（公共基础知识）前沿科技中的科技创新成就

（公共基础知识）前沿科技中的科技创新成就

一、武器装备

中华人民共和国成立以来，我国在武器装备方面取得的成就

如下：

1964年，第一颗原子弹爆炸成功。

1966年，第一枚导弹核武器试验成功。

1967年，第一枚氢弹爆炸成功。这意味着我国打破了核垄断,

核武器的发展进入新阶段，提高了国际地位。

1970-1971年，我国自行研制的第一艘核潜艇下水，试航成

功，标志着我国已经掌握了核动力技术。

1998年“歼TO”战斗机首飞，这是我国第一架完全独立拥

有自主知识产权的战斗机。

2011年“歼-20”隐形战斗机首飞，这是我国自主研制的第

四代战机。

2012年，我国第一艘航空母舰“辽宁舰”正式交付海军。这

是我国军事史上重要的里程碑，标志着国防和军队现代化建设取

得了显著成就。

“FC-31”隐形战斗机成功首飞，标志着我国成为世界上第二

个同时试飞两种四代机原型机的国家。

2017年，我国首艘国产航空母舰下水，标志着我国自主设计

建造航空母舰取得重大阶段性成果。

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2019年，我国第一艘国产航母“山东舰”正式交付海军，标

志着我国正式进入“双航母时代”。

2020年，055型驱逐舰首舰“南昌舰”入列，标志着海军驱

逐舰实现由第三代向第四代的跨越。

2021年，我国第一艘075型两栖攻击舰“海南舰”止式交付

海军，这是我国最新一代的两栖作战武器装备。

二、深海探测

中华人民共和国成立以来，我国在深海探测方面取得的重大

成就如下：

2017年，“海斗号”自主遥控水下潜水器突破万米级长距离

微细光纤传输及控制的技术瓶颈，在我国首次实现了万米海底的

巡航遥控和实时视频影像传输播放。

2018年，“海龙三号”首次在中国大洋48航次中试验应用

成功，这是我国首台6000米级通用作业型无人遥控潜水器。

2020年，“海斗一号”全海深自主遥控潜水器在马里亚纳海

沟实现4次万米下潜，最大下潜深度为10907米，刷新了我国潜

水器最大下潜深度纪录。

“海燕-X”水下滑翔机万米深渊观测科学考察团队顺利返航。

在考察期间，其最大下潜深度为10619米，打破了水下滑翔机的

潜深世界纪录。

我国全海深载人潜水器“奋斗者号”在马里亚纳海沟成功坐

底，深度为10909米，创造了我国载人深潜的新纪录。

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2021年4月，在南海超2000米深水中，我国自主研发的“海

牛H号”钻机成功下钻231米，填补了我国海底钻深大于100米、

具有保压取芯功能的深海海底钻机装备的空白，刷新了世界深海

海底钻机的钻深纪录。

12月，“探索一号”TS-21-2航次中，我国万米级载人潜水

器“奋斗者号”23次下潜采集深渊样本，实现了人类首次抵达雅

浦海沟8919米的深渊底部。

三、信息技术

中华人民共和国成立以来，我国在信息技术方面取得的重大

成就如下：

计算机，1983年，“银河T”计算机研制成功，这是我国第

一台每秒运算达1亿次以上的计算机。

2009年，“天河一号”研制成功，这是我国首台千万亿次超

级计算机。

2020年，量子计算原型机一一“九章”问世，这一突破使我

国成为全球第二个实现“量子优越性”的国家。

量子通信，2017年，世界首条千公里级量子保密通信干线一

-“京沪干线”正式开通。

2020年，我国科研团队实现了509千米真实环境光纤的双场

量子密钥分发（TF-QKD）,创造了量子密钥分发最远传输距离新的

世界纪录。

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2009年，我国南极昆仑站建成。这是南极内陆冰盖最高点上

的科学考察站。

2016年，500米口径球面射电望远镜（FAST）在贵州落成，这

是世界上最大单口径的射电望远镜。

2018年，港珠澳大桥止式开通。这是世界上最长的跨海大桥，

拥有世界最长的海底沉管隧道，是世界最长的钢结构桥梁。

2019年，福平铁路平潭海峡公铁两用大桥全部贯通，这是我

国首座公铁两用跨海大桥。

2020年，我国新一代可控核聚变研究装置“中国环流器二号

M"（HL-2M）正式建成放电，标志着我国正式跨入全球可控核聚变

研究前列。

2021年1月，我国自主研发设计、自主制造的世界首台高温

超导高速磁浮工程化样车及试验线正式启用，标志着我国高温超

导高速磁浮工程化研究实现从无到有的突破。

2021年9月，中国科学院召开新闻发布会介绍，我国科学家

成功合成淀粉，在国际上首次实现了从二氧化碳到淀粉的全合

成。

前沿科技中的航空航天成就

一、空间技术类

中华人民共和国成立以来，我国在空间技术方面取得的重大

成就如下:

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1970年，我国第一颗人造卫星“东方红一号”发射成功，搭

载的火箭“长征一号”成为我国首枚运载火箭。

1999年，“神舟一号”成功发射，这是我国第一艘无人试验

飞船。

2003年，“神舟五号”成功发射，我国实现首次载人航天匕

行。

2007年，“嫦娥一号”成功发射，这是我国首颗绕月人造卫

星，也是我国自主研发的第一个月球探测器。

2013年，“嫦娥三号”搭载“玉兔号”月球车，第一次实现

月球软着陆。

2018年，“嫦娥四号”成功发射，于2019年1月实现了人

类首次月球背面软着陆和巡视探测。

2019年，“快舟一号”成功执行第三次发射任务，这是我国

首个“星箭一体化”设计的小型固体运载火箭。

2020年5月，“长征五号”B运载火箭首飞任务取得圆满成

功，实现空间站阶段飞行任务首战告捷，拉开了我国载人航天工

程“第三步”任务序幕。

2020年7月，我国首次火星探测任务“天问一号”探测器成

功发射。

2020年11月，探月工程“嫦娥五号”探测器成功发射，2020

年12月，圆满完成我国首次地外天体采样返回任务。

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2021年4月，中国空间站天和核心舱成功发射，标志着我国

空间站建造进入全面实施阶段。

2021年5月，“天问一号”探测器搭载的“祝融号”火星车

成功着陆火星，这是我国首次实现地外行星着陆。

2021年6月，“神舟十二号”成功发射，这是我国空间站建

造阶段的首次载人飞行。2021年10月，“神舟十三号”成功发

射，执行180天组合体长期驻留任务，这次驻留是我国航天员首

次在太空跨年。

2022年6月，“神舟十四号”载人飞船在酒泉卫星发射中心

成功发射，顺利将陈冬、刘洋、蔡旭哲三名航天员送入太空。这

标志着中国空间站任务转入建造阶段后的首次载人飞行任务正式

开启。

知识拓展：

我国载人航天工程“三步走”发展战略

1992年9月，我国决策实施载人航天工程，并确定了我国载

人航天工程“三步走”的发展战略。

第一步，发射载人飞船，建成初步配套的试验性载人飞船工

程，开展空间应用实验。

第二步，突破航天员出舱活动技术、空间飞行器交会对接技

术，发射空间实验室，解决有一定规模的、短期有人照料的空间

应用问题。

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第三步，建造空间站，解决有较大规模的、长期有人照料的

空间应用问题。

二、空间科学类

中华人民共和国成立以来，我国在空间科学方面取得的重大

成就：

2015年，“悟空号”成功发射，这是我国首颗暗物质粒子探

测卫星。

2015年，“高分四号”成功发射，这是我国以及世界首颗地

球同步轨道高分辨率遥。

2016年，“实践十号”成功发射，这是我国首颗微重力科学

实验卫星。

2016年，“墨子号”成功发射，这是世界首颗量子科学实验

卫星。

2017年，“实践十三号”成功发射，这是我国首颗高通量

通信卫星。

2020年，行云工程首发星“行云二号”01星、02星成功发

射。行云工程又称“天基物联网"，是我国首个卫星物联网工程。

2021年，“善和号”成功发射，这是我国首颗太阳探测科

学技术试验卫星，标志着我国太空探测迎来“探日时代”。

前沿科技中的新能源技术

能源是可以直接或经转换提供人类所需的光、热、动力等任

一形式能量的载能体资源。能源是人类活动的物质基础。

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一、能源分类

1、一次能源和二次能源

一次能源：即天然能源，指在自然界中现成存在的能源。

包含种类：煤炭、石油、天然气、水能等（煤炭、石油和天然

气三种能源是一次能源的核心，它们成为全球能源的基础）。

二次能源：指由一次能源直接或间接转换成的其他种类和形

式的能量资源。

包含种类：电力、煤气、汽油、柴油、焦炭、沼气等。

2、常规能源和新型能源

常规能源：指利用技术上成熟，使用比较普遍的能源。

包含种类：煤炭、石油、天然气等。

新型能源：指新近利用或正在着手开发的能源。

包含种类：太阳能、风能、地热能、海洋能、生物能、氢能

以及用于核能发电的核燃料等。

3、可再生能源和非再生能源（对一次能源的进一步分类）

可再生能源：指可以不断得到补充或能在较短周期内再产生

的能源。

包含种类：风能、水能、海洋能、潮汐能、太阳能和生物质

能等。

非再生能源：指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，总有一天会枯竭的能

源。

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包含种类：煤、石油和天然气等。

二、新能源种类

1、太阳能：

性质：是一次能源、可再生能源。

太阳能的概念：

太阳能是由太阳内部氢原子发生氢氮聚变释放出巨大核能而

产生的，来自太阳的辐射能量，主要表现为常说的太阳光线。在

现代一般用作发电或者为热水器提供能源。

广义的太阳能所包括的范围非常大：

①地球上的风能、水能、海洋温差能、波浪能和生物质能都

来源于太阳。

②地球上的化石燃料（如煤、石油、天然气等）从根本上说也

是远古以来贮存下来的太阳能。

狭义的太阳能则限于太阳辐射能的光热、光电和光化学的直

接转换：

①光热转换，是指通过反射、吸收或其他方式把太阳辐射能

集中起来，转换成足够高温度的过程，以有效地满足不同负载的

要求。

②光电转换过程的原理是光子将能量传递给电子使其运动从

而形成电流。

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③光化学转换，就是因吸收光辐射导致化学反应而转换为化

学能的过程，其基本形式有植物的光合作用和利用物质化学变化

贮存太阳能的光化反应。

2、核能：

性质：非再生能源、一次能源。

核能的概念：

核能（或称原子能）是通过核反应从原子核释放的能量，开发

核能的途径有两条：

①轻元素的聚变（轻核聚变），如笊、僦、锂等。

②重元素的裂变（重核裂变），如铀的裂变一一人们所熟悉的

原子弹、核电站、核反应堆等都利用了核裂变的原理。

核聚变要比核裂变释放出更多的能量，只是实现核聚变的条

件要求较高，即氢核要处于6000摄氏度以上的高温才能使相当的

核具有动能实现聚合反应。

3、生物质能：

性质：可再生能源（唯一一种可再生的碳源）。

生物质能的概念：

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。它直接或间接地来源于绿色植物

的光合作用，可转化为常规的固态、液态和气态燃料。

4、化石能源:

性质：一次能源。

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化石能源的概念：

化石能源是一种碳氢化合物或其衍生物，由古代生物的化石

沉积而来，是目前全球消耗的最主要能源。

化石能源所包含的天然资源有煤炭、石油和天然气。

5^风能：

风能利用形式主要有风力提水、风力助航和风力发电三种，

其中风力发电是当今社会风能利用的主要形式。

6、地热能：

是地球内部的放射性元素不断进行热核反应，产生的巨大热

能通过大地的热传导、火山喷发、地震等途径向地表散发，产生

了地热能。地热能是可再生资源。地热能集中分布在构造板块边

缘一带，该区域也是火山和地震多发区。

7、海洋能：

海洋能主要包括温度差能（能量最稳定、密度最高）、盐度梯

度能、海流能、潮汐能、波浪能等，主要用于发电，蕴藏量巨大,

可以再生不绝，但是利用率低。

注：因月球引力的变化引起潮汐现象，潮汐导致海水平面周

期性地升降，因海水涨落及潮水流动所产生的能量称为潮汐能。

海洋能开发中，已具有商业开发价值的是潮汐发电和波浪发电。

8、氢能:

氢能是氢气通过和氧气的化学反应所产生的能量。优点：燃

烧热值高，燃烧产氢能物是水，是世界上最干净的能源；资源丰富,

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可以由水制取。主要用于宇航推进、超亚音速飞机、车船动力、

燃料电池。

三、我国能源资源特点

1、能源资源总量比较丰富

①我国拥有较为丰富的化石能源资源：煤炭占主导地位；已探

明的石油、天然气资源储量相对不足；油页岩、煤层气等非常规化

石能源储量潜力较大。

②我国拥有较为丰富的可再生能源资源。

2、我国人口众多，人均能源资源拥有量在世界上处于较低水

平

①煤炭和水力资源人均拥有量相当于世界平均水平的50缸

②石油、天然气人均资源量仅为世界平均水平的1/15左右。

③耕地资源不足世界人均水平的30%,制约了生物质能的开

发。

3、我国能源资源分布广泛但不均衡

①煤炭资源主要赋存在华北、西北地区。

②水力资源主要分布在西南地区。

③石油、天然气资源主要赋存在东、中、西部地区和海域。

4、资源赋存与能源消费地域存在明显差别

我国主要的能源消费地区集中在东南沿海经济发达地区一一

大规模、长距离的北煤南运、北油南运、西气东输、西电东送，

是我国能源流向的显著特征和能源运输的基本格局。

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5、开源节流以实现可持续发展

为了实现能源的可持续发展，我国一方面必须“开源”，即

开发核电、风电等新能源和可再生能源，另一方面要“节流”，

即调整能源结构，大力实施节能减排。

科技概述中的三次科技革命

一、第一次科技革命，又称产业革命

开始时间：18世纪60年代至19世纪中期。

理论基础：牛顿力学原理。

领先国家：英国。

产生标志：纺织机的使用。

起始部门：轻工业。

发明者：劳动者（工匠）。

进入时代：蒸汽时代。

主要发明成果：

棉纺织技术：

哈格里夫斯一一珍妮机。

阿科莱特一一水力纺纱机。

蒸汽机：

瓦特一一蒸汽机。

交通运输：

富尔顿——汽船。

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史蒂芬孙一一蒸汽机车。

第一次科技革命的过程：

18世纪从英国发起，以工作机的诞生开始，以蒸汽机作为动

力机被广泛使用为标志：

①1765年，英国织工哈格里夫斯发明了名为“珍妮机”的手

摇纺纱机。珍妮纺织机的出现首先在棉纺织业中引发了发明机器、

进行技术革新的连锁反应。

②1785年，英国人瓦特制成的改良型蒸汽机投入使用，人类

社会由此进入了“蒸汽时代”。

③1814年，英国人史蒂芬孙发明了“蒸汽机车”。

第一次科技革命带来的影响：

①使工厂代替了手工工场制，用机器代替了手工劳动。

②使依附于落后生产方式的自耕农阶级逐渐消失，工业资产

阶级和工业无产阶级形成、壮大起来。

③密切加强了世界各地之间的联系，改变了世界的面貌，最

终确立了资产阶级对世界的统治地位。率先完成了工业革命的英

国，很快成为世界霸主。

资木主义战胜了封建主义，确立了对世界的统治地位，世界

形成了西方先进、东方落后的局面。（资本主义世界市场初步形

成）。

二、第二次科技革命

开始时间：19世纪70年代至20世纪初。

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理论基础：电磁感应原理。

领先国家：美国、德国。

产生标志：电力的广泛使用。

起始部门：重工业。

发明者：科学家和工程帅。

进入时代：电气时代。

主要发明成果：

电力：

法拉第一一电磁感应。

西门子一一发电机。

爱迪生一一发电站、电灯。

格拉姆——电动机。

化学工业：

诺贝尔一一无烟炸弹。

电讯事业：

贝尔——电话。

马可尼一一无线电报。

第二次科技革命的过程：

以电器的广泛应用最为显著：1866年，德国人西门子制成了

发电机；到19世纪70年代，实际可用的发电机问世。

内燃机的创新和使用：

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①19世纪七八十年代，以煤气和汽油为燃料的内燃机相继诞

生，90年代柴油机创制成功。

②80年代，德国的卡尔本茨等人成功制造出由内燃机驱动的

汽车，内燃汽车、远洋轮船、飞机等也得到了迅速发展。

电信事业的发展：

①19世纪70年代，美国人贝尔发明了电话。

②90年代，意大利人马可尼试验无线电报取得了成功。

第二次科技革命带来的影响：

①电开始代替机器，成为补充和取代煤炭的新能源一一电灯、

电车、电影放映机相继问世，人类进入了“电气时代”。

②内燃机的发明解决了交通工具的发动机问题，并推动了石

油开采业的发展和石油化工工业的生产。

③极大地推动了社会生产力的发展，对人类社会的经济、政

治等产生了深远的影响：资本主义生产的社会化大大加强，垄断

组织应运而生；帝国主义争夺市场经济和世界霸权的斗争更加激

烈，促进了世界殖民体系的形成，使得资本主义世界体系最终确

立，世界逐渐成为一个整体。

促进了生产力的迅猛发展；资木主义开始向帝国主义过渡，且

发展不平衡性加剧。（资本主义世界市场最终形成）。

三、第三次科技革命

开始时间：20世纪四五十年代开始。

理论基础：爱因斯坦相对论原理。

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领先国家：美国

产生标志：原子能、电子计算机、空间技术和生物工程。

起始部门：军事工业。

发明者：科学家和工程师。

进入时代：信息时代。

主要发明成果：

1.空间技术：

1957年一一苏联一一第一颗人造地球卫星。

1961年——苏联——加加林——进入太空。

1969年一一美国一一向姆斯特朗一一登月。

2.原子能：

1945年一一美国一一试制原子弹

1952年——美国——成功试制氢弹