2025年下學(xué)期高中物理新進(jìn)展試卷一、選擇題（共10小題，每小題4分，共40分）量子糾纏現(xiàn)象中，兩個(gè)處于糾纏態(tài)的粒子被分離至距離為1光年的兩處，對(duì)其中一個(gè)粒子進(jìn)行測(cè)量后，另一個(gè)粒子的狀態(tài)會(huì)（）A.瞬間發(fā)生改變B.1年后發(fā)生改變C.保持原狀態(tài)不變D.僅在測(cè)量信息傳遞后改變超導(dǎo)材料的邁斯納效應(yīng)是指（）A.電阻隨溫度降低而線性減小B.完全導(dǎo)電狀態(tài)下的零電阻特性C.磁場(chǎng)被完全排斥出材料內(nèi)部D.臨界溫度以上的正常導(dǎo)電現(xiàn)象2025年新發(fā)現(xiàn)的室溫超導(dǎo)材料（如镥基氫化物）在實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)出的關(guān)鍵特性是（）A.需在-196℃液氮環(huán)境中實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)B.在1GPa壓強(qiáng)下電阻突降為零C.無需高壓即可穩(wěn)定存在D.同時(shí)具備高溫和高臨界電流密度廣義相對(duì)論預(yù)言的引力透鏡效應(yīng)在以下哪種天文現(xiàn)象中被直接觀測(cè)到？（）A.黑洞合并產(chǎn)生的引力波B.遙遠(yuǎn)星系發(fā)出的光線被星系團(tuán)偏折C.水星近日點(diǎn)的進(jìn)動(dòng)D.光在太陽引力場(chǎng)中的紅移量子計(jì)算中的量子比特與經(jīng)典比特的本質(zhì)區(qū)別在于（）A.存儲(chǔ)容量更大B.可同時(shí)處于0和1的疊加態(tài)C.運(yùn)算速度提升1000倍D.抗干擾能力更強(qiáng)可控核聚變裝置“人造太陽”（如EAST）的核心原理是（）A.重核裂變釋放能量B.輕核聚變?cè)诟邷氐入x子體中發(fā)生C.正負(fù)電子湮滅產(chǎn)生光子D.利用超導(dǎo)體約束磁場(chǎng)能量2025年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予了在“阿秒激光技術(shù)”領(lǐng)域的突破，阿秒（10?1?秒）量級(jí)的激光脈沖可用于（）A.觀測(cè)電子在原子內(nèi)的運(yùn)動(dòng)軌跡B.實(shí)現(xiàn)量子通信的超遠(yuǎn)距離傳輸C.探測(cè)暗物質(zhì)粒子的存在D.加速質(zhì)子至接近光速電磁感應(yīng)現(xiàn)象的現(xiàn)代應(yīng)用中，無線充電技術(shù)的原理是（）A.變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)B.電磁共振耦合傳遞能量C.靜電感應(yīng)導(dǎo)致電荷轉(zhuǎn)移D.電磁波的定向輻射傳播**量子通信衛(wèi)星“墨子號(hào)”**實(shí)現(xiàn)的星地量子密鑰分發(fā)，其安全性基于（）A.數(shù)學(xué)算法的復(fù)雜度B.量子態(tài)不可克隆原理C.光纖傳輸?shù)牡蛽p耗特性D.加密密鑰的定期更新高溫超導(dǎo)體在磁懸浮列車中的應(yīng)用可顯著提升列車性能，其優(yōu)勢(shì)不包括（）A.消除摩擦阻力，降低能耗B.實(shí)現(xiàn)無接觸懸浮，減少維護(hù)成本C.運(yùn)行速度突破600km/hD.無需強(qiáng)磁場(chǎng)即可維持懸浮狀態(tài)二、填空題（共5小題，每小題6分，共30分）量子隧穿效應(yīng)是指微觀粒子能夠穿越其能量小于勢(shì)壘高度的區(qū)域，這種現(xiàn)象在________（舉一例現(xiàn)代技術(shù)應(yīng)用）中起到關(guān)鍵作用。2025年歐洲核子研究中心（CERN）的新發(fā)現(xiàn)顯示，希格斯玻色子的質(zhì)量可能存在微小波動(dòng)，這一結(jié)果可能挑戰(zhàn)________理論的完備性。光的波粒二象性在________實(shí)驗(yàn)中得到直接驗(yàn)證，該實(shí)驗(yàn)通過單光子干涉現(xiàn)象證明了微觀粒子的波動(dòng)性。納米發(fā)電機(jī)技術(shù)利用________效應(yīng)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，可用于植入式醫(yī)療設(shè)備的自供能。黑洞信息悖論的核心矛盾在于：根據(jù)量子力學(xué)，信息不可丟失；而根據(jù)廣義相對(duì)論，落入黑洞的信息將________。三、計(jì)算題（共2小題，每小題15分，共30分）量子糾纏態(tài)的概率計(jì)算兩個(gè)處于貝爾態(tài)(|\Phi^+\rangle=\frac{1}{\sqrt{2}}(|00\rangle+|11\rangle))的量子比特，若對(duì)第一個(gè)比特進(jìn)行X基測(cè)量（即測(cè)量可觀測(cè)量(\sigma_x)），求測(cè)量結(jié)果為(|+\rangle)且第二個(gè)比特處于(|1\rangle)態(tài)的概率。超導(dǎo)磁體的磁場(chǎng)計(jì)算某高溫超導(dǎo)線圈的半徑為0.5m，匝數(shù)為1000匝，通入電流50A，假設(shè)線圈為理想螺線管，忽略邊緣效應(yīng)，計(jì)算線圈中心處的磁感應(yīng)強(qiáng)度（真空磁導(dǎo)率(\mu_0=4\pi\times10^{-7},\text{T·m/A})）。四、論述題（共2小題，每小題25分，共50分）室溫超導(dǎo)的突破與挑戰(zhàn)（1）簡述2023-2025年室溫超導(dǎo)研究的關(guān)鍵進(jìn)展（如材料體系、實(shí)驗(yàn)條件）；（2）分析室溫超導(dǎo)若實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，對(duì)能源傳輸、醫(yī)療設(shè)備、交通領(lǐng)域的潛在影響；（3）指出當(dāng)前室溫超導(dǎo)研究面臨的主要爭(zhēng)議（如實(shí)驗(yàn)可重復(fù)性、理論解釋矛盾）。人工智能與量子物理的交叉應(yīng)用（1）說明機(jī)器學(xué)習(xí)在求解薛定諤方程中的優(yōu)勢(shì)；（2）舉例說明量子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（QNN）在圖像識(shí)別任務(wù)中相比傳統(tǒng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的潛在優(yōu)勢(shì)；（3）討論量子計(jì)算與AI結(jié)合可能引發(fā)的技術(shù)倫理問題。五、實(shí)驗(yàn)探究題（共1小題，30分）背景：2025年某科研團(tuán)隊(duì)宣稱在二維材料MoS?中觀測(cè)到“室溫鐵磁性”，但其他實(shí)驗(yàn)室重復(fù)實(shí)驗(yàn)時(shí)結(jié)果不一致。任務(wù)：設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證該現(xiàn)象的真實(shí)性，要求包含：（1）實(shí)驗(yàn)材料的制備方法（如CVD生長、機(jī)械剝離）；（2）關(guān)鍵測(cè)量儀器（如SQUID磁強(qiáng)計(jì)、X射線衍射儀）及其作用；（3）控制變量（如溫度、樣品厚度、缺陷濃度）的設(shè)置；（4）數(shù)據(jù)處理方法（如何排除順磁性雜質(zhì)干擾）。六、前沿科技分析題（共1小題，20分）題目：2025年7月，美國國家航空航天局（NASA）宣布在火星烏托邦平原發(fā)現(xiàn)“液態(tài)水湖”的證據(jù)，其鹽度約為地球海水的10倍。結(jié)合高中物理知識(shí)，回答：（1）解釋高鹽度如何降低水的冰點(diǎn)，使液態(tài)水在火星表面（平均溫度-63℃）存在；（2）若該湖深度為10米，計(jì)算湖底的壓強(qiáng)（火星表面重力加速度(g_{\text{火}}=3.72,\text{m/s}^2)，湖水密度(\rho=1.2\times10^3,\text{kg/m}^3)）；（3）分析在火星環(huán)境中，液態(tài)水的存在對(duì)未來載人探測(cè)任務(wù)的意義。七、開放創(chuàng)新題（共1小題，20分）任務(wù)：基于2025年物理領(lǐng)域的新進(jìn)展（如量子計(jì)算、超導(dǎo)、引力波探測(cè)等），提出一個(gè)你認(rèn)為最具應(yīng)用潛力的技術(shù)設(shè)想，并從物理原理、技術(shù)可行性、潛在風(fēng)險(xiǎn)三個(gè)角度進(jìn)行闡述（字?jǐn)?shù)不少于300字）。參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)（部分）一、選擇題A2.C3.B4.B5.B6.B7.A8.B9.B10.D二、填空題掃描隧道顯微鏡（STM）/量子計(jì)算機(jī)的量子門操作標(biāo)準(zhǔn)模型單光子雙縫干涉壓電效應(yīng)/摩擦起電效應(yīng)永久消失（或被霍金輻射以無序形式釋放）三、計(jì)算題解：貝爾態(tài)(|\Phi^+\rangle)在X基下展開為(\frac{1}{2}(|++\rangle+|+-\rangle+|-+\rangle+|--\rangle))，測(cè)量第一個(gè)比特為(|+\rangle)的概率為(\frac{1}{2})，此時(shí)第二個(gè)比特處于(|+\rangle)或(|-\rangle)疊加態(tài)，故概率為0。解：螺線管中心磁場(chǎng)(B=\mu_0nI=\mu_0\frac{N}{L}I)，假設(shè)線圈長度(L\ggR)，近似(B=4\pi\times10^{-7}\times\frac{1000}{2\pi\times0.5}\times50=0.02,\text{T})（注：完整參考答案及評(píng)分細(xì)則略，實(shí)際試卷需配套詳細(xì)解析）命題說明本試卷以2023-2025年物理領(lǐng)域重大進(jìn)展為背景，融合基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)與前沿科技，覆蓋量子物理、相對(duì)論、超導(dǎo)、天體物理等模塊。題目設(shè)計(jì)注重：