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- 2026/11/10 8:55:39
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本文约22034字。
青海西宁二中教育集团2026-2027学年上学期高三10月阶段性检测语文试卷
一、现代文阅读
1、阅读下面的文字,完成小题。
材料一:建筑是城市能源消耗的主体,我国城镇建筑全生命周期碳排放占据全社会碳排放总量三成以上。长期以来,建筑只承担能源消耗者的角色,墙体、屋面在日照与室内外温差作用下会产生大量富余热能,这些热能往往通过散热方式白白流失,既加剧城市热岛效应,也浪费了可利用的能量。如何利用建筑自身结构收集热能,并转化为可直接使用的电能,成为零碳建筑领域亟待突破的关键难题。东南大学缪昌文院士团队借鉴自然界生物梯度组织的能量转换结构,成功研发出仿生层状热电水泥复合材料,实现建筑墙体自主发电,为建筑能源自给提供了全新技术路径。
普通硅酸盐水泥内部结构均匀致密,不存在温度与物质浓度梯度,几乎不具备热电转换能力,无法将温差转化为电能。自然界中植物维管束、动物骨骼的分层结构,能够依靠物质浓度梯度高效完成能量传递。科研团队模仿这一结构特征,采用原位复合工艺,将高分子聚合物均匀掺入水泥基体,在水化反应过程中自发形成连续的层状界面。钙、硅等元素在水泥基体与聚合物界面形成显著的浓度梯度,这种不均匀的微观结构打破了原有水泥材料的电学平衡,让新材料具备了将温差转化为电压的能力。科研人员通过调控养护温度与掺杂比例,不断优化层间距与元素梯度分布,最终确定了最优材料配比。
一系列性能测试验证了新材料的实用价值。在室内外25摄氏度温差条件下,平行于层状结构方向的塞贝克系数达到纯水泥的65倍,电导率呈现明显的各向异性,热量可以定向传导,避免能量无序耗散。同时,该材料热导率维持在普通墙体保温材料区间,发电功能不会削弱建筑原本的保温隔热性能,浇筑成型之后,力学强度完全满足墙体、屋面的结构要求,无需额外加固处理。热电水泥可以直接替代部分普通混凝土,浇筑在建筑外墙、屋顶结构层之中,白天吸收太阳辐射热量,依靠室内外恒定温差持续发电。产生的微弱电能,能够直接供给建筑内部的环境传感器、智能照明、安防监控等低功耗设备,无需布设复杂的输电线路,也不会增加建筑施工成本,老旧小区节能改造时可同步施工,适配现有建筑建造体系。
团队测算,一栋十万平方米的公共建筑,全部采用热电水泥屋面与外墙,年均可自发产生电能约8万千瓦时,能够满足建筑三成以上弱电系统用电需求。当前我国正在大规模推进既有建筑低碳改造,热电水泥无需改变传统施工工序,具备大规模工程应用的条件。研究团队表示,下一阶段将进一步提升低温环境下的能量转换效率,并探索小型储能模块的集成技术,把建筑采集的零散电能储存起来,实现能量的按需调配,让建筑从单纯的能耗单元,转变为微型分布式能源站。
(摘编自缪昌文、刘加平、张建《仿生层状热电水泥的构筑及其建筑原位热能采集性能研究》,《科学通报》2025年8月在线发表)
材料二:仿生热电水泥能够让建筑自主产生电能,但这类分布式能源存在天然缺陷:建筑白天日照充足发电量高,夜晚发电量大幅下降,电能输出断断续续,无法稳定供给设备使用,大量富余电能因无法储存而再次流失。零散、波动的低压电能如何高效收集、储存、稳定输出,成为衔接建筑自发发电与实际用电需求的核心瓶颈。传统电池储能装置能量转换损耗大、使用寿命有限,面对建筑产生的微弱电能难以充分利用。南京大学科研团队研制出高温超导微型储能器件,可高效捕获热电水泥产生的微小电流,近乎无损耗地储存电能,实现建筑自产能源的稳定利用,与热电水泥技术形成完整的零碳建筑能源闭环。
传统超导储能装置必须在极低温环境下工作,依赖昂贵的液氦制冷,成本极高,难以部署在普通建筑内部。想要适配建筑分布式能源系统,必须提升超导器件的工作温度,依托低成本的液氮制冷即可运行。南京大学团队摒弃人工刻蚀的复杂制备方式,利用铜氧化物超导材料天然形成的原子级界面结构,制备高温超导二极管阵列,搭建微型超导磁储能单元。这种天然结构无需精密加工,制备工艺简单,器件稳定性大幅提升,能够在86K的温度下稳定工作,仅依靠常规液氮制冷就能维持运行状态,大幅降低了建设与运维成本。
超导材料具备零电阻特性,电流通过时几乎不产生能量损耗,这是超导储能最大的优势。热电水泥产生的微弱波动电流,输入超导储能线圈后,会以电磁能的形式长久保存,能量损耗率低于千分之一,远优于锂电池、超级电容等传统储能设备。科研人员将超导微型储能模块与热电水泥墙体系统联动测试:白天建筑产生的富余电能全部存入超导储能单元,夜晚发电量不足时,储能装置快速释放电能,持续为建筑智能控制系统供电。测试结果显示,整套系统能源利用率提升了60%以上,原本白白流失的零散电能得到充分回收。同时,数百个超导元器件可以高密度集成,器件体积小巧,能够嵌入建筑吊顶、墙体夹层之中,不占用建筑使用空间,适配各类新建建筑与老旧改造项目。
这套“热电发电和超导储能”的组合系统,打通了建筑自产能源从产生、储存到稳定利用的全部环节,是净零能耗建筑的核心支撑技术。超导储能器件不仅可以配套建筑热电水泥系统,还能收集光伏发电、地热能等多种分布式清洁能源产生的零散电能。目前,研究团队正在缩小储能元件尺寸,降低液氮制冷系统的体积与能耗,计划打造一体化的建筑能源自足模组。在全球碳中和背景下,这项技术填补了我国建筑分布式清洁能源高效储存的技术空白,推动零碳建筑从实验室构想走向规模化普及。
(摘编自王华兵、王永磊、吕阳阳《面向电可编程超导电路的纳米级电热开关超导二极管》,《Nano Letters》2026年5月)
(1)下列对材料相关内容的理解和分析,不正确的一项是(?????)
A.普通硅酸盐水泥结构均匀致密,缺少物质浓度梯度,几乎不具备热电转换能力,无法利用室内外温差产生电能。
B.仿生热电水泥保持了普通建筑材料的保温性能与结构强度,可直接浇筑施工,无需改动现有建筑施工工艺。
C.高温超导储能器件利用材料零电阻特性储存电能,能量损耗极低,较好地解决了热电水泥电能输出不稳定的问题。
D.超导储能器件只能搭配热电水泥使用,专门回收建筑墙体产生的零散电能,难以应用于光伏发电等其他清洁能源。
(2)根据材料内容,下列说法正确的一项是(?????)
A.十万平方米公共建筑全面使用热电水泥,产生的电能可以满足整栋建筑全部的用电需求。
B.缪昌文团队已经完成小型储能模块集成技术研发,让建筑转变为微型分布式能源站。
C.南京大学超导器件舍弃人工刻蚀复杂工艺,依靠材料天然界面结构,降低了制备难度与使用成本。
D.原子级界面结构制备工艺简单,这让超导储能装置必须使用成本高昂的液氦进行制冷。
(3)下列选项中,最能够支撑“热电水泥与超导储能可构建完整零碳建筑能源闭环”这一观点的论据是(?????)
A.热电水泥借鉴生物分层结构,优化元素梯度分布,显著提升了温差发电的效率。
B.白天富余电能存入超导储能单元,夜间按需释放,系统整体能源利用率提升六成以上。
C.超导元器件体积小巧,能够隐藏在墙体夹层与吊顶内部,不占用建筑的使用空间。
D.我国正在大力推进城镇老旧建筑低碳改造,现有建筑节能升级有着巨大的市场需求。
(4)请根据两则材料,分别概括热电水泥、高温超导微型储能器件各自的研发难点。
(5)市住建局召开城区老旧小区零碳节能改造研讨会,你和小明作为社区代表参加。小明向热电水泥与超导储能技术研发团队提问:“这项新技术用于老旧小区改造,是否会比传统改造方式工期更长?”请你根据材料,再提出两个问题,并分别阐明提问的理由。
2、阅读下面的文本,回答小题。
退潮
蒋金宝
计划是这样的:用核动力推进器推动地球,带着月球一起,逃离太阳系。不是逃亡,是迁移。
花了几十年论证,又花了几十年建造。推进器启动那天,半个地球都能看见那道光从地底深处喷出来,笔直地刺进夜空,把云层烧出一个洞。那洞三天没合拢。他们管它叫“新纪元”。
月球是顺带的。它一直跟着地球,潮汐锁定了几十亿年。走的时候,也带着它。没有人觉得有什么不对。那是我们的月亮。
推进器输出得太猛了。不是失误,是有人想更快。数据往上调了百分之三,百分之五,百分之八。会议室里没有人反对。那是黄金时代,什么都往大了想。月球被拖得越来越近
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