2020高中物理竞赛大全套(终极版)课件(共1018张PPT)
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2020年华科附中高中物理竞赛辅导课件(20光波的偏振)B由反射产生偏振(共18张PPT)
1. 晶体对光的双折射现象 方解石 CaCO3
oe
o光：寻常光线, 遵循折射定律
e光：非常光线, 不遵循折射定律
17
2.双折射现象产生的原因
各向同性的介质各方向对光的折射率 n 相 同，不产生双折个折射率 对e光：无数个折射率
CaCO3
3.几个概念
（1）晶体的光轴
布儒斯特窗
iB
最后得到
的线偏振光
2º可测不透明媒质折射率 tgiB tgi0 n
3º若反射光是部分偏振光， 利用偏振片可消去大部
n1 1
iB
分反射光（如镜头前加 偏振片、偏光望远镜等）。
n2
n
15
3.折射光的偏振态
i0 i0
i0
利用玻璃片堆产生完全偏振光
16
第4节 双折射 Double Refraction
2020
全国高中物理竞赛
华科附中辅导课件 （含竞赛真题练习）
第3节 由反射产生偏振 Polarization by Reflection
1. 反射光的偏振
马吕斯发现：自然光反射时,可以产生部分偏振 光或完全偏振光。
当 i = i0时,反射光为完全偏振光, i0叫“起偏角”。
完
部
ii
分 偏
振
全
i0 i0
是一个特殊的方向，沿着此
方向传播的光不发生双折射。 光线
（2）晶体的主截面
光轴
（3）光线的主平面
18
注意： 1ºo 光 e 光的主平面不一定相同 2º主平面、主截面不一定相同。
o光的振动方向 o光的主平面 e光的振动方向 // e 光的主平面
重点研究 * 入射光在主截面内 * 主平面、主截面为同一平面 * o光振动方向 e 光振动方向
oe
o光：寻常光线, 遵循折射定律
e光：非常光线, 不遵循折射定律
17
2.双折射现象产生的原因
各向同性的介质各方向对光的折射率 n 相 同，不产生双折个折射率 对e光：无数个折射率
CaCO3
3.几个概念
（1）晶体的光轴
布儒斯特窗
iB
最后得到
的线偏振光
2º可测不透明媒质折射率 tgiB tgi0 n
3º若反射光是部分偏振光， 利用偏振片可消去大部
n1 1
iB
分反射光（如镜头前加 偏振片、偏光望远镜等）。
n2
n
15
3.折射光的偏振态
i0 i0
i0
利用玻璃片堆产生完全偏振光
16
第4节 双折射 Double Refraction
2020
全国高中物理竞赛
华科附中辅导课件 （含竞赛真题练习）
第3节 由反射产生偏振 Polarization by Reflection
1. 反射光的偏振
马吕斯发现：自然光反射时,可以产生部分偏振 光或完全偏振光。
当 i = i0时,反射光为完全偏振光, i0叫“起偏角”。
完
部
ii
分 偏
振
全
i0 i0
是一个特殊的方向，沿着此
方向传播的光不发生双折射。 光线
（2）晶体的主截面
光轴
（3）光线的主平面
18
注意： 1ºo 光 e 光的主平面不一定相同 2º主平面、主截面不一定相同。
o光的振动方向 o光的主平面 e光的振动方向 // e 光的主平面
重点研究 * 入射光在主截面内 * 主平面、主截面为同一平面 * o光振动方向 e 光振动方向
2020年高中物理竞赛辅导课件(振动和波基础篇)08电磁波(共31张PPT)
的性质：
E
1. ε E = μ H
v
2. E 与 H 同步变化 H
3.电磁波是一横波，
E
E、H、v 两两垂直，
v
且三者成右旋关系。 H
4. 电磁波的偏振性。 （E 及H 都在各自的平面内振动。）
三、电磁波的能量 电场能量与磁场能量体密度分别为：
we= 12ε E 2 wm = 12μ H 2
电磁场能量体密度为：
E x
=
m
H t
E = E0 cos ω ( t
x u
)+j
E x
=
m
H t
H=
1 m
E x
dt
=
E0ω
mu
sinω
(
t
x u
)+j
dt
H=
E0 mu
cosω
(
t
= H0 cosω ( t
H0
=
E0 mu
=
e
m
E0
x u
)+j
x u
)+j
e E0 = m H0
从上面的讨论可以得到在无限大均匀绝
缘介质（或真空中）传播的平面简谐电磁波
e 0 = 8.85×10-12 F.m-1
理论上预言电磁波在真空中的传播速度为：
u=
1
e m0 0
=
2.9979×108
m.s-1
由实验测得真空中的光速为；
c = 2.99792458×108 m.s-1
两个数据惊人的吻合，成为光波是电磁 波的重要实验证据。
麦克斯韦不但预言了电磁波的存在。还 预言了电磁波传播的速度。
10 2 1cm 100 1m
2020年华科附中高中物理竞赛辅导课件(09静电场)E静电场的环路定理(共18张PPT)
40
ln
L
l
l
55
例19.求一均匀带电圆环轴线上任意点P 的电势. 设圆环半径为R，总带电量为q。
解：根据迭加法，在带电圆环上取电荷元dq
其在P点产生的电势为
dq
dVP
dq
4 0r
所有电荷在P产生的电势
. r
R
qo x P x
讨论VP12oo|xx4|0d,qR0rV,PV0qP444q00qR0dR|qx2
2º运动电荷的场不是保守场，而是非保守场，将 在磁场部分讨论。
45
第5节 电势差和电势ce and
一、电势差和电势 Electric Potential
b
从上一节讨论可知
b
a
L1
r E
r dl
b L2a
r E
r dl
存在与位置
L2
L1
q0
有关的态函数
P
r E
drr
rP
20r
dr
20
ln
rP
令某处 r = r0（有限值） V=0，则
V
P
P
r E
r dl
P0
P
r E
r dl
0
P
P
2
0r
dr
2 0
ln
r0 r
rP P'
P0 r0
可见：当电荷分布到无穷远时，
电势零点不能再选在无穷远处。
52
2. 用叠加法求V
点电荷系场中的电势 在点电荷系 q1, q2 L qn 的电场中,
电势叠加原理
任意带电体场中的电势
VP
q
dq
40r
2020年高中物理竞赛—力学篇(进阶版)1 绪论(共30张PPT)
其原意是“自然的科学” , 即在古 代欧洲 , 物理学是自然科学的总称.
但随着自然科学的发展 , 各种独立 的学科分别陆续形成 , 如化学 , 生物学， 天文学，地质学及各种工程学科等。
（下一页）
因此后来，物理学成为专门的：
研究物质运动中最普遍、最基本的运动
形式的基本规律的学科。
。
物理学是自然科学的基础
大小
A＝ A
（矢量的模）
2、矢量相等： 大小相同，方向相同 。
标量不能与矢量相等，即 A A （下一页）
3、矢量的运算法则： (1) 加减法
含平行四边形法则和三角形法则
B
C
C
B
A C A B
A C A B
（下一页）
(2) 数乘
大小
A
C
方向
C A 0 C平行于 A
0 C平行于 A
“×”、“ ·”不能随便乱用。 (6)矢量的非法运算包括
1,
ln B,
C,
A
即：矢量不能作除数、取对数；
eD
不能开方、作指数。
矢量与标量不能相等。 ！！！
（下一页）
（7）矢量的导数还是个矢量
若A Ar0 则
dA dt
dA dt
r0
A
dr0 dt
若在直角坐标系，坐标轴方向不变，各
分量互不相干，分别求导。如：
它涉及的范围，最初包括:
力学、 热学和分子物理学、 称为 :
电磁学、
经典物理学
光学.
（下一页）
随着研究的发展，在十九世纪末 , 人们发现了经典物理学的局限性。
在高速运动领域，即速度可与光速比 拟时, 应适用爱因斯坦建立的相对论力学;
但随着自然科学的发展 , 各种独立 的学科分别陆续形成 , 如化学 , 生物学， 天文学，地质学及各种工程学科等。
（下一页）
因此后来，物理学成为专门的：
研究物质运动中最普遍、最基本的运动
形式的基本规律的学科。
。
物理学是自然科学的基础
大小
A＝ A
（矢量的模）
2、矢量相等： 大小相同，方向相同 。
标量不能与矢量相等，即 A A （下一页）
3、矢量的运算法则： (1) 加减法
含平行四边形法则和三角形法则
B
C
C
B
A C A B
A C A B
（下一页）
(2) 数乘
大小
A
C
方向
C A 0 C平行于 A
0 C平行于 A
“×”、“ ·”不能随便乱用。 (6)矢量的非法运算包括
1,
ln B,
C,
A
即：矢量不能作除数、取对数；
eD
不能开方、作指数。
矢量与标量不能相等。 ！！！
（下一页）
（7）矢量的导数还是个矢量
若A Ar0 则
dA dt
dA dt
r0
A
dr0 dt
若在直角坐标系，坐标轴方向不变，各
分量互不相干，分别求导。如：
它涉及的范围，最初包括:
力学、 热学和分子物理学、 称为 :
电磁学、
经典物理学
光学.
（下一页）
随着研究的发展，在十九世纪末 , 人们发现了经典物理学的局限性。
在高速运动领域，即速度可与光速比 拟时, 应适用爱因斯坦建立的相对论力学;
2020年高中物理竞赛辅导课件(电磁学)磁场的能量(共16张PPT)
)22π
r
l
dr
I
=
μ I 2l
4π
ln( R 2 ) R1
r dr
计算自感的另一种方法：
因为
Wm
=
1 2
L
I
2
所以
L
=
பைடு நூலகம்
2Wm I2
[例2] 两个共轴圆线圈，半径分别为 R 及r ,匝数分别为N1和N2 ，相距为d ,设 r 很 小，则小线圈所在处的磁场可视为均匀的 ，
求两线圈的互感系数。（湖南名校联盟模拟）
22
I
l
Il
(a)
(b)
已知：l=20cm, b=10cm, N=100
求：(1) Ma , (2) Mb
解：(1)
B
=
m 2
0I px
I
Φ
= sB.dS
=
2b m 0 I
b 2px
.l dx
=
m0I l 2p
2b dx
bx
=
m0 2
I p
l
ln2
Ψ
=NΦ
=
m
0NI 2p
l
ln2
bb l
(a) bb 22
已知：R,r,d, N1 , N2 求：M
解：
B 1=
N 1m0I 1pR2 2 p (R2+d )2 3/2
Ψ 21
=N
2B
1S
=
N 2N 1m0I 1pR2 2 p (R2+d )2 3/2
pr
2
M
=
Ψ21
I1
=
m0N 2N 1pr 2R2 2 (R2+d )2 3/2
高中物理竞赛讲座课件
0r 2Q 4R2
dI
0r 2Q
4R2
I
5、 I nqvA
v I nqA
P mvnlA mv nlA mIl
mIl
1
v2 c2
q
1
v2 c2
q 1 ( I )2 nqAc
6、设正方形线框右、左两边载流子 的线密度和速度分别为λ 1、ｖ1、 λ 2、ｖ2，两边的洛伦兹因子分别 为γ 1和γ 2。则有
度相同，带电粒子的数密度为 n ，管内电流强度为 I 。考虑相对论效应，
试给出管内带电粒子的总动量 P ；6、用第5小题中的绝缘空心管做成的
边长为ｌ的正方形电流环取代第3小题中的圆形小电流环，设环很重，不
计其运动。环中同一截面载流子速度相同，不计载流子间相互作用。试
计算正方形环中载流子的总线动量 Phid，这个动量称为“隐藏动量”；
k
E(t) d B0l ( kv){cos[t k(x d )] cos(t kx)}
dt k
i(t) E B0l ( kv){cos[t k(x d )] cos(t kx)}
R kR
f (t) i(t)B(x,t)l i(t)B(x d,t)l
r 处的电阻率与 r 成正比,即 ρ ＝
ρ 0r ,ρ 0为常量。 磁感应强度为 B 的匀强磁场垂直于圆环平面，其方
向向上（见图）。S是电流强度为I 的恒流源，固定电阻R0 跨接在S
圆盘电动机
两端。S一端接金属轴中心 X 处，另一端用环形电刷接圆盘边缘 Y 处。
此装置可看作一圆盘电动机。设电动机空载（不带任何负载）达到稳定
2R1
(2)
2020年人大附中高中物理竞赛辅导课件(物理竞赛中的数学知识)统计物理的基本概念(共16张PPT)
例如：粒子数
假想把箱子分成两相同体积的部 分，达到平衡时，两侧粒子有的 穿越界线，但两侧粒子数相同。
•平衡态是一种理想状态
状态方程 当系统处于平衡态时，三个状态参量存在一定的
函数关系： f ( p,V ,T ) 0 物态方程
(状态方程)理想气Fra bibliotek pV M RT p
M mol
M 气体质量
Mmol 气体的摩尔质量
表示方式
1
P1
2
P2
S
PS
S
Pi 0(i 1,2, S ) 有 Pi 1 i 1
2. 连续型随机变量 取值无限、连续
随机变量X的概率密度
( x) dP( x)
dx
变量取值在x—x+dx间 隔内的概率
概率密度等于随机变量取值在单位间隔内的概率。
( X )又称为概率分布函数（简称分布函数）。
设一容器，用隔板将其隔开当 隔板右移时，分子向右边扩散 在这过程中，各点密度、温度等均不相同，这就是 非平衡态。但随着时间的推移，各处的密度、压强 等都达到了均匀，无外界影响，状态保持不变，就 是平衡态。
说明： •平衡态是一种热动平衡 处在平衡态的大量分子仍在作热运动，而且因
为碰撞， 每个分子的速度经常在变，但是系统的宏 观量不随时间 改变。
i
Pi ( Ai )
i
N
1
几率归一化条件
(3) 二互斥事件的概率等于分事件概率之和
P( A B) P( A) P(B)
(4) 二相容事件的概率等于分事件概率之积
P( A, B) P( A)P(B)
2. 概率分布函数
随机变量 在一定条件下, 变量以确定的概率 取各种不相同的值。
2020年南师附中高中物理竞赛辅导课件17波动光学(共18张PPT)
7 、惊叹号是勇士滴在攀登路上的血，也是懦夫失望时流淌的泪。 15 、拥有梦想只是一种智力，实现梦想才是一种能力。 14 、机会是自己创造的，而不能一味的等待别人的赐予。 1. 凡是值得做的事那就一定要做好，记住，三分天注定七分靠打拼! 6 、用自己的双手去创造生活，用辛勤的汗水实现人生的梦想。 7. 不想当将军的士兵不是好士兵，不想考清华的学生不是好学生。 3. 平凡的脚步也可以走完伟大的行程。 7. 勇者，必以决斗之勇气与五张试卷一决雌雄;懦夫，概以鼠目之寸光量人生此战必输无疑! 12. 一心读遍圣贤书，三心二意无益处，四书五经励我志;五洲四海任我游，三堂二课皆用功，一生前程始于此。 6 、从不犯错的孩子长大后要么成为庸才，要么早晚要犯大错。因此，我们要适度降低对孩子的期望与要求，鼓励他们真实地面对自己的缺点 和错误，鼓励他们在尝试中不怕犯错误，注重过程的体验和收获，摘掉“好孩子”的面具。 1 、强大的信心，能克服来自内心的恶魔，产生无往不胜的勇气。 19 、什么是嫁得好?嫁得好并不是嫁富豪，而是嫁给一个能给你安全感的男人。住在别墅里天天流泪的，你进的不是天堂而是地狱。真正嫁得 好的女人，是住在单元房里却被老公哄的像只傻鸟，爱你一时，宠你一世，骗你一辈子!其实日子过得好，真的不是有多少钱，而是无忧无虑 无烦恼。
----等倾干涉
等倾干涉条纹是 一组明暗相间的同 心圆环，圆环分布 内疏外密；半径大 的圆环对应的 i 大 ，而干涉级k低
S
ii
i
i
屏幕
透镜
S
反射板
ii
薄膜
屏幕
透镜
S
反射板
ii
薄膜
e 增大，则 k 增大，圆环中心处有 圆环冒出； e减小，则 k 减小，圆环 中心处有圆环吞入
垂直入射时有
----等倾干涉
等倾干涉条纹是 一组明暗相间的同 心圆环，圆环分布 内疏外密；半径大 的圆环对应的 i 大 ，而干涉级k低
S
ii
i
i
屏幕
透镜
S
反射板
ii
薄膜
屏幕
透镜
S
反射板
ii
薄膜
e 增大，则 k 增大，圆环中心处有 圆环冒出； e减小，则 k 减小，圆环 中心处有圆环吞入
垂直入射时有
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（2）
v 表示速度， aτ 表示切向加速度， （3）
下列四种表达式中，
正确的是
（4）
（请点击你要选择的项目）
（链接1）
（1）
一质点作曲线运动，
r 表示位矢， s 表示路程，
（2）
v 表示速度， aτ 表示切向加速度， （3）
下列四种表达式中，
正确的是
（4）
（请点击你要选择的项目）
（链接2）
（1）
质点运动的两类基本问题
two basic kinds of particle motion problem
圆周运动及刚体转动的描述
descriptions of circular motion and rigid body motion
相对运动与伽利略变换
relative motion and Galileo transformation
得轨迹方程 由 运动学方程 坐标式
质点的轨迹方程 ； 第 2 秒 末的位矢； 第 2 秒 末的速度
和加速度 。
位矢
随堂练足习球运二动轨迹最高点处
的曲率半径 ρ
30 º
由法向加速度大小 最高点处
cos30º
得
20× 9.8
30.6(m)
（备选例一）
（备选例二）
随堂小议
（1）
一质点作曲线运动，
r 表示位矢， s 表示路程，
一质点作曲线运动，
r 表示位矢， s 表示路程，
（2）
v 表示速度， aτ 表示切向加速度， （3）
下列四种表达式中，
正确的是
（4）
（请点击你要选择的项目）
（链接3）
（1）
一质点作曲线运动，
r 表示位矢， s 表示路程，
（2）
v 表示速度， aτ 表示切向加速度， （3）
下列四种表达式中，
正确的是
是转动状态也量可。用标量 静止
（4）
（请点击你要选择的项目）
（链接4）
（1）
一质点作曲线运动，
r 表示位矢， s 表示路程，
（2）
v 表示速度， aτ 表示切向加速度， （3）
下列四种表达式中，
正确的是
（4）
（请点击你要选择的项目）
第二节 两类问题
1-2
由初始条件定积分常量
随堂练习一
随堂练习二 跳伞运动员下落加速度大小的变化规律为 式中 均为大于零的常量
1. 角位置
定轴转动参量
刚体中任
刚体
一点
描述刚体（上某点）的位置 刚体定轴转动
(t+△t) (t)
的运动方程
2. 角位移
转动平面（包含p并与转轴垂直）
参考 方向
转轴
描述刚体转过的大小和方向
3. 角速度
描述刚体转动的快慢和方向，
是转动状态量。
静止
常量 匀角速
常量 变角速
用矢量表 示或 时，它们 与 刚体的 转动方向 采用右螺 旋定则
15热力学第一定律……596
16热力学第二定律……634
18波动……666 19光的干涉……751 20光的衍射……809 22量子力学的实验基础……868 23量子力学初步……947 24原子结构的量子理论……990
运动学
本章内容
Contents chapter 1
质点运动的描述
description of particle motion
线段长度（大小）；箭头（方向）。
A
手书
A （附有箭头）
印刷
（用黑体字，不附箭头）
在 X-Y 平面上的某矢量矢A量表示该矢式量 A 的坐标式
Y
y
手书
A = xi +yj
j
A
0i
xX
i 、j 分别为 X、Y 轴的
单位矢量（大小为1，方向
分别沿 X、Y 轴正向）。
印刷
= x +y
在课本中惯用印刷形式。 在本演示课件中，为了 配合同学做手书作业，采 用手书形式。
1运动学……3 2动量与动量守恒……68 3机械能与机械能守恒……104 4角动量守恒与刚体定轴转动……154 5相对论……218 6真空中的静电场……287 7静电场中的电介质……368
8恒定电场……407
10磁场对电流的作用……431
11磁场与介质的相互作用……470 12电磁感应……490 13电磁场的基本方程……529 14气体分子热运动的统计规律……542
续参量
14. . 角角位加置速度
刚体
描描述述刚刚体体（转上动某状点态）改的变位置
刚的体快定慢轴和转改动变的方向
刚体中任 一点
(t+△t) (t)
的运动方程
2. 角位移 匀角速
转动平面（包含p并与转轴垂直）
参考 方向
常量 匀角加速
转轴
描述刚体转过常的量大变小角和加方速向
3. 角定速轴转度动的
只有
同描述刚和体反转动的两快个慢方和向方，向故，
矢量加法
服从平行四边形法则 为邻边 为对角线 若 则
反向为
减法相当于将一矢量反向后再相加。
矢量乘法
两矢量的点乘 = 两量大小与它们夹角余弦的乘积
例如
两矢量点乘的结果是标量 在直角坐标中
等于对应坐标乘积的代数和
叉乘
两矢量叉乘的结果是矢量
大小
方向 垂直于两矢量决定的平面，指向
按右螺旋从叉号前的矢量沿小于
及
时
任一时刻运动员下落速度大小
的表达式
由 对本题的一维情况有
注意到 得
分离变量求积分
（备选例一）
（备选例二）
（备选例三）
（备选例四）
（续选例四）
（备选例五）
第三节圆周、刚体运动
一质点A作圆周运动
1-3
descriptions of circular motion and rigid body motion
角转向叉号后矢量的旋进方向。
若
的空间坐标式为
的方向
两矢量所在平面
用一个三阶行列式 表示
位置矢量
运动学方程
其投影式
称为
参 数方程
随时 间变化
位移
平均速度
瞬时速度
平均加速度
瞬时加速度
自然坐标系
速度加速度
切向加速度
法向加速度
物理量小结
随堂练由习运一动学方程 投影式 消去
运动学方程投影式
约定：反时针为正
Байду номын сангаас
角坐标、角位移
约定：反时针为正
角速度
角加速度
一般方法
求解圆周运动问题的一般方法
角线量关系
证明题
续证明
角线关系简例
刚体及其平动
刚体
形状固定的质点系（含无数 质点、不形变、理想体。）
平动
刚体任意两点的连线保持方 向不变。各点的 相同，可当作质点处理。
刚体定轴转动
刚体的定轴转动 刚体每点绕同一 轴线作圆周运动， 且该转轴空间位置 及方向不变。
第一节质点运动的描述
1-1
Description of particle motion
固联在参考系上的正交数轴组成的系统，可定量描 述物体的位置及运动。如直角坐标系、自然坐标系等。
坐标系 θ 卫星
r
φ
运动质点
切线
法线
n
τ
自然坐标系
由运动曲线上任 一点的法线和切 线组成
矢量知识
有大小、有方向，且服从平行四边形运算法则的量。