中学生物理奥赛大纲(2015年修订)

中学生物理奥赛大纲(2015年修订)
中学生物理奥赛大纲(2015年修订)

全国中学生物理竞赛内容提要

(2015年4月修订,2016年开始实行)

说明:按照中国物理学会全国中学生物理竞赛委员会第9次全体会议(1990年)的建议,由中国物理学会全国中学生物理竞赛委员会常务委员会根据《全国中学生物理竞赛章程》中关于命题原则的规定,结合我国中学生的实际情况,制定了《全国中学生物理竞赛内容提要》,作为今后物理竞赛预赛、复赛和决赛命题的依据。它包括理论基础、实验、其他方面等部分。1991年2月20日经全国中学生物理竞赛委员会常务委员会扩大会议讨论通过并开始试行。1991年9月11日在南宁经全国中学生物理竞赛委员会第10次全体会议通过,开始实施。经2000年全国中学生物理竞赛委员会第19次全体会议原则同意,对《全国中学生物理竞赛内容提要》做适当的调整和补充。考虑到适当控制预赛试题难度的精神,《内容提要》中新补充的内容用“※”符号标出,作为复赛题和决赛题增补的内容,预赛试题仍沿用原规定的《内容提要》,不增加修改补充后的内容。

2005年,中国物理学会常务理事会对《全国中学生物理竞赛章程》进行了修订。依据修订后的章程,决定由全国中学生物理竞赛委员会常务委员会组织编写《全国中学生物理竞赛实验指导书》,作为复赛实验考试题目的命题范围。

2011年对《全国中学生物理竞赛内容提要》进行了修订,修订稿经全国中学生物理竞赛委员会第30次全体会议通过,并决定从2013年开始实行。修订后的“内容提要”中,凡用※号标出的内容,仅限于复赛和决赛。

2015年对《全国中学生物理竞赛内容提要》进行了修订,其中标☆仅为决赛内容,※为复赛和决赛内容,如不说明,一般要求考查定量分析能力。

力学

1. 运动学

参考系

坐标系直角坐标系

※平面极坐标※自然坐标系

矢量和标量

质点运动的位移和路程速度加速度

匀速及匀变速直线运动及其图像

运动的合成与分解抛体运动圆周运动

圆周运动中的切向加速度和法向加速度

曲率半径角速度和※角加速度

相对运动伽里略速度变换

2.动力学

重力弹性力摩擦力

惯性参考系

牛顿第一、二、三运动定律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) ※非惯性参考系※平动加速参考系中的惯性力

※匀速转动参考系惯性离心力、视重

☆科里奥利力

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

☆虚功原理

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

※质心参考系

反冲运动

※变质量体系的运动

5.机械能

功和功率

动能和动能定理※质心动能定理

重力势能引力势能

质点及均匀球壳壳内和壳外的引力势能公式

(不要求导出)

弹簧的弹性势能

功能原理机械能守恒定律

碰撞

弹性碰撞与非弹性碰撞恢复系数

6.※角动量

冲量矩角动量

质点和质点组的角动量定理和转动定理

角动量守恒定律

7.有心运动

在万有引力和库仑力作用下物体的运动

开普勒定律

行星和人造天体的圆轨道和椭圆轨道运动

8.※刚体

刚体的平动刚体的定轴转动

刚体绕轴的转动惯量

平行轴定理正交轴定理

刚体定轴转动的角动量定理刚体的平面平行运动9.流体力学

静止流体中的压强

浮力

☆连续性方程☆伯努利方程

10.振动

简谐振动振幅频率和周期相位

振动的图像

参考圆简谐振动的速度

(线性)恢复力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)

11.波动

横波和纵波

波长频率和波速的关系

波的图像

※平面简谐波的表示式

波的干涉※驻波波的衍射(定性)

声波声音的响度、音调和音品

声音的共鸣乐音和噪声(前3项均不要求定量计算)※多普勒效应

热学

1.分子动理论

原子和分子大小的数量级

分子的热运动和碰撞布朗运动

※压强的统计解释

☆麦克斯韦速率分布的定量计算;

※分子热运动自由度※能均分定理;

温度的微观意义

分子热运动的动能

※气体分子的平均平动动能

分子力分子间的势能

物体的内能

2.气体的性质

温标热力学温标

气体实验定律理想气体状态方程

道尔顿分压定律

混合理想气体状态方程

理想气体状态方程的微观解释(定性)

3.热力学第一定律

热力学第一定律

理想气体的内能

热力学第一定律在理想气体等容、等压、等温、绝热过程中的应用

※多方过程及应用

※定容热容量和定压热容量

※绝热过程方程

※等温、绝热过程中的功

※热机及其效率※卡诺定理

4.热力学第二定律

※热力学第二定律的开尔文表述和克劳修斯表述※可逆过程与不可逆过程

※宏观热力学过程的不可逆性

※理想气体的自由膨胀

※热力学第二定律的统计意义

☆热力学第二定律的数学表达式

☆熵、熵增

5.液体的性质

液体分子运动的特点

表面张力系数

※球形液面两边的压强差

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※导热系数

对流

辐射※黑体辐射的概念※斯忒番定律

※维恩位移定律

9.热膨胀

热膨胀和膨胀系数

电磁学

1.静电场

电荷守恒定律

库仑定律

电场强度电场线

点电荷的场强场强叠加原理

匀强电场

均匀带电球壳内、外的场强公式(不要求导出)

※高斯定理及其在对称带电体系中的应用

电势和电势差等势面

点电荷电场的电势

电势叠加原理

均匀带电球壳内、外的电势公式

电场中的导体静电屏蔽,

※静电镜像法

电容平行板电容器的电容公式

※球形、圆柱形电容器的电容

电容器的连联接

※电荷体系的静电能,※电场的能量密度,

电容器充电后的电能

☆电偶极矩

☆电偶极子的电场和电势

电介质的概念

☆电介质的极化与极化电荷

☆电位移矢量

2.稳恒电流

欧姆定律电阻率和温度的关系

电功和电功率

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

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※P-N结晶体二极管的单向导电性※及其微观解释(定性)

三极管的放大作用(不要求掌握机理)

超导现象☆超导体的基本性质

4.磁场

电流的磁场※毕奥-萨伐尔定律

磁场叠加原理

磁感应强度磁感线

匀强磁场

长直导线、圆线圈、螺线管中的电流的磁场分布(定性)※安培环路定理及在对称电流体系中的应用

※圆线圈中的电流在轴线上和环面上的磁场

☆磁矩

安培力洛伦兹力带电粒子荷质比的测定

质谱仪回旋加速器霍尔效应

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)

自感和互感自感系数

※通电线圈的自感磁能(不要求推导)

6.交流电

交流发电机原理交流电的最大值和有效值

☆交流电的矢量和复数表述

纯电阻、纯电感、纯电容电路感抗和容抗

※电流和电压的相位差

整流滤波和稳压

☆谐振电路☆交流电的功率

☆三相交流电及其连接法

☆感应电动机原理

理想变压器

远距离输电

7.电磁振荡和电磁波

电磁振荡振荡电路及振荡频率赫兹实验

电磁场和电磁波

☆电磁场能量密度、能流密度

电磁波的波速电磁波谱

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

※费马原理

光的传播反射折射全反射

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

※球面折射成像公式※焦距与折射率、球面半径的关系薄透镜成像公式及作图法

眼睛放大镜显微镜望远镜

※其它常用光学仪器

2.波动光学

光程

※惠更斯原理(定性)

光的干涉现象双缝干涉

光的衍射现象

※夫琅禾费衍射

※光栅※布拉格公式

※分辩本领(不要求导出)

光谱和光谱分析(定性)

※光的偏振※自然光与偏振光

※马吕斯定律※布儒斯特定律

近代物理

1.光的本性

光电效应※康普顿散射

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

※用玻尔模型解释类氢光谱

原子的受激辐射激光的产生(定性)和特性3.原子核

原子核的尺度数量级

天然放射性现象原子核的衰变半衰期

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

质能关系式裂变和聚变质量亏损

4.粒子

“基本粒子”轻子与夸克(简单知识)

四种基本相互作用

实物粒子具有波粒二象性

※物质波

※德布罗意关系

※不确定关系

5.※狭义相对论

爱因斯坦假设

洛伦兹变换

时间和长度的相对论效应多普勒效应

☆速度变换

相对论动量相对论能量相对论动能

相对论动量和能量关系

6.※太阳系,银河系,宇宙和黑洞的初步知识.

单位制

国际单位制与量纲分析

数学基础

中学阶段全部初等数学(包括解析几何).

矢量的合成和分解,矢量的运算,极限、无限大和无限小的初步概念.

3.※微积分初步及其应用:

含一元微积分的简单规则;

微分:包括多项式、三角函数、指数函数、对数函数的导数,函数乘积和商的导数,复合函数的导数。

高中物理竞赛辅导(2)

高中物理竞赛辅导(2) 静力学力和运动 共点力的平衡 n个力同时作用在物体上,若各力的作用线相交于一点,则称为 共点力,如图1所示。 作用在刚体上的力可沿作用线前、后滑移而不改变其力 学效应。当刚体受共点力作用时,可把这些力沿各自的作用 线滑移,使都交于一点,于是刚体在共点力作用下处于平衡 状态的条件是:合力为零。 (1) 用分量式表示: (2) [例1]半径为R的刚性球固定在水 平桌面上,有一质量为M的圆环状均匀 弹性细绳圈,原长为,绳 圈的弹性系数为k。将圈从球的正上方 轻放到球上,并用手扶着绳圈使其保持 水平,最后停留在平衡位置。考虑重力, 不计摩擦。①设平衡时绳圈长 ,求k值。②若 ,求绳圈的平衡位置。

分析:设平衡时绳圈位于球面上相应于θ角的纬线上。在绳圈上任取一小元段, 长为,质量为,今将这元段作为隔离体,侧视图和俯视图分别由图示(a)和(b)表示。 元段受到三个力作用:重力方向竖直向下;球面的支力N方向沿半径R 指向球外;两端张力,张力的合力为 位于绳圈平面内,指向绳圈中心。这三个力都在经 线所在平面内,如图示(c)所示。将它们沿经线的切向和法向分 解,则切向力决定绳圈沿球面的运动。 解:(1)由力图(c)知:合张力沿经线切向分力为: 重力沿径线切向分力为: (2-2) 当绳圈在球面上平衡时,即切向合力为零。 (2-3) 由以上三式得 (2-4) 式中

由题设:。把这些数据代入(2-4)式得。于是。 (2)若时,C=2,而。此时(2-4)式变成 tgθ=2sinθ-1, 即 sinθ+cosθ=sin2θ, 平方后得。 在的范围内,上式无解,即此时在球面上不存在平衡位置。这时由于k值太小,绳圈在重力作用下,套过球体落在桌面上。 [例2]四个相同的球静止在光滑的球形碗内,它们的中心同在一水平面内,今以另一相同的球放以四球之上。若碗的半径大于球的半径k倍时,则四球将互相分离。试求k值。 分析:设每个球的质量为m,半径为r ,下面四个球的相互作用力为N,如图示(a)所示。 又设球形碗的半径为R,O' 为球形碗的球心,过下面四球的 球心联成的正方形的一条对角线 AB作铅直剖面。如图3(b)所示。 当系统平衡时,每个球所受的合 力为零。由于所有的接触都是光 滑的,所以作用在每一个球上的 力必通过该球球心。 上面的一个球在平衡时,其 重力与下面四个球对它的支力相平衡。由于分布是对称的,它们之间的相互作用力N, 大小相等以表示,方向均与铅垂线成角。

历届全国初中物理竞赛(质量与密度)

最近十年初中应用物理知识竞赛题分类解析专题6--质量和密度 一.选择题 1.(2011年上海初中物理知识竞赛题)夏日炎炎,气温节节上升,小徐发现温度计内的水银液面慢慢升高。水银液面升高的原因,是因为水银的 ( ) A .体积变大了 B .比热容变大了 C .质量变大了 D .密度变大了 1. 答案:A 解析:由于水银热胀冷缩,气温节节上升,水银液面升高的原因是因为水银的体积变大了,选项A 正确。 2.(2007年上海初中物理知识竞赛题)现有密度分别为ρ1和ρ2的两种液体,且ρ1<ρ2。在甲杯中盛满这两种液体,两种液体的质量各占一半;在乙杯中也盛满这两种液体,两种液体的体积各占一半。假设两种液体之间不发生混合现象,甲、乙两个杯子也完全相同,则 ( ) A .甲杯内液体的质量大 B .乙杯内液体的质量大 C .两杯内液体的质量一样大 D .无法确定 2.答案:B 解析:由???? ??+21 112ρρm =V 解得甲杯中液体质量m =2ρ1ρ2V/(ρ1+ρ2),乙杯中液体质量M =ρ1V/2+ρ2V/2=(ρ1+ρ2)V/2 ,m —M =—(ρ1—ρ2)2V/(ρ1+ρ2)<0,乙杯中液体质量大。选项B 正确。 点评:比较两个物理量的大小,可以采用作差法和作商法。所谓作差法就是两个物理量相减,若差值是正值,则被减数大于减数;若差值是负值,则被减数小于减数。所谓作商法就是两个物理量相除,若商大于1,则被除数大于除数;若商小于1,则被除数小于除数。 3.(2008河南初中应用物理知识竞赛预赛题)为了铸造金属工件,事先用密度为ρ1的实木材料制成木模,木模的质量为1.8kg .再用密度为ρ2的合金铸造30个这样的工件,这些合金的总质量为648kg ,则木模与合金材料密度之比为( ) A .1︰4 B .1︰12 C .1︰30 D .1︰360 3.答案:B 解析:每个合金铸造工件质量为648kg/30=21.6kg ,木模与合金材料密度之比为ρ1︰ρ2=1.8︰21.6=1︰12,选项B 正确。 4.(2007年上海初中物理知识竞赛题)某冰块中有一小石头,冰和石头的总质量是64克,将它们放在盛有水的圆柱形容器中恰好悬浮于水中。当冰全部熔化后,容器里的水面下降了0.6厘米,若容

高中物理奥赛解题方法七 对称法

七、对称法 方法简介 由于物质世界存在某些对称性,使得物理学理论也具有相应的对称性,从而使对称现象普遍存在于各种物理现象和物理规律中。应用这种对称性它不仅能帮助我们认识和探索物质世界的某些基本规律,而且也能帮助我们去求解某些具体的物理问题,这种思维方法在物理学中称为对称法。利用对称法分析解决物理问题,可以避免复杂的数学演算和推导,直接抓住问题的实质,出奇制胜,快速简便地求解问题。 赛题精析 例1:沿水平方向向一堵竖直光滑的墙壁抛出一个弹性小球A ,抛出点离水平地面的高度为h ,距离墙壁的水平距离为s ,小球与墙壁发生弹性碰撞后,落在水平地面上,落地点距墙壁的水平距离为2s ,如图7—1所示。求小球抛出时的初速度。 解析:因小球与墙壁发生弹性碰撞,故与墙壁碰撞前后入射速度与反射速度具有对称性,碰撞后小球的运动轨迹与无墙壁阻挡时小球继续前进的轨迹相对称,如图7—1—甲所示,所以小球的运动可以转换为平抛运动处理,效果上相当于小球从A′点水平抛出所做的运动。 根据平抛运动的规律: 2 x v t 1 y gt 2 = ? ? ? = ?? 因为抛出点到落地点的距离为3s ,抛出点的高度为h ,代入后可解得: v0 例2:如图7—2所示,在水平面上,有两个竖直光滑墙壁A和B ,间距为d ,一个小球以初速度v0从两墙正中间的O点斜向上抛出,与A和B各发生一次碰撞后正好落回抛出点O ,求小球的抛射角θ。

解析:小球的运动是斜上抛和斜下抛等三段运动组成,若按顺序求解则相当复杂,如果视墙为一平面镜,将球与墙的弹性碰撞等效为对平面镜的物、像移动,可利用物像对称的规律及斜抛规律求解。 物体跟墙A 碰撞前后的运动相当于从O ′点开始的斜上抛运动,与B 墙碰后落于O 点相当于落到O ″点,其中O 、O ′关于A 墙对称,O 、O ″对于B 墙对称,如图7—2—甲所示,于是有: 020x v cos t 1y v sin t gt 2 =θ????=θ?-??,落地时x 2d y 0=??=? 代入可解得:sin2θ = 202gd v 所以,抛射角θ =1 2arcsin 202gd v 例3:A 、B 、C 三只猎犬站立的位置构成一个边长为 a 的正三角形,每只猎犬追捕猎物的速度均为v ,A 犬想追 捕B 犬,B 犬想追捕C 犬,C 犬想追捕A 犬,为追捕到猎 物,猎犬不断调整方向,速度方向始终“盯”住对方,它们 同时起动,经多长时间可捕捉到猎物? 解析:以地面为参考系,三只猎犬运动轨迹都是一条复杂的曲线,但根据对称性,三只猎犬最后相交于三角形的中心点,在追捕过程中,三只猎犬的位置构成三角形的形状不变,以绕点旋转的参考系来描述,可认为三角形不转动,而是三个顶点向中心靠近,所以只要求出顶点到中心运动的时间即可。 由题意作图7—3 ,设顶点到中心的距离为s ,则由已知条件得: a 由运动合成与分解的知识可知,在旋转的参考系中顶点向中心运动的速度为: v ′= vcos30° 由此可知三角形收缩到中心的时间为:t =s v '=2a 3v (此题也可以用递推法求解,读者可自己试解。) 例4:如图7—4所示,两个同心圆代表一个圆形槽,质量为m ,内外半径几乎同为R 。槽内A 、B 两处分别放有一个质量也为m 的小球,AB 间的距离为槽的直径。不计

历届国际物理奥林匹克竞赛试题及解答

历届国际物理奥林匹克竞赛试题与解答 第1届 (1967年于波兰的华沙) 【题1】质量M=0.2kg 的小球静置于垂直柱上,柱高h=5m 。一粒质量m=0.01kg 、以速度0=500m/s 飞行的子弹水平地穿过球心。球落在 距离柱s =20m 的地面上。问子弹落在地面何处?子弹动能中有多少转换为热能? 解:在所有碰撞情况下,系统的总动量均保持不变: MV mv mv +=0 其中v 和V 分别是碰撞后子弹的速度和小球的速 度. 两者的飞行时间都是01.12== g h t s 球在这段时间沿水平方向走过20m 的距离,故它在水平方向的速度为: 8.1901 .120 == V (m/s ) 由方程0.01×500=0.01v +0.2×19.8 可求出子弹在碰撞后的速度为:v =104m/s 子弹也在1.01s 后落地,故它落在与柱的水平距离为S =vt =104×1.01=105m 的地面上。 碰撞前子弹的初始动能为=2 02 1mv 1250 J 球在刚碰撞后的动能为 =22 1 MV 39.2 J 子弹在刚碰撞后的动能为=2 2 1mv 54 J 与初始动能相比,两者之差为1250 J -93.2 J =1156.8 J 这表明原来动能的92.5%被系统吸收而变为热能。这种碰撞不是完全非弹性碰撞。在完全弹性碰撞的情形下,动能是守恒的。而如果是完全非弹性碰撞,子弹将留在球内。 【题2】右图(甲)为无限的电阻网络,其中每个电阻均为r ,求A、B两点 间的总电阻。 解:如图(乙)所示 A、B两点间的总电阻应等于C、D 两点间的总电阻与电阻r的并联,再与r串联 图(甲) 后的等效电阻。 如果网络是无限的,则A、B 两点间的总电阻应等于C、D 两点间的总电阻,设为Rx 。 根据它们的串并联关系有: m M h S s υ A B r r r r r r r r A B r r r r r r r r C D

初中物理奥林匹克竞赛试题初赛

初中物理奥林匹克竞赛试题初赛 智浪教育–普惠英才文库 初中物理奥林匹克竞赛试题初赛 满分:150分时间:120分钟 姓名: 学校: 班级: 1.,本题共10分,在图10所示的装臵中~A、B是动滑轮~C是定滑轮~D是轮轴~D的轮半径R=10厘米~轴半径r=5厘米~物重G=500牛顿~每个动滑轮重 P=50牛顿。如果不计绳重和摩擦~各段绳的方向保持相平行~那么: (1)为把重物提起~作用在轮上的动力F至少要大于多少牛顿?,3分, (2)若把重物提起0.1米~动力F的作用点要移动几米?,3分, (3)该装臵的机械效率是多少?,4分, 2.,本题共10分, 在用电压表、电流表测电阻的试验中~假定电压表和电流表是准确的~但由于实验电路的不完善~也会给实验结果带来误差。例如~用图12所示电路测一阻值为1.80千欧的标准电阻R值时~实际测得的阻值为1.00千欧,而用图13所示电路测量时~实际测得的阻值为2.00千欧。

图12 图13 图14 通过分析上述两个不完善的实验电路可以找到产生误差的原因。而针对误差产生的原因~设计实验电路并通过合理的实验步骤~可以大大减小实验误差。例如~用图14所示电路(图中G为灵敏电流表~当通过它的小电流有很小的变化时~它就能指示出来)~按一 智浪教育–普惠英才文库 定的实验步骤测电阻R值时~可使测量结果非常接近1.80千欧。 根据上述内容~完成下列要求: ,1, 分别说明图12和图13所示实验电路给实验结果带来误差的原因。,2 分, ,2,说明图13中虚线框内电路的作用。,2分, ,2, 比较图14和图12所示实验电路~说明减小误差的基本方法。,2分, ,4,写出按图14测定阻值的实验步骤。,4分, R 343. ,本题共10分~不写过程不给分,已知球体的体积公式是v=πr~其中r 3为球体的半径。如图11所示~在一个大的空心球腔内放有一实心小球~空心球腔和实心

高中奥林匹克物理竞赛解题方法之七对称法

例1:沿水平方向向一堵竖直光滑的墙壁抛出一个弹性小球A , 抛出点离水平地面的高度为h ,距离墙壁的水平距离为s , 小球与墙壁发生弹性碰撞后,落在水平地面上,落地点距墙壁的水平距离为2s ,如图7—1所示. 求小球抛出时的初速度. 解析:因小球与墙壁发生弹性碰撞, 故与墙壁碰撞前后入射速度与反射速度具有对称性, 碰撞后小球的运 动轨迹与无墙壁阻挡时小球继续前进的轨迹相对称,如图7—1—甲所示,所以小球的运动可以转换为平抛运动处理, 效果上相当于小球从A ′点水平抛出所做的运动. 根据平抛运动的规律:?? ? ??==2 021gt y t v x 因为抛出点到落地点的距离为3s ,抛出点的高度为h 代入后可解得:h g s y g x v 2320 == 例2:如图7—2所示,在水平面上,有两个竖直光滑墙壁A 和B ,间距为d , 一个小球以初速度0v 从两墙正中间的O 点斜向上抛出, 与A 和B 各发生一次碰撞后正好落回抛出点O , 求小球的抛射角θ. 解析:小球的运动是斜上抛和斜下抛等三段运动组成, 若按顺序求解则相当复杂,如果视墙为一平面镜, 将球与墙的弹性碰撞等效为对平面镜的物、像移动,可利用物像对称的规律及斜抛规律求解. 物体跟墙A 碰撞前后的运动相当于从O ′点开始的斜上抛运动,与B 墙碰后落于O 点相当于落到O ″点,其中O 、O ′关于A 墙对称,O 、O ″对于B 墙对称,如图7—2—甲所示,于是有 ? ??==?? ???-==0221sin cos 200y d x gt t v y t v x 落地时θθ 代入可解得2 202arcsin 2122sin v dg v dg == θθ 所以抛射角 例3:A 、B 、C 三只猎犬站立的位置构成一个边长为a 的正三角形,每只猎犬追捕猎物的速度均为v ,A 犬想追捕B 犬,B 犬 想追捕C 犬,C 犬想追捕A 犬,为追捕到猎物,猎犬不断调整方向,速度方向始终“盯”住对方,它们同时起动,经多长时间可捕捉到猎物? 解析:以地面为参考系,三只猎犬运动轨迹都是一条复杂的曲线,但根据对称性,三只猎犬最后相交于 三角形的中心点,在追捕过程中,三只猎犬的位置构成三角形的形状不变,以绕点旋转的参考系来描述,可认为三角形不转动,而是三个顶点向中心靠近,所以只要求出顶点到中心运动的时间即可. 由题意作图7—3, 设顶点到中心的距离为s ,则由已知条件得 a s 3 3 = 由运动合成与分解的知识可知,在旋转的参考系中顶点向中心运动的速度为 v v v 2330cos = =' 由此可知三角形收缩到中心的时间为 v a v s t 32='= 此题也可以用递推法求解,读者可自己试解. 例4:如图7—4所示,两个同心圆代表一个圆形槽,质量为m ,内外半径几乎同为R. 槽内A 、B 两处分别放有一个质量也为m 的小球,AB 间的距离为槽的直径. 不计一切摩擦. 现将系统置于光滑水平面上,开始时槽静止,两小球具有垂直于AB 方向的速度v ,试求两小球第一次相距R 时,槽中心的速度0v . 解析:在水平面参考系中建立水平方向的x 轴和y 轴. 由系统的对称性可知中心或者说槽整体将仅在x 轴方向上 运动。设槽中心沿x 轴正方向运动的速度变为0v ,两小球相对槽心做角速度大小为ω的圆周运动,A 球处于

高中物理竞赛辅导讲义 静力学

高中物理竞赛辅导讲义 第1篇 静力学 【知识梳理】 一、力和力矩 1.力与力系 (1)力:物体间的的相互作用 (2)力系:作用在物体上的一群力 ①共点力系 ②平行力系 ③力偶 2.重力和重心 (1)重力:地球对物体的引力(物体各部分所受引力的合力) (2)重心:重力的等效作用点(在地面附近重心与质心重合) 3.力矩 (1)力的作用线:力的方向所在的直线 (2)力臂:转动轴到力的作用线的距离 (3)力矩 ①大小:力矩=力×力臂,M =FL ②方向:右手螺旋法则确定。 右手握住转动轴,四指指向转动方向,母指指向就是力矩的方向。 ③矢量表达形式:M r F =? (矢量的叉乘),||||||sin M r F θ=? 。 4.力偶矩 (1)力偶:一对大小相等、方向相反但不共线的力。 (2)力偶臂:两力作用线间的距离。 (3)力偶矩:力和力偶臂的乘积。 二、物体平衡条件 1.共点力系作用下物体平衡条件: 合外力为零。 (1)直角坐标下的分量表示 ΣF ix = 0,ΣF iy = 0,ΣF iz = 0 (2)矢量表示 各个力矢量首尾相接必形成封闭折线。 (3)三力平衡特性 ①三力必共面、共点;②三个力矢量构成封闭三角形。 2.有固定转动轴物体的平衡条件:

3.一般物体的平衡条件: (1)合外力为零。 (2)合力矩为零。 4.摩擦角及其应用 (1)摩擦力 ①滑动摩擦力:f k = μk N(μk-动摩擦因数) ②静摩擦力:f s ≤μs N(μs-静摩擦因数) ③滑动摩擦力方向:与相对运动方向相反 (2)摩擦角:正压力与正压力和摩擦力的合力之间夹角。 ①滑动摩擦角:tanθk=μ ②最大静摩擦角:tanθsm=μ ③静摩擦角:θs≤θsm (3)自锁现象 三、平衡的种类 1.稳定平衡: 当物体稍稍偏离平衡位置时,有一个力或力矩使之回到平衡位置,这样的平衡叫稳定平衡。2.不稳定平衡: 当物体稍稍偏离平衡位置时,有一个力或力矩使它的偏离继续增大,这样的平衡叫不稳定平衡。 3.随遇平衡: 当物体稍稍偏离平衡位置时,它所受的力或力矩不发生变化,它能在新的位置上再次平衡,这样的平衡叫随遇平衡。 【例题选讲】 1.如图所示,两相同的光滑球分别用等长绳子悬于同一点,此两球同时又支撑着一个等重、等大的光滑球而处于平衡状态,求图中α(悬线与竖直线的夹角)与β(球心连线与竖直线的夹角)的关系。 面圆柱体不致分开,则圆弧曲面的半径R最大是多少?(所有摩擦均不计) R

高中物理竞赛流程详细解析

高中物理竞赛流程详细解析 高中物理竞赛国内竞赛主要分为:物理竞赛预赛、物理竞赛复赛、物理竞赛决赛三个流程,国际性赛事分为国际物理奥林匹克竞赛和亚洲物理奥林匹克竞赛。 一、全国中学生物理竞赛预赛(CPhO) 1、高中物理竞赛入门级赛事,每年9月上旬举办(也就是秋学期开学),由全国竞赛委员会统一命题,各省市、学校自行组织,所有中学生均可报名; 2、考试形式:笔试,共3小时,5道选择题、每题6分,5道填空题、每题10分,6道大题、每题20分,共计200分; 3、考试主要考力学、热学、电磁学、光学、近代物理等相关内容(回台回复“物竞考纲”查看明细); 4、比赛分别设置了一等奖、二等奖和三等奖,因为预赛主要是各省市为了选拔复赛选手而筹备的,所以一般一等奖可以参加复赛。 5、一般来说,考完试后2~3天即可在考点查询成绩。 二、全国中学生物理竞赛复赛(CPhO) 1、高中阶段最重要的赛事,其成绩对于自主招生及参加清北学科营等有直接影响,每年9月下旬举办(也就是预赛结束后)。 2、复赛分为笔试+实验: 笔试,共3小时,8道大题,每题40分,共计320分; 实验,共90分钟,2道实验,每道40分,共计80分; 总分400分。 3、笔试由全国竞赛委员会统一命题,各省市自行组织、规定考点,大多数省份只有预赛一等奖的同学可以参加; 实验由各省市自行命题,根据笔试成绩组织前几十名左右考生参加(也就是说实验不是所有人都考,只有角逐一等奖的同学才参加),最终根据实验和笔试的总成绩评定出一等奖、二等奖、三等。 4、各省市的实验时间稍有不同,具体可参考当地往年的考试时间。 5、考试内容在预赛的基础上稍有增加,具体考纲后台回复“物竞考纲”查看。 6、比赛设置了一等奖、二等奖、三等奖,也就是我们常说的省一、省二、省三,其中各省省一前几名入选该省省队,可参加决赛。 7、成绩有什么用? 省一等奖可基本满足除清华、北大、复旦以外其他985/211高校的自主招生条件; 省二等奖可满足部分985/211高校的自主招生条件; 省三等奖可满足大部分211学校的自主招生条件。 8、各省省队成员可参加清北金秋营、冬令营,并根据成绩获得降分优惠。

物理竞赛之国际物理奥林匹克竞赛赛事流程

国际物理奥林匹克竞赛赛事流程 每一代表队包括5名年龄在20岁以下的中学生、1名领队和1名副领队,国际间旅费自负,东道国负责竞赛期间各队的食宿和旅游费用。各国可自派观察员参加,费用由派出国自筹。 赛期一般为9天。第1天报到后,队员和领队分开居住,住地一般相距几公里以上。东道国为每一参赛队学生配备1名翻译兼导游,这对东道国来说是一种很大的负担,有些国家难以承办IPhO活动,其部分原因也在于此。因华裔子弟遍布世界各地,东道国为我们代表队配备的翻译几乎都是在该国读研究生的华人学子。 第2天上午是开幕式,常在大学礼堂举行,气氛淡雅肃穆,学术气氛浓厚。开幕式后领队与队员暂不往来,且自觉地互不通电话联系,有事均通过翻译转达。第2天下午学生由主办者组织旅游或参观,领队们则参加本届国际委员会正式会议并集体讨论、修改和通过理论赛题,再由各国领队将题文翻译成本国文字,交由组委会复印。会议开始时,各国领队与观察员分别就座,组委会执行主席及其助手们的座位安排在正前方。东道国将3道理论题的题文和题解,以及评分标准的4种文本(英、俄、德、法)之一发给各国领队。大约一小时后,命题者代表用英语向大家介绍该题的命题思想及解题思路等,然后大会讨论,提出修改意见,最后通过这道理论题。3道题逐题进行,若其中某道题被否决,组委会便公开备用的第4道题。 3道题通过后常已近深夜,这期间除晚餐外,还供应饮料和点心。中国领队们而后所做的翻译工作,一般都会持续到次日清晨6点左右,真可谓"通宵达旦"。

第3天上午8点开始,学生们进行5小时的理论考试,其间有饮料和点心供应,学生们用本国文字答卷。组委会为领队们安排旅游或参观活动;尽管大多数人已经非常疲乏,也许因为身临异国他乡,仍是游兴十足。第3天下午东道国安排的休息性活动常能使领队与学生有机会见面,然而师生间很少谈及上午的考试,为的是不在情绪上影响后面的实验考试。 第4天讨论、修改、通过及翻译实验赛题。实验赛题为1-2道,2道居多。 第5天学生分为两组,分别在上、下午进行5小时的实验考试。若有2道题,则每题2。5小时。实验考试后学生们的紧张情绪骤然间消失,队与队之间频繁交往,学生们"挨门串户"地互赠小礼品,最受欢迎的当数各国硬币。此时,领队们开始悉心研究由组委会送来的本队队员的试卷复印件,上面有评分结果。分数由东道国专设的阅卷小组评定,在评定我国学生试卷时,常请另一位懂中文的研究生协助阅读试卷上的中文内容。 东道国通常在第6、7天安排各国领队与阅卷小组成员面谈,商讨和解决评分中可能出现的差错和意见分歧。第7天的下午或晚上举行最后一次国际委员会会议,多数领队借此机会互赠小礼品。会议最重要的议程是通过学生的获奖名单。理论题每题10分,满分30分;实验题若有2道,则每题10分,满分20分。按现在的章程规定,前三名选手的平均积分计为100%,积分达90%者,授予一等奖(金牌);积分低于90%而达78%者,授予二等奖(银牌);积分低于78%而达65%者,授予三等奖(铜牌);积分低于65%而达50%者,授予表扬奖;积分低于50%者,发给参赛证书。上述评奖积分界限均舍尾取整。例如第24届IPhO前三名平均积分为40。53分,其90%为36。48,取整为36分,即成金牌分数线。通常得奖人数占参赛人数的一半。金牌第1名被授予特别奖。此外,还可由东道国自设各种特别奖,例如女生最佳奖、

高中物理竞赛辅导讲义 第 篇 运动学

高中物理竞赛辅导讲义 第2篇 运动学 【知识梳理】 一、匀变速直线运动 二、运动的合成与分解 运动的合成包括位移、速度和加速度的合成,遵从矢量合成法则(平行四边形法则或三角形法则)。 我们一般把质点对地或对地面上静止物体的运动称为绝对运动,质点对运动参考照系的运动称为相对运动,而运动参照系对地的运动称为牵连运动。以速度为例,这三种速度分别称为绝对速度、相对速度、牵连速度,则 v 绝对 = v 相对 + v 牵连 或 v 甲对乙 = v 甲对丙 + v 丙对乙 位移、加速度之间也存在类似关系。 三、物系相关速度 正确分析物体(质点)的运动,除可以用运动的合成知识外,还可充分利用物系相关速度之间的关系简捷求解。以下三个结论在实际解题中十分有用。 1.刚性杆、绳上各点在同一时刻具有相同的沿杆、绳的分速度(速度投影定理)。 2.接触物系在接触面法线方向的分速度相同,切向分速度在无相对滑动时亦相同。 3.线状交叉物系交叉点的速度,是相交物系双方运动速度沿双方切向分解后,在对方切向运动分速度的矢量和。 四、抛体运动: 1.平抛运动。 2.斜抛运动。 五、圆周运动: 1.匀速圆周运动。 2.变速圆周运动: 线速度的大小在不断改变的圆周运动叫变速圆周运动,它的角速度方向不变,大小在不断改变,它的加速度为a = a n + a τ,其中a n 为法向加速度,大小为2 n v a r =,方向指向圆心;a τ为切向加速度,大小为0lim t v a t τ?→?=?,方向指向切线方向。 六、一般的曲线运动 一般的曲线运动可以分为很多小段,每小段都可以看做圆 周运动的一部分。在分析质点经过曲线上某位置的运动时,可 以采用圆周运动的分析方法来处理。对于一般的曲线运动,向心加速度为2n v a ρ =,ρ为点所在曲线处的曲率半径。 七、刚体的平动和绕定轴的转动 1.刚体 所谓刚体指在外力作用下,大小、形状等都保持不变的物体或组成物体的所有质点之间的距离始终保持不变。刚体的基本运动包括刚体的平动和刚体绕定轴的转动。刚体的任

河北省邢台市育才中学人教A版高中物理奥赛辅导一轮复习七 对称法 练习(附答案)$826277

北京天梯志鸿教育科技有限责任公司七、对称法 针对训练 1.从距地面高19.6m处的A点,以初速度为5.0m/s沿水平方向 投出一小球. 在距A点5.0m处有一光滑墙,小球与墙发生弹性碰撞(即入射角等于反射角,入射速率等于反射率),弹回后掉到地面B处. 求:B点离墙的水平距离为多少? 2.如图7—17所示,在边长为a的正方形四个顶点上分别固定电量均为Q的四个点电荷,在对角线交点上放一个质量为m,电量为q (与Q同号)的自由点电荷. 若将q沿着对角线移动一个小的距离,它是否会做周期性振动?若会,其周期是多少? 3.如图7—18所示是一个由电阻丝构成的平面正方形无穷网络,当各小段电阻丝的电阻均为R时,A、B两点之间的等效电阻为R/2,今将A,B之间的一小段电阻丝换成电阻为R′的另一端电阻丝,试 问调换后A,B之间的等效电阻是多少? 4.有一无限大平面导体网络,它由大小相同的正六角形网眼组成,如图7—19所示,所有六边形每边的电阻均为R0,求a,b两结 点间的等效电阻.

5.如图7—20所示,某电路具有8个节点,每两个节点之间都连有一个阻值为2Ω的电阻,在此电路的任意两个节点之间加上10V电压,求电路的总电流,各支路的电流以及电阻上消耗的总功率. 6.电路如图7—21所示,每两个节点间电阻的阻值为R,求A、B间总电阻R AB. 7.电路如图7—22所示,已知电阻阻值均为15Ω,求R AC,R AB,R AO各为多少欧? 8.将200个电阻连成如图7—23所示的电路,图中各P点是各支路中连接两个电阻的导线上的点,所有导线的电阻都可忽略. 现将一电动势为ε,内阻为r的电源接到任意两个P点处,然后将任一个没接电源的支路在P点处切断,发现流过电源 的电流与没切断前一样,则这200个电阻R1,R2,…,R100,r1,r2,

第31届全国中学生物理奥林匹克竞赛预赛试卷及答案(试卷纯文档)

第31届全国中学生物理竞赛预赛试卷 本卷共16题,满分200分, .一、选择题.本题共5小题,每小题6分.在每小题给出的4个项中,有的小题只有一项符合题意,有的小题有多项符合题意.把符合题意的选项前面的英文字母写在每小题后面的方括号内.全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错或不答的得0分. 1.(6分)一线膨胀系数为α的正立方体物块,当膨胀量较小时,其体膨胀系数等于 A.αB.α1/3C.α3D.3α 2.(6分)按如下原理制作一杆可直接测量液体密度的秤,称为密度秤,其外形和普通的杆秤差不多,装秤钩的地方吊着一体积为1cm3的较重的合金块,杆上有表示液体密度数值的刻度,当秤砣放在Q点处时秤杆恰好平衡,如图所示.当合金块完全浸没在待测密度的液体中时,移动秤砣的悬挂点,直至秤杆恰好重新平衡,便可直接在杆秤上读出液体的密度,下列说法中错误的是 A.密度秤的零点刻度在Q点 B.秤杆上密度读数较大的刻度在较小的刻度的左边 · C.密度秤的刻度都在Q点的右侧 D.密度秤的刻度都在Q点的左侧 3.(6分)一列简谐横波在均匀的介质中沿x轴正向传播,两质点P1和p2的平衡位置在x轴上,它们相距60cm,当P1质点在平衡位置处向上运动时,P2质点处在波谷位置,若波的传播速度为24m/s,则该波的频率可能为 A.50Hz B.60Hz C.400Hz 4.(6分)电磁驱动是与炮弹发射、航空母舰上飞机弹射起飞有关的一 种新型驱动方式.电磁驱动的原理如图所示,当直流电流突然加到一固 定线圈上,可以将置于线圈上的环弹射出去.现在同一个固定线圈上, 先后置有分别用铜、铝和硅制成的形状、大小和横截面积均相同的三种 环,当电流突然接通时,它们所受到的推力分别为F1、F2和F3。若环的重 力可忽略,下列说法正确的是 , >F2>>F3>F1 >F2>=F2=F3 5.(6分)质量为m A的A球,以某一速度沿光滑水平面向静止的B球运动,并与B球发生弹性正碰,假设B球的质量m B可选取为不同的值,则 A.当m B=m A时,碰后B球的速度最大 B.当m B=m A时,碰后B球的动能最大 C.在保持m B>m A的条件下,m B越小,碰后B球的速度越大 D.在保持m B

高中物理竞赛经典方法 2.隔离法

二、隔离法 方法简介 隔离法就是从整个系统中将某一部分物体隔离出来,然后单独分析被隔离部分的受力情况和运动情况,从而把复杂的问题转化为简单的一个个小问题求解。隔离法在求解物理问题时,是一种非常重要的方法,学好隔离法,对分析物理现象、物理规律大有益处。 赛题精讲 例1:两个质量相同的物体1和2紧靠在一起放在光滑水平桌面上,如图2—1所示,如果它们分别受到水平推力F 1和F 2作用,且F 1>F 2 , 则物体1施于物体2的作用力的大小为( ) A .F 1 B .F 2 C .12F F 2+ D .12F F 2 - 解析:要求物体1和2之间的作用力,必须把其中一个隔离出来分析。先以整体为研 究对象,根据牛顿第二定律:F 1-F 2 = 2ma ① 再以物体2为研究对象,有N -F 2 = ma ② 解①、②两式可得N = 12 F F 2 +,所以应选C 例2:如图2—2在光滑的水平桌面上放一物体A ,A 上再放一物体B ,A 、B 间有摩擦。施加一水平力F 于B ,使它相对于桌面向右运动,这时物体A 相对于桌面( ) A .向左动 B .向右动 C .不动 D .运动,但运动方向不能判断 解析:A 的运动有两种可能,可根据隔离法分析 设AB 一起运动,则:a =A B F m m + AB 之间的最大静摩擦力:f m = μm B g 以A 为研究对象:若f m ≥m A a ,即:μ≥A B B A m m (m m )g +F 时,AB 一起向右运动。 若μ< A B B A m m (m m )g + F ,则A 向右运动,但比B 要慢,所 以应选B 例3:如图2—3所示,已知物块A 、B 的质量分别为m 1 、m 2 ,A 、B 间的摩擦因数为μ1 ,A 与地面之间的摩擦因数为μ2 ,在水平力F 的推动下,要使A 、B 一起运动而B 不至下滑,力F 至少为多大? 解析: B 受到A 向前的压力N ,要想B 不下滑,需满足的临界条件是:μ1N = m 2g 。

第16届国际物理奥林匹克竞赛试题及答案汇总

第十六届国际中学生物理奥林匹克竞赛试题(理论部分) (1985 南斯拉夫波尔托罗日) 题1 一位年青的业余无线电爱好者用无线电与住在两个镇上的两位女孩保持联系。他放置两根竖直的天线棒,使得当住在A镇的女孩接收到最大信号时,住在B镇的女孩接收不到信号,反之也一样。这个天线阵由两根竖直的天线棒构成,它们在水平面内均匀地向各个方向发射同等强度的信号。 (a)求此天线阵的参数,即两棒间距离及它们的方位和馈入两棒电信号之间的位相差,使得 两棒间距离为最小。 (b)求上述数值解。如果男孩的无线电台发射27MH Z的电磁波,该天线阵位于波尔托罗日, 利用地图,他发现正北方与A方向(科佩尔)和B方向(位于伊斯特拉半岛上的小镇布热)的夹角分别为158°和72°。 〔解〕a)如图16-1所示,设A方向和B方向的夹角为φ,两棒间距为r,棒间连线与A方向夹角为a。 A方向最小位相差为: ΔA=2πcosα+Δφ B方向的最小位相差为: ΔB=2πcos(ψ-α)+Δφ Δφ为两根天线之间的相位差。当A方向强度最小,B方向强度最大时, ΔA=(2n+1)π,ΔB=2κπ。 则 ΔB-ΔA=(2(κ-n)-1)π=2π。〔cos(ψ-α)-cosα〕 得到 r. 当ψ一定时,只有k=n,α-=-时,r为最小,或者k=n+1, α-=时,r也为最小。 此时,

r最小= 把上述结果代入含有Δφ的方程中,可得 Δφ=π/2(k=n时),或Δφ=-时,(k=n+1时) 当Δφ从变为-时,产生的效应正好相反,即A方向强度最大,B方向强度为0。 b)如图16-2所示,A方向和B方向夹角为 ψ=157°-72°=85° 则棒间距最小为 r最小== ==4.1(米) 两棒连线与A方向夹角为 α=+90°=132.5° 题2一根边长为a、b、c(a>>b>>c)的矩形截面长棒,是由半导体锑化铟制成的。棒中有平行于a边的电流I流过。该棒放在平行于c边的外磁场B中,电流I所产生的磁场可以忽略。该电流的载流子为电子。在只有电场存在时,电子在半导体中的平均速度是v=μE,其中μ为迁移率。如果磁场也存在的话,则总电场不再与电流平行,这个现象叫做霍尔效应。 (a)确定在棒中产生上述电流的总电场的大小和方向。 (b)计算夹b边两表面上相对两点间的电势差。 (c)如果电流和磁场都是交变的,且分别为I=I0sinωt,B=B0sin(ωt+φ)。写出b)情形中电势差的直流分量解析表达式。 (d)利用c)的结果,设计一个电子线路,使其能测量连接于交流电网的电子设备所消耗的功率,并给出解释。 利用下列数据: 锑化铟中的电子迁移率为7.8m2/V·s 锑化铟中的电子密度为2.5×1022m-3 I=1.0A B=1.0T b=1.0cm c=1.0mm e=1.6×10-19C 〔解〕a)

高中物理竞赛辅导工作计划

高中物理竞赛培训工作计划 为了使奥赛培训工作有条不紊的进行,并力争在2009年全国二十六届物理竞赛中取得优异成绩,现就2007年到2009年的物理竞赛的培训工作,制定如下工作计划。 一、选拔培训队员: 组队工作在高一新生入学后不久就着手进行,先动员学生报名,再举行测试初选。物理初选测试试题命制思想:①为适应物理竞赛培训,题量设置与竞赛一样,为七或八个大题,总分160分;②重点考查学生对已学物理知识的理解与应用;③试题中还包含对学生自学能力的考查(题中详细给出学生还未学习的高中物理规律,让学生依据提供信息解题)、运用数学知识解决物理问题能力的考查、将生活中的问题转化为物理模型的能力的考查等等。经过初选,保留50个左右的学生参加培训。奥赛培训,实行五定(定时间、定场地、定学生、定内容、定辅导老师)。以后通过培训逐步精减队员,到进入奥赛教程培训时,保留10个左右的队员。 二、选好合适的教材与教辅资料 选择能涵盖所有竞赛知识点,难度适当,有内容分析,有解题讲评,有一定量的难度合适的训练题的竞赛书1到2本。另外,结合自己授课安排,推荐学生几本参考书,让学生在有余力的前提下去自学、去查阅。 拟定奥赛培训资料:第一轮使用范小辉编撰的《新编物理奥赛教程》(南京师范大学出版),这本教材知识点归纳详细、题型全面、

难度适中、有详细的习题解答;第二轮使用浙江大学出版的《更高更妙的物理》(沈晨编著)、湖南师范大学出版的《高中物理奥赛经典解题金钥匙》两本教材,以巩固拓宽知识、掌握解题方法技巧、提高学生解题能力。实验教材选用湖南师范大学出版的《高中物理奥赛经典实验教材》(青一平著)。 三、进度安排: 1、高中教材知识学习:从组队开始培训,选择一本高三复习资料书作教材,通过传授与自学相结合,重点培训高中物理主干知识,引入奥赛中创新的思路和解题方法。这一轮从2007年9月底到第二年3月份; 2、第一轮奥赛教程培训:系统地按章节完成全国中学生物理竞赛所涉及到的竞赛内容;教练对教程中的知识点、例题及较难的习题进行认真讲解,掌握竞赛知识,进行题型归类。每完成一个章节,选题对前面章节进行检测,巩固效果。本轮计划用时10个月,到高二第二学期初。 3、第二轮奥赛教程培训:以学生自学为主,进行思维方法的分类与培训。教练的任务是帮助学生解决自学中遇到的问题,同时选题对学生进行测试。计划用时4个月。 4、第三轮赛前强化训练:完成竞赛涉及内容的常规训练;基本做完历届全国中学生物理竞赛预赛、复赛卷;收集典型的、新颖的试题,组编模拟训练试题,强化训练。一直到2009年9月初的预赛,决赛前减少训练量,查漏补缺,调整状态。

中学生物理奥林匹克竞赛第试卷及答案

2008年第25届全国中学生物理竞赛复赛试卷 本卷共八题,满分160分 一、(15分) 1、(5分)蟹状星云脉冲星的辐射脉冲周期是0.033s 。假设它是由均匀分布的物质构成的球体,脉冲周期是它的旋转周期,万有引力是唯一能阻止它离心分解的力,已知万有引力常量 113126.6710G m kg s ---=???,由于脉冲星表面的物质未分离,故可估算出此脉冲星密度的 下限是 3 kg m -?。 2、(5分)在国际单位制中,库仑定律写成12 2 q q F k r =,式中静电力常量9228.9810k N m C -=???,电荷量q 1和q 2的单位都是库仑,距离r 的单位是米,作用力F 的单位是牛顿。若把库仑定律写成更简洁的形式12 2q q F r = ,式中距离r 的单位是米,作用力F 的单位是牛顿。若把库仑定律写成更简洁的形式122q q F r =,式中距离r 的单位是米,作用 力F 的单位是牛顿,由此式可这义一种电荷量q 的新单位。当用米、千克、秒表示此新单位时,电荷新单位= ;新单位与库仑的关系为1新单位= C 。 3、(5分)电子感应加速器(betatron )的基本原理如下:一个圆环真空 室处于分布在圆柱形体积内的磁场中,磁场方向沿圆柱的轴线,圆柱的轴线过圆环的圆心并与环面垂直。圆中两个同心的实线圆代表圆环的边界,与实线圆同心的虚线圆为电子在加速过程中运行的轨道。已知磁场的磁感应强度B 随时间t 的变化规律为0cos(2/)B B t T π=,其中T 为 磁场变化的周期。B 0为大于0的常量。当B 为正时,磁场的方向垂直 于纸面指向纸外。若持续地将初速度为v 0的电子沿虚线圆的切线方向注入到环内(如图),则电子在该磁场变化的一个周期内可能被加速的时间是从t= 到t= 。

高中物理竞赛教程(超详细)电场

第一讲电场 §1、1 库仑定律和电场强度 1.1.1、电荷守恒定律 大量实验证明:电荷既不能创造,也不能被消灭,它们只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分,正负电荷的代数和任何物理过程中始终保持 k 数, 0ε q F E = 式中q 是引入电场中的检验电荷的电量,F 是q 受到的电场力。 借助于库仑定律,可以计算出在真空中点电荷所产生的电场中各点的电场强度为 2 2r Q k q r Qq k q F E === 式中r 为该点到场源电荷的距离,Q 为场源电荷的电量。

1.1.4、场强的叠加原理 在若干场源电荷所激发的电场中任一点的总场强,等于每个场源电荷单独存在时在该点所激发的场强的矢量和。 原则上讲,有库仑定律和叠加原理就可解决静电学中的全部问题。 例1、如图1-1-1(a )所示,在半径为R 、体电荷密度 为ρ的均匀带电球体内部挖去半径为R '的一个小球,小球球心O '与大球球心O 相距为a ,试求O '的电场强度,并证明空腔内电场均匀。 ρ,R O 1.1.5.电通量、高斯定理、 (1)磁通量是指穿过某一截面的磁感应线的总条数,其大小为θsin BS =Φ,其中θ 为截面与磁感线的夹角。与此相似,电通量是指穿过某一截面的电场线的条数,其大小为 θ?sin ES = θ为截面与电场线的夹角。 高斯定量:在任意场源所激发的电场中,对任一闭合曲面的总通量可以表示为 ∑=i q k π?4 ( 041πε= k ) Nm C /1085.82120-?=ε为真空介电常 数 O O ' P B r a )

式中k是静电常量,∑i q为闭合曲面所围的所有电荷电量的代数和。由于高中缺少高等数学知识,因此选取的高斯面即闭合曲面,往往和电场线垂直或平行,这样便于电通 量的计算。尽管高中教学对高斯定律不作要求,但笔者认为简单了解高斯定律的内容,并 利用高斯定律推导几种特殊电场,这对掌握几种特殊电场的分布是很有帮助的。 (2)利用高斯定理求几种常见带电体的场强 ①无限长均匀带电直线的电场 一无限长直线均匀带电,电荷线密度为η,如图1-1-2(a)所示。考察点P到直线的 距离为r。由于带电直线无限长且均匀带电,因此直线周围的电场在竖直方向分量为零, 即径向分布,且关于直线对称。取以长直线为主轴,半径为r,长为l的圆柱面为高斯面, E 图1-1-5

高中物理奥林匹克竞赛模拟题及答案

高中物理奥赛模拟试题一 1. (10分)1961年有人从高度H=2 2.5m的大楼上向地面发射频率为υ0的光子,并在地面上测 量接收到的频率为υ,测得υ与υ0不同,与理论预计一致,试从理论上求出 00 υυ υ- 的值。 2. (15分)底边为a,高度为b的匀质长方体物块置于斜面上,斜面和物块之间的静摩擦因数为μ,斜面的倾角为θ,当θ较小时,物块静止于斜面上(图1),如果逐渐增大θ,当θ达到某个临界值θ0时,物块将开始滑动或翻倒。试分别求出发生滑动和翻倒时的θ,并说明在什么条件下出现的是滑动情况,在什么条件下出现的是翻倒情况。 3. (15分)一个灯泡的电阻R0=2Ω,正常工作电压U0= 4.5V,由电动势U=6V、内阻可忽略的电池供电。利用一滑线变阻器将灯泡与电池相连,使系统的效率不低于η=0.6。试计算滑线变阻器的阻值及它应承受的最大电流。求出效率最大的条件并计算最大效率。 4. (20分)如图2,用手握着一绳端在水平桌面上做半径为r的匀速圆周运动,圆心为O,角速度为ω。绳长为l,方向与圆相切,质量可以忽略。绳的另一端系着一个质量为m的小球,恰好也沿着一个以O点为圆心的大圆在桌面上运动,小球和桌面之间有摩擦,试求: ⑴手对细绳做功的功率P; ⑵小球与桌面之间的动摩擦因数μ。 5. (20分)如图3所示,长为L的光滑平台固定在地面上,平台中间放有小物体A和B,两者彼此接触。A的上表面是半径为R的半圆形轨道,轨道顶端距台面的高度为h处,有一个小物体C,A、B、C的质量均为m。在系统静止时释放C,已知在运动过程中,A、C始终接触,试求: ⑴物体A和B刚分离时,B的速度; ⑵物体A和B分离后,C所能达到的距台面的最大高度; ⑶试判断A从平台的哪边落地,并估算A从与B分离到落地所经历的时间。 6. (20分)如图4所示,PR是一块长L的绝缘平板,整个空间有一平行于PR的匀强电场E,在板的右半部分有一个垂直于纸面向外的匀强磁场B。一个质量为m、带电量为q的物体,

相关文档
最新文档