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筛选并整合文中的信息

2023-09-13刘红

作文周刊(高考版) 2023年33期
关键词:反物质正电子伽马射线

刘红

应考锦囊

实用类文本阅读对筛选并整合文中信息的能力的考查,侧重于表述的严谨性。实用类文本选择题选项或是对文本内容的适度迁移和转换,或是对文本内容进行整合综述,或是对文本内容进行筛选概述。正确答题的关键是找到选项对应的文本区域,将选项与原文进行比对,从而发现、确定选项的正误。选择题的选项一般不会抄用原文语句,而是对原文语句或文中涉及的观点态度进行一定的改造,改造的方式有“删”“添”“调”“改”“漏”“凑”。用这些方式改造后的选项,有的改变了原文的意思,有的没有改变,改变了原文意思的选项就是“不正确的一项”。考生解答信息筛选整合类试题,要注意以下几点:

1.选项切片,标关键词。切片是将选项分为若干单位(一般以一个逗号为一个单位),标关键词是将各切片中的主干词或重要的修饰词、限制词标出。可以说,切片比对法除了图表材料选择题,其余选择题大都适用。

2.回归原文,找对应点。根据选项中的关键词,找到对应的文本区域,再找出具体的对应语句或词语,进行比对、判断。

3.视情况比对,确定正误。选项类型不同,比对的侧重点也不同。概括转述性强的选项要侧重比对信息的“有无”或内容要点整合提炼的一致性;评析推断性强的选项要比对原文中对思想观点、事件性质等的评价,或者根据原文比对选项前后逻辑是否合理;内容与意义类选项的比对既要注意比对内容概括的准确性,又要注意比对选项对意义、原因、特点等的分析是否有理有据。尤其要留意偷换概念、张冠李戴、以偏概全、夸大其词、无中生有、曲解文意、逻辑混乱等常见设误手段。

4.验证选项,加以确认。根据选项的要求,如果是选正确的一项,可将其余错误选项一一验证,最终确定答案。

针对训练

阅读下面的文字,完成后面的小题。

“反物质”这个词听起来和反重力很像,像是科幻小说中的概念。但反物质真实存在,是现代物理学中的成熟概念。反物质的确有一些会让人惊叹不已的性质,仅仅1克反物质和物质接触就会产生像原子弹一样的剧烈爆炸。因为反物质可以释放出巨大的能量,所以未来可能被用来推动宇宙飞船。尽管如此,反物质本质上却没有什么奇异之处——按照我们现在对亚原子粒子的认识,反物质的存在是理所当然的。

原子核包含了原子的大部分质量,它是由质子和中子构成的。在原子核外,还有质量更小的电子。电子对我们很重要,因为它们是电子科技的主角。每个电子都带一个负电荷,刚好可以被质子的正电荷中和。自然界中还存在其他几种粒子,但我们只有在高能物理实验中才能观测到它们。构成普通物质的所有粒子都可以归为两类,一类是重子,比如质子和中子;另一类是轻子,比如电子。

这看起来有点复杂,但是假如没有守恒定律的话,还会更加复杂。守恒定律为本来一團乱麻的粒子物理带来了秩序。当粒子相互作用的时候——比如在欧洲核子中心的高能加速器里面,有一些量总是不变的。能量和电荷就是这样的量。同时,重子数和轻子数也是守恒的。

质子的重子数是+1,电荷是+1。理论预言它的“反粒子”会有一样的能量,但是重子数和电荷数都是-1。这种粒子叫作反质子。同样,电子也有反粒子,叫作正电子,电荷数是+1,轻子数是-1。

那么,当质子和反质子相遇时,会发生什么呢?你可能已经知道答案了,这是反物质最著名的性质。正负重子数、正负电荷以及其他守恒量会彼此相消,只有能量会留下来。能量也是守恒的,但是两种粒子的能量是相同的,而不是相反的。所以正负质子会消失,而它们的能量会以伽马射线的形式释放出来。伽马射线和光一样,也是一种电磁波,但是能量更高、波长极短。这一过程叫作“湮灭”,是我们所知唯一一种能将质量完全转变为能量的过程。

这一过程是可逆的,只要有足够高的能量,正反物质对就可以凭空产生。对于质量较大的质子和反质子,这种粒子对的产生过程只会出现在高能加速器或者特殊的天体物理学过程中。但正负电子对的产生更加常见,地球上的某种天然放射性衰变中就会出现这种现象。用“常见”描述这一过程很合适,我们稍后就会看到,即使是平淡无奇的香蕉也可以产生正电子。但是,这种过程产生的反物质只能存在一瞬间,几乎在诞生的那一刻,它就会遇到正常物质,然后消失于一道伽马射线闪光中。

物质原子有时也会产生反物质粒子。这些反物质主要的来源是放射性同位素,这类原子内的中子要么太多,要么太少,不能保持稳定。一些日常生活中常见的物质就包含有少量的放射性同位素,它们会衰变成更稳定的元素,同时发射出高能粒子。通常这些粒子是物质,比如贝塔衰变发出的电子,但是有的同位素会发生“贝塔+”衰变,产生正电子。这些正电子会瞬间与电子相撞,湮灭并放出伽马射线。但这一过程并没有听起来那么剧烈。因为以日常生活的标准来看,一个粒子的能量微不足道,否则你身体里释放正电子的同位素就会对你不利了。这类同位素中最常见的是钾-40,自然界每一万个钾原子里就会有一个钾-40。它通常会发生正常的贝塔衰变,但是有0.001%的概率会产生正电子。

在欧洲核子研究中心(CERN)和类似的实验室中,“正反粒子对很容易在加速器中产生。加速器中粒子极高的速度意味着极高的碰撞能量,足以产生粒子对。但这样得到的反物质粒子寿命很短,很快就会和周围的物质湮灭。CERN有个全世界独一无二的“反物质工厂”,任务就是产生寿命足够长、可用来研究的反物质。

要达到这一目的,有两点至关重要。第一,要让反物质粒子减速。这一过程需要的是减速器而不是加速器。第二,要把反物质粒子储存起来以供研究。这并不简单,因为反物质和物质相遇就会湮灭。解决这个问题的方法就是用强磁场束缚反物质粒子,在磁场中,科学家甚至可以把一个正电子和一个反质子组合到一起,制成一个反氢原子。

CERN有世界上唯一一家反物质工厂,但制造反物质粒子还有很多其他的途径。有些轰击地球的高速粒子是星际空间的粒子碰撞过程中产生的反质子。这些粒子进入大气层之后会与大气中的原子发生更多的碰撞,产生更多的反物质粒子。香蕉中富含钾元素,其中有0.01%是可以释放正电子的钾-40。每根香蕉平均一天会释放20个正电子。2011年美国航空航天局发现地球上的暴风雨中产生了反物质粒子。这是因为闪电可以产生高能伽马射线,进而产生反物质。核爆炸现在已经很少见了,这对人类来说是件幸事。但在20世纪50年代氢弹刚发明时,核爆炸试验产生的伽马射线生成了很多正负电子对。把反射性同位素注射到人体中,它们产生的正电子会遇到电子而湮灭,并放出伽马射线。用仪器探测这些伽马射线,就可以扫描人体内部情况。

反物质还有很多的谜题亟待解开。如尽管物质和反物质在性质上完美对称,但是宇宙中的物质比反物质多得多。这就是科学家一直在努力钻研的宇宙谜题。正反物质湮灭是已知唯一能将质量以100%的效率转变为能量的过程。而即便是最高效的核爆炸,效率都很难超过10%。

(摘编自《正反物质大对决》,安德鲁·梅文/刘博尧译)

1.下列对材料相关内容的概括和分析,不正确的一项是(  )

A.构成原子核的质子和中子包含了原子的大部分质量,相对于质量更小的电子,它们被称为重子。

B.根据守恒定律推断,质子的重子数是+1,电荷是+1,那么它的“反粒子”的重子数和电荷数都是1。

C.伽马射线是“湮灭”的能量释放形式,它和光一样都是电磁波,但是能量更高,波长更短。

D.钾-40是放射性同位素,它通常会发生正常的贝塔衰变,有一定的概率产生正电子,成为反物质的主要来源。

2.根据材料内容,下列说法不正确的一项是(  )

A.用强磁场束缚反物质粒子,把一个正电子和一个反质子组合制成一个反氢原子,是解决反物质粒子的减速和储存问题的方法。

B.同位素发生“贝塔+”衰变产生的正电子会瞬间与电子相撞,发生湮灭并释放出伽马射线,但这个过程并不剧烈。

C.2011年美国航空航天局发现,闪电产生高能伽马射线进而产生反物质,也许可以成为“湮灭”过程是可逆的证据。

D.物质和反物质在性质上完美对称,但宇宙中的物质比反物质多得多,这也许是反物质几乎在诞生的同时,就会发生“湮灭”的原因之一。

3.请根据材料总结反物质发动机的构想理论上可行的依据。

答:

(参考答案见下期中缝)

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