第十二届北京高中数学知识应用竞赛初赛题及解答

一、（满分25分）美国前国务卿基辛格曾说过“控制了石油，就控制了所有国家；控制了粮食，就控制了人类”．石油一直是重要的战略能源，其价格变化飞涨狂跌，影响世界经济变幻莫测．2007年12月18日美国众议院通过了自1975年以来首个能源法案，该法案要求减少石油进口，大幅度增加乙醇等生物燃料．（含有10％乙醇的EIO汽油可以使汽车的尾气排放量减少33％以上）     

关于量子场论、聚变能源、理论生物物理的一些想法

在这么多具有创造性的与会者面前,我讲三点各不相干的粗糙想法,希望大家批评指正.1　量子场论用经典的微扰法作级数展开遇到发散困难,而量子电动力学用费曼图计算则可得精确到好几位与实验符合的结果.有一年,Ａｔｉｙａｈ数学家来京我与他讨论,他表示物理学家搞对了的需要数学家去更好地理解.我体会有如δ函数的故事.几年前,我做多体的超越ＨａｒｔｒｅｅＦｏｃｋ近似时,曾提出一个新方法,框架我已写入理论物理基础这本书中.多体问题的哈氏量在二次量子化形式下与场论的哈氏量可比,而新方法的特点在于用幺正变换逐渐把自共轭的哈氏量对角化.…     

Simulation Analysis of the Optimal Storage Resource Alloction for Large HENP Databases

Large High Energy and Nuclear Physics(HENP)databases are commonly stored on robotic tape systems because of cost considerations.Later,selected subsets of the data are cached into disk caches for analysis or data mining.Because of the relatively long time to mount,seek,and read a tape,it is important to minimize the number of times that data is cached into disk.Having too little disk cache will force files to be removed from disk prematurely,thus reducing the potential of their sharing with other users .Similarly,having too few tape drives will not make good use of a large disk cache,as the throughput from the tape system will form the bottleneck.Balancing the tape and disk resources is dependent on the patterns of the requests to the data.In this paper,we describe a simulation that characterizes such a system in terms of the rsources and the request patterns.We learn from the simulation which parameters affect the performance of the system the most.We also observe from the simulation that,there is a point beyond which it is not worth investing in additional resources as the benefit is too marginal.We call this point the “point-of -no-benefit“(or PNB),and show that using this concept we can more easily discover the relationship of various parameters to the performance of the system.     

全要素生产率和产业结构对能源利用影响的实证分析

本文利用能源消耗模型进行实证分析,结果表明决定能源利用效率的关键因素和长期因素是全要素生产率,全要素生产率的不断提高导致了我国经济快速发展而单位GDP能源消耗不断降低的特殊现象.产业结构对能源消耗有显著的短期影响,当第一产业比例下降或第二产业比例上升时,能源消耗增加。市场化程度、对外开放程度对能源消耗的作用体现在全要素生产率中.2000年后能源消耗重新抬头并不否定全要素生产率的作用,而是缺乏节能意识的负面影响抵消并逆转了全要素生产率的正面作用.     

热物理和热工研究开发的进展与机遇

兴起中的“工程热物理”，归属技术科学，成为沟通热物理研究和热工技术开发的桥梁，曾被原苏联学者称为“物理热工学”，也曾在我国使用过“热物理工程学”，亦即运用物理学知识的进展深化对热工问题的分析研究，容许按工程学分析处理的方法抓主要矛盾和矛盾的主要方面作渐近的合理假设，推动相关工程技术的开发创新．工程热物理的数值模拟计算要严肃对待物理模型的可信性．传统的划分方式认为：科学发现是为了认识世界，工程技术是为了改造世界，正确认识世界才能合理改造世界，但并不排斥在改造世界的过程中改进和丰富对客观真实的认识．…     

绿色化学工作者的代表——Mark T．Holtzapple教授

主要介绍了A&M大学(德克萨斯农工大学)的Mark T. Holtzapple(马克·霍尔特萨普尔)教授在学术领域所作出的的贡献.Mark T. Holtzapple教授因发明了用石灰预处理和细菌发酵等简单技术,把废弃生物质转化成动物饲料、化学试剂和燃料而获得1996年美国总统绿色化学挑战奖的学术奖.他还从事发动机、发电机、电动机和空气调节装置等机械效率和能源利用率方面的研究,其中他参与研发的一款发动机的能源利用率是目前市场上普通发动机能源利用率的2～3倍.     

中科院大连化物所研制成功双氧水加氢催化剂

不久前，由中科院大连化物所能源环境工程组承担的双氧水加氢催化剂项目顺利通过了中石化催化剂分公司组织的评审验收，与会专家对催化剂性能及项目合作工作给予了很高的评价，认为催化剂性能优于现有工业催化剂，建议进行中试实验。据悉，项目组利用非均布催化剂制备技术研制出双氧水生产用蒽醌加氢催化剂DICP-1、DICP-2，经过上百小时的现场模拟实验表明，催化剂性能优良，贵金属负载量为商用工业催化剂的70％，时空收率比商用工业催化剂提高20％以上。     

新型偶氮苯金属液晶化合物的合成与性能研究

合成了新型偶氮苯金属配合物。 分别采用光谱分析、热分析及X射线衍射测试技术对样品进行了表征。结果表明,连接偶氮苯和金属配合物之间碳链的长度对该化合物的相转变和荧光特性具有特殊的影响。 该系列化合物在紫外光和热作用下具有99%以上的偶氮苯顺-反异构化反应效率;具有290和560 nm这2个波段荧光发射光谱。由其中一个金属液晶化合物分散在聚甲基丙烯酸甲酯网络而形成的介质可作为全息信息存储材料而实现全息图像的写入和读出。