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6 章 · 28 节 · 908 知识点 · 最深 6 层

第一章 基础科学第一节 物理知识

一、力学基础定律

  • 1.牛顿第一定律（惯性定律）
    • 一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态
    • 除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。第一定律表明物体具有惯性
  • 2.牛顿第二定律
    • 物体加速度的大小，跟它受到的作用力成正比，跟它的质量成反比
    • 加速度的方向跟作用力的方向相同
  • 3.牛顿第三定律
    • 两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上
  • 4.万有引力定律
    • 任意两个质点通过连心线方向上的力相互吸引
    • 该引力的大小
      • 与它们的质量乘积成正比
      • 与它们距离的平方成反比
      • 与两物体的化学本质或物理状态以及中介物质无关
  • 【知识延伸】体现惯性的现象
    • 汽车行驶中突然刹车或转弯时，乘客的身体会向与汽车相反的方向倾斜
    • 发动机熄火后，车仍会继续向前滑行一段距离，因此需要保持车距、限速行驶

二、常见的力

  • 1.压力
    • 物体间由于相互挤压而垂直作用在物体表面上的力，叫作压力。物体所受的压力与受力面积之比叫做压强
    • 要增大压强，可以增大压力、减小受力面积；要减小压强，可以减小压力、增大受力面积
    • 流体中流速越大的位置，压强越小；流速越小的位置，压强越大
    • 大气压是大气产生的压强，随高度的升高而降低
  • 2.摩擦力
    • 阻碍物体相对运动（或相对运动趋势）的力叫做摩擦力
    • 摩擦力的方向与物体相对运动（或相对运动趋势）的方向相反
    • 滑动摩擦力的大小与物体间的压力和接触面的粗糙程度有关为减小摩擦力可以将滑动摩擦改为滚动摩擦、减小接触面的粗糙程度、减小压力
  • 3.重力
    • 由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力；重力的方向竖直向下
    • 在太空中，所有物体处于失重状态
  • 4.浮力
    • 浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体所受的重力
  • 【知识延伸】
    • 当物体做向上加速运动或向下减速运动时，物体均处于超重状态
    • 即不管物体如何运动，只要具有向上的加速度，物体就处于超重状态
    • 当物体做向下加速运动或向上减速运动时，物体均处于失重状态
    • 即不管物体如何运动，只要具有向下的加速度，物体就处于失重状态
    • 当浮力大于重力时，物体上浮；当浮力小于重力时，物体下沉
    • 当浮力等于重力时，物体悬浮在液体中或者漂浮在液体表面
    • 摩擦力现象
      • 机械轴承定期上油可通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦力
      • 举重运动员手上涂防滑粉可通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力
    • 超重和失重
      • 乘坐电梯上楼时，电梯先向上做加速运动，此时人处于超重状态
      • 再向上做匀速运动，此时人受力平衡；最后向上做减速运动，此时人处于失重状态

三、杠杆原理

  • 1.平衡条件
    • 杠杆平衡时，其动力F1、动力臂L1和阻力F2、阻力臂L2之间满足关系F1·L1=F2·L2
  • 2.分类
    • 省力杠杆
      • 特点：动力臂较长，动力较小
      • 示例：撬棍、扳手、钳子、拔钉器、开瓶器、钢丝钳、指甲剪等
    • 费力杠杆
      • 特点：动力臂较短，动力较大
      • 示例：镊子、汤勺、筷子、起重机、鱼竿、船桨、理发剪、裁缝剪、晾衣杆等
    • 等臂杠杆
      • 特点：动力臂等于阻力臂
      • 示例：天平、跷跷板、定滑轮等

四、物态变化

  • 1.固气转化
    • ①凝华：物体由气态转化为固态，放热
      • 如，霜、雪、雾凇的形成
    • ②升华：物体由固态转化为气态，吸热
      • 如，衣柜中的樟脑丸变小
  • 2.气液转化
    • ①液化：物体由气态转化为液态，放热
      • 如，雨、露、雾的形成
    • ②汽化：物体由液态转化为气态，吸热
      • 如，酒精挥发
  • 3.液固转化
    • ①凝固：物体由液态转化为固态，放热
      • 如，水结成冰
    • ②熔化：物体由固态转化为液态，吸热
      • 如，冰化成水
  • 【知识延伸】汽化的两种形式蒸发和沸腾
    • 1.概念
      • 蒸发
        • 平缓的汽化现象
      • 沸腾
        • 在液体内部和表面同时发生的剧烈汽化现象
        • 需要具备达到沸点、继续吸热两个条件
        • 沸点与外界压力进行同向变化，即压力越低，沸点越低
    • 2.对比
      • 不同点
        • 蒸发
          • 表现较为缓慢、平和；只发生在液体表面
          • 在任何温度下都能发生
          • 与温度、表面积、空气流速有关
        • 沸腾
          • 表现剧烈；液体内部和表面同时发生
          • 必须达到沸点才能发生，与液体种类、气压有关
      • 相同点
        • 都是汽化现象，都需要吸热

五、热力学应用

  • 1.传热方式
    • 热传导
      • 不同温度的物体直接接触所发生的热能从高温向低温部分转移的现象
      • 主要发生在固体中，在气体或液体等流体中，热传导往往和热对流同时发生
    • 热对流
      • 由于流体（液体或气体）的宏观运动
      • 使冷热流体相互掺混，从而实现热量传递的过程
    • 热辐射
      • 物体以电磁波（主要是红外线）的形式向外发射能量的过程
      • 不需要任何介质，可以在真空中传播，是在真空中最为有效的传热方式
  • 2.分子运动论
    • 一切物质的分子都在不停地做无规则的运动，这种无规则运动叫做分子的热运动
    • 温度越高，热运动越剧烈；如食物的腌制、气味的扩散、颜色的浸染等
  • 3.热胀冷缩
    • 物体受热时会膨胀，遇冷时会收缩的特性
  • 【知识延伸】热胀冷缩现象
    • 夏天路面会受热膨胀，使得路面向上拱起，因此混凝土路面每隔一段都留有空隙
    • 夏天架设电线时要使其略有下垂，以防冬天电线受冷时缩短断裂
    • 传统的玻璃式体温计是利用汞（水银）的热胀冷缩来测量体温
    • 煮熟的鸡蛋在冷水中浸泡后更易剥壳，是因为蛋壳与蛋白遇冷收缩程度不同

六、常见的光

  • 1.电磁波谱
    • 各种电磁波按波长由短到长或频率由高到低排列
    • 依次是γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波
  • 2.可见光
    • 电磁波谱中人眼可以感知的部分，按照波长递减频率递增的顺序可排列为红橙黄绿青蓝紫
  • 3.不可见光
    • 除可见光外其他所有人眼所不能感知的波长的电磁波
    • 包括无线电波、微波、红外光、紫外光、X射线、远红外线等
    • ，人眼不能看到
  • 4.红光
    • 在可见光中波长最长，衍射能力最强，穿透空气的能力强，传播距离远，比较醒目
    • 常用于警告类的标示用色，如交通信号灯、汽车尾灯、警示信号灯
  • 5.黄光
    • 波长较长，具有较强的穿透能力，且人眼对黄光更为敏感
    • 常用于表达警示，如交通信号灯、汽车雾灯
  • 6.红外线
    • 波长比可见光线波长
    • 常用于红外探测器（感应门、电梯、遥控器等）、热成像仪、加热干燥物体
  • 7.紫外线
    • 波长比可见光线波长短，人眼不能看到
    • 常用于杀菌（破坏微生物遗传物质）、验钞，可促进人体合成维生素D
    • 自然界的主要紫外线光源是太阳

七、光的传播

  • 1.直线传播
    • 定义
      • 光在同种均匀介质中沿直线传播
    • 应用
      • 影子的形成、小孔成像、日食、月食、激光准直
  • 2.反射
    • 定义
      • 光在两种物质分界面上改变传播方向又返回原来物质中的现象
    • 应用
      • 镜子、水面的倒影、月光下的水坑、潜望镜
  • 3.折射
    • 定义
      • 光从一种透明介质斜射入另一种透明介质时在两种介质的交界处传播方向发生改变的现象
    • 应用
      • 凸透镜、凹透镜、水中筷子的弯折、水中鱼看上去比实际大、潭清疑水浅、海市蜃楼、彩虹
  • 4.散射
    • 定义
      • 光通过不均匀介质时一部分光偏离原方向传播的现象
    • 应用
      • 晴天时天空是蓝色的、雾天时光线变得朦胧、丁达尔现象、彩霞
  • 【知识延伸】
    • 镜面反射：平行光射到光滑表面（如镜子），反射光仍然是平行的
    • 漫反射：平行光射到粗糙表面（如电影银幕），反射光会射向四面八方
    • 凸透镜：对光线有会聚作用，主要用于放大镜、老花镜、照相机/投影仪的镜头、显微镜等
    • 凹透镜：对光线有发散作用，主要用于近视眼镜等
    • 凸面镜：对光线有发散作用，主要用于汽车后视镜，转弯镜等
    • 凹面镜：对光线有会聚作用，主要用于手电筒/车灯反光罩、太阳灶等

八、声学

  • 1.声音性质
    • 声音是由物体振动产生的声波，声音的强度用分贝（dB）来衡量
    • 通常用音色、音调和响度来衡量声音的性质
      • 音色的差别取决于发声体的不同材料和结构
      • 音调的高低取决于发声体振动的频率
      • 响度的大小取决于发声体振动的振幅
  • 【知识延伸】声音性质表现
    • 闻其声而知其人，原因在于每个人的音色不同
    • 男高音、男中音、男低音的核心区别在于音调不同
    • 震耳欲聋形容的是声音的响度很大
  • 2.声音传播
    • 声音的传播需要介质。在真空中，声音不能传播
    • 常温下，声音在不同的介质中传播的速度不同，通常固体＞液体＞气体，且在金属介质中传播更快
  • 3.声音分类
    • 根据声音的频率，分为人耳可听声及超出听觉范围的声音
    • ①可听声：频率在 20Hz~20kHz之间的声波，是人耳可以感知的
    • ②超声波：频率高于20kHz的声波
      • 优点：方向性好，能量集中，对固体和液体穿透力强
      • 缺点：传播距离短，受介质影响大，对气体穿透力差
      • 应用：测距、测速、清洗、焊接、碎石、杀菌消毒、B超机、声呐等
    • ③次声波：频率低于20Hz的声波
      • 优点：传播距离远，不易衰减或被吸收 在各种介质中穿透力都很强，能绕开障碍物发生衍射
      • 缺点：方向性差，难以聚焦，容易和人体器官产生共振 对人体有很强的伤害性，危险时可致人死亡
      • 应用：灾害预警，核爆监测等

第一章 基础科学第二节 化学知识

一、非金属物质

  • 1.氢H
    • 氢是宇宙中含量最多的元素，也是元素周期表的第一个元素
    • 氢气H₂：最轻（密度最小）的气体，无色无味无臭，极易燃烧
  • 2.碳C
    • 碳是形成化合物种类最多的元素，也是构成细胞最基本的元素
    • 一氧化碳CO：易与血红蛋白结合形成碳氧血红蛋白，使血红蛋白丧失携氧能力， 造成组织窒息，严重时死亡。煤气中毒一般指一氧化碳中毒
    • 二氧化碳CO₂：固态二氧化碳又叫干冰，在低温保存物品、制造舞台烟雾、人工降雨、制作灭火器等方面有大量应用
  • 3.氮N
    • 氮是空气中最多的元素，是组成氨基酸的基本元素之一，也是农作物肥料三要素（氮、磷、钾）之一
    • 氮气N₂
      • 空气（78%氮气、21%氧气）的主要成分，化学性质不活泼。常用来制作防腐剂以及汽车安全气囊
      • 非真空食品袋内的气体通常是二氧化碳或氮气
      • 液氮由液体变为气体时，汽化过程会吸收热量，可作用制冷剂
  • 4.氧O
    • 氧是人体、海洋和地壳中含量最多的元素。除金外的所有金属都能和氧发生反应生成金属氧化物
    • 臭氧O3
      • 常温常压下，是一种有特殊鱼腥味的淡蓝色气体。液态时呈深蓝色，固态时呈紫黑色
      • 具有极强的氧化性，可用于饮用水杀菌、游泳池消毒、空气净化、纺织品的漂白等
      • 雷雨过后空气格外清新，就是因为雷电使部分氧气转化为了低浓度的臭氧
      • 主要存在于臭氧层中，可吸收紫外线，因此臭氧层被称为“地球生命的保护伞”
  • 5.硫S
    • 二氧化硫SO₂
      • 是造成酸雨和土壤酸化的主要原因
      • 具有还原性、漂白性，可用作食物的漂白剂和防腐剂
    • 酸雨
      • 指pH值小于 5.6 的雨雪或其他形式的降水
      • 酸雨的形成是自然因素与人为因素共同作用的结果，其中人为因素是主导
      • 主要污染物为二氧化硫（SO₂）和氮氧化物（如NO、NO₂）
  • 6.硅Si
    • 硅是一种半导体材料，常用于制造半导体器件、太阳能电池板和集成电路
    • 二氧化硅SiO₂
      • 是花岗岩等岩石的重要成分
      • 主要用于制玻璃、陶器、耐火材料、光导纤维等
  • 【知识延伸】元素含量排序
    • 人体中主要元素按含量依次递减为：氧、碳、氢、氮、钙、磷、钾、硫、钠、氯、镁
    • 海洋中主要元素按含量依次递减为：氧、氢、氯、钠、镁、硫、钙、钾
    • 地壳中主要元素按含量依次递减为：氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁

二、金属物质

  • 1.钛Ti
    • 钛由于其稳定的化学性质，良好的耐高温、耐低温、抗强酸、抗强碱，以及高强度、低密度的特性，被誉为“太空金属”
    • 钛合金可用作人造骨骼，也可用于制造飞机、火箭的结构件
  • 2.铁Fe
    • 铁是日常生活中应用最广泛的金属。铁能和水、氧气反应生成氧化铁，可用作“双吸剂”，防止食品受潮氧化
    • 根据含碳量的不同，铁合金主要分为生铁和钢两类
    • 生铁的含碳量为 2.11%至 4.3%，硬度大、抗压，但性脆、缺乏韧性，常用于铸造机床床身、管道等
    • 钢的含碳量为 0.02%至 2.11%，具有良好的延展性、韧性和机械性能广泛用于建筑、机械、交通、日用品等几乎所有领域是用量最大、用途最广的合金
    • 不锈钢多指含铬（Cr）量在 12%-30%的合金钢
  • 3.铜Cu
    • 纯铜呈紫红色，俗称紫铜或红铜，有极好的导热、导电性，是人类最早使用的金属；常用于制造电线、电缆等
    • 铜合金主要包括黄铜、白铜、青铜三类
      • 黄铜以锌为主要添加元素，是最常见的铜合金
      • 白铜以镍为主要添加元素
      • 青铜以锡或铝等为添加元素，是最早出现的合金
  • 4.钙Ca
    • 钙是人体内含量最多的金属元素
  • 5.汞Hg
    • 汞，俗称水银，在常温常压下唯一呈现液态的金属，是熔点最低的金属

三、酸、碱、盐

  • 1.酸碱性可用pH值表示
    • pH值小于 7 时显酸性，pH值越小则酸性越强；pH值大于 7 时显碱性，pH值越大则碱性越强
  • 1.酸
    • 盐酸HCl：胃酸的主要成分，常用于家居清洁、除锈、皮革加工等
    • 硝酸HNO3：具有较强的氧化性，浓硝酸几乎能溶解所有的金属及其合金
    • 浓硫酸H2SO4
      • 纯硫酸一般为无色油状液体，热的浓硫酸具有很强的氧化性和脱水性
      • 稀释时，常将浓硫酸沿器壁缓缓注入水中并不断搅拌，以使稀释产生的热量及时散出
  • 2.碱
    • 氢氧化钠NaOH：俗称火碱、烧碱、苛性钠
      • 可用于干燥气体、炼油，造纸
      • 炼铝、炼钨、人造丝、人造棉和肥皂制造业等
    • 氢氧化钙Ca(OH)₂：俗称熟石灰、消石灰
      • 其水溶液俗称澄清石灰水（检验CO₂气体的专用试剂）
      • 可以用于中和酸性土壤、配制农药波尔多液、树木防冻等
  • 3.盐
    • 碳酸钠Na2CO3：俗称苏打、纯碱，主要用于玻璃制品和陶瓷釉的生产，还广泛用于生活洗涤、酸类中和、食品加工等
    • 碳酸氢钠NaHCO3：俗称小苏打
      • 作为食品制作过程中的膨松剂，在作用后会残留碳酸钠，使用过多会使成品有碱味
      • 也可用于果蔬的清洗、治疗胃酸过多等
    • 氯化钠NaCl：食盐的主要成分
    • 亚硝酸钠NaNO2：在腌渍和熏制食品中含量较高，过量使用时有毒。在烹调和消化过程中，会和氨基酸反应，产生致癌物质亚硝胺类化合物
    • 碳酸镁MgCO3：可用作耐火/保温材料、干燥剂；举重/体操/攀岩运动员运动前抓一些碳酸镁，能吸干手心的汗液，增大手掌与器械之间的摩擦力
  • 【知识延伸】酸碱的鉴别
    • 酸：使紫色石蕊溶液变红；与碱/碱性氧化物反应生成盐和水；与某些金属反应生成盐和氢气；在水溶液中电离出的阳离子全部是H+
    • 碱：使紫色石蕊溶液变蓝；使无色酚酞溶液变红；与酸/酸性氧化物反应生成盐和水；在水溶液中电离出的阴离子全部是OH-

四、有机化合物

  • 1.甲烷CH4
    • 甲烷是最简单的有机物，是天然气、沼气、坑气，瓦斯气等的主要成分
  • 2.乙烯C2H4
    • 乙烯是一种植物激素，会在果实成熟前大量合成，具有促进果实成熟的作用。人们常使用乙烯对水果进行催熟
  • 3.乙醇C2H5OH
    • 俗称酒精，在常温常压下是一种易燃、易挥发的无色透明液体
    • 医用酒精
      • 主要指体积浓度为75%左右的乙醇（一般用于杀菌）
      • 也包括医学上使用广泛的其他浓度乙醇（如95%乙醇，一般用于器械消毒）
      • 医用酒精并非浓度越高，杀菌效果越好
    • 工业酒精
      • 纯度一般为95%和99%
      • 往往含有甲醇、醛类、有机酸等杂质，饮用或用于消毒会引起人体中毒，甚至死亡
  • 4.甲醛HCHO
    • 一种无色，有强烈刺激性气味的气体，挥发性强，可引发呼吸道炎症和皮肤炎症
    • 主要用于人工合成黏结剂，装修后的房屋往往会散发出甲醛
    • 纯甲醛为强还原剂，在空气中能缓慢被氧化成甲酸
    • 福尔马林是35%-40%的甲醛水溶液，无色透明，有强烈刺激性气味，可用于防腐、消毒、漂白
  • 【知识延伸】乙酸乙酯
    • 酒的芳香气味来自乙酸乙酯，新制的酒存放期间，酒里的醛不断氧化为羧酸，而羧酸再和酒精发生酯化反应
    • 生成具有芳香气味的乙酸乙酯，时间越久，就有越多的乙酸乙酯生成，因此酒越陈越香

第一章 基础科学第三节 生物知识

一、遗传物质

  • 1.核酸
    • ①含义
      • 基本的遗传物质，在蛋白质的复制和合成中起着储存和传递遗传信息的作用
      • 在生物的生长、遗传和变异等一系列重大生命现象中起决定性的作用
      • DNA和RNA统称为核酸
    • ②基本组成单位
      • 核苷酸，由戊糖（DNA是脱氧核糖；RNA是核糖）、含氮碱基以及磷酸三种物质组成
    • ③分类
      • 脱氧核糖核酸 （DNA）
        • 双螺旋结构，携带有合成RNA和蛋白质所必需的遗传信息，引导生物发育与生命机能运作
        • DNA是主要的遗传物质，是遗传信息的载体，绝大部分生物的遗传物质为DNA
        • 带有遗传信息的DNA片段，称为基因，一个DNA分子上有很多个基因
      • 核糖核酸（RNA）
        • 一般为单链长分子，是存在于生物细胞以及部分病毒、类病毒中的遗传信息载体
  • 2.遗传信息的改变
    • 基因突变
      • 指DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，而引起的基因结构的改变
    • 基因重组
      • 指在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合

二、生物代谢

  • 1.新陈代谢
    • 新陈代谢是生物区别于非生物最本质的特征，包括同化作用（合成代谢）和异化作用（分解代谢）
    • 同化作用是指把消化后的营养重新组合，形成有机物和贮存能量的过程。如：光合作用
    • 异化作用是指生物体在新陈代谢过程中，将体内的大分子转化为小分子，自身的组成物质发生分解，同时放出能量的过程。如：呼吸作用
    • 异化作用释放能量，同化作用需要能量，同化作用需要的能量正是由异化作用所释放出来的
  • 2.光合作用
    • 含义
      • 植物、藻类和某些细菌，在可见光的照射下，经过光反应和暗反应，利用光合色素，将二氧化碳（或硫化氢）和水转化为有机物，并释放出氧气（或氢气）的生化过程
    • 影响因素
      • 光照（强度、时间）、二氧化碳浓度、温度、水分
  • 3.呼吸作用
    • 含义
      • 生物体在细胞内将有机物氧化分解并产生能量的化学过程，是所有动物和植物都具有的一项生命活动
    • 分类
      • 有氧呼吸：有氧气参与的呼吸作用。产物为水和二氧化碳
      • 无氧呼吸：没有氧气参与的呼吸作用
      • ①产物为乳酸：乳酸菌、动物、部分植物（马铃薯块茎、玉米胚、甜菜块根等）
      • ②产物为酒精和二氧化碳：酵母菌、绝大多数植物
  • 4.蒸腾作用
    • 含义
      • 水分从活的植物体表面（主要是叶子）以水蒸气状态散失到大气中的过程
      • 蒸腾作用不仅受外界环境条件的影响，而且还受植物本身的调节和控制
    • 影响因素
      • 光照、温度、湿度、风

三、人体系统

  • 1.消化系统
    • 由消化道和消化腺两部分组成
      • 消化道包括口腔、咽、食道、胃、小肠（包括十二指肠、空肠、回肠）、大肠（包括盲肠、阑尾、结肠、直肠）、肛门等
      • 消化腺是分泌消化液的腺体，包括唾液腺、胰腺、肝脏、胃腺和肠腺等。消化液（除胆汁外）中含有消化酶
    • 牙齿
      • 人体中最坚硬的器官。牙釉质钙化程度最高，是人体最硬的组织
    • 小肠
      • 食物消化吸收的最主要场所，人体最长的器官（全长 4-6 米）
    • 肝脏
      • 人体最大的消化腺、最大的解毒器官、最大的内脏器官
      • 主要功能：分泌胆汁、储藏糖原、调节蛋白质、脂肪和碳水 化合物的新陈代谢、解毒、造血和凝血作用
  • 2.神经系统
    • 神经系统主要由脑、脊髓、脑神经、脊神经、植物性神经以及各种神经节组成
    • 神经系统的基本活动方式是反射，可分为非条件反射和条件反射
  • 3.呼吸系统
    • 呼吸系统包括呼吸道（鼻腔、咽、喉、气管、支气管）和肺
  • 4.运动系统
    • 由骨、关节和骨骼肌三种器官组成，约占成人体重的 60%
    • 骨以不同形式连结在一起，构成骨骼
  • 5.内分泌系统
    • 内分泌腺的分泌物称为激素
    • ①胰岛素
      • 由胰腺内胰岛β细胞分泌，在调节人体血糖水平方面起着至关重要的作用，是人体内唯一降低血糖的激素
      • 分泌不足会造成糖尿病，分泌过多会引起低血糖
      • 外源性胰岛素主要用于糖尿病治疗疗，采用皮下注射（腹部、大腿、上臂、臀部）方式
    • ②甲状腺素
      • 由甲状腺合成和分泌，能促进体内物质和能量代谢
      • 促进身体和智力发育，对骨骼、神经系统和生殖系统有显著影响其合成需要碘元素，分泌不足会造成呆小症，分泌过多会引起甲亢
    • ③生长激素
      • 由腺垂体分泌，对人体生长发育和物质代谢等具有重要作用
      • 分泌不足会造成侏儒症，分泌过多会引起巨人症、肢端肥大症
    • ④肾上腺素
      • 由肾上腺分泌，在人体应对紧急情况、调节生理功能方面发挥着“急救兵”般的核心作用
      • 当人经历某些刺激（如兴奋、恐惧、紧张等）时，会分泌肾上腺素，让人呼吸加快，心跳与血液流动加速，瞳孔放大，为身体活动提供更多能量，使反应更加快速
  • 6.免疫系统
    • 免疫系统是由免疫器官、免疫细胞、免疫分子组成，具有免疫监视、防御、调控的作用
    • 免疫器官包括骨髓、脾脏、淋巴结、扁桃体、黏膜相关淋巴组织、阑尾、胸腺等
    • 其中，骨髓是所有免疫细胞的发源地，脾脏是最大的淋巴器官
  • 【知识延伸】
    • 营养物质的分解
      • 1.淀粉（糖类）
        • 起点：口腔，被唾液淀粉酶分解为麦芽糖
        • 终点：小肠，被胰液、肠液彻底分解为葡萄糖
      • 2.蛋白质
        • 起点：胃，被胃蛋白酶初步分解为多肽
        • 终点：小肠，被胰液、肠液彻底分解为氨基酸
      • 3.脂肪
        • 起点：小肠，脂肪是唯一只在小肠消化的物质
        • 过程：先由胆汁乳化成脂肪微粒，再由胰液、肠液分解为甘油+脂肪酸
    • 非条件反射
      • 生来就有的先天性反射，是一种比较低级的神经活动，由大脑皮层以下的神经中枢（如脑干、脊髓）参与即可完成。如膝跳反射、眨眼反射、缩手反射、婴儿的吮乳、排尿反射等
    • 条件反射
      • 在一定条件下，外界刺激与有机体反应之间建立起来的暂时神经联系，后天形成。在大脑皮层参与下完成，是一种高级的神经活动
    • 糖尿病
      • 1 型糖尿病：胰岛β细胞被自身免疫系统破坏，导致胰岛素绝对缺乏。必须终身依赖外源性胰岛素治疗
      • 2 型糖尿病：核心是胰岛素抵抗和胰岛β细胞功能进行性减退 早期可通过药物改善胰岛素抵抗或促进分泌；后期常需补充胰岛素
    • 免疫细胞
      • 1.固有免疫细胞反应迅速，但无特异性
        • 吞噬细胞（巨噬细胞、中性粒细胞）：负责“吃掉”病原体
        • NK细胞（自然杀伤细胞）：负责直接杀伤被病毒感染的细胞或肿瘤细胞
      • 2.适应性免疫细胞反应较慢，但精准且能记忆
        • T细胞：负责细胞免疫，直接杀伤靶细胞或指挥其他细胞
        • B细胞：负责体液免疫，分化为浆细胞后产生抗体

四、营养物质

  • 糖类、脂肪、蛋白质、维生素、无机盐和水是人体所需的六大营养物质
  • 其中，糖类、脂肪和蛋白质能够提供能量，维生素、无机盐和水不能提供能量
  • 在动物饥饿或者冬眠时，能量物质消耗的顺序是：糖类→脂肪→蛋白质
  • 1.糖类（碳水化合物）
    • 糖类是人体最重要的供能物质。血液的糖类主要为葡萄糖
    • 蔗糖、麦芽糖、淀粉等需要经淀粉酶分解成葡萄糖才能被人体吸收
  • 2.脂肪
    • 脂肪是人体最重要的储能物质。一般作为备用能源物质贮存在体内
  • 3.蛋白质
    • 蛋白质是细胞中含量最多的有机物，生命活动的主要承担者，是生命的物质基础
    • 由碳、氢、氧、氮等构成，是人体氮的唯一来源
  • 4.维生素
    • 是人和动物为维持正常的生理功能而必须从食物中获得的一类微量有机物质，多数无法由人体自身合成
    • 维生素不参与构成人体细胞，也不提供能量，但可以调节人体新陈代谢
  • 5.无机盐(矿物质)
    • 在人体中内占比很少，在细胞中大多数以离子形式存在。对无机盐的摄取可以补充人体所需的各种元素
    • 人体所需微量元素：碘I、铁Fe、锌Zn、硒Se、氟F、铬Cr、铜Cu、锰Mn、钼Mo、钴Co
    • 碘：参与甲状腺素的合成，被称作“智慧元素”。缺乏时会引发甲状腺肿（大脖子病），过量时会造成甲亢
    • 铁：参与血红蛋白的形成，缺乏时会造成缺铁性贫血
    • 锌：促进生长发育，增强组织再生能力，增强记忆力。缺乏时会造成生长迟滞、大脑发育不良
    • 硒：被称作“长寿元素”“抗癌之王”“心脏守护神”。缺乏时会引发克山病(以心肌病变为主的地方性心肌病)和大骨节病

第一章 基础科学第四节 医学知识

一、医学检查

  • 1.实验室检查
    • 1.血常规
      • 是对血液中各种细胞成分进行数量和形态分析的基础检查。单纯的血常规检查不需要严格空腹
      • 主要检测三大类细胞
        • ①红细胞系统
          • 负责运输氧气和部分二氧化碳
          • 红细胞计数&血红蛋白：诊断贫血的核心指标。数值偏低意味着身体可能供氧不足，会感到乏力、头晕
          • 红细胞平均指数：帮助判断贫血的类型
        • ②白细胞系统
          • 负责防御和免疫
          • 白细胞计数&分类计数：总数升高通常提示身体可能存在感染、炎症或应激反应。分类计数（如中性粒细胞、淋巴细胞的比例）能帮助判断感染是细菌性还是病毒性
        • ③血小板系统
          • 负责凝血和止血
          • 血小板计数：数值过低可能导致出血风险增加，过高则可能增加血栓风险
    • 2.生化检查
      • 查是通过分析血液中的各种化学成分，来评估身体主要器官（如肝、肾）的功能和代谢状态。通常需要在抽血前禁食8-12 小时，可以少量饮水
      • 常见项目
        • ①肝功能
          • 转氨酶：反映肝细胞损伤的敏感指标
          • 胆红素：用于评估肝脏处理胆红素的能力，升高可能导致黄疸
          • 白蛋白：反映慢性肝损害和营养状态
        • ②肾功能
          • 肌酐&尿素氮：评估肾脏滤过功能的关键指标
        • ③血糖与血脂
          • 血糖：筛查和监测糖尿病
          • 血脂四项
            • 总胆固醇；甘油三酯
            • 高密度脂蛋白胆固醇（“好”胆固醇）
            • 低密度脂蛋白胆固醇（“坏”胆固醇，动脉粥样硬化的主因，是降脂治疗的首要靶点），用于评估心血管疾病风险
  • 2.实验室检查
    • 3.肿瘤标志物
      • 是由肿瘤细胞产生或机体对肿瘤反应而产生的一类物质
      • 主要检测项目
        • ①甲胎蛋白（AFP）
          • 与原发性肝癌高度相关
          • 也用于某些生殖细胞肿瘤的辅助诊断
        • ②癌胚抗原（CEA）
          • 一种广谱标志物
          • 在消化道肿瘤（如结直肠癌、胃癌）和肺腺癌中可能升高
        • ③糖类抗原 19-9（CA19-9）
          • 主要用于胰腺癌、胆管癌的辅助诊断和监测
          • 在胃癌、结直肠癌中也可能升高
        • ④糖类抗原 125（CA125）
          • 常用于卵巢癌的辅助诊断和疗效监测
    • 4.幽门螺杆菌
      • 是唯一能在人胃内强酸环境中长期、稳定定植的细菌
      • 主要传播途径为“口-口”和“粪-口”
      • 常见检测方法
        • ①¹³C/¹⁴C尿素呼气试验
          • 这是现症感染诊断和根除后复查的“金标准”
          • 检查前需要空腹
        • ②血清Hp抗体检测
          • 仅表明曾经感染，不能区分是“现症感染”还是“既往感染”
          • 不能用于诊断和复查。检查前不需要空腹
  • 【知识延伸】
    • 缺铁性贫血和巨幼细胞性贫血的辨别
      • 缺铁性贫血：平均红细胞体积降低，通常 < 80 fl
      • 巨幼细胞性贫血：平均红细胞体积增高，通常 > 100 fl
    • 细菌感染和病毒感染的辨别
      • 细菌感染
        • “作战”主力是中性粒细胞
        • 中性粒细胞比例显著升高，淋巴细胞比例通常降低
        • 白细胞总数通常升高
      • 病毒感染
        • “作战”主力是淋巴细胞
        • 淋巴细胞比例升高，中性粒细胞比例通常正常或降低
        • 白细胞总数通常正常或降低
    • 血糖检测项目
      • 空腹血糖
        • 正常标准 3.9-6.1mmol/L，诊断糖尿病的标准是≥7.0 mmol/L。检查前需空腹
        • 这是最基础的筛查指标，反映基础胰岛素分泌功能
      • 口服葡萄糖耐量试验
        • 空腹抽一次血，喝下 75g无水葡萄糖粉溶于水的糖水，2小时后再抽一次血
        • 诊断糖尿病的标准是≥11.1 mmol/L。这是诊断糖尿病的“金标准”
      • 糖化血红蛋白
        • 评估长期血糖控制情况（近 8-12 周的平均水平）
        • 诊断糖尿病的标准是≥6.5%。无需空腹、不受短期波动影响
  • 3.影像学检查
    • X光
      • 适用：肺部疾病（如肺炎、肺结核）和骨折的初步筛查
      • 特点：影像重叠，微小病灶易漏诊；软组织分辨力差；有少量电离辐射
    • CT（电子计算机断层扫描）
      • 适用：急诊中脑出血、外伤、胸痛的首选，肺结节、早期肺癌、实质性脏器（肝、胆、胰、肾）的肿瘤或结石筛查
      • 特点：对软组织（如脊髓、韧带）的分辨力不如核磁共振。有电离辐射，辐射剂量高于X光
    • MRI（核磁共振）
      • 适用：脑梗死（特别是早期）、脑肿瘤等神经系统疾病以及肿瘤分期筛查
      • 特点：检查时间长，噪音大，体内有金属植入物通常不能做。无电离辐射
    • 超声（B超）
      • 适用：肝囊肿、胆囊结石、脂肪肝等，胎儿检查、心脏结构、甲状腺、乳腺结节等筛查
      • 特点：无法看清肺部、肠道、骨骼等问题，受操作者经验影响比较大。无电离辐射

二、急救知识

  • 1.烫伤
    • 烫伤后应立即用 20℃左右的凉水冲洗以止痛、减少渗出和肿胀，避免或减少水泡形成
    • 等冷却后才可小心地将贴身衣服脱去；不可用冰块凉敷，以免产生冻伤
    • 不可擅自在伤口处涂药或涂其他物质，以免影响创面情况的观察与处理
    • 若烫伤处有水泡，不可挑破，应用干净纱布覆盖，去医院处理
  • 2.触电
    • 有人触电时，首先应迅速切断电源
    • 如果一时不能切断电源，救助者应做好防护措施
    • 用不导电的物体，挑开触电者身上的电线，尽快将触电者与电源隔离
  • 3.中暑
    • 应停止活动并在凉爽、通风的环境中休息，脱去多余的或者紧身的衣服
    • 如果患者有反应并且没有恶心呕吐，可给患者喝水或者运动饮料，也可服用人丹、十滴水、藿香正气水等中药
    • 用湿的凉毛巾放置于患者的头部和躯干部以降温，或将冰袋置于患者的腋下、颈侧和腹股沟处
  • 4.骨折
    • 要对伤肢进行固定再送医院，否则骨折断端异常活动，会加重损伤
  • 5.溺水
    • 溺水者被救上岸后急救方法步骤如下：①清除口、鼻中杂物；②人工呼吸；③胸外心脏按摩
    • 将溺水者救上岸后，如发现溺水者心跳已停或极其微弱，则应立即施行胸外心脏按摩，通过间接按压心脏使其收缩与舒张，恢复供血功能
  • 6.煤气中毒
    • 当有人在室内煤气中毒，首先应打开门窗通风，将患者迅速转移到通风口处，使其呼吸到新鲜的空气，缓解组织缺氧，并对昏迷者进行人工呼吸
    • 煤气泄漏应禁止一切能够引起火花的行为（如开灯、打开排风扇、点燃打火机等）
  • 7.关节扭伤
    • 关节扭伤后 48 小时内，应冷敷伤处，抬高压迫，予以紧急处理
    • 刚扭伤时，不可热敷、按揉、擦涂红花油等活血化瘀的药剂
  • 8.重金属中毒
    • 重金属指的是密度大于 4.5g/cm³的金属
    • 主要包括铜、镍、钴、铅、锌、锡、锑、铋、镉、汞等
    • 误食重金属后，需要进行催吐，并通过补充蛋白质（如牛奶、豆浆等）来缓解中毒症状
  • 9.急性呼吸道异物堵塞
    • 使用“海姆里克腹部冲击法”，被称为“生命的拥抱”
    • 对于1 岁以上儿童及成人
      • 发生重度气道梗阻且意识清醒时，先进行 5 次背部拍击
      • 即用掌根在患者两侧肩胛骨连线的中点处，快速、有力地连续拍击 5 次
      • 如果拍背后异物未排出，立即转为腹部冲击
      • 交替进行“5 次背部拍击”和“5次腹部冲击”，直到异物排出或患者失去意识
    • 对于 1 岁以下婴儿
      • 严禁使用腹部冲击法，应采用“拍背+按胸”法，以免损伤其未发育成熟的肝、脾等内脏
    • 对于孕妇和肥胖者
      • 先进行 5 次背部拍击，若异物未排出，则采取胸部冲击
  • 【知识延伸】冷敷和热敷
    • 血遇热而活，遇寒则凝，所以在受伤早期宜冷敷，以减少局部血肿
    • 在出血停止以后再热敷，可加速消散伤处周围的瘀血
    • 一般而言，受伤 24 到 48 小时后视情况使用热敷

第二章 生活常识

一、家用电器

  • 1.冰箱
    • 工作原理
      • 冰箱通过制冷剂在系统内循环，利用压缩机做功，使制冷剂在气态和液态之间转换
      • 制冷剂在冰箱内部的蒸发器中蒸发，吸收箱体内的热量，使内部降温
      • 制冷剂被压缩后流向冰箱背部或底部的冷凝器，冷凝液化，将热量释放到空气中
      • 这就是冰箱侧面或背面摸起来发热的原因
    • 使用要求
      • 新冰箱到家后要尽快撕掉保护膜，冰箱属于大功率电器，应使用单独的专用插座
      • 冰箱冷藏室的最佳温度是4摄氏度或略低于此温度
      • 只要食物不烫手，就应该密封放入冰箱，而非等到凉透
      • 冰箱应保持80%以下的使用容量，以此保证足够空间使冷空气循环制冷
  • 2.空调
    • 工作原理
      • 空调与冰箱原理类似，也是利用蒸气压缩式制冷循环
    • 使用要求
      • 空调属于大功率电器，应使用单独的专用插座
      • 短时间外出，保持空调运行比关闭后再重启更省电
      • 空调关机后应等待三分钟后再次启动，以保护压缩机
      • 空调制冷时，将出风口向上吹，冷气会自然下沉，房间凉得更快且更均匀
      • 空调制热时，将出风口向下吹
        • 先将地板和人体脚部区域加热，然后热空气自然上升
        • 使整个房间温暖得更快、更舒适
  • 3.微波炉
    • 工作原理
      • 微波穿透食物，使食物中的水分子剧烈摩擦
      • 摩擦产生热量，从而实现从食物内部到外部的同时加热
      • 其能量转化过程为电能转化为电磁能，再将电磁能转化为内能
    • 使用要求
      • 不能使用金属器皿盛放食品，会产生电火花，甚至引发火灾
      • 不能加热密封以及带壳的食物，会引起爆炸

二、交通常识

  • 1.汽车
    • 多数汽车的前窗都是倾斜的，最主要是为了避免因反光而影响驾驶员视线
    • 双闪灯的作用是在紧急情况或临时停车，用来提醒其他人的
    • 远光灯
      • 适用于照明条件特别差，又不会影响其他交通参与者的情况
      • 晚上开车在有路灯的街道上行驶，尽量少用汽车远光灯，以免影响他人
    • 汽车轮胎上的花纹是为了增大汽车与地面的摩擦力
    • 在加油站，所有机动车辆均须熄火加油，不能拨打手机，不要下车拍打化纤类衣物
    • 雷电天气，如正在驾驶汽车，应留在车内
  • 2.飞机
    • 飞机窗户必须做成圆形。圆角可以避免使四角受到的力不均匀，易导致机体受损
    • 飞机的机翼横截面一般前端圆钝、后端尖锐，上表面拱起、下表面较平
    • 空气通过机翼上表面时流速大，压强较小；通过下表面时流速较小，压强大，因而此时飞机会有一个向上的升力
  • 3.火车
    • 火车轨道由两条钢轨组成，一般来说，转弯处的火车轨道，外侧钢轨比内侧高
    • “C”代表城际，“D”代表动车，“G”代表高铁，“Z”代表直达“T”代表特快，“K”代表快速，“L”代表临客，“Y”代表旅游列车
  • 4.交通信号灯
    • 红绿灯是国际统一的交通信号灯。红灯禁止通行，绿灯允许通行，黄灯为警示
    • 红灯亮
      • 车辆禁止直行或左转弯，在不碍行人和车辆情况下，允许车辆右转弯
      • 禁止行人进入人行横道，但是已经进入人行横道的，可以继续通过或者在道路中心线处停留等候
    • 黄灯亮
      • 停在路口停止线或人行横道线以内，已越过停止线的车辆可以继续通过
      • 持续闪烁时为闪光警告信号灯，警告车辆行人注意安全，瞭望确认安全后通过
  • 【知识延伸】
    • 高速路上车辆故障处理方式
      • 严格遵循“车靠边、人撤离、即报警”的九字安全警句
      • 1.车靠边
        • 立即开启双闪灯，警示后方来车
        • 在确保安全的前提下，迅速将车驶入右侧应急车道
      • 2.人撤离
        • 在确保自身安全的情况下，从右侧车门下车
        • 在车辆后方 150 米以外放置三角警示牌
        • 如果遇到夜间、雨、雪、雾等恶劣天气，警示距离应延长至 200 米以上
        • 放置好警示牌后，车上人员应当迅速转移到右侧路肩上或者应急车道内
      • 3.即报警
        • 全国统一的高速公路报警救援电话是 12122
    • 红绿灯的种类
      • 按控制对象不同，分为机动车信号灯、非机动车信号灯、人行横道信号灯、方向指示信号灯等
      • 机动车信号灯：由红、黄、绿三个圆形灯组成
      • 非机动车信号灯：由红、黄、绿三个圆形内有自行车图案的灯组成
      • 人行横道信号灯：由红、绿两色行人站立和行走的图案组成
      • 方向指示信号灯：绿色、黄色或红色的箭头，指示左转、直行、右转中的一个或多个方向

三、灾害应对

  • 1.火灾
    • ①逃生注意事项
      • 安全疏散的正确顺序：着火层—着火层的上层—着火层的下层
      • 高层建筑火灾逃生要有序疏散，勿乘电梯；不能跳楼可利用疏散楼梯、阳台、落水管等，用绳索顺绳滑下逃生自救
      • 穿过充满烟气的楼道逃生时，要尽量降低头部的高度用湿毛巾或口罩捂住口鼻，匍匐着撤离。沿墙壁方向逃生可以明确逃生方向
      • 身上着火后应就地打滚或利用厚重的衣物、被子等物体覆压火苗
    • ②灭火器
      • 火苗的内焰温度低，外焰温度高。使用灭火器时应该对准火苗根部的内焰
  • 2.雷电
    • 若处室外，应寻找低洼处(如土坑)藏身，低头曲身下蹲，同时双手抱膝，两脚并拢。远离导电物品(如金属广告牌或湿润树干)和电力设施(如灯杆、电线杆)，不要拿着金属物品(如带有金属杆的雨伞）在雷雨中停留
    • 若处室内，不拨打接听电话，拔掉电器用具插头；不开门开窗以防雷电直击室内
  • 3.洪水
    • 若时间充裕，应按照预定路线，有组织地向山坡、高地等处转移
    • 来不及转移时，应立即爬上屋顶、大树、高墙等高的地方，做暂时避险，等待援救
  • 4.泥石流
    • 发生泥石流时，要立即向坚固的高地或与泥石流成垂直方向的两侧山坡跑，离开沟道、河谷地带
  • 5.地震
    • 若身处低矮楼层，应尽快疏散到屋外开阔空地，远离人多的地方、高层建筑和桥梁
    • 若身处高层，应躲在低矮牢固的家具(如床、桌)下或跨度小、刚度强的小开间的室内(如厨房、卫生间、承重墙墙角等)暂避，并用手护住头部
  • 【知识延伸】
    • 地震类型及分布
      • 地震按其成因一般分为构造地震、火山地震、塌陷地震
      • 世界三大地震带
        • 即环太平洋地震带（世界上最大的地震带）、欧亚地震带、海岭地震带
        • 其中环太平洋地震带主要影响我国东部地区
        • 欧亚地震带主要影响我国西南地区，海岭地震带不影响我国
    • 地震相关名词
      • 震源：地球内部岩层破裂引起震动的地方
      • 震中：地面正对着震源的那一点
      • 震级
        • 衡量地震本身大小，代表地震释放能量的多少。一次地震，只有一个震级
        • 我国目前使用的震级标准是里氏分级表，共分 9 个等级
        • 震级相差一级，地震所释放的能量相差 30 倍
      • 烈度
        • 衡量地震对地表及建筑物的影响和破坏程度
        • 一次地震，可以有多个烈度。一般来说，震级越大，烈度越大
      • 地震波
        • 纵波（P波）：振动方向与传播方向一致。会引起地面上下颠簸，破坏力相对较弱。传播速度最快，穿透力最强，可以在固体、液体和气体中传播
        • 横波（S波）：振动方向与传播方向垂直。会引起地面水平摇晃，对建筑物的剪切破坏力强。传播速度较慢，只能在固体中传播，不能在液体和气体中传播

第三章 高新技术

一、计算机技术

  • 1.基础知识
    • 系统构成
      • ①硬件
        • 运算器：进行运算的部件，计算机中的数值运算采用二进制
        • 控制器：与运算器合称中央处理器（CPU）
        • 存储器：分为内存储器与外存储器，简称内存与外存。内存储器比外存储器容量小，价格昂贵，但存取速度快
        • 输入设备
          • 把人的意图传达给机器的一种联系人和机器的部分
          • 键盘、鼠标、摄像头、扫描仪、光笔、手写输入板、游戏杆、语音输入装置等都属于输入设备
        • 输出设备
          • 把机器的工作情况和计算结果报告给有关人员的一种联系机器和人的部分
          • 显示器、打印机、绘图仪、影像输出系统、语音输出系统等都属于输出设备
      • ②软件
        • 系统软件
          • 控制、协调计算机及外部设备，支持应用软件开发和运行的软件
          • 包括操作系统、语言处理系统、数据库管理系统、系统辅助处理程序
        • 应用软件：为解决各类实际问题而设计的程序软件，如办公软件、互联网软件、多媒体软件等
      • 【知识延伸】存储器
        • 只读存储器(ROM)：只能读出，一般不能写入，断电数据不会丢失
        • 随机存储器(RAM)：可以读出，也可以写入，断电数据会丢失
    • 常见概念
      • ①字节Byte
        • 是计算机用于计量存储容量的基本单位；二进制位（bit）是计算机用于计量存储容量的最小单位
        • 1B（byte，字节）=8bit（比特）；1KB=1024B；1MB（兆）=1024KB；1GB=1024MB；1TB＝1024GB；1PB=1024TB；1 个汉字＝2B
      • ②快捷键
        • 复制——Ctrl+C；粘贴——Ctrl+V；剪切——Ctrl+X
        • 全选——Ctrl+A；撤销——Ctrl+Z；保存——Ctrl+S
        • 打印——Ctrl+P；查找——Ctrl+F；替换——Ctrl+Ｈ
  • 2.中国的计算机成就
    • 超级计算
      • 银河-I（1983 年）
        • 中国首台亿次巨型机
        • 使中国成为继美、日之后第三个能独立设计制造巨型机的国家
      • 天河一号（2010 年）
        • 中国首台千万亿次超算
        • 首次摘得TOP 500 世界第一
      • 天河二号（2013 年）
        • 连续 6 次位居世界第一
      • 神威·太湖之光（2016 年）
        • 实现核心部件完全国产化，多次问鼎世界第一
    • 量子计算
      • 九章一号（2020 年）
        • 首次实现光量子计算优越性
        • 中国成为全球第二个实现量子优越性的国家
      • 祖冲之二号（2021 年）
        • 使中国成为唯一在超导和光量子两条路线上都实现“量子优越性”的国家
      • 本源悟空（2024 年）
        • 中国量子算力首次大规模、长时间向全球开放
        • 昭示我国正式进入量子算力“可用”时代

二、新能源技术

  • 1.能源分类
    • 技术程度
      • 传统能源(常规能源)
        • 技术上比较成熟，已被人类广泛利用，如煤、石油、天然气、水能等
      • 新能源(非常规能源)
        • 传统能源之外的各种能源形式，具有污染小、储量大的特点
        • 如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能（如沼气等）、可燃冰、核能等
    • 产生方式
      • 一次能源
        • 自然界中本来就有的各种形式的能源
        • 如化石能源(煤、石油、天然气、可燃冰等)太阳能、风能、地热能、核能、潮汐能等
      • 二次能源
        • 由一次能源经过转化或加工制造而产生的能源
        • 如煤气、沼气、电力、汽油、酒精、焦炭、蒸汽等
    • 再生能力
      • 按照再生能力，可以将一次能源分为可再生能源和不可再生能源
      • 可再生能源
        • 在自然界中可以循环再生的能源
        • 如太阳能、水能、风能、生物质能、地热能、海洋能等
      • 不可再生能源
        • 在自然界中经过亿万年形成，短期内无法恢复
        • 且随着大规模开发利用，储量越来越少，总有枯竭一天的能源
        • 如化石能源、核能、油页岩等
  • 2.当前主要能源
    • 核能
      • 核能是原子核结构发生变化时所释放出的能量，是目前唯一现实的、可大规模代替化石燃料的能源
      • 包括
        • 核裂变：主要用于核电站发电，主要燃料是铀
        • 核聚变：目前人类已实现不受控制的核聚变，如氢弹的爆炸，但尚不能将能量控制和有效利用
    • 太阳能
      • 间接利用：利用燃料、风力、水力、海洋热能等各种被固定的太阳辐射能中的能量
      • 直接利用：直接利用太阳辐射的能量
    • 风能
      • 开发风能，主要是利用风力发电
    • 生物质能
      • 生物质能是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式
      • 即以生物质为载体的能量，如沼气（主要成分为甲烷）
      • 生物质能是唯一
      • 种可再生的碳源，也是人类历史上最早使用的能源
    • 可燃冰
      • 可燃冰（天然气水合物）是分布于深海沉积物或陆域的永久冻土中，由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质，主要成分是甲烷，储量丰富
  • 3.核能发展
    • 原子能、半导体、计算机、激光器并称 20 世纪的四大发明
    • 1942 年，美国在芝加哥大学运行世界上第一座可控原子核裂变链式反应堆
    • 1954 年，苏联建成世界上第一座核电站奥布灵斯克核电站
    • 1991 年，中国大陆第一座核电站秦山核电站建成
    • 1994 年，中国大陆第一座大型商用核电站大亚湾核电站建成
    • 2021 年，全球第一台“华龙一号”核电机组福建福清核电 5 号机组投入商业运行
    • 2025 年 1 月 20 日，我国有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）首次完成 1 亿摄氏度 1000 秒“高质量燃烧”，标志我国聚变能源研究实现从基础科学向工程实践的重大跨越

三、生物工程技术

  • 1.基因工程
    • 含义
      • 又称DNA重组技术，是通过对生物体的遗传物质进行体外“剪切、拼接和重组”
      • 从而定向改造生物性状或创造新物种的技术。是生物工程技术的核心
    • 应用
      • 转基因作物（如抗虫棉、棉、抗倒伏水稻、转基因食品）
      • 基因治疗（如人工合成胰岛素、乙肝疫苗等）
  • 2.细胞工程
    • 含义
      • 通过细胞培养、融合、核移植、基因导入等技术，改良生物特性或获得特定产物的技术
    • 应用
      • 克隆技术、干细胞技术、体细胞杂交技术（如用番茄和马铃薯培育成“番茄—马铃薯”）等
  • 3.发酵工程
    • 含义
      • 也称微生物工程，是历史最悠久、应用最广泛的生物技术
    • 应用
      • 酒（酵母菌发酵）、醋（醋酸菌发酵）、酸奶（乳酸菌发酵）
      • 泡菜（乳酸菌发酵）、酱油（米曲霉菌发酵）、面包（酵母菌发酵）
      • 腐乳（毛霉菌发酵）、味精等都是发酵的产物
  • 4.酶工程
    • 含义
      • 利用酶的催化作用，对酶进行改造、生产、固定化
      • 并将其应用于工业生产、食品加工、医药、环保等领域的技术
    • 应用
      • 在食品加工、轻化工业、医药上应用广泛
      • 如葡萄糖浆的生产，加酶洗衣粉，诊断试剂（如血糖试纸中的葡萄糖氧化酶）等

四、探月工程

  • 1.概述
    • 2004 年，中国探月工程立项实施
      • 确定了“绕、落、回”三步走战略规划
    • 2023 年，中国载人月球探测工程 登月阶段任务启动实施
      • 计划在2030年前实现中国人首次登陆月球；开展月球科学考察及相关技术试验
      • 突破掌握载人地月往返、月面短期驻留；人机联合探测等关键技术
      • 完成“登、巡、采、研、回”等多重任务；形成独立自主的载人月球探测能力
  • 2.已发射探测器
    • 嫦娥一号（2007 年，西昌）
      • 中国首颗月球探测器，获取了我国首张 120 米分辨率全月影像图
    • 嫦娥二号（2010 年，西昌）
      • 拍摄当时国际最高分辨率（7 米）的全月图；完成日地L2 点探测和图塔蒂斯小行星飞越
      • 验证了深空探测能力，成为中国首个人造太阳系小行星
    • 嫦娥三号（2013 年，西昌）
      • 实现了中国首次在月球正面软着陆。携带玉兔号月球车
      • 使中国成为世界上第三个实现地外天体软着陆和巡视勘察的国家
    • 嫦娥四号（2018 年，西昌）
      • 实现了世界首次在月球背面软着陆。携带玉兔二号月球车
      • 通过鹊桥一号中继星实现地月背面通信
    • 嫦娥五号（2020 年，文昌）
      • 实现了中国首次月面正面取样返回，标志中国探月工程“绕、落、回”三步走圆满收官
      • 在月壤中发现了全新的矿物，并被命名为“嫦娥石”
      • 实现五星红旗首次在月球的动态展示，使用的是国产新型复合材料，被称为“织物版”国旗
    • 嫦娥六号（2024 年，文昌）
      • 实现了世界首次月球背面取样返回，通过鹊桥二号中继星实现地月背面通信
      • 实现五星红旗首次在月球背面的动态展示，使用玄武岩纤维，被誉为“石头版”国旗
  • 【知识延伸】鹊桥二号中继星（2024 年，文昌）
    • 核心任务是为嫦娥六号、嫦娥七号、嫦娥八号等任务提供稳定可靠的中继通信服务
    • 后期也将接替超期服役的初代“鹊桥”，继续支持嫦娥四号月背巡视
    • 采用国际上首次使用的环月大椭圆冻结轨道，具有节省燃料、通信更快、覆盖更广的优势

五、行星探测

  • 1.2020年4月24日
    • 中国国家航天局宣布
      • 中国行星探测任务被命名为“天问系列”
      • 首次火星探测任务被命名为“天问一号”
  • 2.2020年7月23日
    • “天问一号”在文昌卫星发射中心由“长征五号遥四”运载火箭发射成功
    • 此次任务是“长征五号”系列运载火箭首次应用性发射
    • 也是中国运载火箭首次执行地球—火星转移轨道发射任务
    • “天问一号”任务的顺利完成标志着我国成为世界上首个一次性完成火星“绕、着、巡”的国家
  • 3.2021年6月11日
    • 在京举行天问一号探测器着陆火星首批科学影像图的揭幕仪式上
    • 公布了由“祝融号”火星车拍摄的影像图
  • 4.2025年5月29日
    • “天问二号”在西昌卫星发射中心成功发射升空
    • “天问二号”的主要任务目标是对小行星 2016HO3 进行探测、取样并返回地球
    • 此后再对主带彗星 311P开展科学探测
    • “天问二号”的发射成功标志着中国首次小行星探测与采样返回之旅顺利迈出第一步
  • 5.“天问一号”的六个“首次”
    • 首次实现地火转移轨道探测器发射；首次实现行星际飞行
    • 首次实现地外行星软着陆；首次实现地外行星表面巡视探测
    • 首次实现4 亿公里距离的测控通信；首次获取第一手的火星科学数据

六、载人航天

  • 1.空间站
    • 我国的载人空间站命名为“天宫”，于 2022 年底全面建成
    • 标志着中国成为世界上第三个能够独立建造和长期运营空间站的国家
    • 由天和核心舱、问天实验舱、梦天实验舱三个舱段构成
    • 天和核心舱是空间站的管理和控制中心，是发射入轨的第一个空间站舱段
  • 2.货运飞船
    • 我国的货运飞船命名为“天舟”，均在海南文昌发射，使用长征七号运载火箭
  • 3.载人飞船
    • 我国的载人飞船名为“神舟”，均在甘肃酒泉发射，使用长征二号F运载火箭
    • 神舟五号（2003 年）：实现首次载人飞行，使中国成为世界第三个独立掌握载人航天技术的国家
    • 神舟六号（2005 年）：实现首次进行多人多天的航天飞行
    • 神舟七号（2008 年）：实现首次出舱活动，使中国成为第三个掌握出舱活动技术的国家
    • 神舟八号（2011 年）：实现与“天宫一号”首次空间交会对接
    • 天宫一号（2011 年，酒泉）
      • 中国首个目标飞行器、第一个空间实验室
      • 先后与神舟八号、神舟九号、神舟十号完成了多次自动和手控交会对接
    • 天宫二号（2016 年，酒泉）
      • 中国第一个真正意义上的空间实验室
      • 与神舟十一号、天舟一号对接
    • 神舟九号（2012 年）：实现与“天宫一号”首次载人交会对接
    • 神舟十号（2013 年）：实现与“天宫一号”载人交会对接，进行中国首次太空授课
  • 4.载人飞船
    • 神舟十一号（2016 年）：实现与“天宫二号”载人交会对接
    • 神舟十二号（2021 年）：实现空间站阶段的首次载人飞行任务，中国人首次进入自己的空间站
    • 神舟十三号（2021 年）：实现中国空间站首次太空授课活动，首次实现在轨6 个月驻留
    • 神舟十四号（2022 年）
      • 实现空间站在轨建造阶段的首次载人飞行任务
      • 配合完成问天、梦天实验舱对接与转位，空间站“T”字基本构型组装完成
    • 神舟十五号（2022 年）：实现中国航天员乘组首次在轨轮换
    • 神舟十六号（2023 年）
      • 实现空间站应用与发展阶段的首次载人飞行任务
      • 首次包含“驾驶员、工程师、科学家”三种角色
    • 神舟十七号（2023 年）：实现中国首次舱外试验性维修作业
    • 神舟十八号（2024 年）：开展中国首次在轨水生
    • 神舟十九号（2024 年）
      • 重点围绕“太空格物”主题，展开多项空间科学研究与技术试验
      • 并实现了我国首次空间站果蝇实验
    • 神舟二十号（2025 年）：开展中国首次涡虫再生实验项目
    • 神舟二十一号（2025 年）
      • 态研究项目
      • 中国首次在轨实施啮齿类哺乳动物空间科学实验
      • 创造神舟飞船与空间站交会对接的最快纪录
    • 神舟二十二号（2025 年）
      • 中国历史上首次应急发射的载人飞船，扮演着“太空救援车”的关键角色
      • 无人状态发射，载人状态返回
  • 5.中国航天员的“第一”
    • 中国第一位进入太空的航天员：杨利伟
    • 中国第一位进入太空的女航天员：刘洋
    • 中国第一位太空行走的航天员：翟志刚
    • 中国第一位太空行走的女航天员：王亚平
    • 中国第一位飞行工程师：朱杨柱
    • 中国第一位飞行女工程师：王浩泽
    • 中国第一位飞行的载荷专家：桂海潮
    • 中国第一位在轨驻留超 100 天的航天员：聂海胜
    • 中国进入太空次数最多的航天员：景海鹏

七、中国卫星发射中心

  • 1.甘肃酒泉卫星发射中心
    • 科学卫星、技术试验卫星和运载火箭的发射试验基地之一
    • 是中国创建最早、规模最大的综合型导弹、卫星发射中心
    • 也是中国唯一的载人航天发射场
  • 2.山西太原卫星发射中心
    • 具备多射向、多轨道、远射程和高精度测量的能力
    • 担负太阳同步轨道气象、资源、通信等多种型号的中、低轨道卫星和运载火箭的发射任务
  • 3.四川西昌卫星发射中心
    • 主要承担地球同步轨道卫星的发射任务
    • 担负通信、广播、气象卫星等试验发射和应用发射任务
    • 被誉为“北斗母港”和“探月母港”
  • 4.海南文昌卫星发射中心
    • 中国首个滨海发射基地，也是世界上为数不多的低纬度发射场之一
    • 主要承担地球同步轨道卫星、大质量极轨卫星、大吨位空间站和深空探测卫星等航天器的发射任务
  • 5.山东中国东方航天港
    • 中国唯一的海上发射母港，具备全射向能力
  • 6.海南商业航天发射场
    • 2025 年 3 月 12 日，海南商业航天发射场一号发射工位首次发射取得圆满成功
    • 长征八号遥六运载火箭以“一箭十八星”方式将千帆星座第五批组网卫星送入预定轨道
    • 标志着我国首个商业航天发射场具备了全系统发射能力