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竞赛内容要求与提要

2007/10/19 全国中学生物理竞赛委员会办公室 本文被阅读过9442次

一、理论基础      

力  学


 1.运动学
    参照系 质点运动的位移和路程、速度、加速度 相对速度 矢量和标量  矢量的合成和分解
    ※矢量的标积和矢积
       匀速及匀变速直线运动及其图像运动的合成  抛体运动 圆周运动 刚体的平动和绕定轴的转动
    2.牛顿运动定律力学中常见的几种力
       牛顿第一、二、三运动定律惯性参照系的概念
       摩擦力 弹性力 胡克定律
    万有引力定律 均匀球壳对壳内和壳外质点的引力公式(不要求导出) 
    开普勒定律  行星和人造卫星运动  
    ※惯性力的概念
   3.物体的平衡
       共点力作用下物体的平衡
       力矩  刚体的平衡条件  重心
       物体平衡的种类
    4.动量
       冲量 动量  质点与质点组的动量定理  动量守恒定律
    ※质心  ※质心运动定理
       反冲运动及火箭
 5.※冲量矩 ※角动量 ※质点和质点组的动量定理(不引入转动惯量)  ※角动量守恒定律
    6.机械能 
      功和功率
      重力势能 引力能质点及均匀球壳壳内和壳外的引力势能公式(不要求导出)  弹簧的弹性势能
      功能原理 机械能守恒定律
      碰撞 恢复系数
   7.流体静力学
      静止流体中的压强
   浮力
   8.振动                   
      简谐振动   振幅  频率和周期  相位 振动的图像    、
      参考圆 振动的速度  
     由动力学方程确定简谐振动的频率 简谐振动的能量
     同方向同频率简谐振动的合成   
     阻尼振动  受迫振动和共振(定性了解)
  9.波和声
    横波和纵波 波长、频率和波速的关系  波的图象 平面简谐波的表示式 
   波的干涉和衍射(定性)※驻波
   声波 声音的响度、音调和音品  声音的共鸣  乐音和噪声  ※多普勒效应

                                                                                热  学


  1.分子动理论
    原子和分子的量级
    分子的热运动  布朗运动  温度的微观意义
    分子力   
    分子的动能和分子问的势能  物体的内能
  2.热力学第一定律
  热力学第一定律   
  3.※热力学第二定律
  ※热力学第二定律  ※可逆过程与不可逆过程
  4.气体的性质
  热力学温标
  理想气体状态方程 普适气体恒量
  理想气体状态方程的微观解释(定性)
  理想气体的内能
  理想气体的等容、等压、等温和绝热过程(不要求用微积分运算)
  5.液体的性质
  液体分子运动的特点
  表面张力系数
  浸润现象和毛细现象(定性)
  6.固体的性质    ,
  晶体和非晶体空间点阵
  固体分子运动的特点
  7.物态变化
  熔化和凝固熔点熔化热
  蒸发和凝结饱和气压沸腾和沸点  汽化热  临界温度
  固体的升华   
  空气的湿度和湿度计露点
 8.热传递的方式
  传导、对流和辐射
 9.热膨胀
  热膨胀和膨胀系数
   
                                                                                电  学
  1.静电场
  库仑定律  电荷守恒定律
  电场强度  电场线点电荷的场强场强叠加原理均匀带电球壳壳内的场强和壳外的场强公式(不要求导出)  匀强电场
  电场中的导体  静电屏蔽
  电势和电势差  等势面  点电荷电场的电势公式(不要求导出)  电势叠加原理均匀带电球壳壳内和壳外的电势公式(不要求导出)
  电容  电容器的连接平行板电容器的电容公式(不要求导出)
  电容器充电后的电能
  电介质的极化 介电常量
    2.稳恒电流     
   欧姆定律  电阻率和温度的关系
  电功和电功率   
  一段含源电路的欧姆定律  ※基尔霍夫定律
  电流表 电压表  欧姆表
  惠斯通电桥 补偿电路
 3.物质的导电性
  金属中的电流 欧姆定律的微观解释
  液体中的电流 法拉第电解定律  
  气体中的电流被激放电和自激放电(定性)
  真空中的电流 示波器
  半导体的导电特性  P型半导体和N型半导体
  晶体二极管的单向导电性  三极管的放大作用(不要求机理)
  超导现象     
  4.磁场
  电流的磁场磁感应强度  磁感线  匀强磁场  长直导线中的电流的磁场
  安培力  洛伦兹力  电子荷质比的测定  质谱仪  回旋加速器
  5.电磁感应
  法拉第电磁感应定律
  楞次定律  ※感应电场(涡旋电场)
  自感
  互感和变压器
  6.交流电
  交流发电机原理交流电的最大值和有效值
  纯电阻、纯电感、纯电容电路
  整流、滤波和稳压
  三相交流电及其连接法感应电动机原理
 7.电磁振荡和电磁波
  电磁振荡  振荡电路及振荡频率
  电磁场和电磁波  电磁波的波速  赫兹实验
  电磁波的发射和调制  电磁波的接收、调谐、检波

                     光  学
1.几何光学
  光的直进、反射、折射全反射
  光的色散折射率与光速的关系
  平面镜成像 球面镜成像公式及作图法
  薄透镜成像公式及作图法
  眼睛 放大镜 显微镜 望远镜
2.波动光学
  光程
  光的干涉和衍射 双缝干涉 单缝衍射
  光谱和光谱分析  电磁波谱
   
                     近代物理
1.光的本性
  光电效应 爱因斯坦方程
  光的波粒二象性 光子的能量与动量
2.原子结构
  卢瑟福实验 原子的核式结构
  玻尔模型  用玻尔模型解释氢光谱玻尔模型的局限性
  原子的受激辐射激光
3.原子核
  原子核的量级
  天然放射现象 放射线的探测
  质子的发现  中子的发现原子核的组成
  核反应方程
  质能方程裂变和聚变
  “基本”粒子  ※夸克模型
 4.※不确定关系  ※实物粒子的波粒二象性
 5.※狭义相对论
   爱因斯坦假设  时间和长度的相对论效应
   相对论动量与能量  , 
 6.※太阳系  银河系  宇宙和黑洞的初步知识
 
                    数学基础
1.中学阶段全部初等数学(包括解析几何)
2.矢量的合成和分解极限、无限大和无限小的初步概念
3.不要求用微积分进行推导或运算
   
二、实  验

  全国中学生物理竞赛常委会组织编写的《全国中学生物理竞赛实验指导书》中的34个实验是全国中学生物理竞赛复赛实验考试内容的范围,这34个实验的名称是:
    1.实验误差
    2.气轨上研究瞬时速度
    3.杨氏模量
    4.用单摆测重力加速度
    5.气轨上研究碰撞过程中动量和能量变化
    6.测声速
    7.弦上驻波实验
    8.冰的熔化热
    9.线膨胀率
    10.液体比热容
    11.数字万用电表的使用
    12.制流和分压电路
    13.测定直流的参数并研究其输出特性
    14.磁电式直流电表的改装
    15.用量程200 mV数字电压表组成多量程的电压表和电流表
    16.测非线性元件的伏安特性
    17.平衡电桥测电阻
    18.示波器的使用
    19.观测电容特性
    20.检测黑盒子中的电学元件(电阻,电容,电池,二极管)
    21.测量温度传感器的温度特性
    22.测量热敏电阻的温度特性
    23.用霍尔效应测量磁场
    24.测量光敏电阻的光电特性(有、无光照时的伏安特性;光电特性)
    25.研究光电池的光电特性
    26.测量发光二极管的光电特性(用 估算发光波长)
    27.研究亥姆霍兹线圈轴线磁场的分布
    28.测玻璃的折射率
    29.测量薄透镜的焦距
    30.望远镜和显微镜
    31.光的干涉现象
    32.光的夫琅禾费衍射    ’
    33.分光计的使用与极限法测折射率
    34.光谱的观测
   

  各省级竞赛委员会根据本省的实际情况从《全国中学生物理竞赛实验指导书》的34个实验中确定并公布不少于20个实验作为本省物理竞赛复赛实验考试的内容范围,复赛实验的试题从公布的实验中选定,具体做法见“全国中学生物理竞赛复赛实验考试、命题的若干规定”.
  全国中学生物理竞赛决赛实验以本内容提要中的“理论基础”和《全国中学生物理竞赛实验指导书》作为命题的基础。
                 

三、其他方面
   
  物理竞赛的内容有一部分有较大的开阔性,主要包括以下三方面:
  1.物理知识在各方面的应用.对自然界、生产和日常生活中一些物理现象的解释.
  2.近代物理的一些重大成果和现代的一些重大信息.
  3.一些有重要贡献的物理学家的姓名和他们的主要贡献。

四、指定参考书


  1《全国中学生物理竞赛专辑》  全国中学生物理竞赛办公室编  北京教育出版社出版
  2《高中物理学》共四册     沈克琦主编 北京出版社出版
  3《全国中学生物理竞赛实验指导书》    全国中学生物理竞赛常务委员会主编  北京大学出版社出版

五、参考资料
  《全国中学生物理竞赛第1~20届试题解析》全国中学生物理竞赛常务委员会主编  清华大学出版社

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