物理学中的世界级难题与未解之谜
彭亚峰
pengyf5@https://www.doczj.com/doc/744180985.html,
2016年12月15日于北京一.世界级难题
当今物理学中存在不少的问题，有些问题非常难以解决而成为世界级难题。有的难题已经历经了三百多年；有的难题在众多科学家的努力下也一筹莫展；有的难题在计算机的辅助运算下也未能破解。
划分世界级难题的依据是什么？1900年，数学家希尔伯特曾经提出了数学上的23个难题。物理学中的世界级难题却没有像数学中的23个难题那样有着统一的标准内容。这样就有必要提出一个划分标准。如果一个问题存在长达百年，也就是说大约经过了三四代人的努力仍然未能得到解决，就可以将该问题作为世界级难题了。
以下是作者了解到的部分物理学世界级难题。如果您了解更多的内容，欢迎交流探讨。
No. 1万有引力的作用机制问题
众所周知，牛顿于三百多年前发现了万有引力的作用规律。对于引力是如何产生的之问题，牛顿却未能给出答案。
20世纪初，爱因斯坦在广义相对论中建立不同的引力理论，指出引力是物质存在影响了空间形变的结果，物体沿弯曲空间中的“直线”运动。广义相对论运用了引力质量与惯性质量等效这一现象与事实，却未能指出为什么；对于暗物质引力问题也束手无策。广义相对论预言的“引力波”虽然已经声称得到了实验的证实，却未指出与万有引力对称的斥力是否存在。爱因斯坦后半生曾致力于研究相互作用的大统一，但未能如愿以偿。
量子理论已经提出了近一个世纪，然而量子引力理论仍然未能建立。
各种弦理论/超弦理论被认为是最有可能解决四种相互作用的统一理论，但目前仍然未能解决理论面临的各种问题。
判断引力理论完善与否的必要条件有：
（1）揭示引力的作用机制及其本质。
（2）完善引力的性质；解释引力质量与惯性质量等效的根本原因；解决与万有引力对称的斥力是否存在，在什么条件下存在的问题。
（3）解决力的统一问题。
（4）解决量子引力理论的建立问题。
（5）解决暗物质引力问题，明确广义相对论中“引力”的本质。
（6）协调各个引力理论，解决理论之间的相融性、兼容性问题。
（7）获得并通过实验的检验。
根据以上判决条件，可以说经典引力理论、广义相对论的引力理论、量子引力理论、弦理论/超弦理论都是不完善的。既然如此，引力问题就是物理学中重要的未解之谜；它引起了广泛的关注与研究。自牛顿发现万有引力定律以来的三百多年时间里，竟然暂时无人能全面破解引力问题。
No. 2引力质量与惯性质量相等的根本原因
众多实验已经证明引力质量与惯性质量的确相等，但其根本原因仍然未能完全破解。该问题与万有引力的作用机制相关，可以将该问题列为万有引力问题的分支问题。由于破解该问题及其困难，所以也可以单列为一个世界级难题。自1890年厄缶开始用实验来验证这一结论至今，该问题已经存在一百二十年有余。
No. 3万有引力的对称斥力与“斥力子”问题
无论是理论上，还是现实观测中，都未能发现与万有引力对称的斥力。如果引力波被证实，则引力子也就被默认为存在。根据对称性，从理论上讲，与之对称的“斥力波”、“斥力子”也应该存在。然而物质结构的标准模型中只有引力子而无斥力子。这是为何呢？该问题也是与引力相关的问题；遗憾的是该问题的研究并不热门。从引力、斥力的角度，该问题可以从牛顿发现万有引力算起，这一问题已经存在三百多年了；从引力子、斥力子的角度，该问题可以从标准模型中引申出来，则这一问题至少存在了半个世纪。
No. 4相互作用的大统一问题
根据相互作用的表现，物理学将相互作用划分为：万有引力、电磁力、强相互作用、弱相互作用四种。为什么要统一相互作用力呢？让它存在不是也很自然的事情吗？科学家相信，这四种作用有可能是一种作用在不同条件下的表现。爱因斯坦曾经致力于该项统一工作，但未能如愿。以此计算，该问题已经存在约百年了。
如果万有引力的作用机制问题被解决了，相互作用力的统一问题就很有可能得到解决。
No. 5量子引力理论的建立问题
在物理学高度发达的今天，量子引力理论仍然未能建立，不得不说这是物理学的一大遗憾。该问题没有显著的时间作为计算起点，如果以量子理论的建立初期起计，该问题存在约百年了。
前述问题都与引力问题相关。可见，如果不解决第一个问题，后续的问题是
很难突破的。这就找到了解决这一系列问题的先后顺序；违反这一顺序可能会事倍功半。
No. 6弦理论及其对力的统一问题
弦理论（含超弦理论等各种弦理论）能否实现对相互作用力的统一呢？目前仍然是个未解之谜。弦理论基本上是建立在高深的数学基础上的，非专业学者望尘莫及。该问题自弦理论诞生以来，虽然只有约半个世纪左右，但其难度极高，这里也将其列为物理学的世界级难题之一（这是一个“早产”的世界级难题）。
当然，可以将以上问题归纳为两个大问题，一个是引力问题，一个是力的统一问题。
No. 7湍流的形成机制问题
湍流（紊流）是流体中非常混乱的流动现象，常常产生发散或收敛的涡旋，而且这些涡旋会不断的变化，几乎不能预测其流动的状况。由湍流引申出来两个问题，一是物理学中的湍流的机制，一是数学上的N-S方程的求解相关问题。
传说德国科学家海森堡曾经说：“我将带着两个问题去问上帝，相对论和湍流；我真的相信上帝对第一个问题会有答案”。其含义是海森堡自己已经有了关于相对论问题的结果，只是还不能肯定，需要借助于外力；对于湍流的作用机制却一点眉目也没有。从十九世纪上半页发现纳维-斯托克斯方程（简称N-S方程）起计，湍流的形成机制这一难题已经存在一个半世纪了。
在数学上，N-S方程的求解相关问题，于2000年被美国克雷数学研究所列为千禧年大奖难题之一，曾设立百万美元大奖。在大奖的推动下，该问题也未能完全解决。可见其难度之高。
这些问题能得到解决吗？如何解决？这些问题的解决将对物理学产生怎样的影响？
二.物理学中的未解之谜
这些问题对物理学来说，具有及其重要的意义。任何一个问题的真正解决，都将影响物理学，影响人类的认知。当然，有些问题的解决一旦获得实验的验证，还有可能冲击诺贝尔物理学奖。
No. 1暗物质问题
按照万有引力定律，高速旋转星系的中心须有大质量星体或大质量物质，由它们的万有引力提供强大的向心力，否则这样的高速旋转星系就会因为没有足够的向心力而离心远去。观测表明其中心并无可见的星体，有科学家推测这可能是不可见的“暗物质”导致的。
暗物质问题仍然可以归结为引力问题。广义相对论的引力理论能解决这一问题吗？如果广义相对论的引力理论是完善的，它就能够解决该问题；目前仍然没
有肯定的结论。
借用百度百科中关于暗物质篇章中的介绍——“诺贝尔物理学奖获得者李政道教授曾多次指出：‘暗物质是笼罩二十世纪末和二十一世纪初现代物理学的最大乌云，它将预示着物理学的又一次革命。’”
No. 2宇宙膨胀问题
观测表明，河外星系发射到地球上的光线普遍出现了红移。其红移量与距离成正比，根据哈勃定律计算得出星系正在远离地球；绝大部分的星系都远离地球，可以认为这种远离现象是宇宙膨胀的表现。后续的观测与计算表明宇宙不仅膨胀而且正在加速膨胀。由此逆推得出，宇宙最初有可能是从由物质与能量密度无穷大的“奇点”发生大爆炸并膨胀而来。如果宇宙继续膨胀下去，其物质与能量密度将变得及其稀薄而终结。这就是由红移理论演绎出来的宇宙奇点、宇宙大爆炸、宇宙膨胀的宇宙观。
宇宙膨胀的原因是什么？其驱动力来至何处？宇宙膨胀理论还面临哲学困难。大爆炸之前，物质与能量是否存在，以什么形式存在，为何以这么高的密度存在？是什么原因导致了大爆炸？如果一直膨胀下去，宇宙将怎样终结？物质与能量转换到哪里去了？物质与能量的守恒规律是否会被破坏？
与宇宙相关的问题还有：宇宙是有限的还是无限的？宇宙有无开端，会不会终结？平行宇宙存在吗？
No. 3暗能量问题
宇宙膨胀的原因或动力来源是什么呢？这一问题是宇宙膨胀理论最大的困惑。有学者认为，如果空间中存在一种暗能量，它具有负压强，则它就有可能推动宇宙膨胀。可见暗能量是为了解释宇宙膨胀原因而提出的假说。虽然是假说，但根据一些理论计算表明，暗能量占据宇宙68.3%的质能；暂时还不能因其是假说而否定暗能量的存在。暗能量具有什么性质，如何作用于宇宙膨胀？这些问题的渊源与宇宙膨胀问题有关，再早可以追溯至广义相对论；不过暗能量名词的提出却比较晚。
暗物质问题与暗能量问题已经成为二十一世纪最热门的科研课题，也是最为神秘的两个问题。
No. 4物质结构问题
虽然物质结构的标准模型已经成熟，大多得到了实验的验证；但物质结构的问题还不少。为什么物质比反物质多？夸克为什么会禁闭？自旋量子数的物理意义是什么？微观粒子为什么会自旋？中微子的性质与结构及其原因是什么？为什么电子、质子、中子三者的磁矩并不按照电荷的对称性而对称，是否与对称性破缺有关？电流、电子的结构，摩擦生电的机制如何？基本粒子的性质与孤立子的性质为何这么相似，这说明了什么？宇宙中、自然界中广泛存在螺旋结果的原因什么？所有粒子是否只由一种单一粒子构成，这一猜想可能是物质结构的终极问题。
No. 5对称性破缺问题
虽然宇称不守恒已经被实验证明，其理论也被物理学界认可；但对称性破缺的问题仍然未能完全尘埃落定。为什么物质比反物质多？宇宙膨胀理论给出了解释，但还有很多非对称现象未能解决，例如电子、质子、中子三者的磁矩并不按照电荷的对称性而对称。各种对称性破缺的问题是否都是一个原因导致的呢？能否找到一个对称性破缺的原因，对所有对称性破缺都有效呢？这是对称性破缺的核心问题；该问题仍然未得到完全解决。
No. 6磁单极子问题
二十世纪三十年代，英国物理学家保罗·狄拉克（Paul Dirac）根据数学运算从理论上预言了磁单极粒子的存在。当然，也有反对的声音，认为磁单极子不存在。如今，探寻磁单极子的科研工作非常热门，但目前仍然没有得到公认的肯定结果。磁单极子在理论上是否存在，能否探寻到磁单极子，这是磁单极子问题的核心。
No. 7惯性质量的来源问题
惯性质量的来源已经由希格斯机制给出，并获得了肯定；而且希格斯粒子也于2013年3月被发现。奇怪的是某些孤立子也具有惯性质量，这又是为何呢？这两种不同的惯性质量是否起源于相同的机制呢？能否得到更为简洁的惯性质量来源的机制呢？惯性质量的来源问题并没有终结，它仍然是一个未解之谜。惯性力真实存在吗，其施力物体是谁？
No. 8混沌现象及其理论的问题
经典力学研究的的是确定的力学系统，可以在一定精度上预测运动系统的未来。与之不同的是混沌系统，这类系统既具有某种规律性，但又具有某种不确定性，几乎很难预测其运动的未来。其实，混沌系统才是宇宙中的主角，其存在范围非常广泛，除了在物理世界中常见，在生物繁衍中、经济活动中都有所体现。
对混沌的研究已经取得显著的成果，不过仍然还有一些问题等待着人们的研究。例如流体中产生湍流的机制是什么，这一问题已经成为世界级难题。混沌系统与经典力学系统的本质区别如何？混沌系统往往是非线性系统，其偏微分方程很难求解，如何进一步研究混沌系统？
No. 9量子世界中的反常问题
从黑体辐射中，发现其辐射的能量在某条件下是以不连续的量子化能量辐射出来的，由此打开了量子理论的大门。量子的性质与宏观世界的性质出现了较大的差异：宏观世界中能量变化是连续的，量子世界中能量分布、能量辐射是非连续的；早期认为宏观物体没有波动性，量子不仅有粒子性也有波动性；宏观物体的物理量是能在一定误差范围内较为准确测量的，量子的某些性质却测不准，满足测不准原理；狭义相对论否定了超光速运动的存在，量子纠缠态之间“似乎”
存在无穷大速度；宏观物体只能存在某个范围之内而不可能存在于该范围之外，量子存在于某指定范围之外的概率并不为零；宏观物体的状态只能是处于多个状态中的一个，量子却可以处于多个状态的叠加态之中；描述波动性的薛定谔方程的物理意义是什么？……
目前，把这些反常性质视为量子的性质存在与量子理论中。也许量子的确拥有这些性质，但是如何理解呢？或者这些性质并非量子的独特性质，而宏观物质也具有类似的性质？有些问题仍然是悬而未决的。
No. 10物理学中的佯谬或悖论问题
典型的佯谬或悖论有：EPR悖论、祖母悖论、薛猫悖论、奥伯斯佯谬、茶叶佯谬、双生子悖论（时钟佯谬）等等。需要解决这些问题吗？能否得到解决，如何解决；这些佯谬或悖论的解决能否推动物理学的发展？
关于佯谬或悖论的问题还牵涉到更深层、更核心的问题，那就是理论的自洽性问题，不同理论之间的兼容性或相融性问题。现代物理学还没有完全解决理论的自洽性问题、理论之间的相融性问题。
No. 11相对论的问题
相对论是现代物理学的重要组成部分，但其中的问题仍然不少：狭义相对论的自洽性问题（双生子悖论或时钟佯谬）；狭义相对论与广义相对论的时空观冲突问题（狭义相对论强调时空的可变性，广义相对论强调坐标变化下的不变性，二者的时空观冲突）；狭义相对论中运动速度趋近于光速时，运动质量趋近于无穷大的问题；狭义相对论的光速不变原理与超光速现象、低光速现象矛盾；光是否需要传播介质，以太是否存在，以太与暗物质有何关系？广义相对论与量子理论的相融性问题；广义相对论引力的本质问题，广义相对论预言的引力波的本质问题（电磁波的自旋为1，引力波的自旋为2，二者的性质并不相同，可见引力波并不是电磁波）；如何理解广义相对论中的光线弯曲、空间弯曲；广义相对论的场方程求解困难问题，有无替代理论的问题……
有些问题已经得到了解释，但还有些问题仍然未能解决。
No. 12时空问题
时间究竟是什么？时间存在吗？时间是无限的吗？时空究竟具有绝对性还是具有相对性？时间虫洞存在吗？能否利用时间虫洞回到过去、穿越到未来？时间是单向流动的吗？时间倒流吗？时间反演后的对称性在什么条件下成立，在什么条件下不成立？对于人们最熟悉的时间，存在的问题却不少。
宇宙的空间是平坦的还是弯曲的？空间是三维的还是四维或者十维的？运动究竟是相对的还是绝对的？绝对时空与相对时空矛盾吗？如何理解或解决这一矛盾？
No. 13人择问题
宇宙为什么存在，生命为什么存在，物质与能量为什么不灭，物理学常数为
什么是现在测量到的数值，这些问题都是关于客观存在的问题。因为找不到这些问题的答案，常常用他本身就是这样，或者是上帝的安排与设计来回答，或者正是因为人类的存在它们才是现在的状态。这种原因与结果之间的关系被称之为人择原理、人择问题。对人择原理、人择问题的探讨也颇为激烈。
No. 14大统一理论与万物理论问题
狭义的万物理论指一种描述相互作用的大统一理论；广义的万物理论指Theory Of Everything，即包罗万象的万物理论。相互作用的大统一理论能得到建立吗？爱因斯坦曾经致力于相互作用的大统一工作，但未有结果。所有物理事物都服从一个规律吗？广义的万物理论存在吗？如果存在，它是什么呢？如果不存在，为什么？
No. 15天文学中的问题
宇宙中的星系为何以涡旋状分布？双星系统的向心力由何而来，是暗物质提供的吗，暗物质是如何提供的向心力？黑洞存在吗？黑洞的引力波是如何俘获光子的（如果引力波与光子等速，引力波就不可能俘获光子）？宇宙中各种结构为何具有自相似性？
当然，还有其他一些未解之谜。欢迎交流探讨。
一、第四章 运动和力的关系易错题培优（难） 1．如图所示，在竖直平面内有ac 、abc 、adc 三个细管道，ac 沿竖直方向，abcd 是一个矩形。将三个小球同时从a 点静止释放，忽略一切摩擦，不计拐弯时的机械能损失，当竖直下落的小球运动到c 点时，关于三个小球的位置，下列示意图中可能正确的是（ ） A ． B ． C ． D ． 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】 设ac d =，acb α∠=， 设小球沿ab 、bc 、ac 、ad 、dc 下滑的加速度分别为1a 、 2a 、3a 、4a 、5a 。 根据牛顿第二定律得 15sin sin mg a a g m α α=== sin(90) 24cos mg a a g m αα?-== = 3a g = 对ab 段有
2211111 sin sin 22 d a t g t αα= = 得 12d t g = 对ac 段有 2312 d gt = 得 32d t g = 对ad 段有 2244411cos cos 22 d a t g t αα= = 得 42d t g = 所以有 124t t t == 即当竖直下落的小球运动到c 点时，沿abc 下落的小球恰好到达b 点，沿adc 下落的小球恰好到达d 点，故ACD 错误，B 正确。 故选B 。 2．如图所示，倾角θ=60°、高为h 的粗糙斜面体ABC 固定在水平地面上，弹簧的一端固定在BC 边上距B 点 3 h 高处的D 点，可视为质点的小物块Q 与弹簧另一端相连，并静止于斜面底端的A 点，此时小物块Q 恰好不接触地面且与斜面间的摩擦力为0。已知小物块Q 与斜面间的动摩擦因数μ= 3 ，小物块Q 所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g ，下列说法正确的是（ ）
世界八大超自然未解之谜 1.球状闪电球状闪电，俗称滚地雷。通常在雷暴时发生，为圆球形状的闪电。这是一种真实的物理现象。它十分亮，近圆球形，直径约15至40厘米不等。通常仅维持数秒，但也有维持了1至2分钟的记录。颜色除常见的橙色和红色外，还有黄色、紫色、蓝色、亮白色、幽绿色的光环，呈多种多样的色彩。 2. 仙女圈科学家在非洲南部纳米比亚的荒漠草原中，发现一种被称为“仙女圈”的神秘裸点。这种圆形怪圈的 大小从直径6.5英尺到40英尺不等。小圈可存活约24年，而较大圈的“寿命”约有75岁。这些怪圈在草原中自然形成、维持原貌，然后在多年后无缘无故地消失，迄今没有人知道原因。3、百慕大三角在百慕大三角这个地区，已有数以百 计的船只和飞机失事，数以千计的人在此丧生。从1880到1976年间，约有158次失踪事件，其中大多是发生在1949年以来的30年间，曾发生失踪97次，至少有2000人在此丧生或失踪。这些奇怪神秘的失踪事件，主要是在西大西洋的一片叫“马尾藻海”地区，这儿有世界著名的墨西哥暖流以 每昼夜120-190千米流过，且多漩涡、台风和龙卷风。4.动物雨鱼、青蛙和鸟都可以和雨一同降下来。有时降落下来的动物还是活的，但其它情况下，它们要么被冻死要么被摔死。从加利福尼亚到英国再到印度，不断出现有关动物雨的报道：
一些小动物，例如鱼、青蛙和蛇偶尔会出人意料地从空中落下，有时候是在离水域数公里远的地方。科学家解释说，动物雨可能是龙卷风造成的。在湖泊或海洋上方急速旋转的海上龙卷风可能会把水以及水里的一切东西带进云层中。这些暴风云中的强风则携带着卷进来的东西长途穿行，然后一股脑儿的将它们倾倒在毫无准备的人或建筑物之上。5.鲸鱼搁浅每年大约有2千头鲸鱼会自动搁浅，实行集体自杀行为。科学家和生物学家对此有许多不同的解释，但都未得到证实。 6.神秘史前黑球之谜1975年，乌克兰一个农庄采土工地8 米深的地层中，发现了一个神秘的黑球。据地质资料显示，这里8米深地层的年龄为1000万年。人们发现，这个黑球具有很强的生物场，特异功能者在距黑球二极20厘米远的 位置时，用手就能感觉到黑球生物场的存在。黑球壁厚约1毫米，表面的2/3覆盖着一层灰黄色软质层，从黑球的俯视图照片上能看见它表层的一处裂口。黑球表面1/3被磨损，研究表明，黑球是用极黑色的玻璃制成的，光线不能穿透球体，但黑球却对光有反射或散射现象。不过，这个神秘黑球到底是怎么被制造出来的，目前还是个未解之谜。7.中国的魔鬼三角“鄱阳湖魔鬼三角“处于北纬30度的危险区域，它在江西都昌县多宝乡，是鄱阳湖连接赣江出口的狭长水域，人们称其为老爷庙水域，有“拒五水一湖于咽喉”之说,自古以来这里翻沉了无数的船只。关于沉船原因，到底是因为地下磁
1 【单选题】关于化学能的说法错误是 A、原子与原子之间的反应能量 B、原子与分子之间反应能量 C、分子与分子之间反应能量 D、电子与电子之间反应能量 我的答案：D 得分： 25.0分 2 【单选题】爱因斯坦的质能公式告诉我们 A、质量可以转换为能量 B、能量是质量的一半 C、能量与质量平方成正比 D、能量与速度成正比 我的答案：A 得分： 25.0分 1 【单选题】如果航天飞机重50吨需要 A、1万加仑汽油 B、1.5万加仑 C、2万加仑 D、5万加仑 我的答案：B 得分： 25.0分 2 【单选题】十万分之一克物质大约相当于 A、一万亿焦耳 B、一亿焦耳 C、一千万焦耳 D、一百万焦耳 我的答案：A 得分： 25.0分 1 【单选题】我们人类现在是 A、一类文明 B、0.7类文明 C、二类文明 D、三类文明 我的答案：B 得分： 33.3分 2 【单选题】工业革命前人类主要消耗的能源是 A、人力和畜力 B、煤炭 C、电力
D、水力 我的答案：A 得分： 33.3分 1 【单选题】熵是物理学家在 A、二十世纪初发现的 B、十八世纪发现的 C、牛顿发现的 D、十九世纪发现的 我的答案：D 得分： 33.3分 2 【单选题】热量会 A、与熵无关 B、增加熵 C、从温度低的地方向温度高的地方传 D、减少熵 我的答案：B 得分： 33.3分 1 【单选题】熵与什么成正比 A、系统所占的体积 B、系统的温度 C、系统相空间体积的对数 D、系统的压强 我的答案：C 得分： 25.0分 2 【单选题】最先发现熵的微观定义的是 A、克劳休斯 B、玻尔兹曼 C、普朗克 D、爱因斯坦 我的答案：B 得分： 25.0分 1 【单选题】一个人的大脑的熵 A、随着时间增大 B、随着时间减少 C、不随时间变化 D、与信息量成正比 我的答案：A 得分： 0.0分 2
初二物理期末复习错题整理 1.机械钟表的发条是利用了材料的_______ （17） 2.体积和质量都相同的铝球、铁球和铜球，下列说法中正确的是（）（21） A．铝球可能是实心的，而铁球和铜球一定是空心的 B．铝球一定是空心的，而铁球和铜球也是空心的 C．铜球是实心的，铁球和铝球也是实心的 D．铜球是空心的，而铝球和铁球是实心的 3.2011年6月9日晚，湖南洞庭湖区降雨量达到200mm，相当于1m2面积上降水（） kg， 大雨覆盖了洞庭湖区1500km2的面积,持续一小时，最后全部汇入洞庭湖，洞庭湖的蓄水量增加（）t。（24） 4.关于粒子和宇宙，下列说法正确的是（） A．分子是不可再分的最小粒子 B．用鼻子嗅气味能鉴别醋和酱油，表明分子在运动 C．磁铁能吸引大头针，说明分子间有引力 D．宇宙是一个有层次的天体结构系统，太阳是宇宙的中心（41） 5.如果列车速度增大，它受到的阻力____（>//
十大科学未解之谜 当黑死病肆意在中世纪的城市中穿行时，没有人知道这种可怕疾病的成因和传播方式。直到很多年以后，我们才搞清楚原来是老鼠和细菌作的祟，堪称科学史上的一座里程碑。几个世纪以来，科学家们日复一日地研究那些难以理解的问题。然而即使有高智商的科技人员以及全球化的信息网络，有些问题依旧难以解答。当然，有的人可能会反驳说那只是因为人类现在想解答的问题越来越深奥了而已。人死了以后到底会怎么样？为什么只有地球上有生命？如果真的 有人在操纵这个世界，他是谁？是全能的神祗？还是一些唯物的科学规律在决定我们的存在与否？偶尔，在走过几个世纪的错路以后，我们终于误打误撞地对正确的问题做出了正确的回答，比如说疾病为什么会传染。但更多时候，我们也会因自身的认知缺陷陷入黑暗的谜团，困惑这一切究竟有何意义。更有些问题，甚至困难到了我们的子孙多代都无法顺利解答的地步。但是人类不会放弃，我们会锲而不舍地努力。 10.人为什么会做梦？在上一次梦境探险中，你带着亮粉色的软帽，一边砍掉了一只六腿兔子的脑袋，一边歇斯底里地吼道“祝你一生平安”。你不知道这个梦是否有什么特殊意义，除非你很清楚那是因为你磕了药，或者是因为你前天吃了不新鲜的胡萝卜。科学家和睡眠专家通常都能观察出人是否在
作梦。睡眠周期里的快速眼动（REM: rapid-eye movement）阶段是人做梦的时候。你可以辨识出一个人（甚至你的汪星人或者喵星人）是否正处在快速眼动睡眠，因为在这个阶段他们的眼球会来回摆动，身体也会抽搐。此时人的脑电波是相当活跃的，就跟醒着一样。但研究人员其实并不知道做梦这个行为存在的原因和意义。它可能是一种回顾或者是释放日常压力的方式，可能是一种人类无意识的思考和解决困难的方式，也可能是一种大脑在应对威胁和危险的自我保护。做梦有可能是一个大脑对信息进行分类，归档和储存，从而产生短期和长期记忆的生化反应。也许它在帮助你协调和解释过去和当下的经历，从而准备好应对未来。无论做梦的原因是什么，它都是人类的基础生理活动。它常常出现在我们的生活里，让我们的日子丰富多彩，并且时刻提醒着我们自己的内在世界其实和外面的世界一样的奇怪、一样的深不可测。9.如何治愈癌症？癌症是人类的常见恐惧之一。仅仅看美国，每年就有超过50万人死于各种各样的癌症。然而尽管人们对癌症越来越熟悉，这依旧是一种让人不寒而栗的疾病。癌症有很多种形式，并且能影响到人体的不同部位。它的特点就是细胞的增殖不受控制。癌细胞不停增殖，肿瘤由此变大，扩散，逐步摧毁我们的身体，最终导致死亡。癌细胞的产生来源于基因突变。基因是人体各种功能的源代码，自然也包括细胞生长。这些突变发生的原因可以是某些特定
力与运动的两类问题 【学习目标】 1.明确用牛顿运动定律解决的两类问题; 2.掌握应用牛顿运动定律解题的基本思路和方法． 【要点梳理】 要点一、根据运动情况来求力 运动学有五个参量0v 、v 、t 、a 、x ，这五个参量只有三个是独立的。 运动学的解题方法就是“知三求二”。所用的主要公式： 0v v at =+ ①——此公式不涉及到位移，不涉及到位移的题目应该优先考虑此公式 201 2x v t at =+ ②——此公式不涉及到末速度，不涉及到末速度的题目应该优先考虑此公式 21 2x vt at =- ③——此公式不涉及到初速度，不涉及到初速度的题目应该优先考虑此公式 02 v v x t += ④——此公式不涉及到加速度，不涉及到加速度的题目应该优先考虑此公式 22 02v v x a -= ⑤——此公式不涉及到时间，不涉及到时间的题目应该优先考虑此公式 根据运动学的上述5个公式求出加速度，再依据牛顿第二定律F ma =合，可以求物体所受的合力或者某一个力。 要点二、根据受力来确定运动情况 先对物体进行受力分析，求出合力，再利用牛顿第二定律F ma =合，求出物体的加速度，然后利用运动学公式 0v v at =+ ① 2012x v t at =+ ② 2 12x vt at =-③ 02 v v x t +=④ 22 02v v x a -= ⑤ 求运动量（如位移、速度、时间等） 要点三、两类基本问题的解题步骤 1.根据物体的受力情况确定物体运动情况的解题步骤 ①确定研究对象，对研究对象进行受力分析和运动分析，画出物体的受力图． ②求出物体所受的合外力． ③根据牛顿第二定律，求出物体加速度． ④结合题目给出的条件，选择运动学公式，求出所需的物理量． 2.根据物体的运动情况确定物体受力情况的解题步骤 ①确定研究对象，对研究对象进行受力分析和运动分析，并画出受力图． ②选择合适的运动学公式，求出物体的加速度． ③根据牛顿第二定律列方程，求物体所受的合外力． ④根据力的合成与分解的方法，由合力求出所需的力． 要点四、应注意的问题 1.不管是根据运动情况确定受力还是根据受力分析物体的运动情况，都必须求出物体的加速度。
物理学中的未解之谜 上一篇文章给出了7个物理学中的世界级难题；本篇将给出15个未解之谜；并在以后的文章中将探讨这些未解之谜的可能解决方案。这些问题对物理学来说，具有及其重要的意义。任何一个问题的真正解决，都将影响物理学，影响人类的认知。当然，有些问题的解决一旦获得实验的验证，还有可能冲击诺贝尔物理学奖。No. 1 暗物质问题 按照万有引力定律，高速旋转星系的中心须有大质量星体或大质量物质，由它们的万有引力提供强大的向心力，否则这样的高速旋转星系就会因为没有足够的向心力而离心远去。观测表明其中心并无可见的星体，有科学家推测这可能是不可见的“暗物质”导致的。 暗物质问题仍然可以归结为引力问题。广义相对论的引力理论能解决这一问题吗？如果广义相对论的引力理论是完善的，它就能够解决该问题；目前仍然没有肯定的结论。借用百度百科中关于暗物质篇章中的介绍——“诺贝尔物理学奖获得者李政道教授曾多次指出：‘暗物质是笼罩二十世纪末和二十一世纪初现代物理学的最大乌云，它将预示着物理学的又一次革命。’”No. 2 宇宙膨胀问题观测表明，河外星系发射到地球上的光线普遍出现了红移。其红移量与距离成正比，根据哈勃定律计算得出星系正在远离地球；绝大部
分的星系都远离地球，可以认为这种远离现象是宇宙膨胀的表现。后续的观测与计算表明宇宙不仅膨胀而且正在加速膨胀。由此逆推得出，宇宙最初有可能是从由物质与能量密度无穷大的“奇点”发生大爆炸并膨胀而来。如果宇宙继续膨胀下去，其物质与能量密度将变得及其稀薄而终结。这就是由红移理论演绎出来的宇宙奇点、宇宙大爆炸、宇宙膨胀的宇宙观。宇宙膨胀的原因是什么？其驱动力来至何处？宇宙膨胀理论还面临哲学困难。大爆炸之前，物质与能量是否存在，以什么形式存在，为何以这么高的密度存在？是什么原因导致了大爆炸？如果一直膨胀下去，宇宙将怎样终结？物质与能量转换到哪里去了？物质与能量的守恒规律是否会 被破坏？与宇宙相关的问题还有：宇宙是有限的还是无限的？宇宙有无开端，会不会终结？平行宇宙存在吗？No. 3 暗能量问题宇宙膨胀的原因或动力来源是什么呢？这一问 题是宇宙膨胀理论最大的困惑。有学者认为，如果空间中存在一种暗能量，它具有负压强，则它就有可能推动宇宙膨胀。可见暗能量是为了解释宇宙膨胀原因而提出的假说。虽然是假说，但根据一些理论计算表明，暗能量占据宇宙68.3%的质能；暂时还不能因其是假说而否定暗能量的存在。暗能量具有什么性质，如何作用于宇宙膨胀？这些问题的渊源与宇宙膨胀问题有关，再早可以追溯至广义相对论；不过暗能量名词的提出却比较晚。暗物质问题与暗能量问题已经成为二
初三物理易错题及典型题 1、 一油轮满载时排开水的体积为200m 3 ,则该油轮受的浮力为___________,若在某港口御下80 m 3 密度为 0.8×103㎏/ m 3的汽油后,油轮浸入水中的体积为___________m 3 2、 质量为2㎏的物体挂在弹簧秤下，当物体有一半浸入水中时，示数为12N ，则该物体此时受的浮力为 ___________N ，该物体的密度为___________㎏/ m 3 。 3、 物理书静放在水平桌面上，有如下力：A 、书受的重力 B 、书对桌面的压力 C 、桌面对书的支持力 D 、 书对地球的吸引力 E 、桌子对地球的吸引力 F 、桌子受的重力 其中属于平衡力的是____和_____；属于相互作用力的是____和______。 4、 家庭电路中所有用电器同时工作时，电阻________（最大，最小）。若有一支路中用电器发生短路， 则可能会________________________（烧坏其余用电器或烧坏熔丝） 5、 体积为2 m 3 的氢气球下吊2㎏的重物，共同匀速向上运动，若不计氢气和气球的重力，已知ρ空=1.29 ㎏/ m 3 ，则受空气阻力___________N ；若某时刻氢气球与重物间绳子突然断开，物体将_________________，氢气球受合力___________N 。 6、 如图，用F=100N 的压力将重40N 的物体竖直压在墙上，使物体恰能 匀速向下滑动，则f=___________N ；为使物体能匀速向上滑动，应 对物体施加__________N 的竖直向上的拉力（压力F 不变） 7、 一氢气球和重物共重550N ，受空气浮力400N ，恰好匀速下降，则受的空气阻力为___________N ， 为使它们能匀速上升，至少应抛出___________N 的物体。 8、 小王用30N 水平力向右推木箱，小李用40N 水平力向左推木箱，使木箱在水平地面上匀速向左运动， 则物体受摩擦阻力___________N ；若小李用的水平力突然减小为15N ，其他条件不变，木箱由于惯性 继续向左运动过程中，木箱受合力为___________N 。 9、 如图，三个质量不计、底面积相等的容器内装相同深度的水，则水对器底的压力F 1、F 2、F 3的大小 关系是___________；器底对桌面的压强P 1、P 2、P 3的大小关系是_________。 10、如图，在A 点施加一个最小力F ，使杠杆平衡，请在图中画出力F 垂直于杠杆，将杠杆由图位置抬升至水平的过程中，F 的大小将 ___________。11、如图，已知AB=3 OB ，G 物=120N ，AC 与OA 夹角30ο ，请在图中作出 绳对杠杆拉力的力臂，并算出拉力F 的大小是___________N 12、如图甲，物体的左端所对应的刻度为________㎝，物体的长度应记为 __________㎜；如图乙，物体长度应记为___________㎝。 13、用50N 的力踢0.2㎏的足球一脚，足球在水平地面上滚动40m ，在此过程中，足球受到的重力做功为________J ，脚对足球做功________0J 。（选“大于”或“等于”） 14、汽车功率30KW ，总质量10t ，若阻力是总重的0.02倍，当汽车以10m/s 匀速行驶10S 的过程中， 牵引力做功________J ；汽车在这过程中效率是________。 15、完成单位换算：54km/h=_____________=________m/s; 1μm=________km ； 2度电=________J ； 64.5g=________t; 1.5t=_______kg 270cm 3=________m 3 150cm 2=________m 2 16、发电机的原理是______________；发电机和电动机的原理图中有电源是的________机。 17、由图甲可知R 1________R 2；由图乙可知，R 1、、R 2串联的总电阻应在________区域。 18、如图，灯L 不亮，已知可能是L 处开路或短路，现取下电流表，换接成电压表，闭合开关，若电压表有示数，则L 处________路；若电压表无示数，则L 处________路。 19、小明在做测量小灯泡的功率实验时，发现灯不亮，在检查时： A 、若电流表有示数，电压表无示数，则可能是________________； B 、若电流表无示数，电压表有示数，则可能是________________； C 、若电流表无示数，电压表无示数，则可能是________________； D 、若电流表有示数，电压表有示数，则可能是________________________。 20、下列光现象中：A 、小孔成像 B 、形影不离 C 、日食月食 D 、倒影成像 E 、潭清疑水浅 F 、照相留影 G 、汽车观后镜成像 H 、老花眼将字放大成像。其中属于反射现象的有______________；属于折射现象的有______________；属于实像的有__________________；属于虚像的有__________________。 21、下列有关热的现象：A 、冰雪消融 B 、霜的形成 C 、用“干冰”进行人工降雨 D 、吃冰棒解热 E 、喝汽水解热 F 、用久的灯丝变细 G 、露珠的形成 H 、湿衣服变干 I 、雾凇冰花的形成 J 、早上浓雾逐渐散去 其中属于汽化现象的有____________________；属于液化现象的有________________； 属于凝华现象的有____________________；属于吸热过程的有________________。 22、人体安全电压___________V ；照明电压________V ；一节干电池电压________V ；水的比热容_______________；一个标准大气压________________；真空中电磁感波的速度是_____________； 空气中声音传播速度________________。水的密度是________，成年人体重是________，人的平均密度是________，中学生步行速度约_______ 23、2009年是世界天文年，是为纪念“日心说”的提出者____________；而___________通过天文望远镜观测数据有力的支持“日心说”，是实验物理学的先驱。 2009年诺贝尔奖金物理获得者______________被称为“光纤”之父，而光纤中通过传播______________来传播信息的。 2005年是世界物理年，是为纪念_____________提出狭义相对论100周年，而_____________提出运动三大定律，被称为经典物理学的奠基之父。 24、物理是以观察和________为基础的学科，主要研究物质结构、______________、物体间的相互作用最一般规律的学科。 25、一小孩用力推车，但车没被推动，则小孩对车的推力________车受到的阻力（等于，大于，小于） 26、下列现象中是利用惯性的_______ G F 甲图
初中物理经典易错题—机械运动 1. _________________________________________________ 小明同学测某物体长度时，情景如图，则物体长度______________________________________________________ cm. 2. 一同学测量一物体长度4次,测得数据如下：18.39cm,18.40cm,18.41cm,18.52cm, 他测量的结果 是 _____ cm. 3. 某同学用刻度尺测量钢球的直径，测得的四次结果是 1.82cm，1.87cm，1.68cm, 1.81cm，则小球的 直径应取（） A.1.83cm B.1.833cm C.1.76cm D.1.759cm 4. 用拉长的刻度尺测量物体的长度，测量结果是（） A 偏大 B 一样 C 偏小 D 无法确定 5. 一物体做直线运动，第2秒内的距离是4m,第3秒内的距离是6m,第4s内的距离是8m, 这物体是 _______ _________ 运动. 6. 一物体做匀速直线运动，由公式v=s/t可知（） A. v与s成正比B v与t成反比C s与t正比D以上说法都不对 分析及答案 1. 2.50cm 2. 18.40cm 3. A. 4. C 5.变速直线运动 6. C 初中物理经典错题-----密度部分 1. 盛氧气的钢瓶内氧气的密度为6kg/m3,,工人使用氧气进行焊接用去了 1/3,瓶内氧气的密度为（） 3 3 3 A 6 kg/m , B 12kg/m , C.4 kg/m , D 无法确定 2. 有三个质量和体积均相同的小球，一个为铜球，一个为铁球，一个为铝球，则____________一定为空心球. ______ 可能为空心球. 3. 一个铜球在酒精灯上烧了一会，铜球的质量和密度将（） A不变、变大B、不变、变小C不变、不变D 变小、不变 4. 一个瓶子能装下1kg的盐水，它一定能装下1kg的（） A水银B水C煤油D酒精 5. 民间有一种表演：用手从滚烫的油锅中捞出铁链，而表演者皮肤没有一点伤痕。其中的奥秘在于油锅 上面是一层油，下面是醋，醋能在油下，是因为_______________________________ ;表演者从沸腾的锅中取出 铁链而不被烫伤，是因为__________________________________ 。 6. 钛是一种很特别的金属，质地非常轻盈，却又十分坚韧和耐腐蚀，钛合金强度高，它密度小，强度大， 密度是钢铁的一半而强度和钢铁差不多；钛既耐高温，又耐低温。在-253C ~500C这样宽的温度范围内
第四章力与运动单元检测 （时间：60分钟满分：100分） 一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确．全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分） 1．下列一组单位中，哪一组中各单位都是国际单位制中的基本单位（） A．米、牛顿、秒B．米、千克、秒 C．千克、焦耳、秒D．米、千克、帕斯卡 2．关于物体的惯性，以下说法中正确的是（） A．物体的运动速度越大，物体越难停下来，说明运动速度大的物体惯性大 B．汽车突然减速时，车上的人向前倾，拐弯时人会往外甩，而汽车匀速前进时，车上的人感觉平衡，说明突然减速和转弯时有惯性，匀速运动时没有惯性 C．在同样大小的力作用下，运动状态越难改变的物体，其惯性一定越大 D．在长直水平轨道上匀速运动的火车上，门窗紧闭的车厢内有一人向上跳起后，发现落回原处，这是因为人跳起后，车继续向前运动，人落下后必定向后偏些，但因时间太短，偏后距离太小，不明显而已 3．下列说法正确的是（） A．物体所受到的合外力越大，其速度改变量也越大 B．物体所受到的合外力不变（F合≠0），其运动状态就不改变 C．物体所受到的合外力变化，其速度的变化率一定变化 D．物体所受到的合外力减小时，物体的速度可能正在增大 4．如图所示，小球B放在真空容器A内，球B的直径恰好等于A的正方形空腔的边长，将它们以初速度v0竖直向上抛出，下列说法正确的是（） A．若不计空气阻力，在上升过程中，A对B有向上的支持力 B．若不计空气阻力，在下落过程中，B对A没有压力 C．若考虑空气阻力，在下落过程中，B对A的压力向下 D．若考虑空气阻力，在上升过程中，A对B的压力向下 5．下列选项是四位同学根据图中驾驶员和乘客的身体姿势，分别对向前运动的汽车的运动情况作出的判断，其中正确的是（） A．汽车一定做匀加速直线运动 B．汽车一定做匀速直线运动 C．汽车可能是突然减速 D．汽车可能是突然加速 6．如图所示，用平行于斜面的力F把质量为m的物体沿粗糙斜面上拉，斜面与水平面 的夹角θ＝30°，物体与斜面的动摩擦因数μ＝ 3 6 ，并使其加速度大小等于该物体放在斜面 上沿斜面下滑时的加速度大小，则F的大小是（）
乙 图3 甲 图 5 R 1 R 2 A 1 A 2 易 错题集锦 一、选择题： 1、如图1所示，杠杆处于平衡状态，力F 1的力臂是（ ） A 、OD B 、OC C 、OB D 、OA 2、如图2所示，在轻质杠杆的B 处挂一重物G ，O 为支点，在A 端用力使杠杆在水平方 向上平衡，则此杠杆（ ） A 、一定是省力杠杆 B 、一定是费力杠杆 C 、一定是等臂杠杆 D 、以上都有可能 3、小刚用50N 的力将重30N 的铅球推到7m 远处，那么小刚对铅球做的功是（ ） A 、350J B 、210J C 、0 D 、条件不足，无法计算 4、下列说法中，正确的是（ ） A 、机械的功率越大，做功越多 B 、机械的功率越大，机械的机械效率越高 C 、机械的机械效率越高，机械越省力 D 、机械的功率越小，做功越慢 5、如图3所示，小明分别用甲、乙两个滑轮把同一袋沙子从地面 提到二楼，用甲滑轮所做的总功为W 1，机械效率为η1；用乙滑轮 所做的总功为W 2，机械效率为η2。若不计绳重与摩擦，则（ ） A 、W 1 = W 2，η1=η2 B 、W 1 = W 2，η1<η2 C 、W 1 < W 2，η1>η2 D 、W 1 > W 2，η1>η2 6、一个开关控制两盏灯，它们同时亮同时灭，那么它们（ ） A 、一定是并联的 B 、一定是串联的 C 、可能是并联的 D 、以上都不对 7、教室中的两只日光灯由一个开关控制，同时亮同时灭，那么它们（ ） A 、一定是并联的 B 、一定是串联的 C 、可能是并联的 D 、可能是串联的 8、在图4中，若闭合开关S ，则（ ） A 、L 1、L 2都被烧坏 B 、L 1亮，L 2不亮 C 、电压表被烧坏 D 、电流表被烧坏 9、某电阻，当它的两端的电压为.2A ，当它的两端电压为2V 时，阻值为（ ） A 、10Ω B 、 20Ω C 、30Ω D 、40Ω 10、在图5中，闭合开关后发现A 1、A 2的指针偏转角度完全相同，则（ ） A 、U 1∶U 2＝1∶5 B 、R 1∶R 2＝1∶4 C 、R 1∶R 2＝4∶1 D 、R 1∶R 2＝5∶1 11、如图6，电源为四节干电池串联，R 1=3Ω，R 2=6Ω，当开关闭合时，电压表示数是（ ） 图1 F 1 A B O F 2 D C 图2 O A G R 1 R 2 V 图6 图4 L 1 L 2 A S V
专题训练一、力和运动一．选择题 1．物体在几个力的作用下处于平衡状态，若撤去其中某一个力而其余力 的个数和性质不变，物体的运动情况可能是（） A．静止 B．匀加速直线运动 C．匀速直线运动 D．匀速圆周运动 14.如图所示，用光滑的粗铁丝做成一直角三角形，BC水平，AC边竖直，∠ABC=α，AB及AC两边上分别套有细线连着的铜环，当它们静止时，细线跟AB所成的角θ的大小为（细线长度小于BC） A.θ=α B.θ＞ 2 π C.θ＜α D.α＜θ＜ 2 π 2．一条不可伸长的轻绳跨过质量可忽略不计的定滑轮，绳的一端系一质量M=15kg的重物，重物静止于地面上。有一质量m=10kg的猴子，从绳的另一端沿绳向上爬，如图1-1所示。不计滑轮摩擦，在重物不离开地面的条件下，猴子向上爬的最大加速度为（g=10m/s2）A．25m/s2 B．5m/s2 C．10m/s2 D．15m/s2（） 3．小木块m从光滑曲面上P点滑下，通过粗糙静止的水平传送带落于地面上的Q点，如图1-2所示。现让传送带在皮带轮带动下逆时针转 动，让m从P处重新滑下，则此次木块的落地点将 A．仍在Q点 B．在Q点右边（） C．在Q点左边 D．木块可能落不到地面 4．物体A的质量为1kg，置于水平地面上，物体与地面的动摩擦因数为μ=0.2，从t=0开始物体以一定初速度v0向右滑行的同时，受到一个水平向左的恒力F=1N的作用，则捅反映物体受到的摩擦力f随时间变化的图像的是图1-3中的哪一个（取向右为正方向，g=10m/s2）（） 5．把一个重为G的物体用水平力F=kt（k为恒量，t为时间）压在竖直的足够高的墙面上，则从t=0开始物体受到的摩擦力f随时间变化的图象是下图中的 图1-1 P m Q 图1-2 f/N t 2 1 -1 -2 f/N t 2 1 -1 -2 f/N t 2 1 -1 -2 f/N t 2 1 -1 -2 图1-3
第一章 1、原子的质量单位叫做碳单位 对 错 答案: 对 2、质子和中子的轨道角动量的矢量和就是原子核的自旋对 错 答案: 对 3、原子中的电子磁矩比核的磁矩小 对 错 答案: 错 4、长椭球形原子核具有负的电四极矩 对 错 答案: 错 5、在经典物理中存在宇称概念 对 错 答案: 错 6、质子和中子不是点状结构
对 错 答案: 错 7、核子之间的主要作用是库仑力 对 错 答案: 错 8、原子核的磁矩包含 质子的磁矩 中子的磁矩 电子的磁矩 答案: 质子的磁矩,中子的磁矩 9、下列说法正确的是 原子核是球形的 核内电荷分布半径就是质子分布的半径 核的电荷分布半径比核力作用半径大 电子在核上散射的角分布是核内电荷分布的函数答案: 核内电荷分布半径就是质子分布的半径10、下列说法正确的是 原子核的形状是长椭球形的 电四极矩多数是负值 利用原子核本身能级间的跃迁可以测出电四极矩
大多数原子核是球形的 答案: 利用原子核本身能级间的跃迁可以测出电四极矩11、下列说法正确的是 宇称是微观物理领域中特有的概念 在一切微观过程中宇称是守恒的 原子核是由中子、质子、电子组成的微观体系 经典物理中存在宇称 答案: 宇称是微观物理领域中特有的概念 12、下列说法正确的是 质子和中子具有内部结构 自旋为整数的粒子叫费米子 自旋为半整数的粒子叫玻色子 电子、质子、中子的自旋为整数 答案: 质子和中子具有内部结构 13、为什么会产生超精细结构 核自旋与电子的总角动量相互作用 核自旋与电子自旋相互作用 质子的轨道角动量与电子的总角动量相互作用 质子的轨道角动量与电子自旋相互作用 答案: 核自旋与电子的总角动量相互作用 14、下来说法错误的是 对于两核子体系，总同位旋是两个核子同位旋的矢量和
化学世界的10大未解之谜 绝大部分最精深的科学问题，以及一些对人类而言最为紧迫的问题，都与原子或者分子有关。 1.生命从何而来？ 距地球上第一种生物从无生命物质中诞生，至今已近40亿年，但最初的生命是如何出现的，至今仍是个谜。那些相对简单的分子，最初如何从“原始汤”里创生出来，并形成越来越复杂的化合物？这些化合物又如何开始进行能量代谢，并完成自我复制（这两者是定义生命的两个特性）？当然，在分子水平上，所有这些步骤都是化学反应，也正因为如此，“生命从何而来”成了一个化学问题。 关于这个问题，对科学家的挑战不再是构想出那些看似合理的假说，因为这样的假说已经太多了。例如，有研究者推断，在第一种能够自我复制的聚合物（类似DNA或蛋白质一类的分子，是由许多更小单位构成的长链）的形成过程中，泥土等矿物质可能起到了催化剂的作用。还有人认为，正是因为深海热泉源源不断地提供能量，才会产生结构复杂的化学物质。此外，还有研究者提出，地球上曾存在一个RNA（核糖核酸）世界，这个世界出现在DNA和蛋白质诞生之前。在这个世界中，DNA（脱氧核糖核酸）的近亲RNA（它可以被看作是一种酶，并且可以像蛋白质那样催化化学反应）无处不在。 我们现在要做的就是，找到一种方法，在加热的试管里面触发化学反应，验证上面提到的那些假说。科学家已经取得了一些进展，他们的研究表明，一些化学物质可以自发排列，形成更加复杂的结构——例如氨基酸，还有众所周知的核苷酸（nucleotides，DNA的组成单元）。2009年，现供职于英国医学研究委员会剑桥分子生物学实验室的约翰·萨瑟兰德（John Sutherland）所带领的团队已经证实，在“原始汤”中，确实可能存在自发的核苷酸合成过程。[在2015年最新一期的《自然·化学》（Nature Chemistry）上，萨瑟兰德的团队报道，要生 S）和紫外线（UV）就够了。此成核酸前体，只需要氰化氢（HCN）、硫化氢（H 2 外，萨瑟兰还称，能生成核酸前体的反应条件也可以生成构成天然氨基酸和脂质的基本物质。这意味着一个系列的反应可能就同时生成了生命形成所需的大部分基本构件。]
初三物理经典易错题 集锦 一、物理概念（物理量）：比热（C）、热量（Q）、燃烧值（q）、内能、温度（t）。 二、实验仪器：温度计、体温计。 三、物理规律：光在均匀介质中沿直线传播的规律，光的反射定律，平面镜成像规律， 光的折射规律，凸透镜成像规律，物态变化规律，内能改变的方法，热量计算公式：Q=cmDt 及燃烧值计算Q=qm，分子运动论。 第一类：有关物理量的习题： 例1：把一杯酒精倒掉一半，则剩下的酒精（） A. 比热不变，燃烧值变为原来的一半 B.比热和燃烧值均不变 C. 比热变为原来的一半，燃烧值不变 D.比热和燃烧值均变为原来的一半 [解析]：比热是物质的一种特性。它与该种物体的质量大小无关；与该种物体的温度高 低无关；与该种物体吸热还是放热也无关。这种物质一旦确定，它的比热就被确定。酒精的 比热是2.4×103焦 /（千克?℃），一瓶酒精是如此，一桶酒精也是如此。0℃的酒精和20℃的酒精的比热也相同。燃烧值是燃料的一种性质。它是指单位质量的某种燃烧完全燃烧所放 出的热量。酒精的燃烧值是 3.0×107焦/千克，它并不以酒精的质量多少而改变。质量多的 酒精完全燃烧放出的热量多，但酒精的燃烧值并没有改变。所以本题的正确答案应是B。 例2：甲、乙两个冰块的质量相同，温度均为0℃。甲冰块位于地面静止，乙冰块停止 在10米高处，这两个冰块（）。 A. 机械能一样大 B.乙的机械能大 C.内能一样大 D. 乙的内能大 [解析]：机械能包括动能、势能，两个冰块的质量相同，可以通过它们的速度大小、位 置高度，判断它们的动能和势能的大小，判断物体内能大小的依据是温度和状态。根据题意，两个冰块均处于静止状态，它们的动能都是零，两冰块质量相同，乙冰块比甲冰块的位置高，乙冰块的重力势能大。结论是乙冰块的机械能大。两个冰块均为0℃，质量相同，物态相同，温度相同，所以从它们的内能也相同。选项B、C正确。 第二类：有关温度计的习题： 例1：两支内径粗细不同下端玻璃泡内水银量相等的合格温度计同时插入同一杯热水中， 水银柱上升的高度和温度示数分别是（） A. 上升高度一样，示数相等。 B. 内径细的升得高，它的示数变大。
第四章章末检测 第四章力与运动 (时间：90分钟满分：100分) 一、单项选择题(本大题共6小题，每小题4分，共24分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求，选对的得4分，选错或不答的得0分．) 1．对下列现象解释正确的是() A．在一定拉力作用下，车沿水平面匀速前进，没有这个拉力，小车就会停下来，所以力是物体运动的原因 B．向上抛出的物体由于惯性，所以向上运动，以后由于重力作用，惯性变小，所以速度也越来越小 C．急刹车时，车上的乘客由于惯性一样大，所以都会向前倾倒 D．质量大的物体运动状态不容易改变是由于物体的质量大，惯性也就大的缘故 2．一个物体在水平恒力F的作用下，由静止开始在一个粗糙的水平面上运动，经过时间t，速度变为v，如果要使物体的速度变为2v，下列方法正确的是() A．将水平恒力增加到2F，其他条件不变 B．将物体质量减小一半，其他条件不变 C．物体质量不变，水平恒力和作用时间都增为原来的两倍 D．将时间增加到原来的2倍，其他条件不变 3．物体静止在光滑的水平桌面上，从某一时刻起用水平恒力F推物体，则在该力刚开始作用的瞬间，物体() A．立即产生加速度，但速度仍然为零B．立即同时产生加速度和速度 C．速度和加速度均为零D．立即产生速度，但加速度仍然为零4．在以加速度a匀加速上升的电梯中，有一质量为m的人，下列说法中正确的是() A．此人对地板的压力大小为m(g＋a) B．此人对地板的压力大小为m(g－a) C．此人受到的重力大小为m(g＋a) D．此人受到的合力大小为m(g－a) 5. 图1 在小车中的悬线上挂一个小球，实验表明，当小球随小车做匀变速直线运动时，悬线将与竖直方向成某一固定角度，如图1所示．若在小车底板上还有一个跟其相对静止的物体M，则关于小车的运动情况和物体M的受力情况，以下分析正确的是() A．小车一定向右做加速运动 B．小车一定向左做加速运动 C．M除受到重力、底板的支持力作用外，还一定受到向右的摩擦力作用 D．M除受到重力、底板的支持力作用处，还可能受到向左的摩擦力作用 6．穿梭机是一种游戏项目，可以锻炼人的胆量和意志．人坐在穿梭机上，在穿梭机加速下降的阶段(a 初中物理经典易错题20题 1．甲、乙两个同学沿相反的方向拉测力计，各用力200牛.则测力计的示数为( ） A、100牛 B、200牛 C、0牛 D、400牛 2.一物体受到两个力的作用,这两个力三要素完全相同,那么这两个力( ) A 一定是平衡力 B 一定不是平衡力 C 可能是平衡力 D 无法判断 3.如图所示，物体A在水平力F的作用下，静止在竖直墙壁上．当水平力减小为F／2时，物体A恰好沿竖直墙壁匀速下滑．此时物体A所受摩擦力的大小（） A．减小为原来的1／2 B．和原来一样C．增大为原来的2倍 D．无法判断4.A、B两物体叠放在水平桌面上，在如图所示的三种情况下：①甲图中两物体均处于静止状态；②乙图中水平恒力F作用在B物体上，使A、B一起以2m/s的速度做匀速直线运动；③丙图中水平恒力F作用在B物体上，使A、B一起以20m/s的速度做匀速直线运动。比较上述三种情况下物体A在水平方向的受力情况，以下说法正确的是（） A、三种情况下，A在水平方向都不受力 B三种情况下，A在水平方向都受力且受力相同 C、甲中A在水平方向不受力，乙、丙中A在水平方向都受力但受力不同 D、甲中A在水平方向不受力，乙、丙中A在水平方向都受力但受力相同 5.某同学用刻度尺测量钢球的直径，测得的四次结果是 1.82cm，1.87cm，1.68cm，1.81cm，则小球的直径应取（）A.1.83cm B.1.833cm C.1.76cm D.1.759cm 6.一个铜球在酒精灯上烧了一会,铜球的质量和密度将( ) A 不变、变大 B、不变、变小 C 不变、不变 D 变小、不变 7.有三个相同材料制成的圆柱体,高度相同,它们的质量比为m1:m2:m3=2:3:5,把 它们竖直放在水平面上,则水平受到的压强之比为( ) A. 2:3:5 B.5:3:2 C.1:1:1 D.15:10:6 8.如图，甲、乙两支完全相同的试管．分别装有质量相等的液体．甲试管竖直放置，乙试管倾 斜放置，两试管液面相平。设液体对两试管底的压强分别为P甲和 P乙，则（） A . P甲 < P乙 B . P甲 = P乙 C . P甲 > P乙 D ．条件不足，无法判断 9.如图,A、B两的容器中装有同一种液体，且液面a点的压强小于b点的压 强，当a、b之间的阀门打开时，下列说法中正确的是（） A .液体由A向B流动 B.液体由B向A流动 C.液体静止不动 D.液体来回流动 10.当光由空气射入水中时,以下说法中正确的是（） A.折射光线一定向远离法线的方向偏折 B.光线一定发生折射 C.折射角一定小于入射角 D.折射角等于或小于入射角 11.甲、乙两个冰块的质量相同，温度均为0℃。甲冰块位于地面静止，乙冰块停止在10米高处，这两个冰块（）。 A. 机械能一样大 B.甲的机械能大 C.内能一样大 D. 乙的内能大 12.下列现象中，不可能发生的是（） A. 水的沸点低于或高于100℃ B. 湿衣服放在温度低的地方比放在温度高的地方干得快 C. －5℃的冰块放在0℃的水中会溶化 D. 物体吸收热量温度保持不变最新初中物理经典易错题20题及答案解析
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