对一道竞赛题的深入探究

1原题及参考解答 1．1题目（第22届全国中学生物理竞赛复赛题） 两辆汽车A与B,在t=O时从十字路口0处分别以速度vA和vB沿水平的、相互正交的公路匀速前进,如图1所示．     

小型掠入射式近边X射线吸收谱仪的设计

近边X射线吸收精细结构(NEXAFS)谱包含了吸收原子的局域结构信息,由于其适用范围广,灵敏度高,已经成为研究物质结构的重要手段之一。为了研究有机物的碳1s NEXAFS谱,本文基于气体激光等离子体X射线光源,采用具有平场特性的凹面变线距光栅作为分光元件,面阵CCD作为光谱探测器,设计了一台小型掠入射式近边X射线吸收谱仪。通过优化光栅和CCD的装配方案,得到了入射角88.6°的装配参数。利用光线追迹法分析了谱仪的分辨率,该谱仪工作波段2~5 nm,在4.4 nm处分辨率可达666。通过分析各结构参量误差对谱线半高宽的影响发现,半高宽对入射角的误差最为敏感,优化的装配方案可以实现入射角的高精度调节。利用氮气等离子体光谱测试了光谱仪的性能,结果显示分辨率达到设计指标。     

W18Cr4V钢表面离子氮碳共渗-离子渗硫复合处理渗层的摩擦磨损性能研究

研究了Ｗ１８Ｃｒ４Ｖ钢离子氮碳共渗－离子渗硫复合处理渗层的摩擦磨损性能．在环－块摩擦磨损试验机上测定复合渗层与ＧＣｒ１５钢对摩时的摩擦系数,在往复式滑动磨损试验机上进行磨损试验．采用扫描电镜（ＳＥＭ）对磨损表面进行形貌分析．试验结果表明：复合渗层与ＧＣｒ１５钢对摩时的摩擦系数比未处理的Ｗ１８Ｃｒ４Ｖ钢与ＧＣｒ１５钢的低．由于复合渗层中的氮碳化合物和硫化物降低了摩擦系数和粘着倾向,复合渗层的耐磨性高于未处理的Ｗ１８Ｃｒ４Ｖ钢     

金属流体速度的阵列探针测量方法研究

不透明液态金属的速度测量在电磁冶金和核能领域具有十分重要的作用,能为相关现象的解释提供直接的数据支持。以电磁学中的欧姆定律为基础,搭建了一套多探针阵列的金属流体速度测量系统。通过设计探针的排布形式、数据采集系统和数据处理方法,以磁场环境下圆柱绕流问题为实验对象,实验验证了探针插入和排布方式对测量结果的影响,结果表明探针插入流体与探针紧贴壁面所测量得到的速度误差约为5%,而探针排布方式引起的测量误差为2.5%～10%。另外,实验中还发现阵列探针伸入到流体中不影响其对金属流体非定常波动频率的测量,流场的波动频率也不会受到周围探针的影响。     

基于改进TERCOM的地形辅助导航算法

自主水下航行器长时间航行后惯性导航系统的位置误差会随时间不断增加，地形辅助导航可帮助惯性导航系统进行误差校正。为解决地形轮廓匹配（TERCOM）算法对航向误差较敏感问题，提高地形辅助导航的匹配精度，提出了一种基于改进TERCOM的地形辅助导航算法。在TERCOM算法基础上增加旋转角度机制，首先根据INS航迹进行旋转平移并采用TERCOM算法进行粗匹配，然后引入改进粒子群算法进行精匹配。在某海图内进行水下地形匹配仿真实验，结果表明：与传统TERCOM算法相比，所提算法可降低航向误差84%，匹配精度可提高4倍多，对实现自主水下航行器的自主无源导航有重要意义。     

钇铝石榴石(YAG)透明陶瓷的研究进展EI北大核心CSCD

钇铝石榴石(Y_(3)Al_(5)O_(12))透明陶瓷具有机械强度高、物化性质稳定,特别是覆盖紫外、可见及红外光透过等优异性能,在固体激光器、导弹穹顶、红外窗口及透明装甲领域有着广泛的应用。本文系统总结了YAG透明陶瓷的制备工艺,包括粉体合成、坯体成型、陶瓷烧结及烧结助剂的选用,对比了不同工艺路线制备YAG透明陶瓷的性能、规格、成本等;就不同稀土离子掺杂对YAG基透明陶瓷性能的影响规律进行了全面阐述;最后通过对现有问题的总结,展望了钇铝石榴石(YAG)透明陶瓷未来的发展趋势。     

气体横掠顺排管束流动特性实验研究

螺旋管式换热器换热系数高且结构紧凑，被用于高温气冷堆蒸汽发生器及中间换热器。这类换热器壳侧为有壁面包围的横掠管束流动，而壁面的存在会对横掠管束流动产生一定影响。本文中采用分裂式热膜测量了不同管距管径比(P/D)和不同雷诺数(Re)下横掠顺排管束流动管间和管后的速度分布。讨论了流动充分发展区域P/D、Re对管间和管后时均速度分布的影响。然后分析了P/D、Re对管间和管后雷诺正应力分布的影响。选取Re=35875的结果，从频谱角度分析了产生不同雷诺正应力分布的原因，并比较了P/D对管间速度频谱的影响。     

学科大概念统领下基于真实情境的“合成高分子”单元教学

通过新旧课标与教材的对比分析，在大概念的统领下，确定“合成高分子”的教学目标以及认识方式。以“结构决定性质，性质决定用途”大概念统领单元教学，围绕教学目标选择新冠疫情下的“防病毒口罩”为情境，在真实问题的解决过程中发展学生认识合成高分子的基本思路，促进学生化学学科核心素养的发展。     

聚合物可逆互锁网络的设计、制备和应用初探

聚合物复合体系是聚合物材料重要的应用形式,发展能够充分抑制相分离的多组分聚合物复合体系制备新技术有着重要意义.利用动态交联聚合物网络拓扑结构的可逆变换,可以使不同交联聚合物网络间的分子链扩散与混合成为可能,待混合完全后再通过动态可逆共价键闭合来重筑交联网络,最终得到由不同子网络穿插互锁形成的均匀复合交联网络,即聚合物可逆互锁网络,其中的子网络之间没有共价键连接,具有相对的独立性.本文由聚合物可逆互锁网络的设计制备出发,阐述了相关方法的概念、原理和所得材料的结构特点,介绍了基于聚合物可逆互锁网络策略的聚合物材料高性能化与功能化应用实例,内容包括提升和调控力学性能、宽pH水环境中的自修复、增进本征导热率、固态聚合物电解质的优化、多组分聚合物复合体系的可控分离与可控降解以及闭环循环利用等,同时分析了与聚合物互穿网络(IPNs)的区别,最后对这类材料未来可能的发展进行了分析和展望.