物理的热点问题有哪些

⑴ 高二物理常考类型题目

世上只有自己最了解自己，学习上也一样。根据自己的物理学习经历，分析自己的水平，确定自己在物理学科方向上的奋斗目标，下面我给大家分享一些 高二物理 常考类型题目，希望能够帮助大家，欢迎阅读!

高二物理常考类型题目

1、直线运动问题

题型概述：直线运动问题是高考的 热点 ，可以单独考查，也可以与其他知识综合考查.单独考查若出现在选择题中，则重在考查基本概念，且常与图像结合;在计算题中常出现在第一个小题，难度为中等，常见形式为单体多过程问题和追及相遇问题.

思维模板：解图像类问题关键在于将图像与物理过程对应起来，通过图像的坐标轴、关键点、斜率、面积等信息，对运动过程进行分析，从而解决问题;对单体多过程问题和追及相遇问题应按顺序逐步分析，再根据前后过程之间、两个物体之间的联系列出相应的方程，从而分析求解，前后过程的联系主要是速度关系，两个物体间的联系主要是位移关系.?

2、物体的动态平衡问题

题型概述：物体的动态平衡问题是指物体始终处于平衡状态，但受力不断发生变化的问题.物体的动态平衡问题一般是三个力作用下的平衡问题，但有时也可将分析三力平衡的 方法 推广到四个力作用下的动态平衡问题.

思维模板：常用的思维方法有两种.(1)解析法：解决此类问题可以根据平衡条件列出方程，由所列方程分析受力变化;(2)图解法：根据平衡条件画出力的合成或分解图，根据图像分析力的变化.

3、运动的合成与分解问题

题型概述：运动的合成与分解问题常见的模型有两类.一是绳(杆)末端速度分解的问题，二是小船过河的问题，两类问题的关键都在于速度的合成与分解.

思维模板：(1)在绳(杆)末端速度分解问题中，要注意物体的实际速度一定是合速度，分解时两个分速度的方向应取绳(杆)的方向和垂直绳(杆)的方向;如果有两个物体通过绳(杆)相连，则两个物体沿绳(杆)方向速度相等.(2)小船过河时，同时参与两个运动，一是小船相对于水的运动，二是小船随着水一起运动，分析时可以用平行四边形定则，也可以用正交分解法，有些问题可以用解析法分析，有些问题则需要用图解法分析.

4、抛体运动问题

题型概述：抛体运动包括平抛运动和斜抛运动，不管是平抛运动还是斜抛运动，研究方法都是采用正交分解法，一般是将速度分解到水平和竖直两个方向上.

思维模板：(1)平抛运动物体在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做匀加速直线运动，其位移满足x=v0t,y=gt2/2，速度满足vx=v0,vy=gt;(2)斜抛运动物体在竖直方向上做上抛(或下抛)运动，在水平方向做匀速直线运动，在两个方向上分别列相应的运动方程求解

5、圆周运动问题

题型概述：圆周运动问题按照受力情况可分为水平面内的圆周运动和竖直面内的圆周运动，按其运动性质可分为匀速圆周运动和变速圆周运动.水平面内的圆周运动多为匀速圆周运动，竖直面内的圆周运动一般为变速圆周运动.对水平面内的圆周运动重在考查向心力的供求关系及临界问题，而竖直面内的圆周运动则重在考查最高点的受力情况.

思维模板：

(1)对圆周运动，应先分析物体是否做匀速圆周运动，若是，则物体所受的合外力等于向心力，由F合=mv2/r=mrω2列方程求解即可;若物体的运动不是匀速圆周运动，则应将物体所受的力进行正交分解，物体在指向圆心方向上的合力等于向心力.

(2)竖直面内的圆周运动可以分为三个模型：①绳模型：只能对物体提供指向圆心的弹力，能通过最高点的临界态为重力等于向心力;②杆模型：可以提供指向圆心或背离圆心的力，能通过最高点的临界态是速度为零;③外轨模型：只能提供背离圆心方向的力，物体在最高点时，若v<(gR)1/2，沿轨道做圆周运动，若v≥(gR)1/2，离开轨道做抛体运动.

6、牛顿运动定律的综合应用问题

题型概述：牛顿运动定律是高考重点考查的内容，每年在高考中都会出现，牛顿运动定律可将力学与运动学结合起来，与直线运动的综合应用问题常见的模型有连接体、传送带等，一般为多过程问题，也可以考查临界问题、周期性问题等内容，综合性较强.天体运动类题目是牛顿运动定律与万有引力定律及圆周运动的综合性题目，近几年来考查频率极高.

思维模板：以牛顿第二定律为桥梁，将力和运动联系起来，可以根据力来分析运动情况，也可以根据运动情况来分析力.对于多过程问题一般应根据物体的受力一步一步分析物体的运动情况，直到求出结果或找出规律.

对天体运动类问题，应紧抓两个公式：GMm/r2=mv2/r=mrω2=mr4π2/T2 ①。GMm/R2=mg ②.对于做圆周运动的星体(包括双星、三星系统)，可根据公式①分析;对于变轨类问题，则应根据向心力的供求关系分析轨道的变化，再根据轨道的变化分析其他各物理量的变化.

7、机车的启动问题

题型概述：机车的启动方式常考查的有两种情况，一种是以恒定功率启动，一种是以恒定加速度启动，不管是哪一种启动方式，都是采用瞬时功率的公式P=Fv和牛顿第二定律的公式F-f=ma来分析.

思维模板：(1)机车以额定功率启动.机车的启动过程如图所示，由于功率P=Fv恒定，由公式P=Fv和F-f=ma知，随着速度v的增大，牵引力F必将减小，因此加速度a也必将减小，机车做加速度不断减小的加速运动，直到F=f，a=0，这时速度v达到最大值vm=P额定/F=P额定/f.

这种加速过程发动机做的功只能用W=Pt计算，不能用W=Fs计算(因为F为变力).

(2)机车以恒定加速度启动.恒定加速度启动过程实际包括两个过程.如图所示，“过程1”是匀加速过程，由于a恒定，所以F恒定，由公式P=Fv知，随着v的增大，P也将不断增大，直到P达到额定功率P额定，功率不能再增大了;“过程2”就保持额定功率运动.过程1以“功率P达到最大，加速度开始变化”为结束标志.过程2以“速度最大”为结束标志.过程1发动机做的功只能用W=F?s计算，不能用W=P?t计算(因为P为变功率).

8、以能量为核心的综合应用问题

题型概述：以能量为核心的综合应用问题一般分四类.第一类为单体机械能守恒问题，第二类为多体系统机械能守恒问题，第三类为单体动能定理问题，第四类为多体系统功能关系(能量守恒)问题.多体系统的组成模式：两个或多个叠放在一起的物体，用细线或轻杆等相连的两个或多个物体，直接接触的两个或多个物体.

思维模板：能量问题的解题工具一般有动能定理，能量守恒定律，机械能守恒定律.(1)动能定理使用方法简单，只要选定物体和过程，直接列出方程即可，动能定理适用于所有过程;(2)能量守恒定律同样适用于所有过程，分析时只要分析出哪些能量减少，哪些能量增加，根据减少的能量等于增加的能量列方程即可;(3)机械能守恒定律只是能量守恒定律的一种特殊形式，但在力学中也非常重要.很多题目都可以用两种甚至三种方法求解，可根据题目情况灵活选取.

高中物理备考方法

了解物理学科的出题特点

对于高中生来说物理考试试题还是以教材为基础回归教材，但是在做题的过程中又高于教材，在形式上有所创新，所以要求大家在备考的过程中注重对物理教材的学习，掌握书中知识点的含义，并且了解其出题方式，对物理教材中的例题都要做一遍，更加深层次的了解物理知识，对于不理解的地方要及时找老师或者同学帮忙解释清楚，在备考的时候不积压问题。近年来物理试题的出题特点都是比较关注热点，将物理知识和日常生活生产中的知识相结合，这就要求考生能够灵活应用知识点，并且在平时备考的时候能够对知识点的理解也要更加的灵活。

提高物理课上的效率

对于各位考生来说想要提高物理成绩，那么提高物理的备考效率是非常重要的，因为在物理的备考中提高上课效率是事半功倍的事情，对于各位考生来说如果上课的时候能够将知识点掌握百分之八-九十，那么课下的时候就会更加的容易了，在课上老师会用通俗的例子将复杂的知识点简单话，所以更加有利于大家理解，并且通过老师的讲解能够帮助考生规范整体的备考方向。

通过做物理试题查缺补漏

在做物理试题的过程中能够通过做题帮助各位考生查缺补漏，因为在做题的过程中能够将脑海中抽象的概念具体化，并且能够对知识点真正的应用，才能清楚了解自己是否真正的理解了对应知识点，对于不理解的地方要技术回归课本再次温习。

高二学好物理的方法有哪些

图象法

应用图象描述规律、解决问题是物理学中重要的手段之一.因图象中包含丰富的语言、解决问题时简明快捷等特点，在高考中得到充分体现，且比重不断加大。

涉及内容贯穿整个物理学.描述物理规律的最常用方法有公式法和图象法，所以在解决此类问题时要善于将公式与图象合一相长。

对称法

利用对称法分析解决物理问题，可以避免复杂的数学演算和推导，直接抓住问题的实质，出奇制胜，快速简便地求解问题。像课本中伽利略认为圆周运动最美(对称)为牛顿得到万有引力定律奠定基础。

估算法

有些物理问题本身的结果，并不一定需要有一个很准确的答案，但是，往往需要我们对事物有一个预测的估计值.像卢瑟福利用经典的粒子的散射实验根据功能原理估算出原子核的半径。

采用“估算”的方法能忽略次要因素，抓住问题的主要本质，充分应用物理知识进行快速数量级的计算。

微元法

在研究某些物理问题时，需将其分解为众多微小的“元过程”，而且每个“元过程”所遵循的规律是相同的，这样，我们只需分析这些“元过程”，然后再将“元过程”进行必要的数学方法或物理思想处理，进而使问题求解.像课本中提到利用计算摩擦变力做功、导出电流强度的微观表达式等都属于利用微元思想的应用。

整体法

整体是以物体系统为研究对象，从整体或全过程去把握物理现象的本质和规律，是一种把具有相互联系、相互依赖、相互制约、相互作用的多个物体，多个状态，或者多个物理变化过程组合作为一个融洽加以研究的思维形式。

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⑵ 目前物理学前沿的问题有哪些

‍‍虽然理论推算出暗物质占整个宇宙总物质的85%，但是到现在都没有找到明确的证据证明它们存在。所以，寻找暗物质，未来仍是科学家们努力的主要方向之一。‍‍

⑶ 冷原子物理有哪些研究热点和难题

原子间的碰撞是原子能级的宽度增宽的主要因素。冷原子由于速度很小温度很低，原子间的碰撞远远少于热原子，因此能级宽度远小于热原子，具有更精确的原子能级结构和更窄的跃迁光谱，这对原子能级以及各种常数的精确测量具有重要意义。国际上已开展冷原子激光放大器的研究，获得了线宽远非常窄，单色性非常好的激光谱线。主要应用：冷原子钟原子钟的精度取决于原子能级的精确程度。目前原子钟主要采用原子精细能级跃迁作为频率标准。由于冷原子的能级精度远远优于热原子，冷原子钟会输出更为精准的频率，因此会将人类的时间精度大幅度提高，对人类的时间标准和距离标准起到革命性的改进，是未来全球定位系统和宇宙空间定位系统的核心技术。目前欧洲“伽利略”全球定位系统计划决定逐步采用冷原子钟，米国也计划应用冷原子钟来大幅度改善GPS系统的性能。冷原子钟的研制将有着极其深远的军事和科技意义

⑷ 固体物理的难点和热点

固体物理的内容：从晶体中原子和电子的特性出发，来阐述固体的各种物理特性。
难点：能带理论，晶格振动理论和载流子输运理论。
热点：固体物理的每一个方向都有其热点问题，例如半导体的热点是新材料、新器件和超大规模集成电路；超导体的热点问题是高温超导体。

⑸ 凝聚态物理有哪些研究热点和难题

从事凝聚态实验方面的研究，主要是铁电和多铁材料方面的研究，但是这已经不是热点了，我来简单列下我认为实验方面现在的研究热点吧。

1. 最近及其火热的trihalide perovskite. 不管是理论方面还是实验方面研究的论文发表数目都是指数级别的增长。最新一期的science上面，居然有两篇是实验方面的Halide perovskite, 即将发表的一期science上面也有一篇（从science express可以看到）。

Perovsikite来源于最原始的氧化物 ABO3 结构，而在新的trihalide perovskite中，人们用Cl, I, F, 代替了氧位。A位和B位也可以做很多替换，甚至A位可以加入具有极化性质的化学分子. 这一系列的材料最新的特征是可以作为solar cell的新体系的材料，很多科研都是着重于他们的光伏性质。但是他也是perovskite的一种，所以很多perovskite具有的性质都还没有研究清楚（相信很快会有成果出来）。

2. Graphene 就不用多说了吧超级大热点基本每一个有凝聚态实验的物理系都会有专门的组在做这个。当然具体的问题是什么我也不是很了解啦，可以参考wiki

Graphene

3. Topological insulator （拓扑绝缘体），这也是超级大热点，由这个引出的各种新现象比如说上了新闻联播的量子反常霍尔效应，由清华大学薛其坤教授领导的小组做出来的science级别的文章。当然这个拓扑绝缘体养活的不光是拓扑绝缘体本身，还有很多基于拓扑绝缘体的heterostructure，比如说Bi2Se3/NbSe2，以及各种interface的新现象。同样，有凝聚态实验的物理系，都会有专门负责用MBE生长topological insulator的组。

⑹ 生活中有哪些物理问题呀

有很多啦，比如：
1.冰冻的猪肉在水中比在同温度的空气中解冻得快。烧烫的铁钉放入水中比在同温度的空气中冷却得快。装有滚烫的开水的杯子浸入水中比在同温度的空气中冷却得快。这些现象都表明：水的热传递性比空气好。
2.吊扇在正常转动时悬挂点受的拉力比未转动时要小，转速越大，拉力减小越多．这是因为吊扇转动时空气对吊扇叶片有向上的反作用力．转速越大，此反作用力越大
3.天然气炉的喷气嘴侧面有几个与外界相通的小孔，但天然气不会从侧面小孔喷出， 只从喷口喷出.这是由于喷嘴处天然气的气流速度大，根据流体力学原理，流速大，压强小，气流表面压强小于侧面孔外的大气压强，所以天然气不会以喷管侧面小孔喷出。
4.锅内盛有冷水时，锅底外表面附着的水滴在火焰上较长时间才能被烧干，且直到烧干也不沸腾，这是由于水滴、锅和锅内的水三者保持热传导，温度大致相同，只要锅内的水未沸腾，水滴也不会沸腾，水滴在火焰上靠蒸发而渐渐地被烧干。
5.走样的镜子，人距镜越远越走样．因为镜里的像是由镜后镀银面的反射形成的，镀银面不平或玻璃厚薄不均匀都会产生走样。走样的镜子，人距镜越远，由光放大原理，镀银面的反射光到达的位置偏离正常位置就越大，镜子就越走样．
6.自行车的刹车皮：利用了摩擦的原理，越用力刹车摩擦力越大
7.用筷子夹东西：拿筷子的高度不同，夹东西的难易程度也不同（杠杆原理）
8.门锁打不开的时候加点油（润滑作用）
9.人们行走时，在光滑的地面上行走十分困难，这是因为接触面摩擦太小的缘故；汽车上坡打滑时，在路面上撒些粗石子或垫上稻草，汽车就能顺利前进，这是靠增大粗糙程度而增大摩擦力；鞋底做成各种花纹也是增大接触面的粗糙程度而增大摩擦；滑冰运动员穿的滑冰鞋安装滚珠是变滑动摩擦为滚动摩擦，从而减少摩擦而增大滑行速度；各类机器中加润滑油是为了减小齿轮间的摩擦，保证机器的良好运行。
10.因为物体有热胀冷缩的性质，所以要在铁轨衔接处留空隙。
11.有时候从保温瓶中倒出一大杯开水后，瓶塞会跳起来是因为外界的冷空气乘机钻入保温瓶，瓶塞寒上后，冷空气被封闭在瓶子内并与热开水发生了热传递，冷空气温度升高，气体受热膨胀对外做功，就把塞子抛出瓶口，这时只要轻轻塞上瓶塞，然后摇动几下保温瓶，使开水蒸发出大量水蒸气，把冷空气这不速之客从保温瓶中赶出去，然后按紧瓶塞后就无后顾之忧了。 7、双层玻璃中间有一个空气层,而空气不易传热,能起到保温和隔热的作用，因而教室一般要装双层玻璃窗 。
等等有很多，呵呵。

⑺ 2021年粒子物理学热点回眸（下） | 回眸

缪子反常磁矩研究

缪子 是粒子物理标准模型的 第二代带电轻子 ，在标准模型的发展中扮演着举足轻重的角色。

缪子的磁矩与自旋具有一个比例系数 gμ ，根据狄拉克方程的预测， gμ 为2，然而由于量子涨落的存在， gμ 因子还需要进行 量子辐射修正 。

目前关于缪子磁矩的讨论都围绕此修正的大小进行，一般被称为 反常磁矩 aμ 。

在标准模型的框架内，反常磁矩的计算一般被分成： 量子电动力学 、 电弱相互作用 、 强子真空极化 以及 强子光-光散射 。

反常磁矩的 首个量子电动力学修正计算 是由斯温格在1948年针对电子完成，a=0.00116 0.1%。

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缪子反常磁矩首次被测量是在1957年。

李政道和杨振宁在1956年提出了“ 在弱相互作用下宇称不守恒 ”，后莱德曼团队在验证宇称不守恒的同时也间接获得了 与零相符的一个实验结果 ， aμ =0.0 0.1。

之后通过欧洲核子研究中心（CERN）的一系列实验以及美国布鲁克海文国家实验室（BNL）的Muon g-2实验的多年测量，其精度达到了 低于百万分之一级别 的0.54 10^-6。

此时，基于标准模型的理论计算也已经达到了相当的精确度，但比测量值还要小2.7个标准偏差，暗示可能存在着 超越标准模型的新物理 。粒子物理的理论家和实验家开展了一系列工作，希望可以进一步提高理论计算和实验测量的精度。

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缪子反常磁矩的 大理论团队 自2017年开始分别在美国、德国和日本等国家召开工作会议，在2020年中旬，发布了大家达成共识的理论值，此值和实验值两者之差已经达到了 3.7个标准偏差 。

实验方面，从2009年起，便有2个团队规划利用2种不同的实验方案提高测量精度，分别是 费米国家加速器实验室 （简称费米实验室）的 Muon g-2实验 和 强流质子加速器研究联合装置 （简称J-PARC）的 Muon g-2/EDM实验 。

费米实验室研发了 性能更好 的电磁量能器和磁场测量核磁共振探针以及其他仪器的改良，而J-PARC采用的是不同的缪子动量、缪子束流的 储存方法 以及衰变电子的 测量方法 。

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费米实验室的Muon g-2合作组于2009年成立，2017年中旬完成实验搭建之后，开始实验试运行，最终 在2018年采集到第一批物理数据 （Run-1）。

反常磁矩的物理分析主要分成： 缪子自旋的反常进动频率 ，通过测量正电子数量随时间的振荡获得； 储存环的磁场分布 ，通过安装在储存环上下的核磁共振探针和在储存缪子束流区域扫描的核磁共振探针台车获得； 缪子束流在储存环的时间和空间分布 ，通过径迹探测器的测量和束流动力学模拟的对比获得。

Run-1数据于2021年4月7日发表在《物理评论》系列期刊上， 精确度为迄今最好 ，结合BNL的测量值后，实验理论差异则达到了 4.2个标准偏差 。

在费米实验室发表结果的同时， 基于格点QCD计算强子真空极化（HVP）对反常磁矩贡献 的BMWc团队也在 Nature 发表了最新计算结果，表明理论实验只有 1.6个标准偏差 的差异，且计算值与其他基于色散关系的理论值有 3.7个标准偏差 的差异。

目前其他格点QCD团队正在验证这一新结果的计算和系统误差的估算，希望在近期可以解决理论值之间的矛盾。

费米实验室的Muon g-2实验目前正在采集 第5批数据 （Run-5），计划至少还会运行1年，并且从Run-6开始转向测量负缪子的反常磁矩。

此外，Muon g-2实验的数据也可以用于寻找 缪子的电偶极矩 以及与缪子有耦合的 超轻暗物质 。

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与此同时，J-PARC的Muon g-2/EDM实验也逐渐步入正轨，通过 产生缪子偶素 和 激光离子化 的方法产生冷缪子，然后对其进行反常磁矩精确测量。

在2018年实现了利用RF谐振腔加速缪子后，在 缪子偶素的生产额 、 缪子加速束流线 、 径迹探测器模块 等方面已经获得重大进展。

该实验计划于2027年开始取数，以不同的测量方式互相验证费米实验室的测量结果。

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2021年是缪子物理非常重要的一个节点，预计2022年，美国和日本的反常磁矩实验将取得更进一步的突破，为揭开缪子反常磁矩之谜做出贡献。

重味与强子物理研究

在粒子物理标准模型中，三代轻子与规范玻色子具有相同的耦合强度，这被称为“ 轻子普适性 ”。

检验重味强子衰变中的“轻子普适性” ，是搜寻超出标准模型新物理的重要途径之一。

B工厂 （Babar实验与Belle实验）此前检验了底介子 B +衰变中的轻子普适性，测量了所谓的“ RK ”， 未发现与标准模型预言偏离的迹象 。

LHCb实验国际合作组 2014年发布的测量结果与标准模型预言有2.6倍标准差的偏离，2019年利用更多的数据提高测量精度后，仍有 2.5倍标准差的偏离 。

2021年，LHCb实验国际合作组进一步提高了 RK 的测量精度，结果与标准模型预言有3.1倍标准差的偏离， 可能是新物理影响的迹象 。

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粒子物理标准模型中仅有4种可以 在正反物质粒子之间“振荡” 的粒子，而正反粒子“振荡”是 量子力学重要性质 的体现。

中性粲介子 D 0振荡频率更小， 在实验上难以测量 ，LHCb实验国际合作组于2013年才在实验上确立其振荡属性。

2021年，LHCb实验国际合作组测量了决定中性底介子振荡频率的物理量——2个质量本征态的质量差，这是实验上 首次确立中性粲介子2个质量本征态的质量差 。

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强子谱研究 可以帮助深入理解夸克模型和强相互作用，是粒子物理的前沿热点课题。

继2003年Belle实验国际合作组发现 X (3872)粒子以来，实验上发现了一系列的 奇特强子态 ，其中一些粒子带电，不可能是传统的电中性的重夸克偶素。

2021年，实验上又发现了新型的奇特强子态，奇异隐粲四夸克态 Zcs (3985)， Zcs (4000)， Zcs (4220)和双粲四夸克态

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北京谱仪III实验国际合作组在

反应过程中，在

和

的质量阈值附近发现一个

增强结构 ，需要引入新的四夸克态候选者 Zcs (3985)来解释。

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LHCb实验国际合作组通过对底介子的衰变道进行振幅分析，在粲夸克偶素 J / ψ 和带电 K 介子组合的不变质量谱中发现 明显的增强结构 。进一步分析表明，该系统存在2个共振态结构 Zcs (4000)和 Zcs (4220)。

Zcs (4000)的质量与北京谱仪III实验国际合作组发现的 Zcs (3985) 在误差范围内一致 ，而宽度大1个数量级，它们是否是同一个粒子，有待理论与实验的进一步研究。

LHCb实验国际合作组于2017年发现了双粲重子

这一发现使得 对于含2个相同重味夸克的奇特态的研究 成为新一轮理论热点。

在实验方面，LHCb实验国际合作组于2020年发现了由2对正反粲夸克组成的 X (6900)；2021年，在 D 0 D 0 π +的不变质量谱中发现一个 新的共振态 ，这是由 D *+介子与 D 0介子组成的分子态，还是紧致型四夸克态，有待理论与实验的进一步研究。

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在 理解核子结构 方面，北京谱仪III实验国际合作组对类时空间中子的电磁结构进行了精确测量，发现光子与质子耦合比光子与中子耦合更强，从而解决了长期存在的 光子-核子耦合反常问题 。

同时，北京谱仪III实验国际合作组观测到中子电磁形状因子随质心能量变化的 周期性振荡结构 ，其振荡频率与质子相同，相位接近正交。暗示核子内部存在尚未理解的 动力学机制 ，有待理论与实验进一步研究。

高能量前沿希格斯物理、

电弱物理与新物理寻找

希格斯玻色子是标准模型预言的 质量起源粒子 ，是电弱对称性破坏机制的 理论基础 ，同时也是标准模型中 最后一个被发现的粒子 。它的发现补全了标准模型的理论框架、提升了人类对于粒子物理微观世界的认知。

在后希格斯发现时代， 精确测定希格斯粒子的性质 、研究希格斯粒子与其他标准模型粒子的 作用机制 以及通过希格斯作为探针来寻找 超越标准模型的新物理现象 成为高能量前沿对撞机实验研究的核心之一。

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希格斯粒子的寿命很短，它的存在只能通过具体的 衰变末态 进行测量。

ATLAS与CMS国际实验合作组基于LHC Run-2实验数据，联合希格斯的主要衰变道测量希格斯玻色子的主要产生模式的反应截面和衰变分支比，以及耦合参数等。

以ATLAS结果为例，最终全局拟合获得希格斯粒子总体信号强度为1.06 0.06，测量误差相比以前实验结果有显着的改善， 在误差范围内与标准模型预言吻合 ，是2021年度标准模型希格斯测量的重要代表性进展。

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双希格斯过程 是LHC上希格斯产生的稀有过程，对于 探索 希格斯自耦和机制、研究希格斯势的形状、 探索 反常自耦和及双希格斯超标准模型共振态新物理有着重要意义。

ATLAS与CMS合作组在该研究方向上深耕Run-2 13 TeV对撞数据，获得了重要研究进展。

ATLAS标准模型双希格斯联合测量（a）与CMS双希格斯共振态新物理最新实验限制（b）

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此外， 希格斯衰变宽度与寿命测量及离壳衰变研究 至关重要。

CMS合作组基于希格斯双Z玻色子衰变道，给出了离壳希格斯的实验证据和希格斯宽度测量的最新结果， 与标准模型预言高度吻合 。

作为希格斯复杂衰变道的未来挑战之一， 二代费米子汤川耦合研究 至关重要，继希格斯缪子衰变道测量取得突破后，ATLAS于2021年完成了粲夸克衰变道的完整测量研究。

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ATLAS与CMS实验中三玻色子产生过程与矢量玻色子散射过程探测器示意（a）三规范玻色子的强子衰变；（b）轻子衰变过程；（c）ZZ散射示意图；（d）VV散射强子衰变示意图

（1）CMS合作组在 W-玻色子衰变分支比精确测量 中取得重要突破，所获结果首次超过LEP正负电子对撞机的高精度 历史 结果。在电弱精确测量全局拟合中PDG2020指出了2倍标准偏差，有待实验和理论的进一步论证。

（2）在 电弱稀有过程三规范玻色子产生 研究中，ATLAS和CMS合作组先后获得研究突破，首次在实验中观测到三规范玻色子协同产生过程。

（3）在 矢量玻色子散射 （VBS）的研究中，ATLAS和CMS实验进一步发现了 W +光子、 Z +光子末态和异号 WW 散射过程，并获得具有很大挑战性的 Z +光子散射过程中微子衰变道散射的首次发现。

（4）此外，ATLAS在 四顶夸克产生稀有过程测量 、CMS在 3 J / ψ 产生测量 等方向均有重要进展发表。

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在新物理现象的实验寻找过程中，ATLAS与CMS实验开展了广泛的研究，目前 尚未发现足够显着的偏离标准模型的实验迹象 ，相关工作为新物理理论的进一步研究提供了大量的实验数据参考和检验，并为未来理论与实验的发展发挥重要的指引与借鉴作用。

ATLAS与CMS实验关于新物理寻找统计限制的部分结果展示

结论

2021年粒子物理研究领域热点不断，在多个研究方向取得了一系列令人瞩目的研究成果。

目前中国与国际同行一起在粒子物理学科前沿开展全面而深入的理论与实验研究，并进一步全面布局如江门中微子实验、未来环形正负电子对撞机、超级陶粲工厂、中国电子离子对撞机等一系列紧跟学科前沿发展的基于加速器与非加速器装置的 未来大科学设施 ，为解锁宇宙物质构成之谜、联系并探秘宏观无穷大与微观无穷小尺度的物理现象而不懈努力。

⑻ 高中物理研究性课题有哪些

高中物理研究性学习课题

高一上：

1、牛顿对经典力学的贡献

2、生活中的物理

3、物体形状对物体抗压影响

4、刹车时车轮被抱死的利与弊。

5、研究“放大”作用的实现

6、关于篮球投篮问题的研究

7、关于数学知识在物理上的应用探索

8、人为什么要有两只眼睛和耳朵？

9、自行车上的力学知识

10、诺贝奖中的物理学家的共性

11、高科技物理在生活中的应用

12、汽车中的物理学

13、牛顿的一生

14、物理与现代军事科技

15、从伽利略望远镜到哈勃太空望远镜—人类对宇宙的认识史

16、铅球比赛中抛掷最佳角分析

17、体育运动中的力学

18、关于足球弧线球的研究

19、“整体法”在物理学中的应用

20、小刀、菜刀、斧头中的力学知识

21、“图解法”题型归类

22、历史上的中国物理

23、高中物理学习困难调查

24、研制水“火箭”

25、自制孔明灯

26、力与生活

27、桥梁的研究

28、汽车加速性能的研究

高一下：

1、“神州号”宇宙飞船的发射回收过程

2、求力对物体做功的方法

3、“和平号”坠毁始末

4、高中物理学习困难调查

5、生活中的能的转化

6、物理学习中常用的数学知识归纳

7、物体在通过弯道时倾斜的物理原理

8、浅谈可再生能源

9、历史上的中国物理

10、物理问题与模型

11、爱因斯坦的一生

12、自制孔明灯

13、宇航生活

14、航天飞机

15、求力对物体做功的方法

16、男女生对高中物理的学习差异

17、关于篮球投篮问题的研究

18、铅球比赛中抛掷最佳角分析

19、体育运动中的力学
20、关于足球弧线球的研究

21、关于宇宙形成学说的研究

22、能源的研究

23、从伽利略望远镜到哈勃太空望远镜——人类对宇宙的认识史

24、太阳能的利用

25、万有引力与天体运动

26、如何安置军事侦察卫星？

27、空间弯曲，时间倒流----爱因斯坦相对论

28、黑洞

29、火箭原理与空间探测

30、什么是质量

高二上：

1、时代呼唤纳米科技

2、“图解法”题型归类

3、有关超导体的知识

4、物理实验中基本仪器的正确使用

5、生活中的电磁辐射

6、高中物理学习困难调查

7、自制火灾报警器

8、楼道灯声控开关的研制

9、无线电收音机的制作

10、手机辐射对人体的影响，如何减少手机污染？

11、紫外线产生、检测和预报

12、关于潮汐发电的总结报告

13、节能灯的节能探究

14、研究材料的保温性能

15、用电解法测定元电荷

16、自来水电阻率的测定

17、估测高压锅内的水温

18、摄影技术（相机自备）

19、静电对人体及动物机体的效应的研究

20、磁卡和IC卡

21、测定家用电器的电功率

22、对地磁场的分析与讨论

23、静电屏蔽与动电屏蔽的区别

24、唱片、磁带、磁盘和光盘

25、射线的应用与防护 26、 核能的利用

⑼ 物理学十大难题（未解决）都有哪些

1.表达物理世界特征的所有（可测量的）无量纲参数原则上是否都可以推算，或者是否存在一些仅仅取决于历史或量子力学偶发事件，因而也是无法推算的参数？
爱因斯坦的表述更为清楚：上帝在创造宇宙时是否有选择？想象上帝坐在控制台前，准备引发宇宙大爆炸．“我该把光速定在多少”？“我该让这种名叫电子的小点带多少电荷”？“我该把普朗克常数--即决定量子大小的参数--的数值定在多大”？他是不是为了赶时间而胡乱抓来几个数字？抑或这些数值必须如此，因为其中深藏着某种逻辑？
2. 量子引力如何帮助解释宇宙起源？
现代物理学的两大理论是标准模型和广义相对论．前者利用量子力学来描述亚原子粒子以及它们所服从的作用力，而后者是有关引力的理论．很久以来，物理学家希望合二为一，得到一种“万物至理”--即量子引力论，以便更深入地了解宇宙，包括宇宙是如何随着大爆炸自然地诞生的．实现这种融合的首要候选理论是超弦理论，或者叫M理论--这是其名称的最新“升级版”，M代表“魔法”、“神秘”或“所有理论之母”．
3. 质子的寿命有多长，如何来理解？
以前人们认为质子与中子不同，它永远不会分裂成更小的颗粒．这曾被当成真理．然而在70年代，理论物理学家认识到，他们提出的各种可能成为“大一统理论”--该理论把除引力外的所有作用力汇于一炉--的理论暗示：质子必须是不稳定的．只要有足够长的时间，在极其偶然的情况下，质子是会分裂的．
办法是捕捉到正在死去的质子．许多年来，实验人员一直在地下实验室中密切注视大型的水槽，等待着原子内部质子的死去．但迄今为止质子的死亡率是零，这意味着要么质子十分稳定，要么它们的寿命很长--估计在10亿亿亿亿年以上．
4. 自然界是超对称的吗？如果是，超对称性是如何破灭的？
许多物理学家认为，把包括引力在内的所有作用力统一成为单一的理论要求证明两种差异极大的粒子实际上存在密切的关系，这种关系就是所谓的超对称现象．第一种粒子是费密子，可以把它们粗略地说成是物质的基本组件，就像质子、电子和中子一样．它们聚集在一起组成物质．另一种粒子是玻色子，它们是传递作用力的粒子，类似于传递光的光子．在超对称的条件下，每一个费密子都有一个与之对应的玻色子，反之亦然．
物理学家有杜撰古怪名字的冲动，他们把所谓的超级对称粒子称为“sparticle”．但由于在自然界中还没有观察到sparticle，物理学家还需要解释这种对称性“破灭”的原因：随着宇宙冷却并凝结成现在的这种不对称状态，在其诞生之际所存在的数学上的完美被打破了．
5. 为什么宇宙表现为一个时间维数和三个空间维数？
这只是因为还没有想到一个可以接受的答案，只是因为除了上下、左右、前后，人们无法想象在更多的方向上运动．这并不意味着宇宙原本就是这样的．实际上，根据超弦理论，肯定还存在着另外六个维数，每一维都呈卷曲状，十分微小，因而无法察觉．如果这一理论是正确的，那么为什么只有这三个维数是伸展开来的，留给我们这个相对幽闭恐怖的空间呢？
6. 为什么宇宙常数有它自身的数值？它是否为零，是否真正恒定？
直到最近，宇宙学家仍然认为宇宙是以一个稳定的速度在膨胀．但最近的观察发现，宇宙可能膨胀得越来越快．人们用一个叫宇宙常数的数字来描述这种轻微的加速．这个常数是否如人们早期所认为的是零，或者是一个非常小的数值，物理学家现在还无法做出解释．根据一些基本计算，这个常数应该很大--是我们观测结果的大约10到122倍．换句话说，宇宙应该以跳跃般的速度在膨胀．而实际情况并非如此，肯定有什么机制在压制这种作用．如果宇宙真是超对称性的，那宇宙常数就该被完全抵消掉．但这种对称性--如果确实存在的话--看来已经破灭．如果这个常数随时间的变化而变化的话，那情况就更加复杂了．
7. M理论的基本自由度（M理论的低能极限是11维的超引力，它包含5种相容的超弦理论）是多少？这一理论理否真实地描述了自然？
多年来，超弦理论最大的弱点是它有5个不同的版本．到底哪一个--如果有的话--描述了宇宙？反对这一理论的人最近已经接受了被称为M理论的最主要的11维理论框架．但情况却因此变得更加复杂．
在M理论前，所有的亚原子粒子都被说成是由微小的超弦组成的．M理论给组成亚原子的物质谱加了一种叫做“膜”（brane）的更为神秘的物质，它就像生理学上的膜一样，但最多有9个维数度．现在的问题是，什么是更基本的物质组成单位，是膜组成了弦还是刚好相反？或者另外存在着一些更基本的物质单位，只是人们没有想到罢了？最后，这两种东西中是否有一种确实存在，或者M理论仅仅是一种迷人的大脑游戏？
8. 黑洞信息悖论的解决方法是什么？
根据量子理论，信息--无论它描述的是粒子运动的速度还是油墨颗粒组成文件的确切方式--是不会从宇宙中消失的．但物理学家基普·索恩、约翰·普雷希尔和斯蒡芬·霍金却提出了一个固定的假设：如果你把一本大不列颠网络全书扔进黑洞中去，将会发生什么事？宇宙中是否有其他同样的网络全书是无关紧要的．正如物理学中所定义的，信息并不等同于含义，信息仅指二进制的数字，或是一些其他的代码，它被用来精确地描述一个物体或一种方式．所以看起来那些特定的书本里的信息将被吞没，并永远地消失．但人们觉得这是不可能的．
霍金博士和索恩博士相信那些信息确实消失了，而量子力学必须对此作出解释．普雷希尔博士推测信息其实并没有消失；它也许以某种形式显示于黑洞的表面，如同在一个宇宙中的银幕上．
9. 何种物理学能够解释基本粒子的重力与其典型质量之间的巨大差距？
换言之，为什么重力比其他的作用力（如电磁力）要弱得多？一块磁铁能够吸起一个回形针，即使整个地球的引力在把它往下拉．
根据最近的一种说法，重力实际上要大得多．它仅仅是看上去比较弱而已，因为大部分重力陷入了某一个额外的维数度之中．如果我们可以用高能粒子加速器俘获全部的重力，也许就有可能制造出微型黑洞．虽然这看上去会引起固体垃圾处理业的兴趣，但这些黑洞很可能刚一形成就消失了．
10. 我们能否定量地理解量子色动力学中的夸克和胶子约束以及质量差距的存在？
量子色动力学（QCD）是描述强核子力的理论．这种力由胶子携带，它把夸克结合成质子和中子这样的粒子．根据量子色动力学理论，这些微小的亚粒子永远受到约束．你无法把一个夸克或胶子从质子中分离出来，因为距离越远，这种强作用力就越大，从而迅速地把它们拉回原位．
但物理学家还没有最终证明夸克和胶子永远不能逃脱约束．他们也不能解释为什么所有能感受强作用力的粒子必须至少有一丁点儿的质量，为什么它们的质量不能为零．一些人希望M理论能提供答案，这一理论也许还能进一步阐明重力的本质．