全国中学生物理竞赛大纲

全国中学生物理竞赛大纲一、理论基础〖力学〗1．运动学参照系质点运动的位移和路程、速度、加速度相对速度矢量和标量矢量的合成和分解匀速及匀变速直线运动及其图象运动的合成抛体运动园周运动刚体的平动和绕定轴的转动质心质心运动定律2．牛顿运动定律力学中常见的几种力牛顿第一、二、三运动定律惯性参照系的概念摩擦力弹性力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）开普勒定律行星和人造卫星运动惯性力的概念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重心物体平衡的种类4．动量冲量动量动量定量动量守恒定律反冲运动及火箭5。冲量矩质点和质点组的角动量角动量守恒定律6.机械能功和功率动能和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7.流体静力学静止流体中的压强浮力8.振动简谐振动振幅频率和周期位相振动的图象参考圆振动的速度和加速度由动力学方程确定简谐振动的频率阻尼振动受迫振动和共振（定性了解）9.波和声横波和纵波波长、频率和波速的关系波的图象波的干涉和衍射（定性）驻波声波声音的响度、音调和音品声音的共鸣乐音和噪音〖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于的动能和分子问的势能物体的内能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(不要求用微积分计算)5.液体的性质液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.物态变化溶解和凝固熔点溶解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\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的叠加原理均匀带电球壳壳内的场强公式(不要求导出)匀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．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型半导体晶体二极管的单向导电性三极管的放大作用（不要求机理）超导现象4．磁场电流的磁场磁感应强度磁感线匀强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恒纯电阻、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：光的干涉和衍射（定性）光谱和光谱分析电磁波谱3．光的本性光的学说的历史发展光电效应爱因斯但方程波粒二象性〖原子和原子核〗1．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2．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3.不确定关系实物粒子的波粒二象性4.狭义相对路论爱因斯坦假设时间和长度的相对论效应5.太阳系银河系宇宙和黑洞的初步知识数学基础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秒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开关二极管光具座（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，要求能按给定的说明书正确使用，例如电桥、电势差计、示波器、稳压电源、信号发生器等。4．除了国家教委制订的《全日制中学物理教学大纲》中规定的学生实验外，还可安排其他的实验来考查学生的实验能力，但这些实验所涉及到的原理和方法不应超过本提要第一部分（理论基础），而所用仪器应在上述第23指出的范围内。5．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（不作严格的要求）和主要系统误差来源的分析。三、其他方面物理竞赛的内容有…·部分有较大的开阔性，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…·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。国际物理竞赛附录【附录】a．所有解题过程都不能用高等数学(微分和积分)不能用复数和微分方程。b．可以来用大纲中没有的新概念和新现象，但是必须在习题正文中作解释。c．对于实验试题，高精尖仪器不应超过题目内容，仪器的应用应有详细介绍和解释．1．力学a．质点运动学基础．b．牛顿定律，惯性系。c．封闭系统及开放系统，动量，能量，功率。d．能量守恒，线动量守恒，冲量。e．弹性力，摩擦力，重力定律，势能，在重力场中的功。f．向心加速度，开普勒定律。2．刚体力学a．静力学，质心，力矩。b．刚体的运动，平动，转动，角速度，角加速度，角动量守恒。c．外力和内力，刚体绕定轴转动的运动方程，转动惯量，平行轴定理，转动物体的动能。d．加速度参考系，惯性。3．流体力学这部分没有规定详细问题，但学生要知道压强，浮力和连续性定律。4．热力学和分子物理a．内能，劝和热，热力学第一定律和第二定律。b．理想气体的模型，压强和分子动能，阿伏伽德罗常数，理想气体状态方程，绝对温度。c．等温和绝热过程，气体膨胀作功(纪热过程的方程不需要证明)。d，卡诺循环，热力学效率，可逆和不可逆过程(统计方法)，玻耳兹曼因子。5．振动与波a，简谐振动，简谐振动方程。b．简谐波，线偏振，经典多普勒效应，声波。c，简谐波的叠加原理，相干波，干涉．拍，驻波．6．电荷与电场a．电荷守恒，库仑定律。b，电场．电势，高斯定理，局限于简单对称系统，如球、圆柱和平板。c．电容器，电容，介电常数，电场的能量密度．7．电流与磁场入电流，电阻，电源的内阻，欧姆定律，基尔霍夫定律，直流和交流电路的功和功率，焦耳定律。b．电流的磁场，磁场中的电流，络仑兹力(磁场中的带电粒子)。c．安培定律，简单对称系统的磁场，如直导线、圆电流和长螺旋管。d．电鹏感应定律，磁通量，楞次定律，自感，电感，磁导率，磁场的能量密度。e．交流电，交流电路中的电阻，电感和电容，电压和电流(并联和串联)谐振。8．电磁波a．振荡电路，振荡频率，由反馈和谐振产生的振荡。b．波动光学，单缝和双缝衍放衙射光栅，光栅的分辨本领，薄膜干涉，布喇格反射，费马原理(只是简单应用)。c．色散和衍射光诺，气体的线光谱。d．作为横波的电磁波，由反射产生偏振，偏振器．e．成象系统的分辨本领．f．黑体，斯贰藩一玻耳兹曼定律。9．量子物理a．光电效应，光子的能量和冲量。b．德布罗意波长，海森堡测不准原理．10。相对沦a．相对性原理，速度相加，相对性多普勒效应。b．能量和动量守恒，相对论运动方程，动量，能量，质能关系。1．物质a．布喇格方程的简单应用，6．原子和分子的能级(定性的)，发射，吸收，类氢原子的光谱。c，原子核的能级(定性的)，o、Ay衰变，辐射的吸收，半衰期和指数衰变，原子核的组成，质量亏损，核反应全国中学生物理竞赛章程第一章总则第一条全国中学生物理竞赛(对外可以称中国物理奥林匹克，英文名为ChinesePhysicsOlympiad，缩写为CPhO)是群众性的课外学科竞赛活动。这项活动由中国科学技术协会主管，中国物理学会主办，并得到国家教育部的批准。竞赛的目的是激发学生学习物理的兴趣和主动性，促使他们改进学习方法，增强学习能力；帮助学校开展多样化的物理课外活动，活跃学习空气；发现具有突出才能的青少年，以便更好地对他们进行培养。第二条全国中学生物理竞赛要贯彻“教育要面向现代化、面向世界、面向未来”的精神。竞赛内容的深度和广度可以比中学物理教学大纲和教材有所提高和扩展。第三条参加全国中学生物理竞赛者是对物理学习有兴趣并学有余力的在校普通高中学生。竞赛应坚持学生自愿参加的原则。竞赛活动主要应在课余时间进行，不要影响学校正常的教学秩序。第四条学生参加竞赛主要依靠学生平时的课内外学习和个人努力。学校和教师不要为了准备参加竞赛而临时突击，不要组织“集训队”或搞“题海战术”，以免影响学生的正常学习和身体健康。学生在物理竞赛中的成绩只反映学生个人在这次活动中所表现出来的水平，不应当以此来衡量和评价学校的工作和教师的教学水平。组织领导第五条全国中学生物理竞赛由中国物理学会主办。中国物理学会常务理事会制定《全国中学生物理竞赛章程》；设立全国中学生物理竞赛委员会(简称全国竞委会)，统一领导全国中学生物理竞赛活动。全国中学生物理竞赛委员会由主任一人、副主任和委员若干人组成。主任和副主任由中国物理学会常务理事会聘任，组成全国中学生物理竞赛委员会常务委员会（简称常委会）。全国中学生物理竞赛委员会可设名誉主任，由中国物理学会常务理事会聘任。全国竞委会委员任期一年，产生办法如下：1．每省（自治区、直辖市）物理学会各委派委员1人；2．承办本届或下届决赛的省（自治区、直辖市）物理学会各委派3人；3．由常委会根据需要聘请若干人任特邀委员。第六条常委会在中国物理学会常务理事会领导下主持全国竞委会工作；制定有关竞赛工作的各项实施细则。全国竞委会在决赛期间召开全体会议，研究和讨论与本届和下届竞赛有关事宜，交流组织竞赛活动的经验，提出意见和建议；审议通过决赛获奖学生名单。全国竞委会委员在任期内负责常委会和本省（自治区、直辖市）竞赛委员会工作上的联系。第七条常委会下设全国中学生物理竞赛命题组（简称命题组）和全国中学生物理竞赛办公室（简称办公室）等工作机构。命题组成员由常委会聘请专家担任。命题组负责预赛、复赛理论试题及决赛的理论、实验试题的命题工作。办公室负责处理有关竞赛的日常事务。第八条每年承办决赛的省（自治区、直辖市）物理学会与有关方面协商组成该届全国中学生物理竞赛组织委员会（简称组委会），组委会负责决赛期间各项活动的筹备与组织工作以及命题会议的会务工作。组委会工作接受常委会指导。第九条各省（自治区、直辖市）物理学会与各有关方面协商组成省（自治区、直辖市）中学生物理竞赛委员会(简称地方竞委会)。地方竞委会要按照《全国中学生物理竞赛章程》和常委会制定的有关竞赛工作的各项实施细则，负责组织和领导本省（自治区、直辖市）有关竞赛的各项活动。地方竞委会的工作受全国竞委会的指导和监督。竞赛程序第十条全国中学生物理竞赛每年举行一次，包括预赛、复赛和决赛。在校高中学生可向学校报名，经学校同意，由学校到地方竞委会指定的地点报名。凡报名参加全国中学生物理竞赛的学生均在地方竞委会指定的地点参加预赛。预赛由全国中学生物理竞赛命题组统一命题和制定评分标准，办公室统一制卷。各地方竞委会组织赛事和评定成绩。预赛满分为200分，竞赛时间为3小时。地方竞委会不得组织其它考试来确定学生参加预赛的资格。第十一条复赛包括理论和实验两部分。理论题由全国中学生物理竞赛命