞減，然而遠(yuǎn)在它的熵達(dá)到最大值之前，地球上的能源就早已告罄了。
意思是：________
8、
作者舉出下列日常事例，想說(shuō)明的道理是什么?
我們都聽(tīng)說(shuō)過(guò)這么一句話：太陽(yáng)底下沒(méi)有新鮮東西。要證實(shí)這一點(diǎn)你只需呼吸一下。你剛才吸進(jìn)了曾經(jīng)讓柏拉圖吸進(jìn)過(guò)的5000萬(wàn)個(gè)分子。
9、
作者在文章的第二段中說(shuō)：“宇宙的能量總和是個(gè)常數(shù)，總的熵是不斷增加的。”“熵的增加”同“物質(zhì)與能量”的關(guān)系如何呢?請(qǐng)用課文的原話回答。
答案
(卷面總分：53分)
一、單選( 第1小題為12分; 此題共計(jì)12分。)
1、◆標(biāo)準(zhǔn)答案：C;A;A;D
二、填空( 第1小題為3分; 此題共計(jì)3分。)
1、◆標(biāo)準(zhǔn)答案：CFG
三、閱讀( 從第1小題到第2小題每題3分 小計(jì)6分; 此題共計(jì)6分。)
1、 ★ 試題詳解：
在一個(gè)封閉系統(tǒng)里，能量水準(zhǔn)的差異總是趨向于零。
�、僖曰疸Q冷卻為例說(shuō)明能量平均狀態(tài)。
�、谝运奶嵘突疸Q再加熱，說(shuō)明對(duì)有效能量的進(jìn)一步消耗，直至于零。
2、 ★ 試題詳解：
物質(zhì)雖然可以循環(huán)再生，但必須以一定的衰變?yōu)榇鷥r(jià)。①以金屬礦石為例說(shuō)明能量守恒。②以金屬回收為例說(shuō)明回收將造成新一輪的能量消耗。
四、簡(jiǎn)答( 從第1小題到第6小題每題3分 小計(jì)18分; 第7小題為4分; 從第8小題到第9小題每題5分 小計(jì)10分; 此題共計(jì)32分。)
1、 ★ 試題詳解：
不確切。應(yīng)解釋為借指事物的訣要。
2、 ★ 試題詳解：
(1)能量守恒;(2)有效的能量轉(zhuǎn)化為無(wú)效的能量，這個(gè)過(guò)程不可能逆轉(zhuǎn);(3)熱力學(xué)第二定律無(wú)處不在。
3、 ★ 試題詳解：
有效能量轉(zhuǎn)化為無(wú)效能量時(shí)所損失的能在將來(lái)用于做某種功的一定能量，它是不能再被轉(zhuǎn)化作功的能量的總和。
4、 ★ 試題詳解：
世界上轉(zhuǎn)化成無(wú)效能量的全部有效能量的總和。
5、 ★ 試題詳解：
說(shuō)明科學(xué)在人類(lèi)進(jìn)步過(guò)程中的巨大作用
6、略
7、 ★ 試題詳解：
(1)世界萬(wàn)物都是由另一種能量形式的消耗轉(zhuǎn)化而來(lái)的。
(2)地球上的能源先于太陽(yáng)能而消耗完畢。
8、 ★ 試題詳解：
能量既不能被創(chuàng)造又不能被消滅，只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式。
9、 略
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