2023年高考全国新课标理综卷物理第26题的解析与启示

2023年高考全国新课标理综卷物理试题体现出我国社会发展对人才培养的新要求,对学生能力的考核亦提升到一个更高的层次。通过对该卷第26题的深入分析,对其命题意图、解析方法和学生解答的典型错误及成因进行较为全面地解读,以期为高中物理教学中如何更好地培养学生物理问题解决能力和物理学科核心素养的提升提供一些有益的参考。

基于内标CF-LIBS的混合水溶液中多金属元素的定量分析

提出一种简化内标自由定标激光诱导击穿光谱(CF-LIBS)分析方法,并应用于混合水溶液中Cr、Mn、Pb、Cd、Ca、Al、Co等金属元素绝对浓度的定量分析.实验结果表明,在最优化实验参数下产生的激光等离子体满足局部热平衡和光学薄条件,由该分析方法得到的LIBS检测精确度明显优于采用液固转换后的传统CF-LIBS方法,测定的浓度值与配置值的相对误差小于1%,说明应用该内标CF-LIBS方法能够同时精确测定液相基质中的多种微量金属元素的含量.

2022年高考全国乙卷理综物理第23题电流表接法的讨论及启示

2022年高考全国乙卷理综物理试题第23题是高考评价体系下的一道电学实验题,考查全面.学生解题时往往面临多重困难,在电路设计中极易错判电流表的接法,对其科学思维能力有着极高的要求.通过详细分析题目的已知条件,阐明内接法的不正确之处,从中为核心素养时代下的高中物理实验教学带来几点启示.

浮沉子不可逆现象的探究

对处于漂浮、悬浮、临界位置3个状态的浮沉子进行了动力学分析,给出了浮沉子出现不可逆现象的原因以及浮沉子临界位置的理论表达式,解释了相关参数对实验现象的影响,并通过实验验证了此理论的可靠性.

基于瞬态吸收光谱的2,3-二氨基吩嗪动力学研究

瞬态吸收光谱是研究分子的光诱导动力学的重要方法之一,为探究分子光物理、光化学和光生物反应过程提供了良好研究平台。本工作旨在利用瞬态吸收光谱展开对2,3-二氨基吩嗪(DAP)分子溶解在甲苯(TOL)和四氢呋喃(THF)溶剂中的动力学过程进行系统研究。实验结果表明,DAP在甲苯中可以实现单线态向三线态转移的过程,而在THF中没有三线态形成,这是由于溶剂的极性差异造成的。通过对纳秒瞬态光谱中吸收信号的动力学拟合和飞秒瞬态吸收动力学的全局拟合,我们得到DAP在甲苯溶液中单线态向三线态转移的时间大约是2.42ns。此外,并通过对DAP甲苯溶液除氧和通氧实验,我们直接证明了三线态的存在,也表明DAP的三线态可以与氧气发生能量转移从而生成单线态氧。

二甲基硫分子的共振增强多光子电离解离过程的实验研究

本文报道了在280-286．5nm区域内，通过共振增强多光子电离-时间飞行质谱和质量选择光电离激发谱对二甲基硫分子的光电离和光解离通道进行了研究．实验结果表明．在280～286．5mn区域内．二甲基硫分子以母体分子的电离通道为主．即首先电离生成母体离子然后母体离子再解离生成碎片离子．

Ultrafast Carrier Dynamics in CdSe/CdS/ZnS Quantum Dots

The intra- and inter-band relaxation dynamics of CdSe/CdS/ZnS core/shell/shell quantum dots are investigated with the aid of time-resolved nonlinear transmission spectra which are obtained using femtosecond pump-probe technique. By selectively exciting the core and shell carrier, the dynamics are studied in detail. Carrier relaxation is found faster in the conduction band of the CdS shell （about 130 fs） than that in the conduction band of the CdSe core （about 400 fs）. From the experiments it is distinctly demonstrated the existence of the defect states in the interface between the CdSe core and the CdS shell, indicating that ultrafast spectroscopy might be a suitable tool in studying interface and surface morphology properties in nanosystems.

279.5-287.0nm溴原子共振增强多光子电离的实验研究

实验测定了溴甲烷分子在激发波长为282nm处多光子电离解离-飞行时间质谱,并测得了在279.5-287.0nm范围内的Br+的分质量激发谱.从Br+的分质量激发谱首次发现了Br的两条(2+1)REMPI谱线,归属为5P4P3/2←4P2P1/2和5P4P5/2←4P2P1/2自旋禁戒跃迁.

同科电子各多重态的微观态个数计算公式

本文根据文献给出的一种推求同科电子组态的原子谱项的方法,利用"矢量和的定则"推导出了同科电子各多重态的微观态个数计算公式,并具体计算了nf2、nf5组态的各多重态的微观态个数,结果与根据文献给出的谱项计算各多重态的微观态个数完全一致.

阻尼参数的测量

通过解微分方程和微分等数学手段,给出了滑块通过平衡位置的速度与阻尼因数之间的关系,并利用Origin软件对实验数据进行直线拟合,从而确定振动系统的阻尼因数及其他振动参数.该测量方法容易操作,实验数据易得、可靠且处理简单.

无限长直导线感生电动势的简便推导

利用了初等数学和法拉第电磁感应定律，推导出无限长直导线在穿过磁场和不穿过磁场两种情况下的感生电动势的统一表达式，并指明了感生电动势方向的判断方法。推导过程简单，避免了高等数学中微积分的复杂运算。

铅黄铜合金激光诱导击穿谱特性的实验研究

本文系统地研究了靶点位置、激光功率密度以及缓冲气体对铅黄铜样品中激光诱导击穿谱(LIBS)特性的影响;并分析了不同环境气体下LIBS信号的时间分辨特性,确定了将LIBS用于铅黄铜合金样品杂质元素定量分析时的最佳实验条件.

以液体喷流方式利用LIBS定量分析水溶液中的Cr元素

为了提高激光诱导击穿光谱技术用于水溶液中痕量重金属检测的稳定性和灵敏度,采用液体喷流的方式,利用激光诱导击穿光谱技术对不同浓度的Cr溶液进行了检测和分析.通过对实验系统的激光能量、探测延时等的优化,以Cr元素的425.43 nm谱线作为分析线,得到水溶液中的Cr元素的检测限(LOD)为1.26ppm.这一结果比Nilesh K.Rai等人(参见文献1)的检测灵敏度提高了近24倍.

单色仪的定标实验中汞光谱两条谱线的补充标定

讨论了普通物理光学实验有关教材中单色仪定标实验中定标所依据的汞光谱谱线标定问题 ,通过实验确定了实验可以明显观察到而未能标定的谱线 。

液相射流中中Al元素单双脉冲LIBS研究(英文)

为了综合比较单双脉冲激光诱导击穿光谱技术(LIBS)在液体中重金属元素的检测效果,利用自建的液相射流单-双脉冲LIBS技术装置,对AlCl3水溶液中的Al元素LIBS特性进行测量和分析。实验中使用两台532nm Nd∶YAG激光器作为激发光源,等离子体辐射信号通过光谱仪和ICCD进行采集。实验研究了单脉冲下Al(396.15nm)发射谱线的谱线强度随激光能量、ICCD门延时、门宽之间的变化关系,获得了最优化实验参数激光能量为50mJ,ICCD门延迟为1 200ns,门宽为150ns。在相同的实验条件下,实验考察了Al(369.15nm)发射谱线的谱线强度随双脉冲之间的延时,激光总能量,ICCD门延时的变化关系,获得了最优化实验参数为两双脉冲之间的延时为1 000ns,激光总能量为50mJ,ICCD门延时为1 100ns。单脉冲和双脉冲条件下获得重金属Al的LIBS检测限分别为26.79和10.80ppm,双脉冲LIBS技术使元素检测限下降2倍多。实验结果表明双脉冲可以提升LIBS技术的探测灵敏度,为LIBS技术应用于水体中重金属快速检测提供了依据。

原子相干性增强纳米机械振荡器与腔场的纠缠（英文）

提出了一个由三能级级联原子去纠缠光学振荡器和腔场的方案。研究结果表明,在原子介质存在的情况下,可以得到更大值的光机械系统的稳态宏观纠缠。此外,动镜与腔场纠缠对腔场衰减不敏感,可以弥补腔耗散的影响。

甲胺分子的紫外光解离动力学实验研究

在280—287.5 nm区域内,通过实验测定共振增强多光子电离-时间飞行质谱、碎片离子的分质量激发谱以及光强指数等对甲胺分子的光解离通道进行了研究.实验结果证实甲胺分子在单光子能量范围内存在一个电子排斥态,主要的光解离过程为甲胺分子共振吸收1个光子到达该电子排斥态后解离成中性碎片,然后是中性碎片经多光子共振电离形成碎片离子和碎片离子的进一步解离.

四氯化碳分子紫外多光子解离动力学的实验研究

本文报道了在280-287.5 nm区域内,通过共振增强多光子电离-时间飞行质谱和质量选择光电离激发谱对四氯化碳分子的紫外多光子解离通道进行的研究,并对部分碎片离子的分质量激发谱进行了标识和归属.结果表明, CCl_4共振吸收两个光子到达4s里德堡态,然后快速解离成CCl、C、CCl_2、CCl_3等中性碎片,其中CCl是最主要的解离通道,其次是C碎片产生通道,而CCl_2、CCl_3等碎片产生通道几乎可以忽略.

液相基质中重金属元素激光诱导击穿光谱实验参数的优化

针对混合溶液中重金属元素的激光诱导击穿光谱(LIBS)测量系统,为提高测量系统的检测灵敏度,以提高混合溶液中Ca和Cr金属元素LIBS光谱线强度的信噪比为目标,对LIBS测量系统中的激光脉冲能量、液相样品流速、ICCD门宽、延时等实验参数进行了优化,得到最优化参数激光脉冲能量、样品流速、ICCD门宽、延时分别为35 m J、30 ml/min、1400 ns和2400 ns,为降低LIBS技术应用于混合溶液中痕量重金属元素的检出限提供了实验参数支撑.

混合水溶液中金属元素的偏最小二乘法激光诱导击穿光谱

为提高激光诱导击穿光谱技术(LIBS)对水中重金属元素含量的检测精确度,将LIBS技术分别与单变量定标(SVCC)和偏最小二乘法(PLS)分析方法相结合,对Cr、Mn、Ca混合水溶液中的金属元素进行了定量分析。利用PLS-LIBS技术研究了样品中共存元素对分析元素的影响,研究结果表明分析元素的检测精确度受共存元素的影响较大,将共存元素与分析元素的分析线强度同时作为PLS模型的输入变量,得到的分析元素浓度总预测相对误差明显减小。利用SVCC-LIBS方法检测Cr、Mn、Ca元素的浓度总预测相对误差分别为14.3%、8.46%、6.35%,而利用PLS-LIBS方法各相对误差分别改善至2.30%、0.74%、0.03%,其中Mn元素的浓度预测相关曲线线性度R 2由SVCC-LIBS方法的0.985改善至0.999,表明PLS-LIBS技术能有效提高混合水溶液中微量金属元素的检测精确度。