全國(guó)中學(xué)生物理競(jìng)賽內(nèi)容提要

------------------------------------------------------------------------全國(guó)中學(xué)生物理競(jìng)賽內(nèi)容提要全國(guó)中學(xué)生物理競(jìng)賽內(nèi)容提要--理論基礎(chǔ)作者:全國(guó)競(jìng)賽委員會(huì)發(fā)布時(shí)間:2011-11-1711:34:33點(diǎn)擊數(shù):200全國(guó)中學(xué)生物理競(jìng)賽內(nèi)容提要--理論基礎(chǔ)(2013年開(kāi)始實(shí)行)說(shuō)明：．本次擬修改的部分用楷黑體字表示，新補(bǔ)充的內(nèi)容將用“※”符號(hào)標(biāo)出，作為復(fù)賽題和決賽題增補(bǔ)的內(nèi)容；※※則表示原屬預(yù)賽考查內(nèi)容，在本次修改中建議改成復(fù)賽、決賽考查的內(nèi)容。一.理論基礎(chǔ)力學(xué)1.運(yùn)動(dòng)學(xué)：參考系坐標(biāo)系直角坐標(biāo)系※平面極坐標(biāo)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的位移和路程速度加速度矢量和標(biāo)量矢量的合成和分解※矢量的標(biāo)積和矢積勻速及勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)及其圖像運(yùn)動(dòng)的合成與分解拋體運(yùn)動(dòng)圓周運(yùn)動(dòng)※曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)中的切向加速度和法向加速度相對(duì)速度伽里略速度變換剛體的平動(dòng)和繞定軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度和角加速度2．牛頓運(yùn)動(dòng)定律力學(xué)中常見(jiàn)的幾種力牛頓第一、二、三運(yùn)動(dòng)定律慣性參考系摩擦力彈性力胡克定律※協(xié)變和協(xié)強(qiáng)※楊氏模量和切變模量萬(wàn)有引力定律均勻球殼對(duì)殼內(nèi)和殼外質(zhì)點(diǎn)的引力公式(不要求導(dǎo)出)視重※非慣性參考系※平動(dòng)加速參考系(限于勻變速直線(xiàn)和勻速圓周運(yùn)動(dòng))中的慣性力※勻速轉(zhuǎn)動(dòng)參考系中的慣性離心力3．物體的平衡共點(diǎn)力作用下物體的平衡力矩※平行力的合成重心剛體的平衡條件物體平衡的種類(lèi)4．動(dòng)量沖量動(dòng)量質(zhì)點(diǎn)與質(zhì)點(diǎn)組的動(dòng)量定理動(dòng)量守恒定律※質(zhì)心※質(zhì)心運(yùn)動(dòng)定理反沖運(yùn)動(dòng)及火箭5．※沖量矩※角動(dòng)量※質(zhì)點(diǎn)和質(zhì)點(diǎn)組的角動(dòng)量定理(不引入轉(zhuǎn)動(dòng)慣量)※角動(dòng)量守恒定律6．機(jī)械能功和功率動(dòng)能和動(dòng)能定理重力勢(shì)能引力勢(shì)能質(zhì)點(diǎn)及均勻球殼殼內(nèi)和殼外的引力勢(shì)能公式(不要求導(dǎo)出)彈簧的彈性勢(shì)能功能原理機(jī)械能守恒定律碰撞恢復(fù)系數(shù)7．在萬(wàn)有引力作用下物體的運(yùn)動(dòng)開(kāi)普勒定律行星和人造天體的圓軌道運(yùn)動(dòng)和※※橢圓軌道運(yùn)動(dòng)8．流體靜力學(xué)靜止流體中的壓強(qiáng)浮力9．振動(dòng)簡(jiǎn)諧振動(dòng)振幅頻率和周期相位振動(dòng)的圖像參考圓振動(dòng)的速度準(zhǔn)彈性力由動(dòng)力學(xué)方程確定簡(jiǎn)諧振動(dòng)的頻率簡(jiǎn)諧振動(dòng)的能量同方向同頻率簡(jiǎn)諧振動(dòng)的合成阻尼振動(dòng)受迫振動(dòng)和共振(定性了解)10波和聲橫波和縱波波長(zhǎng)頻率和波速的關(guān)系波的圖像※平面簡(jiǎn)諧波的表示式※

※波的干涉和衍射(定性)※駐波聲波聲音的響度、音調(diào)和音品聲音的共鳴樂(lè)音和噪聲※多普勒效應(yīng)熱學(xué)1．分子動(dòng)理論原子和分子的數(shù)量級(jí)分子的熱運(yùn)動(dòng)布朗運(yùn)動(dòng)※氣體分子速率分布律(定性)溫度的微觀(guān)意義分子力分子的動(dòng)能和分子間的勢(shì)能物體的內(nèi)能2．氣體的性質(zhì)熱力學(xué)溫標(biāo)氣體實(shí)驗(yàn)定律理想氣體狀態(tài)方程普適氣體恒量理想氣體狀態(tài)方程的微觀(guān)解釋(定性)3．熱力學(xué)第一定律理想氣體的內(nèi)能熱力學(xué)第一定律在理想氣體等容、等壓、等溫過(guò)程中的應(yīng)用定容熱容量和定壓熱容量等溫過(guò)程中的功(不推導(dǎo))絕熱方程(不推導(dǎo))※熱機(jī)及其效率致冷機(jī)和致冷系數(shù)4．※熱力學(xué)第二定律※熱力學(xué)第二定律的定性表述※可逆過(guò)程與不可逆過(guò)程※宏觀(guān)過(guò)程的不可逆性※理想氣體的自由膨脹※熱力學(xué)第二定律的統(tǒng)計(jì)意義5．液體的性質(zhì) 液體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)表面張力系數(shù)※球形液面下的附加壓強(qiáng)浸潤(rùn)現(xiàn)象和毛細(xì)現(xiàn)象(定性)6．固體的性質(zhì)晶體和非晶體空間點(diǎn)陣固體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)7．物態(tài)變化熔化和凝固熔點(diǎn)熔化熱蒸發(fā)和凝結(jié)飽和氣壓沸騰和沸點(diǎn)汽化熱臨界溫度固體的升華空氣的濕度和濕度計(jì)露點(diǎn)8．熱傳遞的方式傳導(dǎo)※和導(dǎo)熱系數(shù)對(duì)流輻射※黑體輻射※斯忒番定律9熱膨脹熱膨脹和膨脹系數(shù)電學(xué)1．靜電場(chǎng)電荷守恒定律庫(kù)侖定律靜電力常量和真空介電常數(shù)電場(chǎng)強(qiáng)度電場(chǎng)線(xiàn)點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)場(chǎng)強(qiáng)疊加原理勻強(qiáng)電場(chǎng)※無(wú)限大均勻帶面的場(chǎng)強(qiáng)(不要求導(dǎo)出)均勻帶電球殼殼內(nèi)的場(chǎng)強(qiáng)和殼外的場(chǎng)強(qiáng)公式(不要求導(dǎo)出)電勢(shì)和電勢(shì)差等勢(shì)面點(diǎn)電荷電場(chǎng)的電勢(shì)公式(不要求導(dǎo)出)電勢(shì)疊加原理均勻帶電球殼殼內(nèi)和殼外的電勢(shì)公式(不要求導(dǎo)出)靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體靜電屏蔽電容平行板電容器的電容公式※球形電容器電容器的連接電容器充電后的電能電介質(zhì)的極化介電常量2．穩(wěn)恒電流歐姆定律電阻率和溫度的關(guān)系電功和電功率電阻的串、并聯(lián)電動(dòng)勢(shì)閉合電路的歐姆定律一段含源電路的歐姆定律※基爾霍夫定律電流表電壓表歐姆表惠斯通電橋補(bǔ)償電路3．物質(zhì)的導(dǎo)電性金屬中的電流歐姆定律的微觀(guān)解釋※※液體中的電流※※法拉第電解定律※※氣體中的電流※※被激放電和自激放電(定性)真空中的電流示波器半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體※P-N結(jié)晶體二極管的單向?qū)щ娦浴捌湮⒂^(guān)解釋?zhuān)ǘㄐ裕┤龢O管的放大作用(不要求機(jī)理)超導(dǎo)現(xiàn)象4．磁場(chǎng)電流的磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感線(xiàn)勻強(qiáng)磁場(chǎng)長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)、圓線(xiàn)圈、螺線(xiàn)管中的電流的磁場(chǎng)分布(定性)※長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)電流的磁場(chǎng)表示式、圓電流軸線(xiàn)上磁場(chǎng)表示式、無(wú)限長(zhǎng)螺線(xiàn)管中電流的磁場(chǎng)表示式（不要求導(dǎo)出）真空磁導(dǎo)率安培力洛倫茲力電子荷質(zhì)比的測(cè)定質(zhì)譜儀回旋加速器霍爾效應(yīng)5．電磁感應(yīng)法拉第電磁感應(yīng)定楞次定律※反電動(dòng)勢(shì)※感應(yīng)電場(chǎng)(渦旋電場(chǎng))※電子感應(yīng)加速器自感和互感自感系數(shù)6．交流電交流發(fā)電機(jī)原理交流電的最大值和有效值純電阻、純電感、純電容電路感抗和容抗※電流和電壓的相位差整流濾波和穩(wěn)壓理想變壓器三相交流電及其連接法感應(yīng)電動(dòng)機(jī)原理7．電磁振蕩和電磁波電磁振蕩振蕩電路及振蕩頻率電磁場(chǎng)和電磁波電磁波譜電磁波的波速赫茲實(shí)驗(yàn)電磁波的發(fā)射和調(diào)制電磁波的接收、調(diào)諧、檢波光學(xué)1.幾何光學(xué)光的直進(jìn)反射折射全反射光的色散折射率與光速的關(guān)系平面鏡成像球面鏡球面鏡成像公式及作圖法※

球面鏡焦距與折射率、球面鏡半徑的關(guān)系薄透鏡成像公式及作圖法眼睛放大鏡顯微鏡望遠(yuǎn)鏡2．波動(dòng)光學(xué)光程光的干涉雙縫干涉光的衍射單縫衍射(定性）※分辯本領(lǐng)(不要求推導(dǎo))光譜和光譜分析近代物理1．光的本性光電效應(yīng)愛(ài)因斯坦方程光的波粒二象性光子的能量與動(dòng)量2．原子結(jié)構(gòu)盧瑟福實(shí)驗(yàn)原子的核式結(jié)構(gòu)玻爾模型用玻爾模型解釋氫光譜玻爾模型的局限性原子的受激輻射激光的產(chǎn)生(定性)和它的特性3.原子核原子核的量級(jí)天然放射現(xiàn)象原子核的衰變半衰期放射線(xiàn)的探測(cè)質(zhì)子中子原子核的組成核反應(yīng)方程質(zhì)能方程裂變和聚變4．粒子“基本”粒子※夸克四種作用※實(shí)物粒子的波粒二象性※德布羅意波※不確定關(guān)系5．※狹義相對(duì)論愛(ài)因斯坦假設(shè)時(shí)間膨脹和長(zhǎng)度收縮相對(duì)論動(dòng)量相對(duì)論能量相對(duì)論動(dòng)量能量關(guān)系6．※太陽(yáng)系，銀河系，宇宙和黑洞的初步知識(shí).數(shù)學(xué)基礎(chǔ)1．中學(xué)階段全部初等數(shù)學(xué)(包括解析幾何).2．矢量的合成和分解，極限、無(wú)限大和無(wú)限小的初步概念.3．※初等函數(shù)的微分和積分全國(guó)中學(xué)生物理競(jìng)賽內(nèi)容提要--實(shí)驗(yàn)(2013年開(kāi)始實(shí)行)

說(shuō)明：．本次擬修改的部分用楷黑體字表示，新補(bǔ)充的內(nèi)容將用“※”符號(hào)標(biāo)出，作為復(fù)賽題和決賽題增補(bǔ)的內(nèi)容；※※則表示原屬預(yù)賽考查內(nèi)容，在本次修改中建議改成復(fù)賽、決賽考查的內(nèi)容。一．

實(shí)驗(yàn)

全國(guó)中學(xué)生物理競(jìng)賽常委會(huì)組織編寫(xiě)的《全國(guó)中學(xué)生物理競(jìng)賽實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)》中的34個(gè)實(shí)驗(yàn)是全國(guó)中學(xué)生物理競(jìng)賽復(fù)賽實(shí)驗(yàn)考試內(nèi)容的范圍.這34個(gè)實(shí)驗(yàn)的名稱(chēng)是：

實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)誤差；實(shí)驗(yàn)二氣軌上研究瞬時(shí)速度；實(shí)驗(yàn)三楊氏模量；實(shí)驗(yàn)四用單擺測(cè)重力加速度；實(shí)驗(yàn)五氣軌上研究碰撞過(guò)程中動(dòng)量和能量變化；實(shí)驗(yàn)六測(cè)量聲速；實(shí)驗(yàn)七弦線(xiàn)上的駐波實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)八冰的熔化熱；實(shí)驗(yàn)九線(xiàn)膨脹率；實(shí)驗(yàn)十液體比熱容；實(shí)驗(yàn)十一數(shù)字萬(wàn)用電表的使用；實(shí)驗(yàn)十二制流和分壓電路；實(shí)驗(yàn)十三測(cè)定直流電源的參數(shù)并研究其輸出特性；實(shí)驗(yàn)十四磁電式直流電表的改裝；實(shí)驗(yàn)十五用量程為200mV的數(shù)字電壓表組成多量程的電壓表和電流表；實(shí)驗(yàn)十六測(cè)量非線(xiàn)性元件的伏安特性；實(shí)驗(yàn)十七平衡電橋測(cè)電阻；實(shí)驗(yàn)十八示波器的使用；實(shí)驗(yàn)十九觀(guān)測(cè)電容特性；實(shí)驗(yàn)二十檢測(cè)黑盒子中的電學(xué)元件(電阻，電容，電池，二極管)；實(shí)驗(yàn)二十一測(cè)量溫度傳感器的溫度特性；實(shí)驗(yàn)二十二測(cè)量熱敏電阻的溫度特性；實(shí)驗(yàn)二十三用霍爾效應(yīng)測(cè)量磁場(chǎng)；實(shí)驗(yàn)二十四測(cè)量光敏電阻的光電特性(有、無(wú)光照時(shí)的伏安特性；光電特性)；實(shí)驗(yàn)二十五研究光電池的光電特性；實(shí)驗(yàn)二十六測(cè)量發(fā)光二極管的光電特性(用eU閾=hc/λ估算發(fā)光波長(zhǎng))；實(shí)驗(yàn)二十七研究亥姆霍茲線(xiàn)圈軸線(xiàn)磁場(chǎng)的分布；實(shí)驗(yàn)二十八測(cè)定玻璃的折射率；實(shí)驗(yàn)二十九測(cè)量薄透鏡的焦距；實(shí)驗(yàn)三十望遠(yuǎn)鏡和顯微鏡；實(shí)驗(yàn)三十一光的干涉現(xiàn)象；實(shí)驗(yàn)三十二光的夫瑯禾費(fèi)衍射；實(shí)驗(yàn)三十三分光計(jì)的使用與極限法測(cè)折射率；實(shí)驗(yàn)三十四光譜的觀(guān)測(cè).

各?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）競(jìng)賽委員會(huì)根據(jù)本省的實(shí)際情況從《全國(guó)中學(xué)生物理競(jìng)賽實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)》的34個(gè)實(shí)驗(yàn)中確定并公布不少于20個(gè)實(shí)驗(yàn)作為本?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）物理競(jìng)賽復(fù)賽實(shí)驗(yàn)考試的內(nèi)容范圍，復(fù)賽實(shí)驗(yàn)的試題從公布的實(shí)驗(yàn)中選定，具體做法見(jiàn)《關(guān)于全國(guó)中學(xué)生物理競(jìng)賽實(shí)驗(yàn)考試、命題的若干規(guī)定》．全國(guó)中學(xué)生物理競(jìng)賽決賽實(shí)驗(yàn)以本《內(nèi)容提要》中的“理論基礎(chǔ)”和《全國(guó)中學(xué)生物理競(jìng)賽實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)》作為命題的基礎(chǔ)．

三．其他方面

物理競(jìng)賽的內(nèi)容有一部分有較大的開(kāi)闊性，主要包括以下三方面：

1．物理知識(shí)在各方面的應(yīng)用；對(duì)自然界、、科技、生產(chǎn)和日常生活中一些物理現(xiàn)象的解釋?zhuān)?．近代物理的一些重大成果和現(xiàn)代的一些重大信息．3．一些有重要貢獻(xiàn)的物理學(xué)家的姓名和他們的主要貢獻(xiàn)．

指定參考書(shū)1.全國(guó)中學(xué)生物理競(jìng)賽辦公室.全國(guó)中學(xué)生物理競(jìng)賽參考資料.北京：北京教育出版社，1985~2002；全國(guó)中學(xué)生物理競(jìng)賽專(zhuān)輯.北京：北京教育出版社，2003~2007.2.沈克琦.高中物理學(xué)1.北京：北京出版社，1997；高中物理學(xué)2.北京：北京出版社，1998；高中物理學(xué)3.北京：北京出版社，1998；高中物理學(xué)4.北京：北京出版社，1999.3.