阅读下文,完成下列各题。
九旬美国物理学家阿瑟•阿什金因为发明“光镊技术”,获得 2018 年诺贝尔物理学奖。很多科研界人士甚至压根没听说过“光镊”这种技术。“光镊”虽然内涵深奥,但其实稍加简介就能让普通人建立概念。今天,我们就先试着让大家了解一下这个能够以光的力量来操纵细胞的诺贝尔奖成就。
“光镊”诞生的发想﹣﹣光之力
伴随着上世纪60年代以来激光束流相关的产生、控制技术的进展,利用光来操作微小物体的“光镊”随之登上了历史舞台。阿瑟•阿什金教授曾在贝尔实验室和朗讯科技公司任职,他很早就开始进行光操控微粒的研究工作,并最终于1986年公开了他的第一代“光镊”。
大家都知道光可以协助动物产生视觉,可以为植物提供能量来源,可以加热物体,但是对“光的力学领域”可能并不熟悉。实际上,光镊正是利用了“光的力”(也译为光压、辐射压等等),并诞生了举世瞩目的成果。
什么是“光的力”?
中学物理中,我们已经了解了光同时具有波和粒子的双重性质,所谓波粒二象性。与人体被飞来的棒球击中后产生冲击一样,光的粒子即光子在接触物体后,同样会对该物体施加力的作用。
你可能会感到奇怪,既然如此,我们为什么没有被强烈的日光或者探照灯击倒在地呢?
这是因为,光的压力大概仅仅在10亿分之一到100亿分之一N这个数量级,所以说能用肉身感受到光压的人显然是不存在的。
然而,越是微小的物体,就越容易被微小的力所撼动。例如,红血球、细菌一类人体细胞或者微生物等等都对光压非常敏感。来自光的微小压力可以让微小的物体在不受到积压破坏的前提下进行移动。
光镊是如何让光操控微粒成为可能的
具体来说,光镊系统一般由照明光路和控制光路构成。
照明光路负责采集成像所需的信号,而控制光路用来控制和限制微小物体的运动。控制光路的核心是汇聚性能特别好的激光束发射系统。
激光的特性之一就是可以被汇聚到一个十分微小的光斑上,这是普通光源所无法实现的。
对于所要操控的微小物体来说,这种激光束汇聚形成的强聚焦光斑会形成一个类似“陷阱”的机构(称为三维光学势阱),微粒将会被束缚在其中。
一旦微粒偏离这个“陷阱”中的能量最低点(即位置的稳定点),就会受到指向稳定点的恢复力作用,好像掉进了一个无法摆脱的“陷阱”一般。如果移动聚焦光斑,微粒也会随之移动,因此便能实现对微粒的捕获和操控。
光镊技术早已大显神通
光镊技术在生物学研究领域已经有了相当广泛的应用,例如将不同细胞挤压在一起,或者向细胞中注入微量物质或者微小物体一类场合,都是光镊大显身手的时机。
又比如,在环境科学领域,经常会有区分水中数种微小物体的需求,利用光镊可以将各种物质在无损条件下容易地分离,给之后的精密分析创造良好的条件。
此外,在操控的同时,鉴于激光波长良好的稳定性和高精度,光镊还可以同时获得大量空间测量数据。
一个有趣的应用实例就是,有研究人员利用光镊测量了驱动蛋白在微管上行走的距离数据,从而推算出驱动蛋白每走一步的能量正好相当于一个ATP水解所释放的能量,堪称光镊操控性和测量性结合的绝好案例。
对于绝大多数人来说,光镊都是一个相当陌生的概念。光镊技术所代表的一系列微操控技术,的确确为人类在诸多领域带来了极为便利的工具。此番斩获诺奖,虽然出乎大多预测所料,却也名副其实。相信随着诺贝尔奖的颁发,光镊技术必然会在世界范围内掀起一股科普风潮。
(根据“知乎”相关资料编写)
(1)“光的压力大概仅仅在10亿分之一到100亿分之一N这个数量级”运用了哪种说明方法,其作用是什么?
(2)“光镊系统一般由照明光路和控制光路构成”中“一般”能删除吗,为什么?
(3)下列对文章的理解和分析,不正确的两项是
A.获得 2018 年诺贝尔物理学奖的“光镊”技术,虽然内涵深奥,但其实稍加简介就能让普通人完全明白。
B.波粒二象性是指光同时具有波和粒子的双重性质,所以光子在接触物体后,同样会对该物体施加力的作用。
C.负责采集成像所需信号的是照明光路,控制和限制微小物体运动的是控制光路,后者的核心是汇聚性能特别好的激光束发射系统。
D.将不同细胞挤压在一起,或者向细胞中注入微量物质或者微小物体一类场合,都是光镊技术在物理学研究领域已经有了相当广泛应用的印证。
E.光镊技术虽然是相当陌生的概念,但是它所代表的一系列微操控技术,的确确为人类在诸多领域带来了极为便利的工具。
说明文阅读:12分
①想象是人脑在原有感性形象的基础上创造出新形象的心理过程。如作家塑造的人物形象,是作家在已经积累的知觉材料的基础上经过加工改造而成的。也就是说,想象是在人脑中对已有表象进行加工改造而创造新形象的过程。
②(甲) 人的各种有意识的活动都离不开想象的作用。 例如,人在劳动过程中,只有在进行劳动之前,预先想出了劳动的结果,才有可能自觉地改变客观现实和有意识地创造自己所需要的新事物。(乙)动物仅仅利用外部自然界,单纯地以自己的存在来使自然界发生变化,而人则能通过他所作出的改变,使自然界为自己的目的服务,从而支配自然界。(丙)人是凭借想象的作用,使自己在头脑中“预见到”尚未产生的事物的。
③想象可以帮助人们在头脑中“见到”无法亲自观察的事物。对考古学家、历史学家来说,有很多研究的对象,根本无法直接观察。在这种情况下,他们只能根据资料,通过想象的作用,“设想”研究对象可能的或应有的概略情况,从而作出分析和判断。
④想象在我们日常生活中也有重要的作用,例如我们对文学作品、艺术表演、美术作品等等的欣赏,就离不开想象的作用。离开了想象的作用,至多不过是对它们的感知,谈不上有新感受,因而也就不能称之为欣赏。
⑤想象在处理人际关系时,也是必不可少的。人们常说,待人处事要善于“设身处地”。要想真正做到这一点,就需要凭借想象。如果我处于对方的位置,将会怎样想、怎样做。也就是说,人在相互交往中,必须通过想象才能设想别人的处境与心情,从而促进相互理解。
⑥想象不仅在认识和实践活动中发挥着巨大作用,而且在人的创造活动中也具有重大意义。难怪历史上许多科学家和艺术家都高度重视想象的作用。爱因斯坦曾指出:“想象比知识更重要,因为知识是有限的,而想象是无限的,是知识进化的源泉。”可以说,没有想象,就不会有科学理论和科学发现。
⑦根据想象时有无目的,想象分为无意想象和有意想象。无意想象是顺其自然地进行想象;有意想象是有预定目的的、自觉的想象。
⑧有意想象按照其内容的新颖性、独立性和创造性的不同,又分为再造想象和创造想象。再造想象是指这些想象不是独立创造出来的,而是根据别人的描述或示意再造出来的。
⑨创造想象是不依据现成的描述而独立地创造出新形象的心理过程。它是根据预定目的,通过对已有的各种表象进行选择、加工、改组而产生新形象的过程。在创造新技术、新产品之前,人在头脑中必须先构成这种新事物的形象,这就是创造想象。
⑩创造想象中有一种特殊形式——幻想。幻想与再造想象不同,它不一定通过别人的描述或示意引起,而是具有一定的独创成分。幻想与创造想象也不完全一样,它并不是与目前行动直接联系,而是指向未来的活动。幻想中创造的形象体现的是个人的愿望,是想象者所向往的事物。幻想又分为两种:一种是以客观现实的发展规律为依据,是有可能实现的,这种幻想就是理想,属于积极的幻想;另一种是完全脱离现实生活,没有实现的可能,这种幻想就是空想,属于消极的幻想。这篇文章说明的主要内容是什么?
下段文字应放在原文第②段的()处(只填序号),并说明理由。
马克思指出:“蜜蜂建筑蜂房的本领使人间的许多建筑师感到惭愧。但是,最糟糕的建筑师从一开始就比最灵巧的蜜蜂高明的地方,是他在用蜂蜡来建筑蜂房以前,已经在自己的头脑中把它建成了。”文章最后一段画线句子运用了什么说明方法?有什么作用?
根据第⑧、⑨两段的内容,说出下面这则材料介绍的“想象”,属于哪一种类型,并结合文章相关知识作简要说明。
【材料】
我们读了鲁迅先生的小说《故乡》,眼前就会浮现出中年闰土头戴破毡帽,穿着极薄的棉衣,浑身瑟索着,松树皮般粗笨开裂的手里提着一支长烟管的形象。
阅读下文,完成下面题目。
读书与创造力
①“全国国民阅读与购买倾向抽样调查”结果显示,从1998年到2003年,我国识字者阅读率下降了8.7个百分点,2003年的国民阅读率仅为51.7%。
②一石激起千层浪,阅读率下降引起了各界人士的诸多评论,担忧者有之,思考者有之,斥责者有之,宽谅者也不乏其人。阅读率下降到底意味着什么?不读书使中国人丧失了什么呢?
③阅读是人类传递信息最有效的、不可替代的手段。因为通过阅读接受信息,最能体现信息接受者的主体性。
④读书时,速度完全可以根据自己的需要来调节,有些段落可以反复琢磨,做笔记,甚至对之质疑、挑战。接受信息的过程和思想的过程可以充分地混合。这一点,大多数新媒体都不具有。比如DVD一放,就按照既定的速度走,信息的接受者完全处于被动状态。即使你可以按各种后退、重复、慢动作的键,但根本不可能像读书那样进退自如。这样的信息传送,常常是灌输式的,不具有阅读中的对话性。
⑤阅读的另一特点是个人性。阅读不是朗诵,是默读,不和别人分享。读者和书之间可以建立个人的关系。其他传媒大多有某种公共性,即使自己关起门来看电视,常常也感到四周有人。所以,阅读给个性化的信息传递创造了最大的自由。信息的接受者对所接受的信息有充分的个人解释权,最大限度地免除其他受众的影响。
⑥因此,一个人不读书,接受信息就常常是从众的、被动的、缺乏分析的。一个民族不读书,这个民族的文化就丧失了创造性、批判性,个人就会被群体所淹没。这里最有意思的就是读经。读经大概是我们近年来罕见的读书运动了。但读经是背书,把读书过程中思想的空间都去掉,学童要跟着记忆和琅琅读书声不停地往前走,就像跟着录音机走一样,失去了自己对这个过程的控制权。这和阅读已经没有什么关系了。
⑦从这样的角度,我们可以看出阅读率下降所代表的危机。我们目前的不少产业在一定程度上还在依靠外资:人家给钱,给设计,我们照着样子做,出力气就行了。流水线如同一直往前走的DVD和录音带,劳动者只能被动跟进,当然没有质疑、批判和创造的空间。中国的一些白领也是规规矩矩、照本宣科,属于跟着别人走的阶层。阅读虽然是在接受信息,却是一种“跟着自己走”的信息处理活动。这对以保住自己的工作为满足的部分白领,当然是多余的。
⑧但当今是鼓励冒险、创新,让世界“跟着自己走”的时代。比尔·盖茨、GOOGLE的创建人,都是因为敢于让世界跟着自己走而出头的。目前美国30%的劳动力属于“创造阶级”,不是他们追工作,而是工作追他们:各种高技术公司,都要跑到这些人聚居的昂贵城市安营扎寨。因为离开了这些人的异想天开,企业就失去了动力,而这些人,是一定要阅读的。
⑨中国人是否阅读,将决定是世界跟着中国走,还是中国跟着世界走。文章要表达的观点是什么?
根据文章提供的信息,说说第③段画线句子的含义。
说说第⑦段中加着重号的“这样”指代的内容。
第⑧段运用了哪种论证方法?试简要分析运用这种论证方法的作用。
每年的4月23日是“世界读书日”。读了本文,请你拟写一则关于读书的宣传语。
阅读下文,完成下面题目。
永远不能说的秘密
(1)楼下的简易房里住着父子俩,房子是临时建筑,门窗不严,屋子极破,没有床,只有两个铺盖卷。我每次回家,都要经过这间简易房,促使我多看两眼的原因,是我想知道什么人住在这里。
(2)是父子俩,白天他们去捡破烂儿,晚上回来就住在这儿,父亲四十多岁的样子,儿子十多岁吧。更让人心酸的是,他们都有残疾,走路一拐一拐的。父亲驼背,看上去只有一米六的样子,五官像挤在一起;儿子脸相却很好看,和父亲一点也不相像,只是腿脚也不好。
(3)他们一拐一拐地去捡破烂儿,一前一后紧挨着走。也收破烂儿,有一辆破三轮车。搬家的时候,我把不要的东西给了他们——旧书旧报旧家具,还有一张小床。我说:“不要钱,是我送给你们的。”
(4)显然,他们很感动。就这样,我们认识了。
(5) 男人姓白,是从安徽过来的,因为穷,媳妇嫁过来不到两个月就跟人走了。他一个人带着孩子来北方,靠捡破烂儿生活。
(6)男人舍不得花一分钱,常年穿着那身破衣服,只有在过年的时候给孩子买身新的。他们在简易房里过年,有人给他们送饺子,我送了单位里发的腊肉,他感激地说:“城里人真好。”
(7)那天,有件事使我大吃一惊。下班回来,邻居突然对我说,老白好像有对象了。我说:“真的啊,谁能看上他啊?”可后来,我还真看到了。
(8)是一个也拉扯着一个孩子的女人,家在本地,有房子,打算和他一起过。老白却不愿意。我有点纳闷儿,去问老白,老白抽着烟,一袋一袋地抽着。他说:“我不敢结婚,一是怕耽误人家,二是我得攒钱。儿子的腿要做手术,得十多万。大夫说越早做越好。我不能让他一辈子一拐一拐的走路。我不能结婚,一结婚,负担就更重了。”
(9) 后来,我很多天没有看到老白,我总怀疑他去了外地,因为简易房拆掉了。只是可怜天下父母心,十几万,什么时候可以攒够啊?!
(10) 再后来,我听说了一件事,眼泪当时就掉下来。
(11) 是我朋友那里出了事。朋友是做建筑的,招了一个男人,没做几天,就从楼上掉下来了,公司要给他治病,他说:“别治我了,我都四十多岁了,赔我点钱,给我儿子做手术吧。”
(12)公司的人不理解,也不愿意给这笔钱。男人哭着说:“求求你们,给他做手术吧,我……我是故意的……出了意外就会赔钱,我想让你们给我儿子做手术,这孩子跟着我不容易;我还想告诉你们,儿子……儿子是我捡来的,我根本就不能生育……”
(13)所有人惊呆了。那个朋友哭了,他告诉公司的人,给他儿子做手术,也要救他!
(14)孩子做了手术,手术后再也不一拐一拐地走路了,可男人仍然是一拐一拐的,父子俩依旧捡破烂儿为生。
(15)过年过节,父子俩就给我的朋友送点玉米山芋过去,他们知道感恩。我的朋友仍然穿梭于生意场上,可是,他忘不了那个秘密。
(16)老白曾说:“这个秘密我不想让儿子知道,因为儿子说我是世界上最好的爹。”老白倾尽所有爱着这个孩子,这个孩子却不知道,老白不是他的生父。
(17)我和我的朋友都相约着要把这个秘密藏在心底,那应该是世界上最令人心酸的秘密了。
(18)也许真正的爱就是这样:我爱你,不图一丝回报;我爱你,用我的心,用我的命,用我的所有——只要我有。第(17)段中“那应该是世界上最令人心酸的秘密了。”中“世上最心酸的秘密” 是指什么?“心酸”一词表达了“我”怎样的情感?
文中老白对儿子的爱表现在哪几件事情上?用简要的语言写出其中的两件事情。
请分别说明文中两个划线句子在文章中的主要作用。
(1)房子是临时建筑,门窗不严,屋子极破,没有床,只有两个铺盖卷。
(2)他们一拐一拐地去捡破烂儿,一前一后紧挨着走。读了全文,你觉得老白是个怎样的人?
阅读下面的链接材料,结合文章的结尾一段,谈谈你所受到的启发。
【链接材料】出生于1991年的孟佩杰,有着不幸的童年。5岁,生父因车祸去世,生母无奈将女孩送人领养,不久生母因病去世;5岁的孟佩杰由刘芳英照顾,三年后养母刘芳英因病瘫痪,不久后,养父不堪生活压力离家出走,此后杳无音讯。从此,孟佩杰日复一日照料养母刘芳英,任劳任怨,不离不弃。2009年,孟佩杰被距离家乡百公里外的山西师范大学临汾学院录取,不放心养母的她决定“带着母亲上大学”,在学校附近租了房子,继续悉心照料着养母。被评选为“2011年度感动中国人物”。
我的启发:
漫话神奇激光(15分)
莫铭成
激光素有神奇光之称。如今,你只要稍加留意,就会发现激光就在我们身边:激光唱机的动听乐曲不断回荡在楼宇之间:激光影碟机悄然走进了千家万户;商场里商品贴的是激光防伪标志:激光照排则包揽了所有的报刊杂志。我们远隔千里就可以同亲人朋友通话,也是激光的功劳,因为光纤传送的正是激光。激光雕刻细致入微,精确无比,可在钢板、水晶等高强度材料上雕刻,广泛应用于工业打标、激光成型、礼品标牌等。
1960年5月15日,在休斯公司的一个研究室里,年轻的美国物理学家梅曼正在进行一项重要的实验。他的实验装置里有一根人造红宝石棒。突然,一束深红色的亮光从装置中射出,它的亮度是太阳表面的4倍!这是一种完全新型的光,科学家渴望多年而自然界中并不存在的光,它被命名为Laser,是英文“受激辐射光放大”的缩写,这就是激光。产生激光的装置被称为激光器。激光和激光器的问世,被称为20世纪最重大的科学发现之一。
近年来,激光技术发展的速度十分惊人,应用的范围不断拓展,如激光保鲜、激光育种、激光医疗、激光美容等等,已成为科技人员研究的热门领域。
过去,人们还在为常温下蔬菜保鲜绞尽脑汁,现在激光已经轻而易举地解决了这一问题。比如蔬菜远距离运输,装运前用激光扫描一次就够了,途中十天八天仍新鲜如常。原理很简单,激光能量大时就抑制了蔬菜生长。反之,其能量适合它的生长条件即可催生,所以激光育种又推广开了。用激光照射种子能够引起作物的性状发生变异,可以提高农作物的产量。
在医疗方面,激光也崭露头角。如果你患了近视又不愿意戴眼镜,激光可以解除你的烦恼。用激光做眼科手术快捷又安全,激光束可以聚集到比针尖还小的范围内,丝毫不会损伤发病区以外的正常组织,而且手术的时间极短,大约不到千分之一秒。如果患了胃结石、胃息肉,以往要开刀,现在只需从口腔中插一根管子进胃,用激光将结石炸碎,将息肉烧掉,短期内即可痊愈。治疗肿瘤也是激光的拿手好戏。可以说,在众多医疗领域都有激光的杰作。
现代生活,人们越来越追求美,于是,激光美容应运而生。当有的人为脸上的疤痕、色斑而烦恼时,激光可以为你解忧。这种激光治疗系统利用皮肤中不同颜色的组织对激光波长的选择吸收的特点,在基本不破坏正常组织的情况下,对皮肤中的黑色素在极短的瞬间用极高峰值的脉冲激光进行照射,使之发生迅速的热膨胀和粉碎,最后由吞噬细胞运走并排出体外,疤痕和色斑就会慢慢消失。
可以说,激光是站在当代科学技术的前沿的新兴技术,也同时照亮了我们现代生活的各个方面。(摘自《发明与创新》2009年第5期,有删改)
【相关链接】
(1)准分子激光近视手术危害——术后并发症。比如术前近视术后过矫成高度近视;或术前无散光,术后成为高度散光等等。如果手术致存留的角膜太薄,则无法采用再次手术予以补救。
(2)激光打印机危害与吸烟旗鼓相当,严重可致癌。据国外媒体报道,国际空气质量与健康实验室(ILAQH)科学家们的测试结果显示,部分激光打印机所释放出的有害微粒与吸烟释放出的有害微粒旗鼓相当,吸入后严重情况下可以致癌。本文的说明对象是,介绍了其和两个特点。
请指出文中画线句子运用的说明方法并回答其作用。
句子“激光和激光器的问世,被称为20世纪最重大的科学发现之一”中的“之一”能否删掉?请说明理由?
阅读“相关链接”,联系全文,就新兴的激光技术应用生活带来的利和弊说说你的看法。(不超过50字)
海燕
在苍茫的大海上,狂风卷集着乌云。在乌云和大海之间,海燕象黑色的闪电,在高傲地飞翔。
一会儿翅膀碰着波浪,一会儿箭一般地直冲向乌云,它叫喊着,——就在这鸟儿勇敢的叫喊声里,乌云听出了欢乐。
在这叫喊声里——充满着对暴风雨的渴望!在这叫喊声里,乌云听出了愤怒的力量,热情的火焰和胜利的信心。
海鸥在暴风雨来临之前呻吟着,——呻吟着,它们在大海上飞窜,想把自己对暴风雨的恐惧,掩藏到大海深处。
海鸭也在呻吟着,——它们这些海鸭啊,享受不了生活的战斗的欢乐:轰隆隆的雷声就把它们吓坏了。
蠢笨的企鹅,胆怯地把肥胖的身体躲藏在悬崖底下……只有那高傲的海燕,勇敢地,自由自在地,在泛起白沫的大海上飞翔!
乌云越来越暗,越来越低,向海面直压下来,而波浪一边唱歌,一边冲向高空,去迎接那雷声。
雷声轰响。波浪在愤怒的飞沫中呼叫,跟狂风争鸣。看吧,狂风紧紧抱起一层层巨浪,恶恨恨地将它们甩到悬崖上,把这些大块的翡翠摔成尘雾和碎末。
看吧,它飞舞着,象个精灵,——高傲的、黑色的暴风雨的精灵,——它在大笑,它又在号叫……它笑那些乌云,它因为欢乐而号叫!
这个敏感的精灵,——它从雷声的震怒里,早就听出了困乏,它深信,乌云遮不住太阳——是的,遮不住的!
狂风吼叫……雷声轰响……
一堆堆乌云,象青色的火焰,在无底的大海上燃烧。大海抓住闪电的箭光,把它们熄灭在自己的深渊里。这些闪电的影子,活象一条条火蛇,在大海里蜿蜒游动,一晃就消失了。
——暴风雨!暴风雨就要来啦!
这是勇敢的海燕,在怒吼的大海上,在闪电中间,高傲地飞翔;这是胜利的预言家在叫喊:
——让暴风雨来得更猛烈些吧!指出下列事物在文中的象征意义。
(1)海燕:;(2)大海:。除了海燕,课文为何还描写了海鸥、海鸭、和企鹅在暴风雨来临前的表现?。
对下面句子的划线部分进行简要的赏析。
在乌云和大海之间,海燕象黑色的闪电,在高傲地飞翔。。文章结尾“——暴风雨!暴风雨就要来啦!”,“——让暴风雨来得更猛烈些吧!”两次大声疾呼表现了作者怎样的思想感情?。