第三屆青島大學大學生物理學術競賽

1、第三屆青島大學大學生物理學術競賽中國大學生物理學術競賽（簡稱CUPT），是借鑒國際青年物理學家錦標賽（簡稱IYPT）的模式創(chuàng)辦的全國賽事。該賽事比賽形式新穎，比賽內容選自貼近實際生活的開放性的國際物理問題，可適應不同理論水平、不同知識層面的學生進行不同理論層次的學術探究，近年來日益受到全國范圍高校的重視。 該比賽不僅可以訓練學生個人針對實際物理問題進行綜合研究和學術辯論的能力，也能夠培養(yǎng)鍛煉團隊協(xié)作能力。受參賽規(guī)模的限制，全國范圍的比賽（國賽）只允許具有參賽資格的每所高校派一個代表隊參賽。每年參加國賽的隊伍60支左右，且需先參加所在地區(qū)的區(qū)域選拔賽。青島大學大學生物理學術競賽始于2019年，現(xiàn)

2、已成功舉辦兩屆。賽事是由創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)學院主辦，物理科學學院和應用物理國家級實驗教學示范中心承辦。競賽受到全校同學的普遍關注。先后有12個學院，30多個專業(yè)的300多位選手參與此項賽事。為選拔2022年CUPT華東地區(qū)區(qū)賽和山東省省賽的競賽隊伍，給同學們提供更多的鍛煉機會，決定舉辦第三屆青島大學大學生物理學術競賽。比賽結果將作為選拔隊員參加后續(xù)各級比賽的重要依據。歡迎同學們報名參加。1. 參賽要求及范圍：青島大學所有在校本科生，不限專業(yè)、年級。2. 比賽時間：2021年11月-12月3. 比賽形式：(1)組隊：學生自愿組隊報名參加，每支隊伍由不超過3名隊員組成。每個學生只能參與一支隊伍。(2)賽題：

3、采用IYPT2022的題目，見附件。每支參賽隊可以從17個題目中任選一個，隊員之間相互合作，用一個月的時間準備比賽題目。(3)資料提交：本次競賽采用線上比賽的形式。各參賽隊伍針對所選題目提交研究報告和視頻各一份。研究報告為PPT模式，內容應當包含對題目的分析、基本理論、實驗思路和過程、結果分析、反思總結等幾個部分。不要求面面俱到，但是要體現(xiàn)對題目的獨到見解，反應題目的物理本質。對題目的理解和需要用到的各類工具可以參考“IYPT青年物理學家”公眾號推送的文章。視頻主要是對研究報告的講解，要求文件大小不超過200M，時間不超過15分鐘。4.報名安排： 報名時間：2021年11月12日-15日 報名

4、方式： 加入“青島大學CUPT校賽”交流群（群號：872597728），將報名表發(fā)送給負責報名的群管理員。5.獎項設置： 大賽設置一等獎、二等獎、三等獎、優(yōu)秀參與獎若干。本次大賽結果將作為選拔CUPT校隊成員的一項重要考核，并有機會申請進入實驗室，得到資金支持，參與省賽和區(qū)賽。頒獎典禮安排在12月份，具體時間地點另行通知。青島大學創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)學院青島大學物理科學學院應用物理國家級實驗教學示范中心2021年11月11日附件IYPT2022中英文版賽題Problems for the 35th IYPT 20221.Invent Yourself自己發(fā)明Create a non-invasive de

5、vice that determines the direction of fluidflow inside an opaque pipe. Optimise your device so that you canmeasure the smallest flow possible.設計一個可以決定不透明管道內液體流動方向的非侵入性裝置。優(yōu)化你的裝置以測得盡可能小的流量。2.Rayleigh Disk 瑞利盤A disk suspended vertically by a thin thread is placed in an acousticfield. This device can be

6、 used to measure the intensity of sound byturning about the axis of the thread. Investigate the accuracy of sucha device.一個圓盤由細線垂直懸掛在聲場中。該裝置可以通過改變細線的軸來測量聲音的強度。研究該裝置的精度。3.Ring on the Rod棒上環(huán)Awasher on a vertical steel rod may start spinning instead of simply sliding down. Study the motion of the washe

7、r and investigate what determines the terminal velocity.垂直鋼棒上的墊圈下滑時會開始旋轉，而不是簡單地向下滑動。研究墊圈的運動并探究是什么決定了最終速度。4.Unsinkable Disk永不沉沒的圓盤A metal disk with a hole at its centre sinks in a container filled with water.When a vertical water jet hits the centre of the disc, it may float onthe water surface. Expl

8、ain this phenomenon and investigate the relevantparameters.將一個中心有孔的金屬圓盤沉入裝滿水的容器中。當一個垂直的水流擊中圓盤中心時，它可能會漂浮在水面上。解釋這一現(xiàn)象并研究相關參數(shù)。5.Bimetallic Oscillator 雙金屬振蕩器A simple electric oscillator can be made using a bimetallic contact-breaker. Investigate the relevant parameters that affect the frequency of such a

9、n oscillator.簡單的電子振蕩器可以用雙金屬接觸斷觸器來制作。研究影響這種振蕩器頻率的相關參數(shù)。6.Tennis Ball Tower 網球塔Build a tower by stacking tennis balls using three balls per layer and a single ball on top. Investigate the structural limits and the stability of such a tower. How does the situation change when morethan three balls per ea

10、ch layer and a suitable number of balls on the top layer are used?通過每層三個網球、頂部一個網球的方式來堆疊建造一座塔。研究這種塔的結構限制和穩(wěn)定性。當每層使用三個以上的球并且在頂層使用合適數(shù)量的球時，情況如何變化？7.Three-Sided Dice 圓柱形骰子To land a coin on its side is often associated with the idea of a rare occurrence. What should be the physical and geometrical characte

11、ristics of a cylindrical dice so that it has the same probability to land on its side and one of its faces?一枚硬幣落地時側面站立的情況通常是很罕見的。為了使一個圓柱形骰子落下時能有相同的概率立在它的側面和上下表面其中之一，它應該具有怎樣的物理和幾何特征？8.Equipotential Lines 等勢線Place two electrodes into water, supply a safe voltage and use avoltmeter to determine electri

12、c potential at various locations. Investigate how the measured equipotential lines deviate from your expectations for different conditions and liquids.將兩個電極放入水中，加一個安全的電壓，然后使用電壓表測定不同位置的電勢。研究測出的等勢線與你在不同條件和液體情況下的期望值是如何產生偏離的。9.Water Spiral 水螺旋If a stream of liquid is launched through a small hole, then

13、under certain conditions it twists into a spiral. Explain this phenomenon and investigate the conditions under which the spiral will twist.如果一股液體從一個小孔中射出，那么在一定條件下，它會扭轉成螺旋狀。解釋這一現(xiàn)象，并研究螺旋會扭轉的條件。10.Droplet Explosion 液滴爆炸When a drop of a water mixture (e.g. water-alcohol) is deposited on the surface of a

14、 hydrophobic liquid (e.g. vegetable oil), the resulting drop may sometimes fragment into smaller droplets. Investigate the parameters that affect the fragmentation and the size of the final droplets.當一滴水混合物(例如水-乙醇)放置在疏水性液體(例如植物油)的表面時，所產生的液滴有時會碎成更小的液滴。研究影響碎裂和最終液滴大小的參數(shù)。11.Balls on an Elastic Band 橡皮筋上

15、的球Connect two metal balls with an elastic band, then twist the elastic band and put the balls on a table. The balls will begin to spin in one direction, then in the other. Explain this phenomenon and investigate how the behaviour of such a pendulum depends on the relevant parameters.用橡皮筋把兩個金屬球連接起來，然

16、后扭動橡皮筋，把金屬球放在桌子上。球會開始朝一個方向旋轉，然后朝另一個方向旋轉。解釋這一現(xiàn)象，并研究這種“鐘擺”的行為如何取決于相關的參數(shù)。12.Strange Motion 奇怪的運動Sprinkle small floating particles on the surface of water in a bowl. Bring a strong magnet above and near to the water surface. Explain any observed motion of the particles.在碗中的水面上撒上漂浮的小顆粒。在水面上方和附近放一塊強力磁鐵。解釋

17、觀察到的粒子運動。13.Candle Powered Turbine 蠟燭動力渦旋機A paper spiral suspended above a candle starts to rotate. Optimise the setup for maximum torque.懸掛在蠟燭上方的紙螺旋開始旋轉，優(yōu)化設置以獲得最大扭矩。14.Ball on Membrane 膜上球When dropping a metal ball on a rubber membrane stretched over a plastic cup, a sound can be heard. Explain the

18、 origin of this sound and explore how its characteristics depend on relevant parameters.將金屬球扔在塑料杯子上延展的橡膠薄膜上時，可以聽到聲音。解釋這種聲音的起源，并探討其特征如何取決于相關參數(shù)。15.Boycott Effect 抵制作用If particles are suspended in a liquid that has a lower density than the particles, the particles will settle to the bottom of the container. The rate of settling can be affected by tilting the container that holds the liquid. Explain this p