全国大学生物理学术竞赛题目
中国大学生物理学术竞赛
历届冠军
历届冠军(11张) 注：年份斜体表示夺冠时为东道主。
组织构成
1
顾问委员会
2
指导委员会
3
全国组委会
4
地方组委会
5
裁判委员会
杨国桢（中国科学院院士，中国科学院物理研究所） 葛墨林（中国科学院院士，南开大学陈省身数学研究所） 赵光达（中国科学院院士，北京大学理论物理研究所） 朱邦芬（中国科学院院士，清华大学高等研究院） 邢定钰（中国科学院院士，南京大学物理学院） 张杰 （中国科学院院士，中国科学院大学物理科学学院）
裁判
裁判组成 裁判主席
裁判员 投诉及处理
1、竞赛裁判由各高校教师担任，原则上每个参赛高校最多可派 3名裁判，同时竞赛组委会可以邀请非参赛 高校教师作为独立裁判。
2、每场竞赛由 5-7名裁判组成的裁判组评判，裁判由教师担任，并回避该校队伍参赛的竞赛，同时每个裁 判尽量避免多次裁判同一支队伍。
为了保证竞赛公平公正地进行，组委会制定了如下规则。每位裁判小组的主席都要尽可能严格执行本规则。 竞赛前: 1、主席自我介绍，然后让评委做自我介绍，最后让参赛队伍的队长介绍他们的队伍成员。 2、提醒所有的参赛队员遵守基本的礼节和正确的科学讨论原则。 竞赛中： 1、在每个比赛阶段开始时，介绍每个参赛队的角色。 2、题目确定后，各方的报告人将姓名写在黑板上，或者在报告的PPT中显示出报告人姓名。 3、比赛过程中，只允许各队在本队队员陈述的阶段进行录像和录音。 4、由裁判主席宣布某一环节结束。准备环节结束后，下一环节的计时立即开始。在陈述阶段结束后，裁判主 席可以允许让发言者做最后的陈述，但时长不超过15秒。 5、在报告的准备环节，如果出现意外的技术问题，裁判主席可以决定延长这一环节的时间。
大学生物理竞赛试题
大学生物理竞赛试题一、选择题1. 以下关于牛顿第二定律的表述，哪一项是正确的？A. 力是物体运动状态改变的原因。
B. 力的大小等于物体质量与加速度的乘积。
C. 力的作用效果与物体的初始速度有关。
D. 力的作用效果与物体的密度有关。
2. 光在真空中的传播速度是多少？A. 2.99792×10^8 m/sB. 3.00×10^8 m/sC. 2.5×10^8 m/sD. 3.14×10^8 m/s3. 一个质量为0.5kg的物体，受到一个1N的恒定力作用，经过5秒后，它的速度将变为：A. 1 m/sB. 2 m/sC. 3 m/sD. 4 m/s4. 电磁波的波长与频率的关系是：A. 波长与频率成正比。
B. 波长与频率成反比。
C. 波长与频率无关。
D. 波长与频率的关系不确定。
5. 一个电路中，电阻R1为10Ω，电阻R2为20Ω，当它们串联后接到电压为30V的电源上，电路中的电流强度是多少？A. 1AB. 1.5AC. 2AD. 3A二、填空题1. 根据能量守恒定律，一个物体的动能和势能的总和在没有外力作用下保持__________。
2. 理想气体状态方程为 \(pV = \) ________，在标准大气压下，氧气的摩尔体积为__________ m³/mol。
3. 电磁感应定律表明，穿过电路的磁通量变化率与感应电动势成正比，其数学表达式为 ________。
4. 光的折射定律，即斯涅尔定律，表述为光从一种介质进入另一种介质时，入射角与折射角的正弦值之比等于两种介质的折射率之比，数学表达式为 \( \sin(\theta_1) / \sin(\theta_2) = n_2 / \)________。
三、计算题1. 一个质量为2kg的物体，受到一个与时间成正比的力F(t) = 3t N的作用，求在时间t=4s时物体的速度和位移。
2. 一个电路由一个电阻R = 30Ω和电容器C = 200μF组成，电源电压为50V。
全国大学生物理竞赛题目
全国大学生物理竞赛题目第一部分：基础题目
1、α-胶原蛋白和β-胶原蛋白的区别是什么？
2、物理量是什么？
3、光谱新郎是一种什么现象？
4、请介绍物质的性质？
5、位移矢量在物理中有什么用？
6、量子效应和统计力学中的粒子之间的作用是什么？
7、量子力学的Schrodinger波方程式的意义是什么？
8、什么是动能守恒定律？
9、细胞内的化学反应如何解释？
10、多尔斯玻尔定律的原理是什么？
第二部分：实验题目
1、如何证实光的干涉现象？
2、杨氏模量的实验是怎么做的？
3、如何证实电位场线的平行性？
4、如何实验证明量子级数定律？
5、介电常数如何测定？
6、电势差的测量方法是什么？
7、请描述如何测量某种重力场的强度？
8、如何测量电磁辐射的强度？
9、多尔斯玻尔定律的实验过程如何？
10、如何测量某种尘埃粒子的物理性质？。
物理学术竞赛——湿衣服颜色变深
为什么衣服湿了颜色会变深
为什么衣服湿了颜色会变深呢？等到衣服干了颜色又会变成以前的模样。
原来啊，衣服湿了颜色都会变深。
因为人的眼睛能看到物体，是由于光照到物体表面上，物体表面把光反射到了人的眼睛里。
物体反射的光越多，它的颜色就越浅；反射的光越少，它的颜色就越深。
衣服被水浸湿后，有部分细小纤维被水压下，而不能反射光线，同时衣服表面的水层形成了镜面反射的条件。
这时，如果恰巧从光线发生镜面反射的角度去看，能看到集中反射出来的光线形成了一块亮斑。
不过镜面反射只会发生在一个非常小的角
度范围内，在此之外的大部分光线不能钻出这层水而反射出来，所以衣服湿的地方一般看起来颜色会变深一些。
全国物理竞赛题目
全国物理竞赛题目一、力学与运动学题目：一质量为m的物体以速度v0向右运动，现对其施加一个力F，该力的垂直速度方向的分量为F1，水平分量F2。
问在多少时间后，物体以速度v0/2向右运动，同时速度方向与F的夹角为45°二、热力学与热传递题目：在一个封闭的容器内有一定质量的气体，气体初始温度为T1。
经过加热后，气体的温度升高到T2。
在此过程中，气体吸收的热量为Q，问该过程中气体对外做功是多少？三、电磁学题目：在真空中，一电荷量为q的点电荷产生的电场中，某一点的电场强度E与q的距离r的关系为E=k*q/r^2，其中k为常数。
现有一试探电荷q'从无穷远处移到点电荷q的附近，其电势能的变化量为ΔE，则ΔE与试探电荷电量q'、点电荷电量q、试探电荷与点电荷的距离r之间的关系为？四、光学题目：光线经过一个直径为d的细圆环，环上均匀分布着厚度为t的光学介质。
求光线经过环上介质后的偏折角。
五、原子物理与量子力学题目：一氢原子从基态跃迁到激发态，其辐射光子的波长为100 nm。
已知氢原子的半径为5.29×10^-11 m，求这个跃迁的能量差是多少电子伏特？六、物理实验与实验设计题目：设计一个实验方案，测量一个未知电阻Rx的值。
要求使用尽可能少的器材和步骤，并给出测量结果的误差分析。
七、相对论简介题目：一列火车以速度v相对于地面运动，地面上的观察者测得火车上的一盏灯发出的光的波长比标准波长要短，求火车相对于地面的速度。
八、非线性物理与混沌理论题目：一质量为m的弹性小球在光滑水平面上做周期为T的简谐振动，其振动幅度为A。
现让小球的振幅突然增大到4A，并观察到此后小球的运动变得杂乱无章。
求该过程中小球所做的总功。
九、物理与其他科学的交叉题目：在生物学中，细胞膜可以被看作是一个半透膜。
当细胞内外溶液的浓度不同时，细胞膜可以允许水分子通过而阻止其他大分子物质通过。
请解释这一现象并用物理原理进行建模分析。
全国大学生物理学术竞赛题目
1. Adhesive tape有粘性的带子Determine the force necessary to remove a piece of adhesive tape from a horizontal surface. Investigate the influence of relevant parameters.决定将一块胶带从水平表面上拿下来需要的力。
研究其中的有关参数。
2. Air drying 在空气中干燥Table utensils (dishes, cutlery, etc.), after being washed, dry differently. Investigate how the time of drying depends on relevant parameters.桌上的餐具在洗完后，变干的情况不同，研究其中的有关参数。
3. Bouncing flame 跳跃的火焰Place a flame (e.g. from a Bunsen burner) between two charged parallel metal plates. Investigate the motion of the flame.在本生灯中点燃一团火焰置于两片带电、平行的金属板。
观察火焰的运动情况。
4. Breaking spaghetti 断开的面条Find the conditions under which dry spaghetti falling on a hard floor does not break.找出干燥的面条在掉落坚硬地板后不断裂的情况。
5. Car 小车Build a model car powered by an engine using an elastic air-filled toy-balloon as the energy source. Determine how the distance travelled by the car depends on relevant parameters and maximize the efficiency of the car.制作一个模型车，以有弹性的充气玩具气球作为动力源。
第七届中国大学生物理学术竞赛的题目
附件2第七届中国大学生物理学术竞赛题目(2016年)1.创造随机数真实随机数是一种很有价值而且稀有资源。
请设计、制造并测试一个可以产生随机数的机械设备并分析随机性抵御恶意攻击的能力。
2.滞后的摆一根坚韧的线和重物可构成一个摆。
当摆的悬挂点在水平面上作圆周运动的时候,在某些情况下重物也可开始做圆周运动，并且半径更小。
研究该运动以及重物的稳定轨迹。
3.声学透镜菲涅耳透镜在光学中很常用，而利用相同的原理可以汇聚声波。
请设计并制造一个声学菲涅耳透镜并研究其性质（例如放大率）作为相关参量的函数。
4.超级球向两个平板间的空隙扔一个弹性很好的球。
球开始弹，在某些情况下甚至可以弹回到你手上。
研究球的轨迹以及影响运动包括平板方向在内的参量。
5.极为不易打湿东西的水把一个装满肥皂水的盘子放在扬声器或者震动台上，当它震动的时候，它有可能会把一小滴液滴留在上面很长时间，解释并研究这一现象。
6.电制蜂巢将一个垂直的金属针放在一个水平的金属盘子上方，在盘子上放一些油，假如你对金属针和盘子施加恒定的高电压，可以产生格状结构。
请解释并研究这一现象。
7.热水喷泉用热水部分装填一个莫尔吸量管。
用你的大拇指盖住其上端并倒置，可观察到从尖部喷出的水喷泉。
请研究决定水喷泉高度的参量，并改变它们以获得喷泉最大的高度。
8.磁力小火车两个扁圆柱形磁铁与一个柱状的电池两端相接，当这个体系放在铜线圈内部且与铜接触的时候，它会开始运动。
解释这个现象并且研究相关参量怎么影响火车的速度和功率。
9.水波用一个竖直振动的水平圆柱来产生水波，当改变激励频率和振幅的时候水波会看起来流向或背离圆柱。
请研究这个现象。
10.光环让一个液体喷向一个平面，当接触点被激光照明的时候，可观测到环绕水柱的光环。
研究这个光环和相关参量对整个系统的影响。
11.在一个光盘上旋转假如你把一个轻的旋转着的物体放在一个水平旋转的盘子上，它可以不离开盘子地开始运动。
解释相关参量如何影响各种不同形式的运动。
届全国部分地区大学生物理竞赛试卷及答案
，
v|| ＝
。
２.如图所示，由三根相同的均匀细杆连成的等边
三角形刚体框架每边长a,总质量M。将框架相对于过框边上任意一点
P且垂直于框架平面的转轴的转动惯量记为 IP ，所有 IP 中最小者
I min 所对应的P点必定在
,所有 IP 中最大者
I max 与 I min 之间的差值为
。
准考证号
姓名
考场
1
附注：（1）如果你在 S 系中直接运用费马原理 求解，本题最高得分为 20 分； （2）如果你运用相对论知识结合静态抛物线光 学聚焦知识求解，本题最高得分只能为 6 分。
10
第 28 届全国部分地区大学生物理竞赛试卷
参考答案
1. v v0 ,
v|| 2v0 cot ;
2.各边中点，
1 Ma 2 ；
3.
k
,
ma0 ;
4
mk
4. n0e mgh kT , p0emgh kT ;
5. 1 , 13
1; 12
6. mv0 sin , 2mv0 cos ;
qB
qB
7.
0 IR2
2( R 2
x2
3
)2
,
0r 2 R 2
2(R2
x
2
)
3 2
;
8.
1.22 .
d
3.36 104 ;
线，它的旋转半径（注意：并非螺旋线的曲率半径） R
，
螺距 H
。
7.半径 R ，电流 I 的大圆环，在其中央轴距环心 x 处的
磁感应强度大小为 B(x)
。
有一半径为 r R 的小圆环，环心位于 x 点，环平面与
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全国大学生物理竞赛1. Adhesive tape有粘性的带子Determine the force necessary to remove a piece of adhesive tape from a horizontal surface. Investigate the influence of relevant parameters.决定将一块胶带从水平表面上拿下来需要的力。
研究其中的有关参数。
2. Air drying 在空气中干燥Table utensils (dishes, cutlery, etc.), after being washed, dry differently. Investigate how the time of drying depends on relevant parameters.桌上的餐具在洗完后，变干的情况不同，研究其中的有关参数。
3. Bouncing flame 跳跃的火焰Place a flame (e.g. from a Bunsen burner) between two charged parallel metal plates. Investigate the motion of the flame.在本生灯中点燃一团火焰置于两片带电、平行的金属板。
观察火焰的运动情况。
4. Breaking spaghetti 断开的面条Find the conditions under which dry spaghetti falling on a hard floor does not break.找出干燥的面条在掉落坚硬地板后不断裂的情况。
5. Car 小车Build a model car powered by an engine using an elastic air-filled toy-balloon as the energy source. Determine how the distance travelled by the car depends on relevant parameters and maximize the efficiency of the car.制作一个模型车，以有弹性的充气玩具气球作为动力源。
找出决定小车运动距离的相关参数并求出小车能运动的最大距离。
6. Convection 对流In a container filled with a liquid, heat transport will occur when the bottom of the container is heated and the top surface is cooled. How does the phenomenon change when the container rotates about its vertical axis?在一个充满液体的容器中会发生热传递（当底部被加热而顶部被冷却）。
如果容器绕垂直轴旋转，这个现象会发生什么变化呢？7. Cup drum 杯制鼓A plastic cup is held upside-down and tapped on its base. Investigate the sound produced when the open end of the cup is above, on or below a water surface.把一个塑料杯倒置并轻敲它的底部，研究当杯子的开口在水面上方和下方时的发声情况。
8. Domino amplifier多米诺放大器A row of dominoes falling in sequence after the first is displaced is a well known phenomenon. If a row of "dominoes" gradually increases in height, investigate how the energy transfer takes place and determine any limitations to the size of the dominoes.当第一块被移动时，一排多米诺骨牌按顺序倒下，这就是著名的多米诺效应。
当一排“骨牌”被渐渐抬高，研究能量转移是如何发生的并确定“骨牌”的尺寸限制。
9. Escaping powder 逃脱的粉末When a hot wire is plunged into a beaker of water with powder (e.g. lycopodium) floating on the surface, the powder moves rapidly. Investigate the parameters that alter the speed of movement of the powder.当一根炙热的金属丝被插入一杯表面上漂浮着粉末的水时，粉末会迅速的移动.。
研究会改变粉末移动速度的参数。
10. Faraday heaping 法拉第堆瓦解When a container filled with small spheres (e.g. mustard seeds) is vibrated vertically with a frequency between 1 – 10 Hz, so called Faraday heaping occurs. Explore this phenomenon.当一个装有一些小球的的容器在1到10赫兹的频率范围内上下垂直振动，就被称为法拉第堆瓦解发生了。
探究这个现象。
11. Fingerprints 指印Fill a glass with a liquid and hold it in your hands. If you look from above at the inner walls of the glass, you will notice that the only thing visible through the walls is a very bright and clear image of patterns on your fingertips. Study and explain this phenomenon.在杯子中装满水并用手拿住杯子。
如果你从上方看玻璃的内壁，你会发现你只能透过玻璃看到非常亮儿清晰的指纹。
研究并解释这个现象。
12. Levitating spinner 旋转漂浮A toy consists of a magnetic spinning top and a plate containing magnets (e.g. "Levitron"). The top may levitate above the magnetic plate. Under what conditions can one observe the phenomenon?一个由一个旋转的磁性顶部和一个装有磁铁的盘子构成的玩具。
玩具的顶部会悬浮在磁性盘子的上方。
在什么情况下你才能观察到这个现象？13. Light bulb灯泡What is the ratio between the thermal energy and light energy emitted from a small electric bulb depending on the voltage applied to a bulb?一个小灯泡发出的热能和光能的比例是怎样由给小灯泡的电压所决定的？14. Moving cylinder 移动的圆柱Place a sheet of paper on a horizontal table and put a cylindrical object (e.g. a pencil) on the paper. Pull the paper out. Observe and investigate the motion of the cylinder until it comes to rest.在水平桌面上放置一张纸并在纸上放置一个圆柱形物体。
把纸拉出。
观察并研究圆柱体的运动状态直到它停止运动。
15. Slow descent 缓慢下降Design and make a device, using one sheet of A4 80 gram per m2 paper that will take the longest possible time to fall to the ground through a vertical distance of 2.5m. A small amount of glue may be used. Investigate the influence of the relevant parameters.设计制作一个装置，使用每平方米80克的A4纸，使其尽可能慢地从2.5米高处掉向地面。
可以使用少量胶水。
研究会产生影响的相关参数。
16. Smoke stream烟A glass jar is covered with cellophane. A tightly folded paper tube of length 4-5 cm is inserted hermetically into the jar through the cellophane cover. The tube is oriented horizontally. If one burns the outside end of the tube the dense smoke flows into the jar. Explore this phenomenon.一个盖有玻璃纸的玻璃罐。
一根折得很紧的纸管（长度4-5厘米）从玻璃纸插入罐中，周围密封。
管子水平向东。
如果有人点燃管子的外面那头，会有浓烟进入罐子。
探究这种现象。
17. Vikings 海盗According to a legend, Vikings were able to navigate in an ocean even during overcast (dull) weather using tourmaline crystals. Study how it is possible to navigate using a polarizing material. What is the accuracy of the method?传说海盗在海上即使是阴天也能用电气石导航。