2018年上海中学生物理学术竞赛竞赛规则-上海教委

2018年上海市第四届中学生物理学术竞赛竞赛规则

1.竞赛的背景

国际青年物理学家锦标赛（International Young Physicists’Tournament, 简称IYPT）起源于莫斯科大学选拔优秀学生的活动，被各国物理教育学家广泛认可，演变为国际青年物理学家锦标赛。竞赛侧重各国学子间的学术交流，针对17个开放性的问题各参赛团队各抒己见、友好讨论、展示风采、相互学习、共同提高。

上海市中学生物理学术竞赛（Shanghai Young

Physicists’Tournament，简称SYPT）旨在锻炼学生解决复杂科学问题的能力，并且能够针对这些问题给出令人信服的解决方案。竞赛内容及其形式参考和采纳国际青年物理学家锦标赛（International Young Physicists’Tournament, 简称IYPT）的模式。采取团队辩论方式进行，在国际赛事17道题中选用12个题目，中学生针对这些开放性物理问题的基本知识、理论分析、实验设计、研究方案、结果讨论等进行辩论，深具科学教育价值。该项赛事提倡知识学习与实验探索相结合，将物理问题与日常生活相结合，有助于培养参赛学生运用物理学的基础知识和技术以及物理实验的研究方法解决与日常生活相关的某些实际问题，注重学术研究能力，以及流畅的表达学术观点与人际交往的能力，注重个人能力与团队合作相结合，培养团队意识和协同研究的能力。在2015年成功举办了上海市首届中学生物理学术竞赛之后，2018年将继续办好上海市第四届中学生物理学术竞赛。

2.竞赛的有关事宜

2.1竞赛题目

2018年上海市中学生物理学术竞赛题目参考同年国际青年物理学家锦标赛题目，在力、热、光、电等物理分支下的 17个题目中选择12题作为上海市中学生物理学术竞赛的试题，第1、3、4、5、6、7、9、11、12、14、15、17题，以此通知附件一的原文题目为准，中文翻译仅供参考。

2.2 参赛队组成与报名

（1）参赛队以团队形式报名，不接受个人报名；

（2）每支队伍由 5 名学生组成和1位指导教师（区联队可以增加2或3

位指导教师）组成；

（3）上海市各区选拔一支队伍参赛，浦东新区可以选拔二支队伍参赛，静安闸北两区合并，只能选拔一支队伍参赛；另外，上海市教委直属学校的高中可以自愿组队参赛，不占所在区的名额。

2.3 裁判

本届裁判由高校教师和中学教师联合担任，每个裁判组设裁判组长一人，由高校教师担任，负责主持竞赛进程。

2.4 竞赛规则

本项竞赛以普通话为工作语言，以抽签分组、团队辩论的方式进行。赛前通过抽签分组，每支队伍参加三轮对抗赛，每轮对抗赛由三支或四支队伍参加。抽签过程中要避免两队重复相遇。

每一轮对抗赛分为三个阶段，若有三支队伍参加，这三支参赛队在不同的阶段扮演三种不同角色，即：正方、反方和评论方,进行三个阶段的竞赛。每一轮

对抗赛中角色的转换顺序如下：

正方就某一问题做陈述时，要求重点突出，包括实验设计、实验结果、理论分析以及讨论和结论等。反方就正方陈述中的弱点或者谬误提出质疑，总结正方报告的优点与缺点。但是，反方的提问内容不得包括自己对问题的解答，只能讨论正方的解答，评论方对正反方的陈述给出简短评述。观摩方不发表意见。

在每一阶段的竞赛中，每支队伍只能由一人主控发言，其他队员只能做协助工作，可以和主控队员交流，但不能替代主控队员进行陈述。

在三轮分赛场比赛中，每位队员作为正方主控队员进行陈述只能出现一次，每位队员总共只有两次主控机会（即每名队员最多出场两次），决赛不受限制。

题目挑战和拒绝规则：

在同一轮对抗赛中，选用题目不能相同。

反方可以向正方挑战任何一道题目，但有以下情况除外：

A) 正方在先前竞赛及本轮中已经拒绝过的题目

B) 正方在先前竞赛及本轮中已经陈述过的题目

C) 反方在先前竞赛及本轮中作为反方挑战过的题目

D) 反方在先前竞赛及本轮中作为正方陈述过的题目

如果可供挑战的题目小于 5 道，则上述限制按照 DCBA 的顺序予以解除。在一支队伍的全部竞赛中正方对于可供挑战的题目，总计可以拒绝三次而不被扣分，之后每拒绝一次则从正方的加权系数中扣去0.2分。

评分与成绩

在一轮对抗赛中，每一次阶段赛过后，每位裁判就各队承担的角色表现打分，分数为1至10分的整数分数，裁判组的平均分数（一个最高分和一个最低分的加权系数为0.5，其他分数加权系数为1.0）作为该阶段赛的成绩（角色成绩）。

即：

角色成绩=(每个裁判打分总和-(最高分+最低分)/2) /(裁判数-1)

计算参赛队的一轮竞赛成绩时，不同角色的加权系数不同。具体如下：

正方：× 3.0（或者少于3.0，见竞赛规则）

反方：× 2.0

评论方：× 1.0

各参赛队在一轮对抗赛中的成绩为各阶段赛成绩的加权总和，并把结果四舍五入保留2位小数。各参赛队的总成绩为该队在所有三轮对抗赛中取得的成绩总和。以参赛总成绩最后排名。

为了竞赛的公平、公正，在前期的三轮竞赛中，每个参赛队在服装、道具、制作PPT以及辩论等各个环节中，都不能出现学校的信息。只在前三名的表演赛时可以使用学校的LOGO。

2.5 奖励办法

本次竞赛设特等奖、一等奖、二等奖、三等奖等奖项和若干单项奖。每支获奖队伍将获得相应的证书。

附：

Problems for the 31st IYPT 2018

Released by the IOC on July 13th, 2017

The originator of a new concept finds, as a rule, that it is much more difficult to find out why other people do not understand him, than it was to discover the new truth.

Hermann von Helmholtz 1.Invent Yourself

Construct a simple seismograph that amplifies a local disturbance by mechanical, optical or electrical methods. Determine the typical response curve of your device and investigate the parameters of the damping constant. What is the maximum amplification that you can achieve?

你来发明

构造一个简单的地震仪，能通过机械、光学或电气方法放大局部干扰。确定设备的典型响应曲线并调查阻尼常数的参数。您可以实现的最大放大倍数是多少？

*2.Colour of Powders

If a coloured material is ground to a powder, in some cases the resulting powder may have a different colour to that of the original material. Investigate how the degree of grinding affects the apparent colour of the powder.

粉末的颜色

如果将有色材料研磨成粉末，在某些情况下，所得到的粉末可能具有与原始材料不同的颜色。调查研磨程度如何影响粉末的表观颜色。

3.Dancing Coin

Take a strongly cooled bottle and put a coin on its neck.Over time you will hear a noise and see movements of the coin. Explain this phenomenon and investigate how the relevant parameters affect the dance.

跳舞的硬币

拿一个强烈冷却的瓶子，然后把一个硬币放在瓶颈口上。一段时间后你会听到噪音并观察到这个硬币的运动。解释这一现象，并调查相关参数如何影响这个舞蹈。

4.Heron's Fountain

Construct a Heron’s fountain and explain how it works.Investig ate how the relevant parameters affect the height of the water jet.

海伦喷泉

构造一个海伦喷泉并解释它怎样工作。研究相关参数是如何影响水柱高度的。

5.Drinking Straw

When a drinking straw is placed in a glass of carbonated drink, it can rise up, sometimes toppling over the edge of the glass. Investigate and explain the motion of the straw and determine the conditions under which the straw will topple.

吸管

当一根吸管放在一杯碳酸饮料里的时候,它可以升高,有时翻倒在玻璃杯的边缘。研究并解释吸管的运动,并判断在哪种条件下,吸管会倒下。

6.Ring Oiler

An oiled horizontal cylindrical shaft rotates around its axis at constant speed. Make a ring from a cardboard disc with the inner diameter roughly twice the diameter of the shaft and put the ring on the shaft. Depending on the tilt of the ring, it can travel along the shaft in either direction.Investigate the phenomenon.

环形润滑器

一根涂了油的水平圆柱轴能绕着它的轴以恒速旋转。用硬纸板盘做一个内径大概为轴直径两倍的环,并把它放在轴上。根据倾斜程度,它可以沿着轴向两个方向运动。研究这个现象。

7.Conical Piles

Non-adhesive granular materials can be poured such that they form a cone-like pile. Investigate the parameters that affect the formation of the cone and the angle it makes with the ground.

锥形堆

倒下一些不具有黏性的颗粒材料,使它们能形成一个锥型的堆。研究影响锥的形成和锥与地面形成的角度的相关因素。

*8.Cusps in a Cylinder

A horizontal cylinder is partially filled with a viscous fluid.When the cylinder is rotated aroundits axis, unusual fluid behaviour can be observed, such as cusp-like shapes on the walls of the cylinder. Investigate the phenomenon.

筒中尖

一个水平圆柱筒被一种黏性流体部分充满。当圆筒绕着它的轴旋转时,可以观察到不寻常的流体现象，如筒内壁上的尖锐形状。研究该现象。

9.Candle in Water

Add some weight to a candle such that it barely floats in water. As the candle burns, it may continue to float. Investigate and explain this phenomenon.

水中蜡烛

给一根蜡烛加点重量,使其几乎无法浮在水里上。当蜡烛燃烧时,它可能会继续漂浮。研究并解释这一现象。

*10.Tesla Valve

A Tesla valve is afixed-geometry, passive, one-direction valve. A Tesla valve offers a resistance to flow that is much greater in one direction compared to the other. Create such a Tesla valve and investigate its relevant parameters.

特斯拉阀

特斯拉阀是一种几何形状固定的被动单向阀。特斯拉阀对单方向流动的阻碍要比对另一方向的阻碍大得多。制造这样一个特斯拉阀,并研究它的相关参数。

11.Azimuthal-Radial Pendulum

Fix one end of a horizontal elastic rod to a rigid stand. Support the other end of the rod with a taut string to avoid vertical deflection and suspend a bob from it on another string (see figure). In the resulting pendulum the radial oscillations (parallel to the rod) can spontaneously convert into azimuthal oscillations (per pendicular to the rod) and vice versa. Investigate the phenomenon.

方位角-径向摆

将一根弹性棒的一端水平固定在硬支架上。用一根绷紧的绳吊起棒的另一端以避免竖直方向的偏差，并用另一根绳在上面悬挂一个摆锤。得到的摆的径向振动（与棒平行）能自发地转变成有方位角的振动（与棒垂直），反之亦然。研究这个现象。

12.Curie Point Engine

Make a nickel disc that can rotate freely around its axis.Place a magnet near the edge of the discand heat this side of it. The disc starts to rotate. Investigate the parameters affecting the rotation and optimize the design for a steady motion.

居里点引擎

制作一个可以围绕它的轴心自由旋转的镍盘。在靠近镍盘边缘的地方放置一块磁铁并对这一侧进行加热。镍盘开始旋转。研究影响镍盘转动的因素，并优化你的设计，使之稳定旋转。

*13.Weighing Time

It is commonly known that an hourglass changes its weight(as measured by a scale) while flowing.Investigate this phenomenon.

称量时间

众所周知，沙漏在流沙时，它（用秤称出来的）重量会发生变化。研究这个现象。

14.Radiant Lantern

When taking a picture of a glowing lantern at night, a number of rays emanating from the centre of the lantern may appear in the pictures. Explain and investigate this phenomenon.

灯光四射

晚上拍摄发光的灯笼，照片上可能会出现一些从灯笼中心放射出来的光线。解释并研究这一现象。

15.Blowing Bubbles

When blowing on a soap film in a ring, a bubble may beformed. The liquid film may pop or continue to exist.Investigate how the number of bubbles produced from

a single soap film and the characteristics of the bubbles depend on the relevant parameters.

吹泡泡

向圆环中的皂液薄膜吹气，可能会吹出一个泡泡。液膜可能会破，也可能继续存在。研究相关因素怎样决定一张皂液薄膜产生的泡泡的数量，以及泡泡的特性。

*16.Acoustic Levitation

Small objects can levitate in acoustic standing waves.Investigate the phenomenon. To what extent can you manipulate the objects?

声悬浮

小物件可以在竖直的声波中悬浮。研究这个现象。你对小物件的操纵能达到什么程度？

17.Water Bottle

The current craze of water bottle flipping involves launching a partially filled plastic bottle into the air so that it performs a somersault before landing on a horizontal surface in a stable, upright position. Investigate the phenomenon and determine the parameters that will result in a successful flip.

水瓶

近来十分流行的翻水瓶中有一个动作，将部分充满的塑料瓶扔到空中，让它翻个跟头，然后稳稳地直立落在水平面上。研究这个现象，确定动作成功的影响因素。

注：题号前的“*”表示该题未被选入上海市第四届中学生物理学术竞赛题目。