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附件四竞赛大纲
全国中学生物理竞赛内容提要
(2016年11月修订,2016年开始实行)
说明:按照中国物理学会全国中学生物理竞赛委员会第9次全体会议(1990年)的建议,由中国物理学会全国中学生物理竞赛委员会常务委员会根据《全国中学生物理竞赛章程》中关于命题原则的规定,结合我国中学生的实际情况,制定了《全国中学生物理竞赛内容提要》,作为今后物理竞赛预赛,复赛和决赛命题的依据.它包括理论基础,实验,其他方面等部分.1991年2月20日经全国中学生物理竞赛委员会常务委员会扩大会议讨论通过并开始试行.1991年9月11日在南宁经全国中学生物理竞赛委员会第10次全体会议通过,开始实施.
经2000年全国中学生物理竞赛委员会第19次全体会议原则同意,对《全国中学生物理竞赛内容提要》做适当的调整和补充.考虑到适当控制预赛试题难度的精神,《内容提要》中新补充的内容用"※"符号标出,作为复赛题和决赛题增补的内容,预赛试题仍沿用原规定的《内容提要》,不增加修改补充后的内容.
2005年,中国物理学会常务理事会对《全国中学生物理竞赛章程》进行了修订.依据修订后的章程,决定由全国中学生物理竞赛委员会常务委员会组织编写《全国中学生物理竞赛实验指导书》,作为复赛实验考试题目的命题范围.
2016年对《全国中学生物理竞赛内容提要》进行了修订,经全国中学生物理竞赛委员会第30次全体会议通过,2016年开始实行.
写高中物理学论文指导
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(2016年的修订内容用黑色楷体字表示)
一、理论基础
力学
1.运动学
参考系
坐标系直角坐标系※平面极坐标
质点运动的位移和路程速度加速度
矢量和标量矢量的合成和分解※矢量的标积和矢积
匀速及匀变速直线运动及其图像
运动的合成抛体运动圆周运动※曲线运动中的切向加速度和法向加速度
相对速度伽里略速度变换
刚体的平动和绕定轴的转动角速度和角加速度
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考系
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)
※非惯性参考系※平动加速参考系中的惯性力※匀速转动参考系中的惯性离心力视重
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※平行力的合成重心
物体平衡的种类
4.动量
冲量动量质点与质点组的动量定理动量守恒定律
※质心※质心运动定理
反冲运动及火箭
5.※角动量
※冲量矩※角动量※质点和质点组的角动量定理(不引入转动惯量)※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
碰撞恢复系数
7.天体运动
在万有引力作用下物体的运动开普勒定律行星和人造天体的圆轨道和椭圆轨道运动
8.流体静力学静止流体中的压强浮力
9.振动
简谐振动()振幅频率和周期相位振动的图像
参考圆简谐振动的速度
(线性)恢复力由动力学方程确定简谐振动的频率
简谐振动的能量
同方向同频率简谐振动的合成
阻尼振动受迫振动和共振(定性了解)
10.波和声
横波和纵波
波长频率和波速的关系
波的图像
※平面简谐波的表示式
波的干涉※驻波波的衍射(定性)
声波声音的响度,音调和音品声音的共鸣乐音和噪声
※多普勒效应
热学
1.分子动理论
原子和分子的数量级
分子的热运动和碰撞布朗运动气体分子热运动速率分布(定性)
温度的微观意义
分子热运动的动能※气体分子的平均移动动能玻尔兹曼常量
分子力分子间的势能
物体的内能
2.气体的性质
※温标热力学温标
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)
3.热力学第一定律
热力学第一定律
理想气体的内能
热力学第一定律在理想气体等容,等压,等温和绝热过程中的应用※定容摩尔热容量和定压摩尔热容量※等温过程中的功(不要求导出)※绝热过程方程(不要求导出)
※热机及其效率※致冷机和致冷系数
4.※热力学第二定律
※热力学第二定律的开尔文表述和克劳修斯表述
※可逆过程与不可逆过程※宏观过程的不可逆性
※理想气体的自由膨胀※热力学第二定律的统计意义
5.液体的性质
液体分子运动的特点
表面张力系数
※球形液面两边的压强差
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
熔化和凝固熔点熔化热
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※导热系数
对流
辐射※黑体辐射的概念※斯忒番定律
9.热膨胀
热膨胀和膨胀系数
电学
1.静电场
电荷守恒定律
库仑定律静电力常量和真空介电常数
电场强度电场线
点电荷的场强
场强叠加原理
匀强电场※无限大均匀带电面的场强(不要求导出)
均匀带电球壳壳内的场强和壳外的场强公式(不要求导出)
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)
电容平行板电容器的电容公式※球形电容器的电容公式
电容器的连接
电容器充电后的电能
电介质的极化介电常量
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※基尔霍夫定律
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※P-N结
晶体二极管的单向导电性※及其微观解释(定性)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
长直导线,圆线圈,螺线管中的电流的磁场分布(定性)
※无限长直导线中电流的磁场的表示式※圆线圈中电流的磁场在轴线上表示式※无限长螺线管中的电流的磁场的表示式※真空磁导率
安培力洛伦兹力电子荷质比的测定质谱仪回旋加速器霍尔效应
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)※电子感应加速器
自感和互感自感系数※通电自感磁能(不要求推导)
6.交流电
交流发电机原理交流电的最大值和有效值
纯电阻,纯电感,纯电容电路感抗和容抗※电流和电压的相位差
整流滤波和稳压
理想变压器
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波谱
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
※球面折射成像公式※焦距与折射率,球面半径的关系
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
光程
光的干涉双缝干涉
光的衍射单缝衍射(定性)※分辩本领(不要求导出)
光谱和光谱分析
近代物理
1.光的本性
光电效应爱因斯坦方程
光的波粒二象性光子的能量与动量
2.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的产生(定性)和特性
3.原子核
原子核的量级
天然放射现象原子核的衰变半衰期放射线的探测
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
4.粒子
"基本粒子"夸克(简单知识)
四种基本相互作用
实物粒子具有波粒二象性※物质波德布罗意关系
※不确定关系
5.※狭义相对论
爱因斯坦假设
时间和长度的相对论效应
相对论动量相对论能量
相对论动量和能量关系
6.※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.※导数及其应用(限于高中教学大纲所涉及的内容)
二、实验
全国中学生物理竞赛常委会组织编写的《全国中学生物理竞赛实验指导书》中的34个实验是全国中学生物理竞赛复赛实验考试内容的范围.这34个实验的名称是:
实验一实验误差,
实验二气轨上研究瞬时速度,
实验三杨氏模量,
实验四用单摆测重力加速度,
实验五气轨上研究碰撞过程中动量和能量变化,
实验六测量声速,
实验七弦线上的驻波实验,
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