10000个科学难题物理卷

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10000个科学难题-生物学卷

10000个科学难题-生物学卷

10000个科学难题·生物学(动物、植物、微生物)卷蜉蝣是不是最早分化的有翅昆虫? 周长发昆虫的翅及飞行能力从何而来? 周长发深部地下生物圈有多大? 戴欣环境微生物群落中的基因交流佘群新耐辐射球菌何以能够耐受高剂量辐射? 华跃进陆辉明为什么不同种类植物的叶片排列顺序不同? 李颖章为什么植物根会向地性生长? 李颖章为什么生长素在体细胞胚胎发生中有不同功能? 李颖章为什么有些植物必须经过一段时间低温后才能开花? 韩玉珍为什么植物的花粉管能准确地进入胚囊? 韩玉珍有花植物双受精过程中配子融合是随机的吗? 韩玉珍动物的种间自然杂交是否为新物种形成的动力之一? 刘星月杨定昆虫的祖先是谁?它们有翅吗? 张魁艳杨定昆虫是“飞翔的甲壳类”吗? 孙红英周开亚蛇类起源之谜严洁周开亚植物的衰老及其调控蒯本科光合作用放氧之谜卢从明为何植物叶片表现出五颜六色? 卢从明为什么豆科植物能够进行共生固氮作用? 罗利真菌的祖先是谁? 莫明和张克勤人造化合物微生物降解途径是如何形成和演化的? 刘双江极端嗜热微生物如何适应高温生长环境? 郭莉黄力卵胎生和温度性别决定在爬行动物中是否具有进化兼容性? 计翔丁国骅生命起源与演化生物学,生物多样性与系统生物学,生态学地球上出现过多少种生物? 梁爱萍特有种的形成原因及其生物地理学意义薛大勇李静生物多样性与生态系统功能的关系张全国张大勇生物多样性的维持机制张全国张大勇互利共生关系的维持张全国张大勇合作行为的进化王世畅陶毅鸟类的起源与早期演化张福成郑光美鸟类是否具有语言? 雷富民邢晓莹鸟类的迁徙和定向之谜孙悦华甲螨在土壤生态系统环境中的作用陈军昆虫的变态发育冯启理蝙蝠是如何进化出飞行能力的? 李明刘志瑾基因组的进化与人类起源宿兵动物的配偶选择与婚配制度张正旺哺乳动物扩散之谜胡义波魏辅文动物种群数量的调节之谜王德华生物的体型为什么有如此深远的影响? 王德华鱼类的洄游和定向机理张春光熊猫的“伪拇指”是如何进化形成的? 吴琦魏辅文遗传、细胞及发育生物学为什么地球上所有生物都用同一套遗传密码? 于军克隆动物安全吗? 周琪转基因动植物安全吗? 周琪衰老是受遗传控制的吗? 王友亮杨晓人类性别是如何决定的? 周荣家获得性遗传是否存在? 滕花景孙中生人类的左利手(左撇子)是如何遗传的? 王杰思孙中生生物节律对动植物生长和人类疾病的影响是什么? 王秀杰某些动物性别转换是如何发生的? 周荣家动物胚胎形态素的浓度梯度是如何建立和应答的? 黄勋子宫是完成胎儿发育所必需的环境吗? 杨增明为什么有的哺乳动物胚胎延迟着床? 王海滨段恩奎动物器官形态和大小是如何控制的? 张建两栖类动物肢体再生的位置信息是什么? 孟安明为什么肝脏能够再生? 罗凌飞原始生殖细胞是如何产生的? 陶庆华卵泡的形成与发育是如何调节的? 夏国良毛冠平王建为哺乳动物受精时为什么只有一个精子穿入卵子? 孙青原受精前有精子之间的竞争、精子选择和卵子对精子的吸引吗? 孙青原人造生殖细胞可能吗? 吴际罗华程周励人类单性生殖有可能吗? 孙青原生殖隔离的分子遗传机理是什么? 刘耀光植物有性生殖与无性生殖是如何起源和进化的? 山红艳孔宏智干细胞是治疗多种疾病的新希望吗? 周琪一个细胞如何分裂出两个不同的后代细胞(不对称分裂)? 何大澄细胞核的高度有序组构与基因组的功能是怎样的关系? 方玉达细胞有丝分裂后期所有成对染色单体同时分离的信号如何传递? 何大澄张培细胞中各种物质精确有序转运的分子机制是什么? 刘佳佳植物的细胞壁是怎样形成的? 李来庚植物对病原菌的先天免疫机制是什么? 何祖华作物驯化的靶标与生理基础是什么? 何祖华多倍化在植物物种形成中的作用是什么? 孔宏智植物激素作用的分子机理是什么? 李传友作物杂种优势遗传的分子基础是什么? 黄继荣生物化学、生物物理学、分子生物学、计算生物学与生物信息学DNA为什么在一个细胞周期内只复制一次? 孔道春DNA构象如何影响基因的表达? 魏文胜朱玉贤动植物体内的生物钟是怎样形成的? 秦咏梅郭红卫复杂的人类转录组李炯棠魏丽萍成瘾为什么常常难以彻底戒断? 李川昀魏丽萍智力与行为演化的分子机理黄岳魏丽萍怎样利用计算机模拟来了解动物感觉系统的计算机制? 陶乐天神经退行性疾病中淀粉样物质积聚的机理是怎样的? 雷红星蛋白质三维结构和功能是如何演化的? 刘海燕蛋白质的动态性与其功能有什么内在关系? 胡红雨胆固醇在细胞内是如何运输的? 王江宋保亮核酸是唯一的遗传物质吗? 周波周金秋为什么有的酶催化反应的最适温度很高而有的却很低? 林其谁为什么有的病毒不致病? 刘舟周雪平什么是非编码RNA? 陈润生测序技术还能走多远? 吴涛陈润生如何才能制造出人造细胞? 程和平细胞如何对代谢过程进行集成管理? 卢山陈晓亚糖复合物中聚糖蕴藏着大量的生物信息吗? 查锡良如何做到实时可视化检测细胞内ROS? 程和平侯婷婷蛋白质结构预测为何仍难尽人意? 蒋太交基因调控网络如何应对噪声? 侯中怀如何通过网络模型构建实现复杂表型的可预测性和可控制性? 韩敬东同卵双生表型差异的分子遗传基础是什么? 于军活细胞内的酶活力能实时跟踪吗? 林其谁核基因组与核外基因组是如何协调的? 林其谁怎样才能让植物合成我们想要的化合物? 卢山陈晓亚蛋白质是如何通过别构效应来传导信号的? 戚逸飞来鲁华线粒体进化过程中为何选择性保留少部分线粒体自身基因? 陈佺细胞自吞与细胞内的垃圾处理和回收系统陈佺生理学、免疫生物学正常细胞如何转变成肿瘤细胞以及肿瘤细胞如何逃脱机体的免疫监控? 陈吉龙宿主细胞如何识别病毒并产生Ⅰ型干扰素来抗病毒?病毒又如何破坏宿主的干扰素反应? 程根宏激活原生肿瘤内的免疫活性能否用来治疗转移的肿瘤? 付阳心免疫系统为什么只对极少数蛋白质抗原序列产生强烈应答(免疫优势)? 高斌刘长振“坏基因”HLA-B27怎样促使强直性脊柱炎发生? 高斌刘长振通用流感疫苗为什么难制备?人类能有一针有效流感疫苗吗? 高福刘文波刘翟受精卵为什么会在母亲子宫着床而孩子长大后又可能不能移植母亲器官呢?免疫排斥是怎么回事? 高福孙业平如何利用宿主限制因子防治病毒感染高光侠肥胖是如何引起糖尿病等其他代谢性疾病的? 李蓬徐俐人体为什么要储存脂肪?人为什么会发胖? 李蓬徐俐胰岛素如何促进葡萄糖的转运? 李蓬徐俐人体有褐色脂肪组织吗? 李蓬徐俐如何通过免疫干预防止“休眠”的肿瘤细胞被激活孟颂东免疫细胞进出肿瘤细胞现象的确切生物学意义和机制是什么? 时玉舫通过免疫受体编辑研究是否可以验证存在“反向中心法则”的可能性? 王小宁人免疫缺陷病毒(HIV)感染为什么会导致艾滋病? 张立国调节性T细胞抑制机制周旭宇Ca2+浓度增加的不同生物学功能是如何实现的? 朱玲玲范明动物体内时间节律的调控网络是怎样的朱玲玲范明生理性低氧的规律与意义朱玲玲范明细胞信号转导网络的内稳态平衡机制朱玲玲范明衰老的本质赵永崎范明亚健康的科学内涵赵永崎范明人类是否存在外激素赵永崎范明睡眠的意义与机制是什么赵永崎范明人工舱室环境耐受能力的生理学基础和生物学指标李京宝商澎人类对极端自然环境的耐受能力的机制田宗成张蓉商澎神经生物学、生理心理学、认知与行为学脑发育中神经元如何迁移到达特定部位赵文龙袁小兵大脑血管网络是如何形成的杜久林幼态持续现象在人类进化中的作用Mehmet Somel 唐麟Philipp Khaitovich 如何调控受体和离子通道在细胞膜上的数量和精确定位鲍岚罗建红解析神经元离子通道的结构与功能徐天乐动作电位的爆发和传播机制是什么舒友生神经系统信号传导的精确性和特异性是如何形成的? 丁梅神经信息如何编码胡三觉刘一辉胶质细胞的功能是什么? 饶志仁长期记忆的机制或物质基础是什么? 陆巍睡眠之谜黄志力徐昕红语言与脑是如何进化的彭聃龄卢春明丁国盛刘丽人类怎样调控自己的情绪黄宇霞罗跃嘉我们如何进行决策? 张柯郭爱克意识和智慧的生物学基础贺永罗跃嘉揭示智力障碍的分子遗传学基础姚爱玉陶炯张永清抑郁症和精神分裂症是怎样发生的? 李涛张岱老年性痴呆是如何发生的? 钟春玖帕金森病是怎样发生的杨乔乔镇学初周嘉伟为什么会发生肌萎缩侧索硬化病齐新崔丽英癫痫的发生机理陈忠脑缺血神经元死亡的发生和防治高天明干细胞诱导分化与神经组织修复和再生刘勇焦建伟如何使中枢神经再生何成如何促进周围神经再生顾晓松为什么会发生药物成瘾? 崔彩莲陆林为什么会发生慢性疼痛? 张旭揭示针刺麻醉与针刺镇痛的机理万有神经甾体在脑内有何作用? 董毅郑平神经毒素的秘密刘志睿姜峰陶杰翁春春吉永华能否用疫苗治疗慢性脑病孙长凯肖保国如何进行脑功能的活体检查魏晓菲王立平通过植入脑内的集成电路芯片控制神经活动苏学成杨俊卿生物技术科学糖可作为免疫调节剂或作为抗原,其调节免疫及抗原活性的根本区别为何? 王克夷杜昱光生物大分子基本结构单元的手性由来王克夷杜昱光小小的唾液酸中蕴藏着多大的奥秘? 王克夷为何细胞中蛋白质的O-糖基化及N-糖基化过程中存在着明显的差异? 王克夷杜昱光糖蛋白中的糖链代谢及结构异常与疾病形成王克夷杜昱光吸引人的微藻“油井”欧阳平凯“吃干榨尽”低劣生物质欧阳平凯微生物合成的聚合物——应用生物材料陈国强活性污泥和高效降解微生物在处理废水中的应用及问题沈树宝发酵生物制氢与微生物电解池制氢邢新会张翀产烃产油微生物——21世纪生物能源的曙光李元广范建华未培养微生物资源的认识及开发利用周成马延和微生物细胞网络的重构孙际宾可移动遗传元件在微生物适应和演化中的功能李寅朱林江酶的高通量筛选林章凛酶的分子改造和化学修饰林章凛纤维素高效降解酶系与菌种林章凛微生物跨膜物质运输——机理与调控林章凛生物炼制中五碳糖的高效利用问题林章凛细菌之间有交流吗(群体效应)? 林章凛低温产甲烷菌为何耐寒? 陈紫鹃东秀珠抗逆微生物的开发董志扬东秀珠环境微生物菌群表征宋磊东秀珠益生菌:科学还是伪科学? 陈坚张娟现代生物技术在环境治理中将扮演什么角色? 陈坚诠释生命与重塑生命:系统生物学和合成生物学横空出世傅鹏程木质纤维素资源高效生物转化的难点与问题在哪里?——植物细胞壁的抗微生物降解屏障。

高中物理万有引力和航天练习题难题带答案

高中物理万有引力和航天练习题难题带答案

高中物理万有引力和航天练习题一.选择题(共25小题)1.一宇航员到达半径为R、密度均匀的某星球表面,做了如下实验:用不可伸长的轻绳拴一质量为m的小球,上端固定于O点,如图甲所示,在最低点给小球某一初速度,使其绕O点的竖直面内做圆周运动,测得绳的拉力F大小随时间t的变化规律如图乙所示。

F1=4F2,设R、m、引力常量G和F1为已知量,忽略各种阻力。

则下列说法正确的是()A.该星球表面的重力加速度为B.卫星绕该星球的第一宇宙速度为C.星球的密度为D.小球过最高点的最小速度为02.某人造卫星绕地球做匀速圆周运动,设地球半径为R,地面重力加速度为g,下列说法错误的是()A.人造卫星的最小周期为2πB.卫星在距地面高度R处的绕行速度为C.卫星在距地面高度为R处的重力加速度为D.地球同步卫星的速率比近地卫星速率小,所以发射同步卫星所需的能量较少3.2019年5月17日,我国成功发射第45颗北斗导航卫星,该卫星属于地球静止轨道卫星(同步卫星)。

该卫星()A.入轨后可以位于北京正上方B.入轨后的速度大于第一宇宙速度C.发射速度大于第二宇宙速度D.若发射到近地圆轨道所需能量较少4.2018年10月15日,我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭,以“一箭双星”方式成功发射第三十九、四十颗北斗导航卫星。

若其中一颗卫星入轨后绕地球做匀速圆周运动,其轨道半径为r,周期为T,地球的半径为R,则地球的第一宇宙速度为()A.B.C.D.5.科技日报北京2017年9月6日电,英国《自然•天文学》杂志发表的一篇论文称,某科学家在银河系中心附近的一团分子气体云中发现了一个黑洞。

科学研究表明,当天体的逃逸速度(即第二宇宙速度,为第一宇宙速度的倍)超过光速时,该天体就是黑洞。

己知某天体与地球的质量之比为k。

地球的半径为R,地球卫星的环绕速度(即第一宇宙速度)为v1,光速为c,则要使该天体成为黑洞,其半径应小于()A.B.C.D.6.习近平主席在2018年新年贺词中提到,科技创新、重大工程建设捷报频传,“慧眼”卫星邀游太空。

(完整word版)高中物理实验难题集100题

(完整word版)高中物理实验难题集100题

高中物理实验难题集1.用测力探头和计算机构成的实验装置来测定单摆摇动过程中摆线遇到的拉力( 单摆摆角小于5o) ,计算机屏幕上得到如图 a 所示的 F–t 图象。

而后将单摆挂在测力探头上,使单摆保持静止,获得如图 b 所示的 F– t 图象。

那么:( 1)、此单摆的周期为0.8s秒。

( 2)、设摆球在最低点时Ep=0,已测适合地重力加快度为g,单摆的周期用T 表示,那么测得此单摆摇动时的机械能 E 的表达式是:(BD)2 某学习小组经过实验来研究电器元件Z 的伏安特征曲线。

他们在实验中测得电器元件Z 两头的电压与经过它的电流的数据以下表:0.00.20.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0U/VI /A0.0000.0500.1000.1500.1800.1950.2050.215现备有以下器械:A.内阻不计的6V 电源;B.量程为0~ 3A 的理想电流表;C.量程为 0~ 0.6A 的理想电流表;D.量程为 0~ 3V 的理想电压表;E.阻值为 0~ 10Ω,额定电流为 3A 的滑动变阻器;F.电键和导线若干。

( 1)这个实验小组在实验中电流表选的是C。

(填器械前面的字母)( 2 )剖析上表内实验数据可知,在方框内画出实验电路图I /A0.25V V0.20A A0.15Z Z0.10甲乙0.05( 3 )利用表格中数据绘出的电器元件Z的伏安特征曲线0U/V2.53.0如图所示,分析曲线可知该电器元件 Z的电阻随 U 变大而Z R0变大(填“变大”、“变小”或“不变”);A ( 4)若把用电器 Z 接入以下图的电路中时,电流表的读数为0.10A ,已知 A、B 两头电压A 恒为 1.5V ,则定值电阻R0阻值为 ____ 10____Ω。

A B3. 某同学为了研究杆转动时的动能表达式,设计了以下图的实验:质量为m 的均匀长直杆一端固定在圆滑转轴 O处,杆由水平地点静止开释,用光电门测出另一端A 经过某地点时的刹时速度v A ,并记下该地点与转轴O 的高度 h⑴设杆的宽度为 L (L 很小), A 端经过光电门的时间为t ,则 A 端经过光电门的刹时速度v A 的表达式为L。

陕西师范大学应用声学研究所 陕西省《超声学》重点实验室

陕西师范大学应用声学研究所 陕西省《超声学》重点实验室

描激光测试系统、超声场实时测量系统及声信号分析系统等大型声学 测试仪器设备,设备总值达 1600 多万元,实验室面积近 2000 平方米。
1958 年 12 月 30 日,中共陕西省委书记赵守一 参加应用声学研究所成立大会
一、近 5 年来的科研成果:
1、 承担的国家自然科学基金项目

项目、课题名称
32
8
压电材料与电流变液集成的用于声学和振动控制的新 型传动系统研究(10374064)
国家自然科 学基金
200401-200612
李全禄(1/8)
27
9
大功率模式转换型纵扭复合超声振动系统的研究 (10274046)
国家自然科 学基金
200301-200512
林书玉(1/6)
29
10
农作物害虫微弱声信息特征提取分析及应用基础研究 (10274047)
陕西师范大学应用声学研究所 陕西省《超声学》重点实验室
陕西师范大学应用声学研究所是国内成立较早的专业声学研究 机构之一。其前身是成立于1958年的中国科学院陕西分院应用声学研 究所。1962年国民经济调整时期研究所划归陕西师范大学,1978年经 教育部正式批准成立陕西师范大学应用声学研究所。1981年首批获得 声学硕士学位授予权,1998年获得博士学位授予权,2003年批准建立 博士后流动站。我校的声学学科是陕西省的重点学科,2005年被批准 立项建设陕西省超声学重点实验室,2008年实验室正式挂牌成立。
国家自然科 学基金
200301-200512
尚志远(1/7)
30
2、 授权的国家发明专利
序号
发明专利名称
作者(*)出版、授权时间 出版单位及 ISBN、专利授权号

高中物理万有引力定律的应用专项训练100(附答案)含解析

高中物理万有引力定律的应用专项训练100(附答案)含解析

高中物理万有引力定律的应用专项训练100(附答案)含解析一、高中物理精讲专题测试万有引力定律的应用1.我国发射的“嫦娥一号”探月卫星沿近似于圆形的轨道绕月飞行.为了获得月球表面全貌的信息,让卫星轨道平面缓慢变化.卫星将获得的信息持续用微波信号发回地球.设地球和月球的质量分别为M 和m ,地球和月球的半径分别为R 和R 1,月球绕地球的轨道半径和卫星绕月球的轨道半径分别为r 和r 1,月球绕地球转动的周期为T .假定在卫星绕月运行的一个周期内卫星轨道平面与地月连心线共面,求在该周期内卫星发射的微波信号因月球遮挡而不能到达地球的时间(用M 、m 、R 、R 1、r 、r 1和T 表示,忽略月球绕地球转动对遮挡时间的影).【答案】311131cos cos Mr R R R Tt arc arc mr r r π⎛⎫-=- ⎪⎝⎭【解析】 【分析】 【详解】如图,O 和O ′分别表示地球和月球的中心.在卫星轨道平面上,A 是地月连心线OO ′与地月球面的公切线ACD 的交点,D 、C 和B 分别是该公切线与地球表面、月球表面和卫星圆轨道的交点.根据对称性,过A 点的另一侧作地月球面的公切线,交卫星轨道于E 点.卫星在上运动时发出的信号被遮挡.设探月卫星的质量为m 0,万有引力常量为G ,根据万有引力定律有:222Mm G m r r T π⎛⎫= ⎪⎝⎭①20012112mmG m r r T π⎛⎫= ⎪⎝⎭②式中T 1是探月卫星绕月球转动的周期.由①②式得2311T r M Tm r ⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭③ 设卫星的微波信号被遮挡的时间为t,则由于卫星绕月做匀速圆周运动,应用1t T αβπ-=④ 式,α=∠CO ′A ,β=∠CO ′B ,由几何关系得r cos α=R -R 1⑤ r 1cos β=R 1⑥由③④⑤⑥式得311131arccosarccos Mr R R R Tt mr r r π⎛⎫-=- ⎪⎝⎭2.由三颗星体构成的系统,忽略其他星体对它们的影响,存在着一种运动形式:三颗星体在相互之间的万有引力作用下,分别位于等边三角形的三个顶点上,绕某一共同的圆心O 在三角形所在的平面内做角速度相同的圆周运动(图示为A 、B 、C 三颗星体质量不相同时的一般情况)若A 星体的质量为2m ,B 、C 两星体的质量均为m ,三角形的边长为a ,求:(1)A 星体所受合力的大小F A ; (2)B 星体所受合力的大小F B ; (3)C 星体的轨道半径R C ; (4)三星体做圆周运动的周期T .【答案】(1)2223Gm a (2)227Gm a (3)74a (4)3πa T Gm= 【解析】 【分析】 【详解】(1)由万有引力定律,A 星体所受B 、C 星体引力大小为24222A B R CA m m m F G G F r a===,则合力大小为2223A m F G a=(2)同上,B 星体所受A 、C 星体引力大小分别为2222222A B AB C B CBm m m F G G r am m m F G G r a==== 则合力大小为22cos 602Bx AB CB m F F F G a =︒+=22sin 603By AB m F F G a=︒=.可得22227B BxBym F F F G a=+=(3)通过分析可知,圆心O 在中垂线AD 的中点,2231742C R a a a ⎛⎫⎛⎫=+= ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ (4)三星体运动周期相同,对C 星体,由22227C B C m F F G m R a T π⎛⎫=== ⎪⎝⎭可得22a T Gmπ=3.“天舟一号”货运飞船于2017年4月20日在海南文昌航天发射中心成功发射升空,完成了与天宫二号空间实验室交会对接。

10000个科学难题:天文学卷(天文技术与仪器)

10000个科学难题:天文学卷(天文技术与仪器)

10000个科学难题·天文学卷大天区面积多目标光纤光谱望远镜(LAMOST)·891·大天区面积多目标光纤光谱望远镜(LAMOST)The Large Sky Area Multi-Object Fiber Spectroscopic Telescope(LAMOST)1. 概述对于天体的性质和行为的认识,光学波段光谱的物理信息含量最大、积累最多、运用也最成熟,它们导致了20世纪天体物理学的巨大进展。

但是,由“成像巡天”记录下的数以百亿计的天文目标中,只有很小一部分(约万分之一)进行过光谱测量。

天体光谱测量效率低的原因是分光后探测器上每个象元的光流量减少,而且一台望远镜单狭缝光谱观测时同一时间只能观测一个天体的光谱,不同于成像观测,一次可以同时记录下成千上万个目标。

解决光谱测量的低效率,首先需要具有能够测量多个天文目标光谱的技术;同时,要做到新世纪所需要的大天区范围内的大规模光谱测量,必须同时具备两个条件:一是望远镜的口径必须足够大;二是望远镜的视场足够大。

天文望远镜从口径和视场上可以大致分为两种:一种是大口径望远镜,其视场很难做大(一般大口径望远镜视场只达十分之几度),用作天体的细节观测;另一种是大视场望远镜(典型类型是施密特望远镜),视场可达几度,一次可观测到很多天体,用作巡天观测,但口径很难做大,很难观测到更深远的天体。

“大口径和大视场难以兼备”是长期以来天文学上的一个难题,也是许多天文学家一直关心的问题。

自20世纪40年代末美国在帕洛玛天文台建成口径为5米的大口径望远镜和口径为1.2米的大视场施密特望远镜到20世纪90年代的近50年中,大口径望远镜已发展到口径为10米,但大视场望远镜仍停留在1.3米。

其原因是:(1) 施密特望远镜的非球面改正板一般均为透视式,至今很难炼出大口径透射光学材料;(2) 为了实现大视场,消除某些像差,施密特望远镜的非球面改正板必须放在球面主镜的球心,由此就有一个较长的镜筒。

当今世界97个物理难题

当今世界97个物理难题
71.质量的起源是什么?
72.真正的对称自发破损的机理是什么?
73.自由夸克能否直接在实验中被发现?
74.有无胶子球存在?
75.轴子,畴壁能否找到?
76.存在第四代基本粒子吗?
77.CP不守恒难题只能在中性K介子衰变中见到吗?
78.引起CP对称性破坏的力是什么?
79.e-u-t之谜何时能解开?
44.Gamow-Teller巨共振问题gA(核内核子)!=gA(自由核子)能否解决?
45.奇异电子峰是怎样形成的?
46.EMC效应能否解决?
47.质子自旋危机能否解决?
48.电子与核散射中,纵向响应形状因子问题能否解决?
49.有限核的结合能与能极能否一一准确算出来?
50.夸克-胶子等离子体(QGP)物质态是否真的存在?
80.亚夸克结构仅仅是推测吗?
81.质子的寿命有多长?
82.电子有无结构?
83.光子有无结构?
84.真空的本质是什么?
85.有无奇异物质存在?
86.C,Ψ物理中的ρπ疑难能否解决?
87.是否存在中性,稳性,质量至少大于40Ge9.虫洞究竟有没有?
51.双生子佯谬能否解决?
52.穿洞佯谬能否解决?
53.滑落佯谬能否解决?
54.柔绳佯谬能否解决?
55.直角杠杆佯谬能否解决?
56.静止长度上限佯谬能否解决?
57.运动物体视在形象佯谬能否解决?
58.长度缩短的应力效应佯谬能否解决?
59.超光速佯谬能否解决?
60.快子佯谬能否解决?
26.何时能揭开狄拉克的大数之谜?
27.可观测宇宙的空间有多大?

高考物理物理学史知识点难题汇编附答案(4)

高考物理物理学史知识点难题汇编附答案(4)

高考物理物理学史知识点难题汇编附答案(4)一、选择题1.获得2017年诺贝尔物理学奖的成果是()A.牛顿发现了万有引力定律B.卡文迪许测定了引力常量C.爱因斯坦预言了引力波D.雷纳·韦斯等探测到了引力波2.关于科学家和他们的贡献,下列说祛正确的是()A.牛顿通过理想斜面实验证明了力不是维持物体运动的原因B.万有引力定律和万有引力常量是牛顿发现并测量出的C.元电荷的数值最先是由库仑通过油滴实验测出的D.电场这个“场”的概念最先是由法拉第提出的3.2014年,我国在实验中发现量子反常霍尔效应,取得世界级成果。

实验在物理学的研究中有着非常重要的作用,下列关于实验的说法中正确的是()A.在探究求合力的方法的实验中运用了控制变量法B.密立根利用油滴实验发现电荷量都是某个最小值的整数倍C.牛顿运用理想斜面实验归纳得出了牛顿第一定律D.库仑做库仑扭秤实验时采用了归纳的方法4.下面说法中正确的是()A.库仑定律是通过实验总结出来的关于点电荷相互作用力跟它们间的距离和电荷量关系的一条物理规律B.库仑定律适用于点电荷,点电荷就是很小的带电体C.库仑定律和万有引力定律很相似,它们都不是平方反比规律D.当两个点电荷距离趋近于零时,库仑力则趋向无穷5.在电磁学发展过程中,许多科学家做出了贡献,下列说法中符合物理学发展史的是A.奥斯特发现了点电荷的相互作用规律B.库仑发现了电流的磁效应C.安培发现了磁场对运动电荷的作用规律D.法拉第最早引入电场的概念,并发现了磁场产生电流的条件和规律6.下列有关物理常识的说法中正确的是A.牛顿的经典力学理论不仅适用于宏观、低速运动的物体,也适用于微观、高速运动的物体B.力的单位“N”是基本单位,加速度的单位“m/s2”是导出单位C.库仑在前人工作的基础上提出了库仑定律,并利用扭秤实验较准确地测出了静电力常量kD.沿着电场线方向电势降低,电场强度越大的地方电势越高7.物理学中最早使用理想实验方法、发现万有引力定律、最早引入了电场概念并提出用电场线表示电场和发现电流磁效应分别由不同的物理学家完成,他们依次是()A.伽利略、牛顿、法拉第和奥斯特B.牛顿、卡文迪许、洛伦兹和安培C.伽利略、卡文迪许、库仑和奥斯特D.伽利略、牛顿、库仑和洛伦兹.8.科学发现或发明是社会进步的强大推动力,青年人应当崇尚科学在下列关于科学发现或发明的叙述中,存在错误的是A.安培提出“分子电流假说”揭示了磁现象的电本质B.库仑发明了“扭秤”,准确的测量出了带电物体间的静电力C.奥斯特发现了电流的磁效应,揭示了电与磁的联系D.法拉第经历了十年的探索,实现了“电生磁”的理想9.自然界的电、热和磁等现象都是相互联系的,很多物理学家为寻找它们之间的联系做出了贡献。

高考物理物理学史知识点难题汇编附答案

高考物理物理学史知识点难题汇编附答案

高考物理物理学史知识点难题汇编附答案(5)一、选择题1.下列叙述错误的是()A.亚里士多德认为维持物体的运动需要力B.牛顿通过观察苹果落地得出了万有引力定律C.奥斯特发现电流的磁效应,揭示了电现象和磁现象之间的联系D.卡文迪许通过扭秤实验测出了引力常量的数值,从而验证了万有引力定律2.关于科学家和他们的贡献,下列说祛正确的是()A.牛顿通过理想斜面实验证明了力不是维持物体运动的原因B.万有引力定律和万有引力常量是牛顿发现并测量出的C.元电荷的数值最先是由库仑通过油滴实验测出的D.电场这个“场”的概念最先是由法拉第提出的3.在物理学的发展过程中,许多物理学家都做出了重要的贡献,他们也创造出了许多物理学研究方法。

下列关于物理学史与物理学研究方法的叙述中正确的是()A.物理学中所有物理量都是采用比值法定义的B.元电荷、点电荷都是理想化模型C.奥斯特首先发现了电磁感应现象D.法拉第最早提出了“电场”的概念4.在物理学发展过程中,许多科学家做出了贡献,下列说法正确的是()A.自然界的电荷只有两种,美国科学家密立根将其命名为正电荷和负电荷,美国物理学家富兰克林通过油滴实验比较精确地测定了电荷量e的数值B.卡文迪许用扭秤实验测定了引力常量G和静电力常量k的数值C.奥斯特发现了电流间的相互作用规律,同时找到了带电粒子在磁场中的受力规律D.开普勒提出了三大行星运动定律后,牛顿发现了万有引力定律5.许多科学家对物理学的发展做出了巨大贡献,下列选项中说法全部正确的息)①牛顿发现了万有引力定律,他被誉为第一个'称出”地球质量的人②富兰克林通过油滴实验比较精确地测定了电荷量e的数值③法拉第提出了场的概念并用电场线形象地描述电场④麦克斯韦从理论上预言了电磁波的存在⑤汤姆孙根据a粒子散射实验现象提出了原子的核式结构模型⑥库仑利用扭秤测出了静电力常量k的数值A.①③④B.②③⑥C.④⑤⑥D.③④⑥6.物理学家通过对实验的深入观察和研究,获得正确的科学认知,推动物理学的发展.下列说法不符合事实的是A.爱因斯坦为了解释黑体辐射,提出了能量量子假说,把物理学带进了量子世界B.汤姆孙利用阴极射线管发现了电子,说明原子可分,有复杂内部结构,并提出了原子的枣糕模型,从而敲开了原子的大门C.贝克勒尔发现了天然放射性现象,说明原子核有复杂结构D.卢瑟福通过a粒子的散射实验,提出了原子核式结构模型8.下列有关物理学家的成就正确的是() A .法拉第发现了电流的磁效应B .安培提出了分子电流假说C .楞次发现了电磁感应定律D .奥斯特发现了判断感应电流方向的规律 9.爱因斯坦是近代最著名的物理学家之一, 卓越贡献,下列选项中不是他提出的理论是 A .物质波理论 B .相对性原理10 .下列选项不符合历史事实的是()A .富兰克林命名了正、负电荷B .库仑在前人工作的基础上通过库仑扭秤实验确定库仑定律C .麦克斯韦提出电荷周围存在一种特殊的物质--电场D .法拉第为了简洁形象描述电场,提出电场线这一辅助手段11 .下列关于科学家的贡献,描述不正确的是:()A .胡克发现了弹簧弹力与弹簧形变量间的变化规律B .亚里士多德将斜面实验的结论合理外推,证明了自由落体运动是匀变速直线运动C .伽利略科学思想的核心是把科学实验和逻辑推理结合起来,在该思想引领下人们打开了 近代科学大门D .伽利略首先建立了平均速度、瞬时速度和加速度等概念用来描述物体的运动.12 .在物理学建立和发展的过程中,许多物理学家的科学家发现推动了人类历史的进步, 关于科学家和他们的贡献,下列说法正确的是()A .伽利略通过逻辑推理和实验认为:重物比轻物下落的快B .牛顿根据理想斜面实验,首先提出力不是维持物体运动的原因C .卡文迪许提出了万有引力定律D .法拉第以他深刻的洞察力提出电场的客观存在,并且引入了电场线13.关于物理学家及其相应贡献,以下叙述符合物理史实的是A .牛顿发现了万有引力定律并通过实验测出了万有引力常量B .安培提出场的概念,并用画电场线、磁感线的方法描述电场和磁场C .法拉第发现了电磁感应现象,并总结出磁场产生电流的条件D .汤姆逊通过对a 粒子散射实验的分析与研究,提出了原子的核式结构模型14 .自远古以来,当人们仰望星空时,天空中壮丽璀璨的景象便吸引了他们的注意,智慧 的头脑开始探索星体运动的奥秘.下列说法与史实相符的是()A .丹麦天文学家第谷用了 20年的时间研究了德国天文学家开普勒的行星观测记录,发现 曾提出许多重要理论,为物理学的发展做出过 ( )7.第一个准确测量出万有引力常量的科学家是()卡文迪许 开普勒 牛顿 第告了开普勒行星运动定律B.德国天文学家伽勒在勒维耶利用万有引力定律计算出的轨道附近发现了海王星C.英国物理学家伽利略在实验室里通过几个铅球之间万有引力测量,比较准确地测出了万有引力常量GD.牛顿在思考月球绕地球运行的原因时,苹果偶然落地引起了他的遐想,通过月-地检验”确立了万有引力定律,被称为第一个称量地球质量的人15.关于物理学史,下列说法中正确的是A.安培认为磁化使铁质物体内部产生了分子电流B.奥斯特实验发现了电流的磁效应,即电流可以产生磁场C.库仑通过实验测出了引力常量G的大小D.密立根通过实验测得元电荷e的数值为1X10-1C16.在人类对物体运动规律的认识过程中,许多物理学家大胆猜想、勇于质疑,取得了辉煌的成就,下列有关科学家及他们的贡献描述中正确的是()A.开普勒潜心研究第谷的天文观测数据,提出“万有引力定律”B.牛顿最早证明了行星公转轨道是椭圆,行星所受的引力大小跟行星到太阳距离的二次方成反比C.亚里士多德对运动的研究,确立了许多用于描述运动的基本概念,比如平均速度、瞬时速度以及加速度D.伽利略探究物体下落规律的过程中使用的科学方法是:问题—猜想—数学推理—实验验证T合理外推T得出结论17.最早提出用电场线描述电场的物理学家是()A.牛顿B.伽利略C.法拉第D .阿基米德18.下列说法正确的是()A.电源是通过非静电力做功把电能转化为其他形式的能的装置B.库仑提出了库仑定律,并最早用实验测得元电荷e的数值C.英国物理学家法拉第最早引入了电场的概念,并提出用电场线表示电场D.牛顿设计了理想斜面实验,得出力不是物体产生运动的原因19.下列描述正确的是A.开普勒提出所有行星绕太阳运动的轨道是椭圆B.牛顿通过实验测出了万有引力常数C.库伦通过扭秤实验测定了电子的电荷量D.法拉第发现了电流的磁效应20.下列关于物理学方面的知识说法正确的是()A.原子核发生衰变过程中所放出的Y射线是由衰变的原子核从高能级跃迁到低能级时放出的B.伽利略通过实验直接说明了力不是维持物体运动的原因C.库仑发现了电荷之间的相互作用关系,同时提出了场的概念D.根据速度定义式v ==,当X非常小时,v就可以表示物体的瞬时速度,该定义应用A t了极限思维法21.下列说法正确的是()A.笛卡尔认为必须有力的作用物体才能运动B.伽利略通过“理想实验”得到了“力不是维持物体运动的原因”的结论C.牛顿第一定律可以用实验直接验证D.牛顿第二定律表明物体所受合外力越大,物体的惯性越大22.在前人工作的基础上,利用如图所示装置进行定量研究,进而提出两个静止的点电荷之间相互作用规律的物理学家是A.库仑B.安培C.洛伦兹D.奥斯特23.牛顿、霍金等许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程,下列说法正确的是()A.牛顿做了著名的斜面实验,得出轻、重物体自由下落一样快的结论B.开普勒对第谷观测的行星数据进行多年研究,得出了万有引力定律C.密立根最早通过油滴实验,比较准确地测出电子的电荷量D.卢瑟福通过对a粒子散射实验结果的分析,提出了原子内部存在电子24.第一次用实验测出万有引力常数的物理学家是()A.伽利略B.牛顿C・爱因斯坦D・卡文迪许25.下列关于物理学史中叙述正确的是()A.伽利略提出了惯性定律B.牛顿测定了万有引力常量C.库仑在前人的基础上通过实验确认了库仑定律D.法拉第电磁感应定律是法拉第在前人工作基础上独立总结出来的【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除一、选择题1. B解析:B【解析】亚里士多德认为力是维持物体运动的原因,A正确;牛顿根据开普勒三定律和牛顿运动定律并结合向心力公式推导出了万有引力定律,B错误;奥斯特发现电流的磁效应,揭示了电现象和磁现象之间的联系,C正确;卡文迪许通过扭秤实验测出了引力常量的数值,从而验证了万有引力定律,D错误;2. D解析:D【解析】【详解】A.伽利略通过理想斜面实验证明了力不是维持运动状态的原因,A错误;B.牛顿发现了万有引力定律,而引力常量由卡文迪许测出,B错误;C.密立根利用油滴实验,测出的油滴带电量均为一个最小单元的整数倍,把这个最小带电单元叫做元电荷,它是自然界中最小的电荷量,C错误;D. 19世纪30年代,法拉第提出另一种观点,认为一个电荷的周围存在着由它产生的电场,另外一个电荷受到的作用力就是这个电场给予的,他还引入了电力线(又称电场线)来描述电场的性质,这个方法一直被沿用至今,故D正确.故选D.3.. D解析:D【解析】FA项:加速度”‘以不是比值定义法定义的,故A错误;B项:理想化模型是抓主要因素,忽略次要因素得到的,质点电荷都是理想化模型,元电荷不是,故B错误;C项:奥斯特首先发现了电流的磁效应,故C错误;D项:法拉第先提出电场的概念,揭示了电荷间相互作用就是电场对电荷的作用,故D正确。

高考物理新物理学史知识点难题汇编含答案解析(1)

高考物理新物理学史知识点难题汇编含答案解析(1)

高考物理新物理学史知识点难题汇编含答案解析(1)一、选择题1.牛顿、霍金等许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程,下列说法正确的是()A.牛顿做了著名的斜面实验,得出轻、重物体自由下落一样快的结论B.开普勒对第谷观测的行星数据进行多年研究,得出了万有引力定律C.密立根最早通过油滴实验,比较准确地测出电子的电荷量D.卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析,提出了原子内部存在电子2.下列选项不符合历史事实的是()A.富兰克林命名了正、负电荷B.库仑在前人工作的基础上通过库仑扭秤实验确定库仑定律C.麦克斯韦提出电荷周围存在一种特殊的物质--电场D.法拉第为了简洁形象描述电场,提出电场线这一辅助手段3.下列说法正确的是()A.牛顿提出了万有引力定律,并通过实验测出了万有引力常量B.经典力学只适用微观、高速、强引力场C.库仑在前人研究的基础上,通过扭秤实验研究得出了库仑定律D.哥白尼提出了日心说并发现了行星沿椭圆轨道运行的规律4.发明白炽灯的科学家是()A.伏打 B.法拉第 C.爱迪生 D.西门子5.下列有关物理常识的说法中正确的是A.牛顿的经典力学理论不仅适用于宏观、低速运动的物体,也适用于微观、高速运动的物体B.力的单位“N”是基本单位,加速度的单位“m/s2”是导出单位C.库仑在前人工作的基础上提出了库仑定律,并利用扭秤实验较准确地测出了静电力常量kD.沿着电场线方向电势降低,电场强度越大的地方电势越高6.了解物理规律的发现过程,学会像科学家那样观察和思考,往往比掌握知识本身更重要。

以下符合史实的是( )A.焦耳发现了电流的磁效应B.法拉第发现了电磁感应现象,并总结出了电磁感应定律C.惠更斯总结出了折射定律D.英国物理学家托马斯杨利用双缝干涉实验首先发现了光的干涉现象7.以下说法符合历史事实的是()A.伽利略总结了导师第谷留下的大量天文观测数据,发现了行星三大定律B.库仑采用放大法,利用扭秤装置测出了万有引力常量.因此被誉为第一个称量地球质量的人C.法拉第首先提出了电场的概念,而且为了形象地描述电场,他又引入了电场线的概念D.牛顿对自由落体运动进行了深入仔细的研究,将理想斜面实验的结论合理外推,得出自由落体运动是匀变速运动8.科学发现或发明是社会进步的强大推动力,青年人应当崇尚科学在下列关于科学发现或发明的叙述中,存在错误的是A.安培提出“分子电流假说”揭示了磁现象的电本质B.库仑发明了“扭秤”,准确的测量出了带电物体间的静电力C.奥斯特发现了电流的磁效应,揭示了电与磁的联系D.法拉第经历了十年的探索,实现了“电生磁”的理想9.关于物理学家做出的贡献,下列说法正确的是()A.奥斯特发现了电磁感应现象B.韦伯发现了电流的磁效应,揭示了电现象和磁现象之间的联系C.洛伦兹发现了磁场对电流的作用规律D.安培观察到通电螺旋管和条形磁铁的磁场很相似,提出了分子电流假说10.自然界的电、热和磁等现象都是相互联系的,很多物理学家为寻找它们之间的联系做出了贡献。

大学物理难题集

大学物理难题集

i(t )
由刚体的角动量定理可得
M (t ) dL d ( J ) d J dt dt dt
Jd M ( t )dt
J

M ( t )dt

0
I
1 2 di a 0 nNq dt 2 dt
1 2 J a 0 nNqI 2


1 2 M ( t )dt a 0 nNqI 2 1 2 M ( t )dt a 0 nNqI 2
V
x
解、电容器内部的电场强度为
V E 0 x
每个极板产生的电场强度为和电场力分别为
E 2 0
2 V F q S S 2 0 2 0 2 0 x 2
2
天平平衡量时
V2 mg S 2 0 x 2
V
2mg x 1.49 10 3V 0S
10、热核反应的点火温度:轻原子核结合成较重的原子核的 过程叫做核聚变。核聚变能释放巨大能量。实现核聚娈的困 难在于两核靠近时互相排斥,只有在极高温度下,轻核所获 得的热运动动能足以克服彼此之间的库仑力才能发生核聚变, 故称为热核反应。( 1 )一个质子要有多大的动能(用 eV表 示)才有可能与另一质子相接触? ( 2 )平均热运动的动能达到这一数值时,温度需要多高? (这一温度称为点火温度)

ln
dh h d d C
0 r ba
d
2

d h h 1 h ln d d 2d
C
0 r ba
d
h 1 2 d
电容的一级近似
6、抛物线形状的无穷长导线载有电流I.若焦点到顶点的距离 为a.试求焦点处的磁感应强度B.

200道物理学难题

200道物理学难题

200道物理学难题1. 三只小蜗牛所在的位置形成一个等边三角形,三角形的边长为60 cm .第一只蜗牛出发向第二只蜗牛爬去,同时,第二只向第三只爬去,第三只向第一只爬去,每只蜗牛爬行的速度都是5 cm/min . 在爬行的过程中,每只蜗牛都始终保持对准自己的目标. 经过多长时间蜗牛们会相遇?相遇的时候,它们各自爬过了多长的路程?它们经过的路线可以用怎样的方程来描述?若将蜗牛视为质点,那么在它们相遇前,绕着它们的最终相遇点转了多少圈?12. 一个小物体在水平桌面的边沿,因受到一个力的作用,而从桌子的另一边掉落.已知桌子的宽度为1 m ,掉落前物体的运动时间为2 s. 问这个小物体有轮子吗?3. 一艘小船在静止水中的速度为 3 m/s ,一个船夫要驾此船渡河,同时需要在渡河时走过的距离最短. 问在下面的情况下,船夫应该选择向哪个方向划船?(i ):水流速度 2 m/s ;(ii ):水流速度 4 m/s. 假设水流速度在各处都相同. 4. 地上铺着一张长而薄的柔软地毯. 地毯的一端折起,以恒定的速度将折起的一端向后拉,覆盖在地毯静止的部分之上. 求地毯被拉起的部分质心的速度. 如果地毯具有单位长度和单位质量,求拉动地毯运动部分所需的最小力量.5. 4 只蜗牛在一个非常大的平台上各自做匀速直线运动,其运动路径的方向是随机的(但是没有平行的,也就是说任何两只蜗牛都可能相遇),但是没有任何两条以上的蜗牛路径会相交于一点. 如果 (3×4)/2 = 6次可能相遇中的5次已经发生,我们是否可以预言第六次相遇也会发生?6. 两条各20 g 的扁虫子爬一堵非常薄的墙,墙高10 cm.一条虫子长20 cm ,另一条宽一些但长度只有10 cm ,当两条虫子的中点正好在墙头上的时候,哪一只克服重力做的功多一些?两条虫子做功总量的比是多少?7. 一个身高 2 m 的人从湖边高25 m 的平台上蹦极,弹性绳的一端系在他的脚上,另一端固定在平台上,他从静立开始下落. 弹性绳的长度和弹性选择为恰好当他的头触及湖面时,其速度减小为零. 最终静止时,人的头高于水面 8 m (i )求没有被拉伸时的绳长.(ii )求在跳下过程中的最大速度和加速度.8. 一座冰山呈尖端向上的正金字塔形,露出水面10 m 高. 忽略水的运动造成的影响,求冰山做小幅度上下振动的周期. 冰的质量密度为900 kg/m 3.9. 汽车上用来悬吊4 轮的弹簧相同. 假设汽车车体为刚体,当它的右前轮停在8 cm 高的人行道上时,车体在每个轮子处升高多少?如果两个右侧的轮子都停在人行道上呢?结论和车上坐了多少人以及人坐的位置有没有关系? 10. 在维克多·雨果的小说《悲惨世界》中,主人公冉阿让是一个逃犯,他有能力利用两面直角相交的墙的墙角爬上墙头. 求他在爬墙时最小需要用多大的力来推墙?同时,求他要完成这项技艺,他和墙面之间可能的最小摩擦系数.11. 一个由两个不一样的匀质半球粘在一起的球,在一个与水平面成30°角的斜面上能否保持平衡么?12. 一个小弹性球竖直落到长的倾斜平面上,平面和水平面间的夹角为α,球相邻落地点之间的距离是否成等差级数增加?假设碰撞是完全弹性的,空气阻力可以忽略不计.13. 仓鼠的笼子是一个转轮,笼子有一个无摩擦的中轴. 一个水平的平台固定在中轴之下,初始状态时,仓鼠在平台的一端. 当平台被释放时,仓鼠开始跑,因为仓鼠的运动,平台和轮子保持相对固定,确定仓鼠是怎么运动的.14. 一辆支撑着的自行车,能够前后运动但不会翻倒. 自行车的脚踏板在最高和最低的位置. 一个学生蹲在车旁边,给在最低位置的脚踏板一个水平向后的力,问(i )自行车向哪个方向运动?(ii )飞轮转动的方向和后轮转动的方向相同还是相反? (iii )较低的踏板相对地面如何运动?15. 如果太阳系等比例地缩小,当地球和太阳间的平均距离为1 m 的时候,1年对应多长时间?假设各物体密度不变.16. 如果双子星的两个质量都等于太阳的质量,它们间的距离等于太阳和地球之间的距离,那么它们的周期是多少?17. (i )将一颗地球卫星送上圆形轨道所需要的最小发射速度是多少? (ii )将地球卫星送入两极轨道所需的能量要比赤道轨道高多少倍? (iii )空间探测器离开地球引力场需要多大的初始速度? (iv )对空间探测器而言,是离开太阳系需要的能量大还是撞击太阳需要的能量大?18. 一枚火箭将要离开地球的重力场. 它的主引擎中的燃料略少于所需要的量,因此必须要用到只能工作一小段时间的辅助引擎. 问什么时候使用辅助引擎最好,是刚离开的时候?火箭相对于地球快要停止的时候?19. 一个1 cm 3的钢球在一个装满蜂蜜的罐子里,以 1 cm/s 速度下沉. 蜂蜜密度为2 g/cm 3,则蜂蜜的动量为?20. 温度为T 的气体装在初始温度为T 1的容器中,是当T 1 < T 的时候,还是当T 1> T 的时候,气体作用在容器壁上的压力较大?21. 两个相同的铁环,一个立在热绝缘的板上,另一个悬吊在热绝缘的线上. 传给两个铁环等量的热能,问哪一个温度高一些?22. 学生A 和 B ,住在大学宿舍的相邻寝室. 为了节约,他们将天花板上的灯串联了起来,商定双方都安装 100 W 的灯泡,电费平分. 但是双方都希望能让对方多付钱而使自己获得更好的照明,其中 A 安装了 200 W 的灯泡,而 B 安装了 50 W 的灯泡. 请问在最后的期末测试中谁考得不好?2么样子?滑动它们之间由一根轻质的长度为23. 如果电压U 的电池接在黑箱的 I 端,如图,则接在 II 端的伏特计的读数为U /2. 如果电池接在 II 端,则 I 端的伏特计读数为U . 已知黑箱中只有无源的电器元件,问是什24. 一桶水用绳子悬挂在固定点上U 水桶处于运动状态,整个系统像钟摆一样摆动. 然而,水桶是漏的,桶中的水慢慢从底部漏出. 问随着水的流失,摆的周期怎样变化?25. 一个空的烧杯质量为100 g ,半径为30 mm ,烧杯壁厚忽略不计,其重心高于底面100 mm. 问当烧杯中注入多少水的时候,烧杯处于最稳定的状态?26. 鱼汤盛在半径为40 cm 的半球形铜碗内. 铜碗放在湖水中冷却,它漂浮在水上,浸入水中10 cm. 碗沿上的一点用链子固定,向上拉起10 cm ,问水是否会流入碗中.27. 一个装满水的容器底部有一个半径为r 的孔,孔由一个质量为m 、半径为R >r 的球堵住. 容器中的水慢慢减少,当达到一个确定值h 0时,球从孔处升起, 求h 0?28. 肥皂泡中充满了氦气,漂浮在空气中,问肥皂泡的壁和其中充的氦气哪个更重?29. 水通过浸润可以在毛细管壁中上升到高度H . 三个“绞架”形的毛细管 a ,b 和 c 使用相同的管子制成,管子的一端放入盛满水的大盘子,如图. 问水会从毛细管的另一端流出么?30. 一个充电的球形电容,由于绝缘层的轻微漏电而缓慢地放电. 问放电的电流产生的磁场大小和方向如何?31. 一个充电的导体球做辐射方向的“脉动”,即其半径周期性地以固定的幅度变化(如图). 球表面上的电荷,作用和偶极天线相同,发出电磁辐射. 问球发出的辐射是怎样的?32. 男子跳高世界纪录保持者,在月球上室内能跳多高? 33. 小钢球B 停放在高1 m 的桌边上,另一个钢球 A 作为一个 1m 长的单摆的摆锤,从单摆悬挂点的平面自由释放,并撞击B 球,如图所示. 两个球的质量是相同的,碰撞是完全弹性的. 考察B 的运动直到它首次碰到地面:(i )哪个球运动的时间较长? (ii )哪个球移动的路径较长?34. 一个小摆锤固定在一根长50 cm 的绳子的一端. 作为绳子的另一端做适当受迫运动的结果,摆锤以均匀速度3 m/s 做半径为50 cm 的竖直圆周运动. 画出圆周轨道以15°为单位间隔,绳子两端的运动轨迹,在相同的端注明各点.35. 点 P 位于斜面上方,它可以通过一根无摩擦的金属丝在重力的作用下,滑到斜面上. 金属丝连接P 和平面上一点P’, 问怎样选取 P’使得所需的时间最短? 36. 教堂时钟的分针是时针的两倍长,问在午夜后的哪个时间,分针的末端以最快的速度远离时针的末端?37. 最大与地面成什么角度抛出石头,才能使石头在运动过程中始终远离抛掷石头的人?38. 一根直径 20 cm 的树干平放在水平的地上. 一只懒惰的蚱蜢想跳过树干,求蚱蜢满足条件的最小离地速度.39. 一根直的刚性毛发平放在光滑的桌面上,毛发的两端都坐着一只跳蚤. 如果毛发的质量 M 不是远远大于跳蚤的质量m ,它们能否同时以相同的速度和起跳角度起跳,变换位置而不在半空中撞在一起?40. 一个喷泉有一个小的半球形的喷嘴,位于水池中水的表面,如图. 玫瑰上有很多平均分布的小洞,通过这些小洞,水以相同的速度向不同的方向射出. 喷头形成的水“钟”的形状是怎样的?41. 一个质量为m ,带电量为Q 的粒子,受到重力和均匀水平电场(场强为 E )力的合力作用. 粒子以速度v 从平行于场强的竖直平面上抛出,与水平面间的夹角为θ,求粒子在回到初始点水平高度前,在水平方向上行进的最大距离.42. 一根均匀的棍子,质量为m ,长度为l ,其两端被两个食指水平支撑着. 缓慢地移动两个手指,使它们在棍子的质心汇合,棍子在这个食指或者那个食指上滑动.若静摩擦系数为静μs ,动摩擦系数为动μk ,在此过程中手指做了多少功?43. 四块相同的砖叠放在桌边.是否可能将它们水平滑动,使得最上面的砖能够突出到全部砖体在桌外?如果砖的个数可以任意增加,最上面的砖位移的理论极限是什么?44. 一块板,沿中线折成直角,放置在水平固定的半径为 R 的圆柱体上,如图.圆柱体和板之间的静摩擦系数需要有多大,才能使板子不滑开?45. 两个质量为m 1和m 2的塑料球叠放在一起(之间有很小的空隙),然后一起落在地面上. 比率m 1/m 2为多大时,上面的小球最终获得总能量中的部分最大?要使上面的小球弹起得最高,质量的比率需为多少?46. 一个玩具由三个悬挂着的钢球组成,球的质量分别为 M 、μ和m ,球的中心在同一水平面上. 将质量为M 的球在它们共同所在的平面上拉起,当其中心上升到h 高度时释放. 如果M ≠m ,所有的碰撞都是弹性的,则如何选择μ才能使质量为m 的球上升到尽可能高的高度?(忽略多次碰撞)47. 两个相同的哑铃在一个水平气垫桌上相向运动,如图. 每一个哑铃都被看做两个质量为m 的质点被一根长为l 2的无重杆相连. 初始状态哑铃并不转动. 描述哑铃弹性碰撞后的运动,画出哑铃质心运动速度-时间的函数曲线.48. 两个相同的光滑小石块 A 和 B 在结冰的湖上自由. 2L 的弹性绳相连,弹在t 性绳具有拉长一点就会崩紧的特性. = 0时刻, A 静止3.形水池上方的间T 中装了三分车赛道旁,由汽车从静止加速到 100 km 屏和光源. 当一个,然后透过自眼睛逐渐移远的腰三角形的玻璃三棱镜的玻璃棱镜,水平放置于桌面的多少倍?已知月亮的喜欢一起慢跑. 在锻炼过程中他们逐渐位置释功率为 P 时,可以保持在空于竖直地放置在桌子的一端,然后从静止忽略不计),但在就是面上用稻从一充满一层水(如图). 玻璃板之间的定在静止在丝线的一端,而是拉着丝线,一个小钢比从在x = y = 0,而 B 在x = L , y = 0,并以速度v 向y 方向运动.确定 A 和 B 在下列时刻的位置和速度:(i ) t = 2L /v ; (ii )t = 100L /v 49. 当一个空的长方水龙头打开后,经过时1水池将被水注满. 当水龙头关掉后, 打开水池底部的塞子,则水池经时间T 2将水排空. 如果水龙头和塞子都打开的话,将会发生什么现象?T 1/T 2的比率为多少时池中的水会溢出?作为特定的情况,令T 1 = 3 min, T 2 = 2 min.50. 一个圆柱形的容器,高为h ,半径为a ,容器之二的液体. 容器绕它竖直方向的轴以角速度ω旋转. 忽略任何表面张力的效应,求使液体不溢出容器边缘的最大旋转角速度Ω的表达式.51. 彼得站在汽/h 使用的汽油为xL ,推算出从 100 km/h 加速到 200 km/h 使用的汽油将为3xL . 彼得在物理课中学过动能与运动速度的平方成正比,假设汽油的化学能几乎全部转化为汽车的动能,即忽略了空气阻力赛道旁有一条铁路,也懂得一些物理学的保罗,坐在一列与汽车加速方向相反,并以 100 km/h 的速度匀速行驶的火车上,透过车窗观看比赛的开始,他是这样推理的:既然第一阶段汽车从100 km/h 加速到200 km/h ,而第二阶段汽车从200 km/h 加速到300 km/h ,则第二阶段耗油为 (3002-2002)/ (2002-1002)x = (5/3)xL . 那么,彼得和保罗到底谁正确呢?52. 在光具座上放置着相距120 cm 的像透镜在二者之间移动时,可以找到两个能够在屏幕上呈现清晰图像的位置;已知在两种情况下这两个图像的大小(线度)之比为 1∶9. 请问透镜的焦距是多少?哪一个成像更加明亮?请给出两种成像的亮度值之比.53. 一个眼睛近视的人摘掉眼镜眼镜观察一个静止不动的物体. 他感到非常奇怪的是,开始时看到的物体逐渐变小,可是后来却又逐渐变大. 请解释一下其中的原因.54. 一个等水平放置于水中,两个腰与底边的夹角均为θ(如图). 一束位于水上于棱镜轴的入射光线,在棱镜内部经由玻璃`水界面的反射,然后又折射回空气中.取玻璃和水的折射系数分别为 3/2和 4/3, 请解释θ角至少应为 25.9°.55. 如图为一个四分之一圆柱形、平行于水面并且垂直上,一束均匀、水平光线入射于其竖直平面. 如果圆柱的半径为R = 5 cm ,已知玻璃的折射系数为n = 1.5,那么光透过棱镜后将在桌面的什么位置形成一个光斑?56. 在地球表面,太阳光是月亮光亮度反射率为δ = 0.07. 57. 安妮和安迪非常发现,跑步时他们运动的速度相差不大,但是走起路来安迪却总是较快. 用物理的观点该怎样解释跑和走的不同?58. 一个单摆和一个一端悬挂起来的均匀细杆自水平放,如图. 如果它们的长度相等,那么它们的周期之比是多少?59.当一架直升机发动机的输出中盘旋. 另外一架直升机完全是第一架的拷贝,但其线度只是前者的一半. 请问要使第二架直升机保持盘旋,发动机的输出功率应为多少?60. 一根均匀木棒近释放. 考虑以下两种极端情况,求出木棒离开桌面时它与竖直方向所成的角度.(i )桌面是光滑的(摩擦力可以桌子的一端刻有一个小槽(如图(a )所示).(ii )桌面是粗糙的(摩擦力很大),并且棱角很锐利,也说桌边的曲率半径和木棒的端面相比非常小. 木棒端面的一半突出桌子的边缘(如图(b )所示),这样保证了木棒由静止释放后将沿桌边旋转,木棒的长度远远大于它的直径.61.一支铅笔笔尖向下竖直放置在桌,然后释放倾倒.笔尖运动的方向,相对于铅笔倾倒的方向,与摩擦系数之间的关系如何?铅笔尖会离开桌面吗 (还是只有当铅笔“肩”与桌面接触时才会离开)?62. 半径为 R 1和R 2的两个肥皂泡草杆相连. 空气个肥皂泡进入到另一个(请指出空气的流动方向),进而第三个独立的肥皂泡R 3形成. 如果大气压为p 0,肥皂泡的表面张力是多少?测量这三个半径不同的肥皂泡是一种确定液体表面张力的合适方法么?63. 两个平行玻璃板之间距离为d ,板间夹的“水盘”的直径为 D >> d . 两板之间的相互作用力怎样?64. 一只蜘蛛把一条长 1 m 的“超弹性”丝线的一端固一堵竖直的墙上,丝线上某处静止地趴着一条小毛虫. 饥饿的蜘蛛,静止不动地呆在丝线的另一端,开始以 v 0 = 1 cm/s 的速度匀速拉动丝线. 同时,小毛虫开始以1 mm/s 的速度相对于丝线向墙的方向逃跑.小毛虫能够逃到墙上吗?65.如果在上题中蜘蛛不是朝着远离墙面的方向运动,结果会有什么变化?66. 把一些钉子水平钉在竖直放置的画板上.如图球从 A 点下落,经过画板上突出钉子(图中未画出)的反弹到达 B 点. 是否可能通过设置钉子的位置,来实现:(i )从 A 点经钉子的反弹到 B点直线路径 AB 无摩擦地滑动要快?(ii )钢球到达 B 点少于 0.4 s 吗?67. 一根绳子的一端固定在竖直的4墙面圆规时绳系路面上. 罐车没有使用棍上距离地穿着许多质量相同的珠平台上有一张桌子,桌子上放置一个大水柱与水玻为 h 上,另一端施以20 N 的水平拉力. 绳子的形状如图所示,求绳子的质量.68. 求解如图所示用一根细线悬挂,圆规张开多大的角度可以使其旋转点抬升得最高,假定圆规两臂的长度相等.69. 把长度分别为h 1、h 2、h 3的细于一个质量均匀、质量为W 的三角形板的三个顶点上,三个细绳的另一端固定在同一点上,如图所示. 请用细绳的长度、板的重量表示出每根绳子内部的张力.70. 一个装满液体的罐车静止在水平刹车,同时可以在路面上无摩擦移动,如图所示. 在罐车的后面底部有一出水孔,如果打开这个竖直的出水孔罐车将向哪个方向移动?罐车会保持这个移动方向吗?71. 如图所示,两个相距为 d ,水平、平行放置的小木各穿着一个小珠子,它们均可以在木棍上无摩擦地滑动。

物理学难题集萃-(增订本)

物理学难题集萃-(增订本)

物理学难题集萃(增订本)在浩瀚的物理学世界中,有一些问题如同宇宙中的黑洞,深深吸引着科学家们的目光,却又难以捉摸。

这些难题,不仅是科学界的挑战,更是人类智慧的试金石。

它们如同一座座高峰,等待勇敢的攀登者去征服。

一、量子力学中的测量问题量子力学,这个描述微观世界的理论,自诞生以来就充满了神秘。

其中,测量问题尤为引人注目。

当我们观察一个量子系统时,我们似乎总是得到一个确定的结果,但这个结果是如何从无数可能的状态中涌现出来的呢?这个问题困扰了无数科学家,至今没有一个令人满意的答案。

二、宇宙的起源与命运从大爆炸到黑洞,宇宙的起源和命运一直是物理学中最深奥的问题之一。

我们生活的宇宙是如何从无到有,又将在何时走向终结?这些问题不仅关乎物理学的本质,更触及人类对生命和存在的思考。

三、暗物质与暗能量的本质在宇宙中,有一种我们看不见、摸不着的物质,它不发光、不发热,却占据了宇宙总质量的很大一部分。

这就是暗物质。

而暗能量,则是驱动宇宙加速膨胀的神秘力量。

它们的本质是什么?它们是如何影响宇宙的演化的?这些问题至今仍是未解之谜。

四、弦论与多宇宙假说弦论,这个试图统一所有物理力的理论,提出了一个惊人的观点:我们生活的宇宙可能只是无数个宇宙中的一个。

这些宇宙可能有着不同的物理定律和维度。

而多宇宙假说,则进一步提出了一个更加大胆的观点:宇宙可能不断地从一个状态跃迁到另一个状态,形成一个无限循环的过程。

五、量子引力与时空的几何性质在量子力学和广义相对论的框架下,时空被描述为一个连续的几何结构。

然而,当我们试图将这两个理论结合起来时,却遇到了一个难题:量子效应会导致时空的几何性质变得不稳定,甚至出现奇点。

这个问题,被称为量子引力问题,是物理学中最为棘手的问题之一。

六、信息悖论与黑洞熵黑洞,这个宇宙中的吞噬者,吞噬着一切进入其视界的物质和信息。

然而,根据量子力学的原理,信息是不可能被完全消灭的。

这就引出了一个悖论:黑洞熵问题。

这个问题不仅关乎黑洞的本质,更触及了量子力学和广义相对论的根本原理。

高考物理物理学史知识点难题汇编附答案(6)

高考物理物理学史知识点难题汇编附答案(6)

高考物理物理学史知识点难题汇编附答案(6)一、选择题1.下列说法正确的是( )A.在国际单位制中,力学的基本单位是千克、牛顿、秒B.开普勒通过对行星运动规律的研究总结出了万有引力定律C.库仑在前人研究的基础上,通过扭秤实验研究得出了库仑定律D.法拉第首先发现了电流可以使周围的小磁针偏转2.在物理学的发展过程中,许多物理学家都做出了重要的贡献,他们也创造出了许多物理学研究方法。

下列关于物理学史与物理学研究方法的叙述中正确的是()A.物理学中所有物理量都是采用比值法定义的B.元电荷、点电荷都是理想化模型C.奥斯特首先发现了电磁感应现象D.法拉第最早提出了“电场”的概念3.电闪雷鸣是自然界常见的现象,古人认为那是“天神之火”,是天神对罪恶的惩罚,下面哪位科学家()冒着生命危险在美国费城进行了著名的风筝实验,把天电引了下来,才使人类摆脱了对雷电现象的迷信。

A.库仑 B.安培 C.富兰克林 D.伏打4.下面说法中正确的是()A.库仑定律是通过实验总结出来的关于点电荷相互作用力跟它们间的距离和电荷量关系的一条物理规律B.库仑定律适用于点电荷,点电荷就是很小的带电体C.库仑定律和万有引力定律很相似,它们都不是平方反比规律D.当两个点电荷距离趋近于零时,库仑力则趋向无穷5.下列对运动的认识错误的是A.亚里士多德认为质量小的物体下落快B.伽利略把实验和逻辑推理结合起来,发展了人类的科学思维方法和研究方法C.伽利略认为物体下落的快慢与物体的质量没有关系D.伽利略的比萨斜塔实验经过严谨的考证,只是一个美丽的传说,但这并不影响他在科学界的地位6.物理学中最早使用理想实验方法、发现万有引力定律、最早引入了电场概念并提出用电场线表示电场和发现电流磁效应分别由不同的物理学家完成,他们依次是()A.伽利略、牛顿、法拉第和奥斯特B.牛顿、卡文迪许、洛伦兹和安培C.伽利略、卡文迪许、库仑和奥斯特D.伽利略、牛顿、库仑和洛伦兹.7.以下说法符合历史事实的是()A.伽利略总结了导师第谷留下的大量天文观测数据,发现了行星三大定律B.库仑采用放大法,利用扭秤装置测出了万有引力常量.因此被誉为第一个称量地球质量的人C.法拉第首先提出了电场的概念,而且为了形象地描述电场,他又引入了电场线的概念D.牛顿对自由落体运动进行了深入仔细的研究,将理想斜面实验的结论合理外推,得出自由落体运动是匀变速运动8.科学发现或发明是社会进步的强大推动力,青年人应当崇尚科学在下列关于科学发现或发明的叙述中,存在错误的是A.安培提出“分子电流假说”揭示了磁现象的电本质B.库仑发明了“扭秤”,准确的测量出了带电物体间的静电力C.奥斯特发现了电流的磁效应,揭示了电与磁的联系D.法拉第经历了十年的探索,实现了“电生磁”的理想9.下列说法中正确的是()A.奥斯特发现了电磁感应现象B.牛顿通过理想斜面实验得出了维持运动不需要力的结论C.玻尔的原子理论成功地解释了氢原子光谱现象,推动了量子理论的发展D.光照在金属板上时,金属能否发生光电效应现象与入射光的强度有关.10.关于物理学史,下列说法中正确的是A.安培认为磁化使铁质物体内部产生了分子电流B.奥斯特实验发现了电流的磁效应,即电流可以产生磁场C.库仑通过实验测出了引力常量G的大小D.密立根通过实验测得元电荷e的数值为1×10-19C11.最早提出用电场线描述电场的物理学家是()A.牛顿 B.伽利略 C.法拉第 D.阿基米德12.在人类对物体运动规律的认识过程中,许多物理学家大胆猜想、勇于质疑,取得了辉煌的成就,下列有关科学家及他们的贡献描述中正确的是( )A.开普勒潜心研究第谷的天文观测数据,提出“万有引力定律”B.牛顿最早证明了行星公转轨道是椭圆,行星所受的引力大小跟行星到太阳距离的二次方成反比C.亚里士多德对运动的研究,确立了许多用于描述运动的基本概念,比如平均速度、瞬时速度以及加速度D.伽利略探究物体下落规律的过程中使用的科学方法是:问题→猜想→数学推理→实验验证→合理外推→得出结论13.下列有关物理学家的成就正确的是()A.法拉第发现了电流的磁效应B.安培提出了分子电流假说C.楞次发现了电磁感应定律D.奥斯特发现了判断感应电流方向的规律14.2014年诺贝尔物理学奖被授予了日本科学家赤崎勇、天野浩和美籍日裔科学家中村修二,以表彰他们发明蓝色发光二极管(LED),并因此带来新型的节能光源.在物理学的发展过程中,许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步,下列表述符合物理学史实的是A.开普勒认为只有在一定的条件下,弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比.B.奥斯特发现了电流的周围存在磁场并最早提出了场的概念C.牛顿认为在足够高的高山上以足够大的水平速度抛出一物体,物体就不会再落在地球上D.安培首先引入电场线和磁感线,极大地促进了他对电磁现象的研究15.下列关于科学家的贡献,描述不正确的是:()A.胡克发现了弹簧弹力与弹簧形变量间的变化规律B.亚里士多德将斜面实验的结论合理外推,证明了自由落体运动是匀变速直线运动C.伽利略科学思想的核心是把科学实验和逻辑推理结合起来,在该思想引领下人们打开了近代科学大门D.伽利略首先建立了平均速度、瞬时速度和加速度等概念用来描述物体的运动.16.下列叙述正确的是()A.开普勒三定律都是在万有引力定律的基础上推导出来的B.爱伊斯坦根据他对麦克斯韦理论的研究提出光速不变原理,这是狭义相对论的第二个基本假设C.伽利略猜想自由落体的运动速度与下落时间成正比,并直接用实验进行了验证D.红光由空气进入水中,波长变长,颜色不变17.在前人工作的基础上,利用如图所示装置进行定量研究,进而提出两个静止的点电荷之间相互作用规律的物理学家是A.库仑B.安培C.洛伦兹D.奥斯特18.下列说法正确的是()A.牛顿提出了万有引力定律,并通过实验测出了万有引力常量B.经典力学只适用微观、高速、强引力场C.库仑在前人研究的基础上,通过扭秤实验研究得出了库仑定律D.哥白尼提出了日心说并发现了行星沿椭圆轨道运行的规律19.在物理学的发展中,有许多科学家做出了重大贡献,下列说法中错误的是A.牛顿建立了速度、加速度等概念,并建立了牛顿三大定律B.爱因斯坦建立了广义相对论,并预言了引力波的存在C.伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法,是人类思想史上最伟大的成就之一,而且标志着物理学的真正开端D.伽利略通过逻辑推理论证了重物体不会比轻物体下落得快20.不是由伽利略首先建立起来的概念是()A.位移 B.瞬时速度 C.平均速度 D.加速度21.牛顿、霍金等许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程,下列说法正确的是()A.牛顿做了著名的斜面实验,得出轻、重物体自由下落一样快的结论B.开普勒对第谷观测的行星数据进行多年研究,得出了万有引力定律C.密立根最早通过油滴实验,比较准确地测出电子的电荷量D.卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析,提出了原子内部存在电子22.在伽利略的斜面实验中,小球从斜面A上离斜面底端为h高处滚下斜面,通过最低点后继续滚上另一个斜面B,小球最后会在斜面B上某点速度变为零,这点距斜面底端的竖直高度仍为h.在小球运动过程中,下面的叙述正确的是( )①小球在A斜面上运动时,离斜面底端的竖直高度越来越小,小球的运动速度越来越大②小球在A斜面上运动时,动能越来越小,势能越来越大③小球在B斜面上运动时,速度越来越大,离斜面底端的高度越来越小④小球在B斜面上运动时,动能越来越小,势能越来越大A.①② B.②③ C.①④ D.③④23.下列叙述与物理学史实不相符的是()A.伽利略最早提出瞬时速度、加速度等概念B.开普勒最早通过实验测定引力常量的数值C.密立根最早通过实验测定元电荷的数值D.法拉第最早提出电场、磁场的概念24.下列叙述中符合物理学史的是()A.赫兹从理论上预言了电磁波的存在B.麦克斯韦成功地解释了光电效应现象C.卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子有核式结构D.汤姆逊发现了电子,并提出了原子核式结构模型25.发现万有引力定律和测出引力常量的科学家分别是()A.牛顿、卡文迪许B.开普勒、伽利略C.开普勒、卡文迪许D.牛顿、伽利略【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除一、选择题1.C解析:C【解析】在国际单位制中,力学的基本单位是千克、米、秒,选项A错误;开普勒通过对行星运动规律的研究总结出了行星运动定律,选项B错误;库仑在前人研究的基础上,通过扭秤实验研究得出了库仑定律,选项C正确;奥斯特首先发现了电流可以使周围的小磁针偏转,选项D错误;故选C.2.D解析:D【解析】A项:加速度,不是比值定义法定义的,故A错误;B项:理想化模型是抓主要因素,忽略次要因素得到的,质点电荷都是理想化模型,元电荷不是,故B错误;C项:奧斯特首先发现了电流的磁效应,故C错误;D项:法拉第先提出电场的概念,揭示了电荷间相互作用就是电场对电荷的作用,故D正确。

10000个科学难题物理卷【可编辑】

10000个科学难题物理卷【可编辑】

10000个科学难题:物理卷具有绝对保密性的量子密码通讯Quantum Communication with Unconditional Security 大家也许会认为武器是取得战争胜利的绝对因素,看不到的却是战争背后的情报战。

在两次世界大战中,情报起了举足轻重的作用。

第二次世界大战中英国破译了德国的密码,美国破译了日本的密码,这些为胜利迎来了不可估量的优势。

因此如何保密和破译非常重要。

密码学具有很长的历史,中国是最早使用保密工具的国家之一,早在西周的时候就使用了一种叫做阴符的利用长度来表示战争结果的密码体系。

现代密码学使用数学的复杂性来进行加密和解密的。

加密和破译是一对纠缠着的矛盾,不断有新的加密方法发明,而又不断有密码体系被破译,而这又促进了新的加密方法的发明。

现在人们使用的密码系统有多种,如RSA方案和AES方案。

大多数银行和金融系统都是用RSA方案设置保密系统的。

这种方案在原理上并不是证明是绝对安全的。

它的原理是基于大数很难做质因子分解,现在还没有证明分解一个大数没有多项式步骤的算法。

虽然如此,现有的已知的最好算法需要指数函数步骤,用现在最先进的计算机也需要几百万甚至更长的时间才能完成。

从这个意义讲,RSA方案目前依然是安全可靠的。

但是如果量子计算机研制成功,就可以利用Shor算法,用三次方函数的步骤分解这个大数,从而破译RSA。

这就是说,量子计算机一旦发明,RSA方案密码系统就不再是安全的了。

同时,AES密码系统也可以由量子搜索方法破译。

传统密码学受到了量子计算机的灾难性的打击。

在对传统密码带来致命打击的同时,量子力学也为密码学带来了变革。

使用量子力学进行加密,我们可以构造不可破译的量子保密通信体系。

由于量子计算机可以破译现有的所有密码体系,一旦量子计算机研制成功,现有的密码体系就无法再使用。

量子密码体系不会被量子计算机攻破,随着量子技术的发展,量子密码通信的使用会越来越迫切。

有专家评述,量子计算机的研制成功将会给信息技术带来一场继个人电脑之后的另一次巨大不情愿而且是痛苦的冲击,信息技术中涉及到安全的所有硬件必须更换。

水流速度4ms假设水流的速度在各处都是相同的

水流速度4ms假设水流的速度在各处都是相同的

问题 16
如果双子星的任何一个的质量都等于太阳的质量,它们间的距离等于太阳和地球 之间的距离,那么它们旋转的周期是多少?
问题 17
(i)将一颗地球卫星送上圆形轨道所需要的最小发射速度是多少? (ii)将地球卫星送入两极轨道所需的能量要比赤道轨道高多少倍? (iii)空间探测器离开地球引力场需要多大的初始速度? (iv)对空间探测器而言,是离开太阳系需要的能量大还是撞击太阳需要的能量 大?
问题 4
地上铺着一张长而薄的柔软地毯。地毯的一端折起,以恒定的速度将折起的一端 向后拉,覆盖在地毯静止的部分之上。求地毯被拉起的部分质心的速度。如果地毯具 有单位长度和单位质量,求拉动地毯运动部 分所需的最小力量。
问题 5
4 只蜗牛在一个非常大的平台上各自做匀速直线运动,其运动路径的方向是随机 的, (但是没有平行的,也就是说任何两只蜗牛都可能相遇) ,但是没有任何两条以上 的蜗牛路径会相交于一点。如果 (4 × 3) 2 = 6 次可能相遇中的 5 次已经发生,我们是否 可以预言第六次相遇也会发生?
问题 49*
当一个空的长方形水池上方的水龙头打开后,经过时间 T 水池将被水注满。当水 龙头关掉后,打开水池底部的塞子,则水池经时间 T 将水排空。如果水龙头和塞子都 打开的话, 将会发生什么现象? T T 的比率为多少时池中的水会溢出?作为特定的情 况,令 T = 3 min, T = 2 min。
问题 45
两个质量为 m 和 m 的塑料球叠放在一起(之间有很小的空隙) ,然 上面的小球最终获得总能量中 后一起落在地面上。 比率 m m 为多大时, 的部分最大?要使上面的小球弹起得最高,质量的比率需为多少?
Á 46
一个玩具由三个悬挂着的钢球组成,球的质量分别为 M 、 µ 和 m ,球的中心在同 一水平面上。将质量为 M 的球在它们共同所在的平面上拉起,当其中心上升到 h 高度 时释放。如果 M ≠ m ,所有的碰撞都是弹性的,则如何选择 µ 才能使质量为 m 的球上 升到尽可能高的高度?(忽略多只小蜗牛所在的位置形成一个等边三角形,三角形的边长为 60 cm。第一只蜗牛 出发向第二只蜗牛爬去,同时,第二只向第三只爬去,第三只向第一只爬去,每只蜗牛 爬行的速度都是 5 cm/min。在爬行的过程中,每只蜗牛都始终保持对准自己的目标。经 过多长时间蜗牛们会相遇?相遇的时候,它们各自爬过了多长的路程?它们经过的路线 可以用怎样的方程来描述?若将蜗牛视为质点,那么在它们相遇前,绕着它们的最终相 遇点转了多少圈?
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10000个科学难题:物理卷具有绝对保密性的量子密码通讯Quantum Communication with Unconditional Security 大家也许会认为武器是取得战争胜利的绝对因素,看不到的却是战争背后的情报战。

在两次世界大战中,情报起了举足轻重的作用。

第二次世界大战中英国破译了德国的密码,美国破译了日本的密码,这些为胜利迎来了不可估量的优势。

因此如何保密和破译非常重要。

密码学具有很长的历史,中国是最早使用保密工具的国家之一,早在西周的时候就使用了一种叫做阴符的利用长度来表示战争结果的密码体系。

现代密码学使用数学的复杂性来进行加密和解密的。

加密和破译是一对纠缠着的矛盾,不断有新的加密方法发明,而又不断有密码体系被破译,而这又促进了新的加密方法的发明。

现在人们使用的密码系统有多种,如RSA方案和AES方案。

大多数银行和金融系统都是用RSA方案设置保密系统的。

这种方案在原理上并不是证明是绝对安全的。

它的原理是基于大数很难做质因子分解,现在还没有证明分解一个大数没有多项式步骤的算法。

虽然如此,现有的已知的最好算法需要指数函数步骤,用现在最先进的计算机也需要几百万甚至更长的时间才能完成。

从这个意义讲,RSA方案目前依然是安全可靠的。

但是如果量子计算机研制成功,就可以利用Shor算法,用三次方函数的步骤分解这个大数,从而破译RSA。

这就是说,量子计算机一旦发明,RSA方案密码系统就不再是安全的了。

同时,AES密码系统也可以由量子搜索方法破译。

传统密码学受到了量子计算机的灾难性的打击。

在对传统密码带来致命打击的同时,量子力学也为密码学带来了变革。

使用量子力学进行加密,我们可以构造不可破译的量子保密通信体系。

由于量子计算机可以破译现有的所有密码体系,一旦量子计算机研制成功,现有的密码体系就无法再使用。

量子密码体系不会被量子计算机攻破,随着量子技术的发展,量子密码通信的使用会越来越迫切。

有专家评述,量子计算机的研制成功将会给信息技术带来一场继个人电脑之后的另一次巨大不情愿而且是痛苦的冲击,信息技术中涉及到安全的所有硬件必须更换。

量子力学是20世纪自然科学最伟大的成就之一,它是描述微观物体运动的规律的理论体系。

它的许多观念同人们的日常生活经验以及经典物理学的概念有根本的不同。

在历史上爱因斯坦和玻尔就量子力学进行了一场长时间的争论,在当时的实验条件下,这些争论更像是哲学家之间的争论。

而随着科学技术的发展,这些争论可以通过实验来检验。

目前已有的实验结果都支持量子力学的理论预言。

而这些实验不但检验了理论,而且被应用于现代科学技术中。

量子力学与信息科学的结合产生了量子信息学。

量子密码通信就是量子信息学的一个部分。

超前的东西常常是是难于被时代所接受。

阳春白雪,曲高和寡。

量子通信的早期发展就是这样。

量子密码通信的思想是Wiesner在1976年提出的。

当时他将这个思想用于制作不可复制的电子货币, 他撰写一篇“共轭编码”的论文, 论文被编辑退稿, 未能引起人们的注意。

直到1983年该论文才在“Sigact News”上发表[1]。

这个思想确实超前,量子钞票的思想在当今也不会被大家所接受。

美国IBM 公司的Bennett 和加拿大蒙特利尔大学的Brassard 在70年代末了解到这个思想, 并在1984年提出第一个量子密钥分配的协议,从而宣告量子密码学的诞生[2]。

下面我们首先介绍量子测量的假设。

我们以单光子为例。

用单光子的偏振态来进行信息编码。

光子的偏振方向只有相互垂直的两个,而且它们与光子的传播方向垂直。

如果我们用图1左边的+基型的偏振测量仪进行测量,得到的结果只能是水平H 或者垂直V ,如果用图1右边的X 基型偏振测量仪测量,得到的结果只能是R 或者L 。

这是量子力学的测量原理决定的。

量子力学的测量原理告诉我们,只能得到一个测量物理量的本征值,就像上面的每一种偏振测量仪器的偏振状态。

如果一个光子处在偏振态L 上,它是X 基型偏振测量仪的本征态,如果用X 基测量仪进行测量,得到的结果还是L 。

但是如果我们用+基测量仪进行测量,我们就需要把L 在+基的本征态下展开,图1中已经给出,即2/)1|0(||〉〉+=〉L 。

我们这时候对光子进行测量只能得到H 或者V ,得到的每种结果的概率是50%。

如果光子的状态是)1|0|(|0〉+〉=〉a a a ψ则对其在+基中进行测量,得到H 的结果为20||a ,得到V 的几率为21||a 。

这时候态是归一化的,即1||||2120=+a a 。

同样的,如果在X 基中测量处在H 或V 状态上的光子的偏振得到的结果只能是L 或者R ,每种结果的概率是50%。

我们可以把光束看做是大量的单光子组成的体系,如果我们用X 基去测量处在H 状态上的光束,我们得到的结果是在L 和R 方向都有,只是每一种偏振光R 或者L 的强度只是入射的H 偏振光的一半。

这是大量光子的平均效果。

一个处在H 的单光子经过X 基偏振测量后只能是L 或者V 。

而大量的H 偏振光子经过X 基测量后,一半处在L 上,一半处在R 上,所以我们看到R 或者L 上强度为入射强度的一半。

)10(21)10(21-=+=R L RL10==V H HV图1:单光子的偏振方向。

左边我们称为+基,光子的偏振方向或者水平(H),或者上下(V);右边情况为X基,偏振方向或者为下方在左斜(L),或者下方在右斜。

编码的时候将H,R代表0,V和L代表1。

量子力学体系的这个性质与我们平常的经验极其不同。

经典物理中,测量对体系的影响是可以忽略的,而量子力学中不可忽略。

量子力学的测量假设是[3]:对一个处在状态〉ψ|上的量子力学体系进行力学量Ω测量,我们只可能得到Ω的某一个本征值ω,得到该本征值的几率是2|ω。

测量之后的瞬间,体系的状|〉|〈ψ态由〉ωψ|改变为本征态〉|。

测量假设有两点:一,测量以一定的几率得到某个本征值;二,测量后体系的状态发生变化,变成为相应测量得到的本征值所对应的本征态。

第二点叫做V on Neunman约化,或者叫态的塌缩。

我们平常看到的测量情况还复杂,例如在测量单光子之后,一般情况下被测的光子被探测器吸收了,产生雪崩效应。

如果要和测量假设对应,可以理解为,测量之后,我们知道了单光子的状态,单光子也消失,制备一个同样状态的单光子。

测量假设是从实验结果中总结和升华的结论,至今所有的实验都与该假设符合。

下面我们介绍量子密码通信的原理,我们以最早的量子密码通讯方案,Bennett-Brasard 1984方案,或者BB84方案[2]为例。

在这个方案中参与保密通讯的两方为Alice和Bob。

Alice向Bob发出一系列的单光子,每个单光子随机地制备在H,V,L和R四个状态上的一个。

这些态的编码如图1的说明所示。

光子到了Bob之后,Bob随机地选取+基或者X基对该光子进行偏振测量,得到的结果是H,V,L,或者R中的一个。

而这些状态编码是0和1的一个序列。

在传递和测量了足够数量的单光子之后,Alice和Bob把他们每次使用的测量基公布出来。

这个结果是公开的,任何人,包括窃听者Eve也知道。

Alice和Bob把使用相同形式的基的那些事例留下,把其他使用不同基的事例去掉。

由量子力学的测量假设知道,Alice和Bob的结果必须是一样的,这是一组完全随机的0和1组成的序列,经过接着的安全检测之后可以作为密钥。

安全检测的原理就是测量假设。

为了检测窃听,Alice和Bob把留下来的使用相同基矢的事例中随机地选取足够多的事例,把这些事例的结果公布出来进行比对。

比如说我们把留下的事例两个相邻的作为一组,从每一组里随机抽出一个,公布测量结果是1还是0,如果没有人窃听,比对的结果应该完全一致。

如果敌方间谍Eve对每一个光子都采用测量的方法进行窃听,则窃听后光子的状态发生塌缩。

由于Eve随机地挑选两种测量基中的一种进行窃听测量,因此她只有50% 的概率选对测量基。

对那些选错测量基的事例,她的测量改变了光子的状态,例如使得H变成L,当Bob在用+基进行测量的时候,他有50% 的概率得到H,50% 的概率得到V。

这样,Alice和Bob的这些公布事例中,从编码的结果看就会有25% 的错误率。

这时候Alice和Bob就知道有人窃听了。

他们就不再进行通信,告诉有关部门去检查通道的安全。

在实际的量子通道中,总是会有噪声造成一定的误码率。

这些噪声引起的误码和窃听引起的误码可以统一处理。

当误码率不高于一定的阈值的时候,可以使用量子纠错和秘密放大的技术,从有误码的这些裸码中提取安全性极高的密码。

具体可以提取多少密码取决于误码率的大小和安全性的要求,一般安全性要求越高,最后提取的密码的就越少。

这些都是通用的方法。

如果我们打个比喻,量子通信的载体单光子就好像一个一个的肥皂泡,非常脆弱,一测量就发生变化,合法的通信双方就可以发现有人窃听。

而我们现在所使用的通讯不具备这种能力。

打个比喻,经典通信中大量肥皂泡来代替量子通信中的一个肥皂泡,每个脉冲中有大量的单光子,窃听者把其中一个肥皂泡取出来测量,得到信息,而合法的通信双方没有发觉窃听。

量子密码通信的实验研究已经得到了长足的发展,基本上达到可以实际使用的阶段。

当让量子密码通信的技术还需要发展和完善。

目前,量子密码通信在光纤中的传播距离达到了100公里左右,在自由空间中的传输距离达到了23公里。

传输的比特率大约在每秒几百个比特。

图2:两步量子通信方案。

连接着的两个点代表一个EPR 对。

下面我们再看另外一个利用量子力学中的纠缠对进行量子通信的方案,两步量子通信方案,或者Long-Liu 方案[5]。

在图2中,用一条线连接起来的两个黑点代表一个EPR 对。

一个EPR 对可以有以下四个状态()()⎩⎨⎧−→←〉〉±=〉⎩⎨⎧−→←〉〉±=〉±±111010|01|21|010011|00|21|ψφ 后面箭头是状态的编码对应数字。

EPR 对是纠缠态,我们无法将这些波函数因式分解成每个粒子的波函数的乘积形式。

即使把两个粒子分得很远,它们也保持着这种纠缠的状态。

要读出两个粒子组成的EPR 状态必须同时将两个粒子一起测量,即进行联合测量。

如果只拿到其中的一个粒子无论如何变换和测量都无法读出两个粒子的状态。

Long-Liu 方案是这样的:1)Alice 制备一系列的EPR 对,这些EPR 对的状态是随机的;2)将这些EPR 对中一个粒子拿出来,构成一个粒子序列,将这个序列传送给Bob ;3)Bob 收到粒子序列后,通知Alice 他已经收到了这一部分。

Alice 随机从自己手中的粒子序列中挑选出一部分进行测量,并且告诉Bob 对收到的粒子序列中的对应的粒子也进行测量。

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