2025年高中物理競賽科學(xué)傳播與科普寫作試題（三）一、科普文章撰寫（60分）題目：用生活現(xiàn)象解讀量子隧穿效應(yīng)請以“為什么手機(jī)能在10分鐘內(nèi)充滿電？——從量子隧穿效應(yīng)看快充技術(shù)的物理原理”為題，撰寫一篇800-1000字的科普文章。要求：科學(xué)性：準(zhǔn)確闡述量子隧穿效應(yīng)的物理本質(zhì)，解釋其在鋰離子電池中的應(yīng)用原理，需包含以下要點(diǎn)：經(jīng)典物理中的“勢壘穿透”與量子隧穿的區(qū)別（可結(jié)合能量守恒定律進(jìn)行對比）；鋰離子在電極材料晶格中的遷移過程（需說明能壘高度對遷移速率的影響）；2025年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)成果（虛構(gòu)情境）：某團(tuán)隊(duì)通過調(diào)控電極材料的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，將鋰離子隧穿概率提升3個(gè)數(shù)量級(jí)的技術(shù)細(xì)節(jié)。傳播性：采用“現(xiàn)象-原理-應(yīng)用”三段式結(jié)構(gòu)，設(shè)置生活化類比（如“穿墻術(shù)”“地鐵隧道”等），避免公式推導(dǎo)，用流程圖或示意圖（文字描述即可）展示以下內(nèi)容：傳統(tǒng)電池與量子隧穿電池的充電速度對比（需包含具體數(shù)據(jù)，如充電10分鐘續(xù)航800公里）；溫度對隧穿效應(yīng)的影響（解釋為何低溫環(huán)境下手機(jī)充電變慢）。創(chuàng)新性：提出一個(gè)基于量子隧穿原理的未來應(yīng)用設(shè)想（如“室溫超導(dǎo)輸電”“DNA分子檢測”等），要求包含物理依據(jù)和可行性分析。二、科學(xué)文本改寫（40分）題目：將學(xué)術(shù)論文摘要轉(zhuǎn)化為中學(xué)生科普短文以下是《NaturePhysics》2025年某論文摘要（虛構(gòu)），請將其改寫為600字左右的科普短文，標(biāo)題自擬，需保留核心信息并符合中學(xué)生認(rèn)知水平。摘要原文：“拓?fù)浣^緣體表面態(tài)的電子輸運(yùn)特性研究揭示了量子霍爾效應(yīng)的新機(jī)制。通過角分辨光電子能譜實(shí)驗(yàn)，我們觀測到Bi?Se?薄膜在1.5K溫度下的表面態(tài)狄拉克錐結(jié)構(gòu)，其費(fèi)米能級(jí)處的電子遷移率達(dá)2.3×10?cm2V?1s?1。在外加磁場B=1.2T時(shí)，朗道能級(jí)分裂間距為11.7meV，符合k·p微擾理論計(jì)算結(jié)果。該體系的貝里曲率積分顯示非平庸拓?fù)洳蛔兞縕?=1，證實(shí)了拓?fù)浔Ｗo(hù)下的電子輸運(yùn)對缺陷散射的免疫性。這一發(fā)現(xiàn)為低能耗電子器件研發(fā)提供了新范式?！备膶懸螅河猛ㄋ妆扔鹘忉尅巴?fù)浣^緣體”（如“刺猬與毛球”的拓?fù)洳町悾ⅰ暗依隋F”（如“電子的滑雪坡道”）等概念；補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)裝置的工作原理（如“如何給電子‘拍照’”）；說明該研究對手機(jī)芯片發(fā)展的意義（如“讓手機(jī)運(yùn)行速度提升10倍且不發(fā)燙”）。三、科學(xué)爭議評析（50分）題目：評析“永動(dòng)機(jī)發(fā)明”的科學(xué)性2025年某自媒體宣稱“中國科學(xué)家突破能量守恒定律，成功研制磁動(dòng)機(jī)永動(dòng)機(jī)”，并發(fā)布以下“證據(jù)”：視頻顯示：一個(gè)由釹鐵硼磁鐵組成的輪盤持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)12小時(shí)；數(shù)據(jù)聲稱：裝置輸出功率50W，輸入功率0W，效率達(dá)120%；理論依據(jù)：“磁力是保守力，可通過特殊排列實(shí)現(xiàn)能量放大”。請結(jié)合你所學(xué)的物理知識(shí)，撰寫一篇800字的評析文章，要求：原理批判：用熱力學(xué)第一、第二定律分析“永動(dòng)機(jī)”的謬誤，重點(diǎn)說明：磁力做功的本質(zhì)（為何磁鐵吸引鐵釘過程不違反能量守恒）；輪盤轉(zhuǎn)動(dòng)過程中的能量損耗途徑（如軸承摩擦、空氣阻力、磁滯損耗）。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：設(shè)計(jì)一個(gè)家庭可操作的驗(yàn)證方案（如“測量輪盤轉(zhuǎn)速隨時(shí)間的變化”），預(yù)測實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并繪制示意圖（文字描述即可）。社會(huì)反思：分析“永動(dòng)機(jī)騙局”長期存在的原因（如“免費(fèi)能源的心理需求”“偽科學(xué)的傳播套路”），提出中學(xué)生辨別科學(xué)謠言的三個(gè)方法。四、跨媒介科普設(shè)計(jì)（60分）題目：策劃“物理改變生活”主題短視頻腳本假設(shè)你是科普短視頻博主，請?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)時(shí)長3分鐘的短視頻腳本，主題為“從伽利略望遠(yuǎn)鏡到韋伯太空望遠(yuǎn)鏡——光學(xué)技術(shù)如何拓展人類視野”。腳本要求：鏡頭設(shè)計(jì)：包含3個(gè)標(biāo)志性場景（如“伽利略手繪月面圖”“哈勃深空攝影”“韋伯望遠(yuǎn)鏡的金色鏡片”），用文字描述畫面內(nèi)容、配音臺(tái)詞及背景音樂風(fēng)格；物理原理：用動(dòng)畫演示（文字描述即可）以下光學(xué)現(xiàn)象：折射望遠(yuǎn)鏡的成像原理（對比伽利略式與開普勒式的差異）；韋伯望遠(yuǎn)鏡的主動(dòng)光學(xué)系統(tǒng)（如何通過18塊鏡片的形變矯正像差）；互動(dòng)環(huán)節(jié)：設(shè)計(jì)一個(gè)“家庭實(shí)驗(yàn)挑戰(zhàn)”（如“用老花鏡制作簡易望遠(yuǎn)鏡”），說明實(shí)驗(yàn)步驟和原理解釋。五、科學(xué)傳播方案設(shè)計(jì)（40分）題目：為“2025年全國中學(xué)生物理競賽”設(shè)計(jì)科普傳播方案某省物理學(xué)會(huì)計(jì)劃將競賽中的“動(dòng)態(tài)物理過程”實(shí)驗(yàn)（如“混沌擺運(yùn)動(dòng)”“磁流變液的粘度突變”）向公眾展示，請你設(shè)計(jì)一個(gè)面向社區(qū)居民的科普活動(dòng)方案，包含以下內(nèi)容：活動(dòng)主題：自擬，需體現(xiàn)趣味性與互動(dòng)性；實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化：將“電磁感應(yīng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)實(shí)驗(yàn)”（復(fù)賽真題）轉(zhuǎn)化為可演示的科普裝置，說明：裝置材料（如“線圈、磁鐵、LED燈帶”）；操作步驟（如何通過晃動(dòng)磁鐵使燈帶發(fā)光）；原理講解詞（300字以內(nèi)，需解釋楞次定律與能量轉(zhuǎn)化過程）；效果評估：設(shè)計(jì)三個(gè)評估指標(biāo)