高中物理竞赛内容标准

高中物理竞赛内容标准

一、理论基础

力学

物理必修1

本模块是高中物理的第一模块。在本模块中学生，学生将进一步学习物理学的内容和研究方法，了解物理学的思想和研究方法，了解物理学在技术上的应用和物理学对社会的影响。

本模块的概念和规律是进一步学习物理的基础，有关实验在高中物理中具有基础性和典型性。要通过这些实验学习基本的操作技能，体验实验在物理学中的地位及实践人类在认识世界中的作用。

本模块划分两个四主题：

·运动的描述

·相互作用与运动规律

·抛体运动与圆周运动

·经典力学的成就与局限性

（一）运动的描述

1．内容标准

（1）通过史实，初步了解近代实验科学产生的背景，认识实验对物理学发展的推动作用。

例1 了解亚里士多德、迪卡尔等关于力与运动的主要观点与研究方法。

例2 了解伽利略的实验研究工作，认识伽利略有关实验的科学思想和方法。

（2）通过对质点的认识，了解物理学中物理模型特点，体会物理模型在探索自然规律中的作用。

例3 在日常生活中，物体在哪些情况下可以看做质点？

（3）经历匀变速直线运动的实验过程，理解参考糸、位移、时间、时刻、路程、速度、相对速度、加速度的概念及物理量的标矢性，掌握匀变速直线运动的规律，体会实验在发现自然运动规律中作用。

例4 用实验方法和图像方法研究物体的运动。

例5 通过实例描述物体的变速运动，运动的矢量性。

例6 通过史实及实验研究自由落体运动。

（4）能用公式和图像描述匀变速直线运动，掌握微元法，积分法等数学思想在研究物理问题中的重要性。

（5）对过位移、速度、加速度的学习，理解矢量与标量在物理学中重要性。掌握矢量的合成和分解。

例7 通过实例研究物体竖直上抛运动，体会物体在共线条件下的矢量合成与分解。

2．活动建议

（1）通过研究汽车的运行来分析交通事故的原因。

（2）通过实验研究自由落体运动的影响因素。

（3）通过查阅物理学史，了解并讨论伽利略对物体运动的研究在科学发展和人类进步上的重大意义。

（二）相互作用与运动规律

1．内容标准

（1）知道常见的形变，通过实验了解物体的弹性，知道胡克定律。

例1 调查在日常生活和生产中所用弹簧的形状及使用目的。

例2 制作弹簧秤并用胡克定律解释。

（2）通过实验认识滑动摩擦、静摩擦的规律，理解静摩擦力、滑动摩擦力、摩擦角的概念。能用动摩擦因数计算滑动摩擦力。

例3 设计实验测量摩擦力。体会摩擦力与摩擦角的实际意义。

（3）通过实验，理解力的合成与分解，掌握共点的平衡条件，物体平衡的种类。用力的合成与分解分析日常生活中的问题。

例4 通过实验，研究两个共点力在不同夹角时与合力的关系。

例5 调查日常生活和生产中平衡的类型，分析平衡原理。

（4）通过实验，理解力矩的概念，掌握力矩刚体平衡条件，会用力矩及力矩平衡分析日常生活中的问题。

例6 通过实验，研究利用杠杆平衡原理解决实际问题。

（5）通过实验，探究加速度与物体质量、物体受力的关系。理解牛顿运动定律，用牛顿运动定律解释生活中有关问题。通过实验认识超重与失重现象。

例7 通过实验测量加速度、力、质量，分别作出表示加速度与力、加速度与质量的关系图象。根据图象写出加速度与力、质量的关系式。体会探究过程中所用的科学方法。

例8 根据牛顿第二定律说明物体所受外力与加速度的瞬时性及矢量性。

（6）引入惯性参照系，惯性力的概念。理解物体在非惯性参考系中的问题。

例9 通过实例分析物体在非惯性参考系中物体受力与加度度的关系。

（7）认识单位制在物理学中的重要意义。知道国际单位制中的力学单位。

例10 在等式a=KF/m中给定K=1，从而定义力的单位。

2．活动建议

（1）调查日常生活和生产中利用静摩擦的事例。

（2）通过各种活动，例如乘坐电梯、过山车等，了解与体验失重与超重。

（3）根据牛顿第二定律，设计一种能显示加速度大小的装置。

（三）抛体运动与圆周运动

1．内容标准

（1）会用运动合成与分解的方法分析抛体运动。

例1 通过实验，研究物理的合运动与分运动的关系。理解相对速度与牵连速度。

例2 研究抛体运动，分别以物体在水平方向和竖直方向的位移为纵坐标和横坐标，描绘做抛体运动的物体轨迹。速度与加速度的对应关系。

（2）会描述匀速圆周运动。知道角速度、线速度、周期、向心加速度。

例3 分析变速自行车齿轮与链条间运动关系，研究描述圆周运动各物理量的关系。

（3）能用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力。分析生产和生活中的离心现象。

例4 结合汽车拐弯与火车拐弯等实际事例，分析物体做圆周运动时所遵循的规律。

2．活动建议

（1）通过活动，对比实际弹道的形状与抛物线的差异，尝试做出解释。

（2）调查分析高空过山车运动的特点。

（3）调查公路拐弯处的倾斜情况及内外高度差。

（四）经典力学的成就与局限性

1．内容标准

（1）通过有关事实了解万有引力定律的发现过程。知道万有引力定律在均匀球壳对壳内对壳外质点的引力公式（不要求导出）。认识万有引力定律的重要意义，体会科学定律对人类探索未知世界的作用。

例1 通过用万有引力定律发现求知天体的事实，说明科学定律对人类认识世界的影响。

（2）知道开普勒定律。行星和人造卫星的运动规律。会利用开普勒定律分析行星的运动。

（3）会计算人造卫星的环绕速度。会计算第二宇宙速度和第三宇宙速度。

例2 理解宇宙三速度的，并能应用于实际。

（4）初步了解经典时空观和相对时空观，知道相对论对人类认识世界的影响。（5）通过实例，了解经典力学的发展历程和伟大成就，体会经典力学创立的价值与意义，认识经典力学的适用范围和局限性。

例3 了解经典力学对航天技术发展的重大贡献。

例4 了解重物下落与天体运动的多样性与统一性，知道万有引力定律对科学发展所起的作用。

例5 分析卫星的发射，分析卫星发射的速度与轨道间的关系。

（6）体会科学研究方法对人类认识自然的重要作用。举例说明物理学的进展对自然科学的促进作用。

2、活动建议

（1）观看有关人造卫星等飞行器的录像片，领悟天体运动规律。

（2）自制简单的飞行器，理解火箭发射时所应用的原理。

物理1-2

本模块为第二模块，在本模块中，学生将通过学习动量、机械能、流体静力学、机械振动与机械波等内容的学习，进一步了解物理学的核心内容，体会高中物理课的特点和学习方法，这以后进一步学习打好基础。

本模块划分两个四主题：

·动量

·机械能与能源

·流体静力学

·机械振动与机械波

（一）动量

1．内容标准

（1）通过实验，理解冲量、动量。质点与质点组的动量定理。

（2）探究物体弹性碰撞的一些特点。掌握弹性碰撞和非弹性碰撞

（3）通过实验，理解动量守恒定律。质心，质心运动定理。能用动量守恒定律分析碰撞问题。知道动量守恒定律的普遍意义。会用恢复系数分析实际问题。（4）通过物理学中的守恒定律，体会自然界的和谐与统一。

（5）通过实验，理解冲量距、角动量。质点与质点组的角动量定理（不引入转动惯量）。角动量守恒定律。

2。活动建议

（二）机械能与能源

1.内容标准

（1）举例说明功是能量变化的量度，理解功和功率。关心生活和生产中常见机械功率的大小及其意义。

（2）通过实验，探究恒力做功与物体动能变化的关系。理解动能与动能定理。用动能定理解释生活与生产中的现象。

（3）理解重力势能及弹簧的弹性势能。知道重力势能的变化与重力做功的关系。了解引力势能。质点及均匀球壳壳内和壳外的引力，势能公式（不要求导出）。（4）通过实验，验证机械能守恒定律。理解机械能守恒定律。用机械能守恒定律分析生活和生产中的有关问题。

（5）了解自然界中存在多种形式的能量。知道能量守恒是最基本、最普遍的自然规律之一。

（6）通过能量守恒以及能量转化和转移的方向性，认识提高效率的重要性。了解能源与人类生存和社会发展的关系，知道可持续发展的重大意义。

2。活动建议

（三）流体静力学

1．内容标准

（1）通过实验，理解静止液体内的压力(压强)分布，压力对器壁的作用，分布在平面或曲面上的压力的合力及其作用点。会用压强解释日常生产与生活中的实际应用。

（2）通过实验，理解物体受到的浮力和浮力的作用点，浮体的稳定性以及静止气体的压力分布、密度分布和温度分布等。会用浮力解释实际生活与生产的应用。2．活动建议

（四）机械振动与机械波

1．内容标准

（1）通过实验，理解简谐运动的特征。能用公式和图象描述简谐运动的特征。理解参考圆在简谐运动中重要作用。由动力学方程确定简谐振动的频率，简谐振动的能量

（2）通过实验，探究单摆的周期与摆长的关系。

（3）知道单摆周期与摆长、重力加速度的关系。会用单摆测定重力加速度。（4）通过实验，认识受迫振动的特点。了解共振的条件以及在技术上的应用。（5）通过观察，认识波是振动传播的形式和能量传播的形式。能区别横波、纵波和驻波。能用图象描述、分析横波、纵波与驻波。理解波速、波长和频率的关系，及它们与振动能量的关系。

（6）了解惠更斯原理，能用其分析波的反射和折射。

（7）通过实验，认识波的干涉现象、衍射现象。

（8）通过实验感受多普勒效应。解释多普勒效应产生的原因。列举多普勒效应的应用实例。

2．活动建议

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。分子的动能和分子间的势能。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。可逆过程和不可逆过程。

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

流体分子运动的特点。

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

熔解和凝固。熔点。熔解热。

蒸发和凝结。饱和汽压。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。

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。介电常数。

2、恒定电流

欧姆定律。电阻率和温度的关系。

电功和电功率。电阻的串、并联。

电动势。闭合电路的欧姆定律。

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。

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。

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。

超导现象。

4、磁场

电流的磁场。磁感应强度。磁感线。匀强磁场。长直导线中的电流和磁场。安培力。洛仑兹力。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）

自感系数。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（定性），双缝干涉，单缝衍射。

光谱和光谱分析。电磁波谱。

原子和原子核

1、光的本性

光电效应。光的学说的历史发展。爱因斯坦方程。波粒二象性。光子的能量和动量。

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。

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、实验基础

1、要求掌握国家教委制订的《全日制中学物理教学大纲》中的全部学生实验。

2、要求能正确地使用（有的包括选用）下列仪器和用具：米尺。游标卡尺。螺旋测微器。天平。停表。温度计。量热器。电流表。电压表。欧姆表。万用电表。电池。电阻箱。变阻器。电容器。变压器。电键。二极管。光具座（包括平面镜、球面镜、棱镜、透镜等光学元件在内）。

3、有些没有见过的仪器。要求能按给定的使用说明书正确使用仪器。例如：电桥、电势差计、示波器、稳压电源、信号发生器等。

4、对数据处理，除计算外，还要求会用作图法。关于误差只要求：直读示数时的有效数字和误差；计算结果的有效数字（不做严格的要求）；主要系统误差来源的分析。

三、其它方面

物理竞赛的内容有一部分要扩及到课外获得的知识。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。