物理竞赛实验报告
实验报告示（注：仅供参考）
题目1： 金属扬氏弹性模量の测量
一．实验仪器： 扬氏模量测量仪、光杠杆镜尺系统、千分尺、直尺、待测金属丝、砝码等。
二． 实验原理
如图1所示，设金属丝长度为L ，截面积为S ， 其上端固定，下端悬挂砝码，于是，金属丝受外力 F の作用而发生形变，伸长了ΔL ，比值F/S 是金属 丝单位截面积上の作用力；比值ΔL /L 是金属丝の 相对伸长。根据虎克定律，金属丝在弹性限度有:
L
L
E
S F ?= （1） 比例系数E 就是该金属丝の氏弹性模量。
设金属丝の直径为d ，则S =πd 2/4，将此式代入 （1）式可得
L
d FL
E ?=
24π (2） 由（2）式可知，只要通过实验测出式中各量即可测定出金属丝の扬氏模量E ，实验测定E の核心问题是如何测准ΔL ，因为ΔL 是一个微小の长度变化量。
为测准ΔL 我们使用の光杆镜尺系统如图2所示，是由光杠杆和包括一个竖直标尺并带有望远镜组成の镜尺组来完成の。假定开始时平面镜の法线在水平位置，通过望远镜观察由平面镜反射标尺の像，假设标尺（竖尺）在望远镜分划板（或叉丝）上の读数为n 0。当金属丝在拉力F の作用下伸长ΔL 时，光杠杆の后脚f 1、也随金属丝下降ΔL ，并带动平面镜M 转过θ 角到M '。同时平面镜の法线on 0也转过同一角度θ 至on 。根据光の反射定律可知，从n 0发出の光经平面
镜M '反射至n 1，且∠ n 0on =∠ n 1on =θ ，此时入射光和反射光线之间の夹角应为2θ。设D 是光杠杆平面镜到标尺の垂直距离，K 是光杠杆后脚f 1到前脚f 2、f 3连线の垂直距离。n 0、n 1分别为金属丝伸长前后反射光线在标尺上の刻度读数，则Δn 就是标尺上の刻度差。由图2可知
（3）
图2 ΔL
K 光杠杆 θ
D
n tg K L tg /2/?=?=θθ图 1
L
?L
F
f 1 θ
θ n 0 望远镜 M O
M ' D n 1
Δn
竖尺 n f 2，f 3
（4）
因为ΔL 是一个微小变化量，所以θ 角也是一个很小の量。因此可以认为tg 2θ ≈2 tg θ 。根据（3）式和（4）式可得
即 （5）
将（5）式和F =mg 代入（2）式，得
n
K d mgLD
E ?=
2
8π （6） 式（6）就是光杠杆放大法测金属丝扬氏弹性模量所依据の原理公式。 三．实验过程及步骤
1．调节氏模量测定仪底部の调节螺钉，使仪器处于铅直状态并检查夹头是否夹紧金属丝。加上1-2Kg 砝码使金属丝拉直此砝码不作为外力。
2．将光杠杆の两前脚f 2、f 3，放在平台の槽，后脚f 1放在圆柱夹头上，使其靠近中心而又不与金属丝接触，在距光杠杆平面镜前约1m 处放置尺读望远镜，并使尺读望远镜の物镜和光杠杆の镜面近似等高。
3．将光杠杆镜面调到垂直位置，从尺读望远镜の标尺和望远镜之间直接观察光杠杆镜面，并左右平移尺读望远镜或将光杠杆镜面作少量の倾斜调节，直到镜中出现标尺の反射像为止。
4．通过望远镜上の瞄准器调节望远镜倾角或左右摆角使其对准光杠杆镜面，然后调节望远镜目镜使观察到の分划板刻线（或叉丝）最清晰；其次调节物镜直到能从望远镜中看到标尺刻线の清晰象，并注意消除视差。
5．在砝码钩上逐次增加砝码（每次增加1kg ）直加到5Kg 为止．记下每次对应の标尺读数n 0、n 1、n 2….、n 5，将所得数据填入表1。
6．在加到5Kg 后，再增加 1Kg 砝码、此时不必读数，取下1Kg 砝码再读数，然后逐次减去1Kg 砝码，记下每次对应の标尺读数为n 5ˊ、n 4ˊn 3ˊ、……、n 0ˊ，减到与开始拉直金属丝所用码相同为止，将数据仍然填入表1。
7．用米尺测量金属丝の长度L 和光杠杆镜面到标尺间の垂直距离D 。用千分尺测出金属丝の直径d （要求在不同の位置测5次将测量值填入表2）。将光杠杆放在纸上压出三个脚の痕迹，量出后脚痕迹点到两前脚痕迹点连线の垂直距离K 。
8．取同一负荷下标尺刻度の平均值53210,,,,,n n n n n ，然后用逐差法处理实验数据，算出Δn 在m=3.0Kg 时の平均值n ?，将L 、D 、d 、Δn 等代入（6）式求出金属丝の扬氏模量E 。（或者用作图法，最小二乘法处理数据求E ） 四．数据记录与处理
表 1 金属丝随砝码伸长读数记录
K L D n ?=?2n
D
K L ?=
?2
表 2 金属丝直径测量 单位：mm 其它物理量测量值（单次）： L= 825.0 ±0.5（mm ），D =993.0 ±0.5 （mm ），K = 72.5± 0.5（mm ） 由式（6）可得
式中由于L 、D 、K 均是单次测量，须将其极限不确定度e L 、e D 、e K 各除以3，分别化为标准不确定度σL 、σD
、
σK 后再带入，根据不确定度传递公式：
2
2
2
2
22??
? ???+??? ??+??? ??+??? ??+??? ??=?n K d D L E n K d D L E
σσσσσσ 由上式可求得：
3
23232324242
2222109.8)1025.7()1098.3()103.3()109.2()105.3(6.272.05.7235.04198.00007.0299335.082535.0------?=?+?+??+?=??? ??+??? ???+??? ?
??+??? ???+??? ???=E E
σ σE = 0.015×1011 （N/m 2）
所以：E = (1.74 ± 0.02) ×1011 （N/m 2）. 五．实验结果：
所测金属丝扬氏弹性模量E 为：(1.74 ± 0.02) ×1011 （N/m 2）。 若用最小二乘法处理数据： 由式（6）n K d mgLD
E ?=
28π可得：km
m KE
d gLD n ==?28π， 其中KE d gLD k 28π= 将表1中数据，作Δn ~ k 拟合直线可得：截距a =0.01820±0.00014；斜率k = （9.24±0.05）
×10-3；线性相关系数r = 0.999947.[注意：采用国际单位制单位，即质量用kg ,长度用m ] 由斜率k = 9.2414×10-3代入KE
d gLD
k 28π=
中可得
)/(10740.10276.00725.0)104198.0(141.3993.0825.08.9388211232m N n K d mgLD E ?=????????=?=-π
)/(10732.110
2414.90725.0)104198.0(141.3993.0825.08.9882
113
232m N Kk d gLD E ?=????????==
--π 根据不确定度传递公式：2
22222??
? ??+??? ??+??? ??+??? ??+??? ??=k K d D L E k K d D L E
σσσσσσ 由上式可求得：
3
23232324242
2222100.8)1041.5()1098.3()103.3()109.2()105.3(24.905.05.7235.04198.00007.0299335.082535.0------?=?+?+??+?=???
??+??
? ???+??? ???+??? ???+??? ???=E E
σ σE = 0.014×1011 （N/m 2）
所以：E = (1.73 ± 0.02) ×1011 （N/m 2）. 实验结果：
所测金属丝扬氏弹性模量E 为：(1.73 ± 0.02) ×1011 （N/m 2）。
题目2 用直流平衡电桥测量电阻
一．实验仪器： 数字电压表、直流稳压电源、开关、待测电阻、电阻箱、滑变电阻器，导线等。
二． 实验原理
根据所给条件，将滑变电阻R ABC 、待测电阻R x 、 电阻箱R S 、数字毫伏表及电源开关等联成如图1所示 电路时，即组成一个电桥电路。
若适当调节电阻值，例如改变R S の大小，或C 点 の位置可以使C 、D 两点の电位相等，即U C = U D ， 此时数字毫伏表所指示の电压ΔU = 0 ，这称为电桥 平衡。即有
（1）
若R 1、R 2、R S 已知，R x 即可由上式求出。但由于R 1、R 2の值无法准确读出仅由（1）式无法求出R x の大小，若将R 1与R 2或R S 与R x 交换位置并保持R 1与R 2值不变，再调节R S ，使电压ΔU = 0，记下此时のR 'S ，可得
S x R R R R '=
1
2
（2） 将式（1）和（2）相乘得
R 2x = R S R 'S 或 S
S x R R R '= （3） 由上式可知，只要测量出R S 和 R 'S ， R x の大小就可求出。由于数字毫伏表の阻很大，
电桥の灵敏度也很高，R x の测量误差只与电阻箱R S の仪器误差有关。
S x R R R R 2
1
=图 1
三．实验容及方法
1．用数字万用表电阻档粗测未知电阻R x 值。
2．按图（1）连接实验电路，连好后并检查有无错误。
3．将R x 调节到R x 粗测值附近；将滑变电阻器C 放在中间位置即使R 1≈R 2。
4．打开电源E の工作开关并注意电路开关应仍然在断开位置，将电源输出电压调节到一个比较小の值如1.5V 左右；并开启数字毫伏表。
5．用跃接法试合电路工作开关K ，若电路没有异常现象则将开关合上。
6．调节电阻箱R S 使数字毫伏表读数为零0；将电源电压增加到3V 后再次调节R S 使数字毫伏表读数仍然为零0并将R S 读数记入数据表格中。
7．交换R x 、R S 位置后按步骤2~6重新测量电桥平衡时のR S ′值。 8．根据实验数据和电阻箱相关参数求出待测R x 值。
四．数据记录与处理 表 1
电源电压E=3V; R x 粗估值 1300 (Ω) 电阻箱精度等级：0.1%
五．实验结果：R x = 1302 ± 2 （Ω）
或由不确定度传递公式
4
2
22
21007.7130223.1130223.122-''?=??? ???+??? ???=???
? ???+???? ???=?S S S S x x
R R R R R R ? R x =0.92 （Ω）
∴ R x = 1302.10 ± 0.92 （Ω）或R x = 1302 ± 1 （
Ω）
题目3：调节分光计并用掠入射法测定折射率
一．实验仪器：分光计、等边三棱镜、毛玻璃、低压钠灯等。 二． 实验原理
如图1所示，当光从AB 面以入射角i 1从空气射入棱镜后其折射角为r 1，又以r 2角从棱镜
图 1 掠入射法测折射率光路示意图
AC 面射出进入空气中其折射角为i 2。入射光经过三棱镜两次折射，出射后改变了原来の方向，由折射定律可知
2
211sin sin sin sin i r n r n i ==
又由几何关系可知 r 1＋r 2 = α，从以上三式消去r 1和r 2得
(1)
因此，只要测出入射角i 1、出射角
i 2和三棱角の顶角α即可算出折射率n 。
但是要测量三个角度，不仅测量和计算比较麻烦，还会带来较大の误差。假如用平行光以90°角入射，角i l 就不必测量了。如果在光源前加一块毛玻璃，使光线向各方散射成为扩展光源，并且使它大致位于AB の延长线上，同时遮住射向BC 面の光，那么总可以得到以90°角入射の光线i 1。这光线の出射角i 2
最小，称折射极限角。从扩展光源射向AB 面の光线，凡入射角小于90°の，其出射角必大于折射极限角。这样，当面对AC 面看出射光时，就会发现在极限角方位有一明暗视场の分界，如图l 所示。把望远镜叉丝对准明暗视场分界，便可以测定出射の极限方位，再利用自准法测出棱镜面の法线方向，就得到极限角i 2这种方法称掠入射法或折射极限法。
将i 1＝90°代入式（1）折射率の计算简化为
2
2sin sin cos 1??
?
??++=ααi n （2）
根据（2）式只要测出棱镜顶角α和i 2则棱镜の折射率即可测出。
三．实验步骤及方法
1．调节分光计并测量三棱镜顶角
（1）先调节目镜使分化板成像清晰，再用平面
镜自准法使望远镜聚焦于无穷远，即从望远镜目镜中 能看到清晰且无视差の反射小十字像。
（2）调节望远镜光轴与仪器转轴垂直，即当平面 镜两面对准望远镜时均能使反射小十字像成像在分划 板上方与小十字光源对称位置，即如图2所示位置。
（3）以望远镜为基准，通过调节载物台螺钉调节 三棱镜镜面与望远镜光轴垂直。
（4）用自准法测量三棱镜の顶角α，
ψα-?=180，测量光路如图3所示。
2． 测极限角
（1）如图1所示，先用目测把
光路布置好，使光源与棱镜等高，
移动整个分光计，同时转动载物台，
使棱镜のAB 面对准光源，在棱镜角B 处轻轻地加一块毛玻璃。这时，观察AC 面の出射光，
2
21212)
sin cos (sin sin sin sin 1i i i n ++=ααα
上十字线
图 2
图 3
即呈现半明半暗の视场，在望远镜视野中能看到清晰の明暗分界线。 （2）将分化板（叉丝）对准明暗分界线，记下游标读数。
（3）转动望远镜至三棱镜の法线位置（利用自准法）记下游标读数。 （4）将（2）、（3）两步骤重复3次。 四．数据记录与处理
l ．三棱镜顶角αの测量数据表格
2． 三棱镜玻璃の折射率测量数据表格
根据所测α及i 2带入式（2）计算折射率：656.1sin sin cos 12
2=??
?
??++=ααi n
根据不确定度传递公式可计算：
038
.010988.1102816.1)02.0705.0()02.079.1()()(
4322222222=?+?=?+?-=??+??=?--i n i n
n σσαα
04.066.1830.0656.1±=±=∴n
五．实验结果：所测三棱镜折射率
04.066.1±=n
附：推导过程由 +??+??+??=
2
22222)()()(
z y x N z
f y f x f σσσσ 79
.1]43.033.01[64.23.0]sin cos sin sin cos sin sin [sin sin cos 2])sin sin cos (1[21)sin sin sin cos (sin sin cos 2])sin sin cos (1[21sin sin cos sin sin cos 2])sin sin cos (1[21)sin sin cos (])sin sin cos (1[21])sin sin cos (1[])sin sin cos (1[21])sin sin cos (1[2222221
222221
222
221
222221
222221
22
2
1
22-=---??=---?+?++=+?+?++=+?+?++=+++=++++=?++?=??-----ααααααααααα
ααααααα
αααααα
αααα
αααααααi i i i d i i i d i i i d i i d i i n
705.0]885.064.2[302.0]866
.0766
.0866.06428.05.02[]741.11[21]sin cos sin sin cos 2[])sin sin cos (1[21)]sin sin sin cos (sin sin cos 2[])sin sin cos (1[21]sin sin cos sin sin cos 2[])sin sin cos (1[21)sin sin cos (])sin sin cos (1[21])sin sin cos (1[])sin sin cos (1[21])sin sin cos (1[212221
222221
222221
222
221
22222
1
2222
1
222=??=?+?+=
?+?++=+?+?++=+?+?++=+++=++++=?++?=??------α
ααααα
ααααααα
αααααα
αααααααααi i i i d i i i d i i i d i i d i i i i n
题目4 用双棱镜测定光波波长
一． 实验仪器
光学实验平台(或光具座)、钠光灯、双棱镜、可调夹缝、凸透镜、测微目镜、毛玻璃屏、单色光源、读数小灯、米尺、白屏等。 二．实验原理
如图1所示，双棱镜B 是 由两个折射角α很小の直角棱镜 组成の。当由S 发出の光束投 射到双棱镜B 上时，经折射后形成两束光。即S 发出の光の波阵面分成沿不同方向传播の两束光。这两束光相当于由虚光源S 1、S 2发出の两束相干光，于是在它们相重叠の空间区域产生干涉。将光屏P 插进上述区域中の任何位置，均可看到明暗交替の干涉条纹。
S O
设S 1和S 2の间距为d (如图2），由S 1和S 2到观察屏の距离为D 。若观察屏中央O 点与S 1和S 2の距离相等，则S 1和S 2射来の两束光の光程差等于零，在O 点处两光波互相加强，形成中央明条纹。其余の明条纹分别排列在O 点の两旁。假定P 是观察屏上任意一点，它离中央O 点の距离为x 。在D 较d 大很多时，?S 1S 2S '1和?SPO 可看作相似三角形，且有
当 λδK D
xd
==
K =0，±1，±2，? （1）时 则两束光在P 点相互加强，形成明条纹。 当 2
)12(λ
δ-==
K D xd K =0，±1，±2，? （2） 时 则两束光在P 点相互削弱，形成暗条纹。 相邻两明（或暗）条纹の距离为
λd
D
x =
? （3） 测出D 、d 和相邻两条纹の间距Δx 后，由（3）即可求得光波波长λ。
由于干涉条纹宽度x 很小，必须使用测微目镜进行测量。两虚光源间の距离d ，可用一已知焦距为f 'の会聚透镜L ' 置于双棱镜与测微目镜之间（图3），由透镜两次成像法求得，只要使测微目镜到狭缝の距离D ＞4f '，前后移动透镜，就可以在两个不同位置上从测微目镜中看到两虚光源S 1和S 2，经透镜所成の实像，其中之一为放大の实像，另一为缩小の实像。如果分别测得放大像の间距d 1和缩小像の间距d 2，则根据下式：
21d d d = （4）
即可求得两虚光源之间の距离d 。
D
x
d ≈δ图 2 双棱镜干涉条纹计算图
P
D Q
O
x
d S
S 1 S 2
S 1'
δ 图 3 双棱镜两虚光源间距计算示意图
三．实验容及步骤
1．将单色光源(钠光灯)M 、会聚透镜L (可省略)、狭缝S 、双棱镜B 与测微目镜P ，按图1所示次序放置在光具座（光学平台）上，用目视法粗略地调整它们中心等高，并使它们在平行于光具座（光学平台）の同一直线上。
2．点亮光源M ，使M 发出の光经L 后照亮狭缝S 并使双棱镜の底面与光束垂直，调节光源或狭缝，使狭缝射出の光束能对称地照射在双棱镜钝角棱の两侧。
3．调节测微目镜，并旋转狭缝(或双棱镜)，且适当调节狭缝宽度使视场中干涉条纹足够清晰
4．看到干涉条纹后，将双棱镜或测微目镜前后移动，使干涉条纹宽度适当，便于测量。 5．用透镜两次成像法测两虚光源の间距d 。在双棱镜和测微目镜之间放置一已知焦距为f ' の会聚透镜，移动测微目镜使它到狭缝の距离大于4 f ' 固定测微目镜，前后移动透镜，分别测得两次清晰成像时实像の间距d 1、d 2，代入（4）式求出d 。
6．保持狭缝与双棱镜原来の位置不变（即保持测量干涉条纹时の间距d 值不变），测微目镜の位置不变，用测微目镜测量干涉条纹の宽度Δx 。
7．从光具座（光学平台）标尺上读出狭缝到测微目镜叉丝平面の距离D 。
8.重复步骤3-7再做两次，重做时可以适当改变双棱镜、狭缝或测微目镜距离参数。四．数据记录与处理
双棱镜实验测量数据记录表 x （mm ）
五．实验结果：待测钠光波长 )(10)002.0891.5(4
mm -?±=λ 附：若只测一次如用第一次结果表述，不确定度计算为： 1． 测微目镜仪器极限不确定度 e 1 = 0.004mm .
2． 光具座（光学平台）标尺极限不确定度 e 2 = 0.5mm .
按物理实验竞赛实验指导书要求:将各实验仪器不确定度除以3，化为标准不确定度，再
用方和根合成公式：2
12
2221102
1
???? ??+??? ?
??+???? ??+???? ??=?D x d d D x d d σσσσλσλ
计算：()()()()
)
(10)008.0895.5(10008.0109.7105.89471034.11034.11050.31061.91051.11059.85.82535.0403.23004.0526.13004.0688.23004.04-4-74-33
2
42
42
42
42
222mm ?±=∴?=?=???=∴?=?+?+?+?=
??
? ???+??? ???+??? ???+??? ???=-------λσλσλλ
高中物理竞赛知识系统整理
物理知识整理 知识点睛 一．惯性力 先思考一个问题:设有一质量为m 的小球，放在一小车光滑的水平面上，平面上除小球(小球的线度远远小于小车的横向线度）之外别无他物，即小球水平方向合外力为零。然后突然使小车向右对地作加速运动，这时小球将如何运动呢？ 地面上的观察者认为：小球将静止在原地，符合牛顿第一定律； 车上的观察者觉得：小球以－a s 相对于小车作加速运动； 我们假设车上的人熟知牛顿定律，尤其对加速度一定是由力引起的印象至深，以致在任何场合下，他都强烈地要求保留这一认知，于是车上的人说：小球之所以对小车有 -a s 的加速度，是因为受到了一个指向左方的作用力，且力的大小为 - ma s ；但他同时又熟知，力是物体与物体之间的相互作用，而小球在水平方向不受其它物体的作用, 物理上把这个力命名为惯性力。 惯性力的理解 ： (1) 惯性力不是物体间的相互作用。因此，没有反作用。 (2)惯性力的大小等于研究对象的质量m 与非惯性系的加速度a s 的乘积，而方向与 a s 相反，即 s a m f -=* （3）我们把牛顿运动定律成立的参考系叫惯性系，不成立的叫非惯性系，设一个参考系相对绝对空间加速度为a s ，物体受相对此参考系 加速度为a',牛顿定律可以写成：a m f F '=+* 其中F 为物理受的“真实的力”，f*为惯性力，是个“假力”。 （4）如果研究对象是刚体，则惯性力等效作用点在质心处， 说明：关于真假力，绝对空间之类的概念很诡异，这样说牛顿力学在逻辑上都是显得很不严密。所以质疑和争论的人比较多。不过笔者建议初学的时候不必较真，要能比较深刻的认识这个问题，既需要很广的物理知识面，也需要很强的物理思维能力。在这个问题的思考中培养出爱因斯坦2.0版本的概率很低（因为现有的迷惑都被1.0版本解决了），在以后的学习中我们的同学会逐渐对力的概念，空间的概念清晰起来，脑子里就不会有那么多低营养的疑问了。 极其不建议想不明白这问题的同学Baidu 这个问题，网上的讨论文章倒是极其多，不过基本都是民哲们的梦呓，很容易对不懂的人产生误导。 二．惯性力的具体表现（选讲） 1.作直线加速运动的非惯性系中的惯性力 这时惯性力仅与牵连运动有关，即仅与非惯性系相对于惯性系的加速度有关。惯性力将具有与恒定重力相类似的特性，即与惯性质量正比。记为： s a m f -=* 2.做圆周运动的非惯性系中的惯性力 这时候的惯性力可分为离心力以及科里奥利力： 1）离心力为背向圆心的一个力： r m f 2ω=*
历届全国初中物理竞赛热与能
最近十年初中应用物理知识竞赛题分类解析专题13--热和能 一、选择题 典例3（2011上海第25界初中物理竞赛）当物体中存在温度 差时，热量会从温度高的地方向温度低的地方传递。对于一 长度为L 、横截面积为S 的均匀金属棒，当两端的温度差稳 定为△T 时，△t 时间内从高温端向低温端传递的热量△Q 满足关系式： t L T kS Q ??=?.；其中k 为棒的导热系数。如图所示，长度分别为L 1、L 2，导热系数分别为k 1、k 2，的两个横截面积相等的细棒在D 处紧密对接，两金属棒各自另一端分别与温度为400开、300开的恒定热源良好接触。若L 1∶L 2=1∶2，k 1∶k 2=3∶2，则在稳定状态下，D 处的温度为 （ ） A ．375开 B ．360开 C ．350开 D ．325开 解析：设在稳定状态下，D 处的温度为T ，则对于长度为L 1的细棒，()11 400-k S T Q t L ?=?，对于长度为L 2的细棒，()22 300k S T Q t L -?=?，联立解得T=375K ，选项A 正确。 .答案：A
【点评】此题考查热传递及其相关知识。 典例4．（2011上海第25界初中物理竞赛复赛）将一功率为P=500瓦的加热器置于装有水的碗中，经过分钟后，碗中水温从T 1=85℃上升到T 2=90℃，之后将加热器关掉分钟，发现水温下降℃。试估算碗中所装水的质量。 解答：加热器在2分钟内所供应的总热量，等于水温升高所吸收的热量，加上散失到周围环境的热量，即Pt=cm (T 2-T 1)+Q 若水温变化不大，则散失到周围环境的热量与时间成正比。因此加热器关掉1分钟，从热水散失的热量等于Q/2，此热量等于热水温度下降℃所放出的热量，即Q/2=cm△T 从以上两式可以解得Pt=cm (T 2-T 1+2△T) m= ()212Pt c T T T -+?=()35001204.210 5.0+2 1.0????kg=。 【点评】此题考查热量、能量守恒定律及其相关知识。 【竞赛实战训练】 1．(2009全国初中应用物理知识竞赛题)炎热无风的夏天，小宇走在被晒得发烫的柏油路上，看见前面的路面已被一辆洒水车洒水淋湿了。他认为走在淋湿了的路面上一定比走在干燥的路面上感到凉爽，于是赶快走过去，结果在洒过水的路面上，他却感到更加闷热了。你认为产生这种感觉的主要原因是( ) A ．洒水车中的水经过曝晒后，内能增大，温度很高
管理实验报告
重庆工商大学 实验报告 课程名称： 实验名称: 专业、班级： 学号： 姓名： 组长： 小组成员: 指导老师： 年月日
一、实验目的 体验沟通的过程，观察领导者的产生，感受领导者的影响力，通过本次实验培养我们的表达能力、沟通能力、分析判断能力、决策能力、组织协调能力、人际影响力等能力。具体如下： （1）检测个人的沟通表达能力。语言表达准确简洁，清楚流畅。（2）培养善于观察、善于思考的能力。 （3）分析问题时应全面透彻，做决定时果断认真，培养了分析界定，科学决策的能力。 （4）人际合作能否尊重他人，善于倾听，善于把众人意见引向一致，培养了有效调动人积极性的能力。 二、实验过程描述 实验课过程其实是一个无领导的讨论过程。首先每个人轮流进行发言了；其次是自由讨论，对别人观点进行点评交流；最后小组统一意见，选出代表对本组观点进行阐述。 我们小组首先确定了主持人，由主持人主持我们小组轮流发言，在发言前小组成员有几分钟思考时间把自己的顺序写下来后再发言，每个人发言后会有人提出意见或建议，经过所有成员的发言，由主持人综合一个答案，并询问大家意见，如无意见，主持人遍准备对本小组结论进行阐述。 题目如下：有一艘游艇，在海上遇难，现有9人得以乘上救生艇，
但是救生艇在漏气，现假设他们都不会游泳，掉进海里就会死，现在有一架直升飞机前去救援，但是一次只能就一个人到飞机，救生艇上的9个人。 （1）9岁的女儿童，是一位小学生； （2）第二位是18岁的高三男中学生，曾在全国物理竞赛拿过第一名； （3）第三位23岁的女运动员，曾为国家拿过奥运会金牌，并且现在处于事业的巅峰时期，有望在下届奥运会再次拿金牌； （4）第四位是36岁的律师，在律师界也是很有名气的人物，并且为人正直，同时她还是女儿童的爸爸； （5）第五位是38岁的男性职业经理人，曾在大型国营企业扭亏为盈。 （6）第六位是41岁医生，在全国也是知名的，技术非常好的医生，目前持一项重要医学课题。 （7）第七位是45岁男性大学教授，博士生导师，是某国际性学术的学科带头人。 （8）第八位是一位53岁的中学教师，深受学生爱戴。 （9）第九位是一位68岁老将军，曾为国家立下汗马功劳，现已退休。 问题是：将这就个人进行救援排序。 三、实验结果描述
高中物理竞赛经典方法 2.隔离法
二、隔离法 方法简介 隔离法就是从整个系统中将某一部分物体隔离出来，然后单独分析被隔离部分的受力情况和运动情况，从而把复杂的问题转化为简单的一个个小问题求解。隔离法在求解物理问题时，是一种非常重要的方法，学好隔离法，对分析物理现象、物理规律大有益处。 赛题精讲 例1：两个质量相同的物体1和2紧靠在一起放在光滑水平桌面上，如图2—1所示，如果它们分别受到水平推力F 1和F 2作用，且F 1＞F 2 ， 则物体1施于物体2的作用力的大小为（ ） A ．F 1 B ．F 2 C ．12F F 2+ D ．12F F 2 - 解析：要求物体1和2之间的作用力，必须把其中一个隔离出来分析。先以整体为研 究对象，根据牛顿第二定律：F 1－F 2 = 2ma ① 再以物体2为研究对象，有N －F 2 = ma ② 解①、②两式可得N = 12 F F 2 +，所以应选C 例2：如图2—2在光滑的水平桌面上放一物体A ，A 上再放一物体B ，A 、B 间有摩擦。施加一水平力F 于B ，使它相对于桌面向右运动，这时物体A 相对于桌面（ ） A ．向左动 B ．向右动 C ．不动 D ．运动，但运动方向不能判断 解析：A 的运动有两种可能，可根据隔离法分析 设AB 一起运动，则：a =A B F m m + AB 之间的最大静摩擦力：f m = μm B g 以A 为研究对象：若f m ≥m A a ，即：μ≥A B B A m m (m m )g +F 时，AB 一起向右运动。 若μ＜ A B B A m m (m m )g + F ，则A 向右运动，但比B 要慢，所 以应选B 例3：如图2—3所示，已知物块A 、B 的质量分别为m 1 、m 2 ，A 、B 间的摩擦因数为μ1 ，A 与地面之间的摩擦因数为μ2 ，在水平力F 的推动下，要使A 、B 一起运动而B 不至下滑，力F 至少为多大？ 解析： B 受到A 向前的压力N ，要想B 不下滑，需满足的临界条件是：μ1N = m 2g 。
全国高中物理竞赛-历年赛题分析电学+力学
24届 二、（25分）图中所示为用三角形刚性细杆AB、BC、CD连成的平面连杆结构图。AB和CD杆可分别绕过A、D的垂直于纸面的固定轴转动，A、D两点位于同一水平线上。BC杆的两端分别与AB杆和CD杆相连，可绕连接处转动（类似铰链）。当AB杆绕A轴以恒定的角速度 转到图中所示的位置时，AB杆处于竖直位置。BC杆与CD杆都与水平方向成45°角， a的大小和方向已知AB杆的长度为l，BC杆和CD杆的长度由图给定。求此时C点加速度 c （用与CD杆之间的夹角表示） 27复 28复 二、（20分）质量均匀分布的刚性杆AB、CD如图放置，A点与水平地面接触，与地面间的 静摩擦系数为μA，B、D两点与光滑竖直墙面接触， 杆AB和CD接触处的静摩擦系数为μC，两杆的质量均 为m，长度均为l。 1、已知系统平衡时AB杆与墙面夹角为θ，求CD杆 与墙面夹角α应该满足的条件（用α及已知量满足的 方程式表示）。 2、若μA=1.00，μC=0.866，θ=60.0°。求系统平衡时 α的取值范围（用数值计算求出）。
26复 二、（20分）图示正方形轻质刚性水平桌面由四条完全相同的轻质细桌腿1、2、3、4支撑于桌角A 、B 、C 、D 处，桌腿竖直立在水平粗糙刚性地面上。已知桌腿受力后将产生弹性微小形变。现于桌面中心点O 至角A 的连线 OA 上某点P 施加一竖直向下的力F ，令c OA OP =，求桌面 对桌腿1的压力F 1。 25复 三、（22分）足球射到球门横梁上时，因速度方向不同、射在横梁上的位置有别，其落地点也是不同的。已知球门的横梁为圆柱形，设足球以水平方向的速度沿垂直于横梁的方向射到横梁上，球与横梁间的滑动摩擦系数0.70μ=，球与横梁碰撞时的恢复系数e=0.70。试问足球应射在横梁上什么位置才能使球心落在球门线内（含球门上）？足球射在横梁上的位置用球与横梁的撞击点到横梁轴线的垂线与水平方向（垂直于横梁的轴线）的夹角θ（小于 90 ）来表示。不计空气及重力的影响。 27复 24届 一、（20分）如图所示，一块长为m L 00.1=的光滑平板PQ 固定在轻质弹簧上端，弹 A
历届全国初中物理竞赛(简单机械)
最近十年初中应用物理知识竞赛题分类解析专题12--简单机械 一、选择题 1. （2013全国初中应用物理知识竞赛预赛题）某次刮大风时把一棵大树吹倒了，需要两个工人把它扶起，工人们想到了如图l2所示的四种方案，每个人所需拉力最小的方案是 ( ) 1.答案：B 解析：根据滑轮知识，AB图绳中拉力为二人拉力之和，且拉树的力为两根绳中的拉力。根据杠杆知识，B图在动力臂大，所以每个人所需拉力最小的方案是B。 2.(2010全国初中应用物理知识竞赛题).图5是环卫工人用的一种垃圾夹的结构示意图。拉绳的一端固定在手把上，另一端穿过空心管杆与两夹爪的一端相连。当用力捏手把时，夹爪在拉绳的作用下可夹持物体，同时弹簧被压缩；当松开手把时， 夹爪在弹簧的作用下恢复原状。在使用过程中，手 把和夹爪分别是 ( ) A.省力杠杆，费力杠杆 B.费力杠杆，省力杠杆 C省力杠杆，省力杠杆 D.费力杠杆，费力杠杆 . 答案：A解析：手把动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，夹爪动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。 3.(2010全国初中应用物理知识竞赛题).体操、投掷、攀岩等体育运动都不能缺少的“镁粉”，它的学名是碳酸镁。体操运动员在上杠前都要在手上涂擦“镁粉”，其目的是 ( ) A.仅仅是为了利用“镁粉”，吸汗的作用，增加手和器械表面的摩擦而防止打滑 B.仅仅是为了利用手握着器械并急剧转动时“镁粉”，能起到衬垫作用，相当于在中间添加了一层“小球”做“滚动摩擦” C仅仅是为了利用“镁粉”，填平手掌的褶皱和纹路，使手掌与器械的接触面增大，将握力变得更加实在和均匀 D.上述各种功能都具有
.答案：D解析：体操运动员在上杠前在手上涂擦“镁粉”的目的是为了利用“镁粉”吸汗的作用，增加手和器械表面的摩擦而防止打滑；利用手握着器械并急剧转动时“镁粉”能起到衬垫作用，相当于在中间添加了一层“小球”做“滚动摩擦”；利用“镁粉”填平手掌的褶皱和纹路，使手掌与器械的接触面增大，将握力变得更加实在和均匀，所以选项D正确。 4. (2011上海初中物理知识竞赛题)某人在车后用80牛的水平力推车，使车在平直公路上匀速前进，突然发现车辆前方出现情况，他马上改用120的水平拉力使车减速，在减速的过程中，车受到的合力大小为( ) A．40牛 B．80牛 C．120牛 D．200牛 3. 答案：D解析：用80牛的水平力推车，使车在平直公路上匀速前进，说明车运动受到的阻力为80N。改用120的水平拉力使车减速，在减速的过程中，车受到人向后拉力120N，阻力80N，所以车受到的合力大小为120N+80N=200N. ，选项D正确。 5. （2011上海初中物理知识竞赛题）分别用铁和铝做成两个外部直径和高度 相等，但内径不等的圆柱形容器，铁杯装满质量为m1的水后总重为G1；铝杯装 满质量为m2的水后总重为G2。下列关系不可能正确的是（） A．G1
洛阳市“争当小实验家”物理竞赛试题
第四届全国少年儿童“争当小实验家”科学体验活动 全国总决赛物理试题（小学高年级组样卷） （考试时间50分钟，满分100分） 题目基础知识实验设计综合拓展总分 填空题选择题实验操作实验报告 得分 【基础知识】（共30分） 一、填空题。（每空2分，5空共10分） 1．白炽灯泡的灯丝是用金属制作的。 2．在平面镜中可以看到大小相等、方向的正立虚像。 3．如图，橡皮筋秤没挂重物时底端在“1”处，挂2个相同 小螺帽时底端在“5”处，如果挂1个小螺帽，底端应 该在（“”）处。 4．每一个磁铁都有两极，分别叫S极和______极。 5．你心目中最伟大的物理学家是，他的伟大发明或发现是。 二、单项选择题。（每题只有一个正确答案，将正确答案的序号写在“”处，每题2分， 10题共20分） 1．2007年诺贝尔物理奖的得主是 A．阿尔贝·费尔B．格哈德-埃特尔C．马里奥-卡佩奇 2．相同的电池并联使用时 A．电压不变B．电压升高C．电压降低 3．动滑轮的作用是 A．改变用力的大小和方向B．只改变用力大小，不改变用力方向 C．改变用力方向，不改变用力大小 4．在冰面上滑动的冰壶会慢慢停下来，主要是因为冰壶受到了 A．大气压力B．地球引力C．与冰面之间的摩擦力 5．把一个平面镜竖直放置，一个人以2米/秒的速度垂直于平面镜走远，那么他在镜中的像 A．以4米/秒的速度远离平面镜B．以4米/秒的速度靠近平面镜 C．以2米/秒的速度远离平面镜 6．下列关于摆的说法中，是正确的 A．摆线越短摆动频率越快B．摆锤越轻摆动频率越快C．摆动的幅度越大摆动的频率越慢 7．下图中A点放个砝码杠杆两端会平衡A．2个B．3个C．4个 8．下面的物体中不容易导电的是。 A．铁丝B．塑料C．矿泉水D．铜片 9．电池的两极分别叫做。 A．南极、北极B．阴极、阳极C．正极、负极
高中物理竞赛经典方法 7对称法
七、对称法 方法简介 由于物质世界存在某些对称性，使得物理学理论也具有相应的对称性，从而使对称现象普遍存在于各种物理现象和物理规律中。应用这种对称性它不仅能帮助我们认识和探索物质世界的某些基本规律，而且也能帮助我们去求解某些具体的物理问题，这种思维方法在物理学中称为对称法。利用对称法分析解决物理问题，可以避免复杂的数学演算和推导，直接抓住问题的实质，出奇制胜，快速简便地求解问题。 赛题精析 例1：沿水平方向向一堵竖直光滑的墙壁抛出一个弹性小球A ，抛出点离水平地面的高度为h ，距离墙壁的水平距离为s ，小球与墙壁发生弹性碰撞后，落在水平地面上，落地点距墙壁的水平距离为2s ，如图7—1所示。求小球抛出时的初速度。 解析：因小球与墙壁发生弹性碰撞，故与墙壁碰撞前后入射速度与反射速度具有对称性，碰撞后小球的运动轨迹与无墙壁阻挡时小球继续前进的轨迹相对称，如图7—1—甲所示，所以小球的运动可以转换为平抛运动处理，效果上相当于小球从A ′点水平抛出所做的运动。 根据平抛运动的规律：02x v t 1y gt 2 =???=?? 因为抛出点到落地点的距离为3s ，抛出点的高度为h ，代入后可解得： v 0 = 3s 例2：如图7—2所示，在水平面上，有两个竖直光滑墙壁A 和B ，间距
为d ，一个小球以初速度v 0从两墙正中间的O 点斜向上抛出，与A 和B 各发生一次碰撞后正好落回抛出点O ，求小球的抛射角θ。 解析：小球的运动是斜上抛和斜下抛等三段运动组成，若按顺序求解则相当复杂，如果视墙为一平面镜，将球与墙的弹性碰撞等效为对平面镜的物、像移动，可利用物像对称的规律及斜抛规律求解。 物体跟墙A 碰撞前后的运动相当于从O ′点开始的斜上抛运动，与B 墙碰后落于O 点相当于落到O ″点，其中O 、O ′关于A 墙对称，O 、O ″对于B 墙对称，如图7—2—甲所示，于是有： 02 0x v cos t 1y v sin t gt 2 =θ??? ?=θ?-??，落地时x 2d y 0=??=? 代入可解得：sin2θ = 20 2gd v 所以，抛射角θ =1 2 arcsin 20 2gd v 例3：A 、B 、C 三只猎犬站立的位置构成一个边长为a 的正三角形，每只猎犬追捕猎物的速度均为v ，A 犬想追捕B 犬，B 犬想追捕C 犬，C 犬想追捕A 犬，为追捕到猎物，猎犬不断调整方向，速度方向始终“盯”住对方，它们同时起动，经多长时间可捕捉到猎物？ 解析：以地面为参考系，三只猎犬运动轨迹都是一条复杂的曲线，但根据对称性，三只猎犬最后相交于三角形的中心点，在追捕过程中，三只猎犬的位置构成三角形的形状不变，以绕点旋转的参考系来描述，可认为三角形不转动，而是三个顶点向中心靠近，所以只要求出顶点到中心运动的时间即可。 由题意作图7—3 ，设顶点到中心的距离为s ，则由已知条件得： 由运动合成与分解的知识可知，在旋转的参考系中顶点向中心运动的速度为： v ′= vcos30° =
高中物理竞赛精彩试题及问题详解
高中物理竞赛模拟试卷（一） 说明：本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共150 分，考试时间120 分钟. 第Ⅰ卷（选择题共40 分） 一、本题共10 小题，每小题 4 分，共40 分，在每小题给出的 4 个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，全部选对的得 4 分，选不全的得2 分，有错选或不答的得0 分. 1.置于水平面的支架上吊着一只装满细砂的漏斗，让漏斗左、右摆动，于是桌面上漏下许多砂子，经过一段时间形成一砂堆，砂堆的纵剖面最接近下图Ⅰ-1中的哪一种形状 2.如图Ⅰ-2所示，甲乙两物体在同一光滑水平轨道上相向运动，乙上连有一段轻弹簧，甲乙相互作用过程中无机械能损失，下列说确的有 A.若甲的初速度比乙大，则甲的速度后减到0 B.若甲的初动量比乙大，则甲的速度后减到0 C.若甲的初动能比乙大，则甲的速度后减到0 D.若甲的质量比乙大，则甲的速度后减到0 3.特技演员从高处跳下，要求落地时必须脚先着地，为尽量保证安全，他落地时最好是采用哪种方法 A.让脚尖先着地，且着地瞬间同时下蹲 B.让整个脚板着地，且着地瞬间同时下蹲 C.让整个脚板着地，且着地瞬间不下蹲 D.让脚跟先着地，且着地瞬间同时下蹲 4.动物园的水平地面上放着一只质量为M的笼子，笼有一只质量为m的猴子.当猴以某一加速度沿竖直柱子加速向上爬时，笼子对地面的压力为F1；当猴以同样大小的加速度沿竖直柱子加速下滑时，笼子对地面的压力为F2（如图Ⅰ-3），关于F1和F2的大小，下列判断中正确的是 A.F1 = F2＞(M + m)g B.F1＞(M + m)g,F2＜(M + m)g C.F1＞F2＞(M + m)g D.F1＜(M + m)g，F2＞(M + m)g 5.下列说法中正确的是 A.布朗运动与分子的运动无关 B.分子力做正功时，分子间距离一定减小 C.在环绕地球运行的空间实验室里不能观察热传递的对流现象 D.通过热传递可以使热转变为功 6.如图Ⅰ-4所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即U ab= U bc，实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q 图Ⅰ-3 图Ⅰ-4 图Ⅰ-2
全国第31届高中物理竞赛初赛试题
全国第31届中学生物理竞赛预赛试题 一、选择题．本题共5小题，每小题6分，在每小题给出的4个选 项中，有的小题只有一项符合题意，有的小题有多项符合题意．把符合题意的选项前面的英文字母写在每小题后面的方括号内，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分． 1．一线膨胀系数为α的正立方体物块，当膨胀量较小时，其体膨胀系数等于 A．αB．α1/3 C．α3D．3α 2．按如下原理制作一杆可直接测量液体密度的秤，称为密度秤，其外形和普通的杆秤差不多，装秤钩的地方吊着一体积为lcm3的较重的合金块，杆上有表示液体密度数值的刻度．当秤砣放在Q点处时秤杆恰好平衡，如图所示，当合金块完全浸没在待测密度的液体中时，移动秤砣的悬挂点，直至秤杆恰好重新平衡，便可直接在杆秤上读出液体的密度．下列说法中错误的是 A．密度秤的零点刻度在Q点 B．秤杆上密度读数较大的刻度在较小的刻度的左边 C．密度秤的刻度都在Q点的右侧 D．密度秤的刻度都在Q点的左侧 3．一列简谐横波在均匀的介质中沿z轴正向传播，两质点P1和P2的平衡位置在x轴上，它们相距60cm，当P1质点在平衡位置处向上运动时，P2质点处在波谷位置，若波的传播速度为24 m/s，则该波的频率可能为 A．50Hz B．60Hz C．400Hz D．410Hz 4．电磁驱动是与炮弹发射、航空母舰上飞机弹射起飞有关的一种新型驱动方式，电磁驱动的原理如图所示，当直流电流突然加到一固定线圈上，可以将置于线圈上的环弹射出去．现在同一个固定线圈上，先后置有分别用钢、铝和硅制成的形状、大小和横截面积均相同的三种环；当电流突然接通时，它们所受到的推力分别为F1、F2和F3．若环的重力可忽略，下列说法正确的是 A．F1>F2>F3B．F2>F3 >F1 C．F3 >F2> F1D．F1=F2=F3 5．质量为m A的A球，以某一速度沿光滑水平面向静止的B球运动，并与B球发生弹性正碰．假设B球的质量m B可选取为不同的值，则 A．当m B=m A时，碰后B球的速度最大 B．当m B=m A时，碰后B球的动能最大
高中物理竞赛习题
高中物理竞赛习题 1、圆环放在光滑水平面上，有一甲虫，质量与环相等，沿环爬行，相对环的角速度为ω0，求甲虫在环上爬行一周，环的角位移。 2、一小水滴在均匀的静止雾气中凝结成核，当它下落时，扫光位于路径上的雾气，假如它留住了收集到的全部雾气，仍能保持球形，且没有粘滞阻力，渐渐地它会趋于匀速下落：v ( t ) = a t ( 对应较大的t )。试求系数a 。 3、处于固定的、绝热长方体密封器中央的绝热活塞，质量为m，截面积为S，两边的气体压强均为P0，气柱长度均为L ，若不计摩擦，求活塞微振动的周期。
4、0.1 mol 的单原子气体作如图1所示的循环，已知P 1 = 32P a ，V 1 = 8.00m 3 ，P 2 = 1.0P a V 2 = 64.0m 3，试求： （1）循环中的最高温度； （2）循环中气体对外界做的功。 5、如图2所示，等边三角形ABC 以及内含的无 限网络均由相同的、均质的细铜线连成。现在BC 边上又接上同种导线组成的等边三角形。已知铜线单位 长度的电阻为R 0 ，试求AB 两端的等效电阻R AB 。 6、如图3所示，在空间有相互垂直的场强为E 的匀强电场和磁感强度为B 的匀强磁场。一电子从原点静止释放，试求其在y 轴方向前进的最大距离。 V 图 1图 3A B C a a a a -2图 2
7、为了测量玻璃楞镜的折射率n ，采用如图4所示的装置。棱镜放在会聚透镜的前面，AB 面垂直于透镜的主光轴，在透镜的焦平面上放一个屏，当散射光照在AC 面上时，在屏上可以观察到两个区域：照亮区和非照亮区。连接两区分界处（D 点）与透镜光心O 的直线与透镜的主光轴O O '成30°角。已知棱镜的顶角α= 30°，试求棱镜的折射率n 。 高中物理竞赛习题答案 1、 θ= －32π 2、 a = 7 1g 3、 T = S P 28mL 20π 4、 (1) m T = 721K ; (2) W = 636 J 5、 0AB aR 127 75R -= 6、 2m eB E 2Y π= 7、 n = 1)ctgj j sin i sin ( 20 +- ( 其中0i = 30°，j = 30°) A B C O O′30°图 4
物理竞赛实验报告示范
实验报告示范（注：仅供参考） 题目1： 金属扬氏弹性模量の测量 一．实验仪器： 扬氏模量测量仪、光杠杆镜尺系统、千分尺、直尺、待测金属丝、砝码等。 二． 实验原理 如图1所示，设金属丝长度为L ，截面积为S ， 其上端固定，下端悬挂砝码，于是，金属丝受外力 F の作用而发生形变，伸长了ΔL ，比值F/S 是金属 丝单位截面积上の作用力；比值ΔL /L 是金属丝の 相对伸长。根据虎克定律，金属丝在弹性限度内有: L L E S F ?= （1） 比例系数E 就是该金属丝の杨氏弹性模量。 设金属丝の直径为d ，则S =πd 2/4，将此式代入 （1）式可得 L d FL E ?=24π (2） 由（2）式可知，只要通过实验测出式中各量即可测定出金属丝の扬氏模量E ，实验测定E の核心问题是如何测准ΔL ，因为ΔL 是一个微小の长度变化量。 为测准ΔL 我们使用の光杆镜尺系统如图2所示，是由光杠杆和包括一个竖直标尺并带有望远镜组成の镜尺组来完成の。假定开始时平面镜の法线在水平位置，通过望远镜观察由平面镜反射标尺の像，假设标尺（竖尺）在望远镜分划板（或叉丝）上の读数为n 0。当金属丝在拉力F の作用下伸长ΔL 时，光杠杆の后脚f 1、也随金属丝下降ΔL ，并带动平面镜M 转过θ 角到M '。同时平面镜の法线on 0也转过同一角度θ 至on 。根据光の反射定律可知，从n 0发出の光经平面 镜M '反射至n 1，且∠ n 0on =∠ n 1on =θ ，此时入射光和反射光线之间の夹角应为2θ。设D 是光杠杆平面镜到标尺の垂直距离，K 是光杠杆后脚f 1到前脚f 2、f 3连线の垂直距离。n 0、n 1分别为金属丝伸长前后反射光线在标尺上の刻度读数，则Δn 就是标尺上の刻度差。由图2可知 （3） 图2 ΔL K 光杠杆 θ D n tg K L tg /2/?=?=θθ图 1 L ?L F f 1 θ θ n 0 望远镜 M O M ' D n 1 Δn 竖尺 n f 2，f 3
高中物理竞赛内容标准
高中物理竞赛内容标准 一、理论基础 力学 物理必修1 本模块是高中物理的第一模块。在本模块中学生，学生将进一步学习物理学的内容和研究方法，了解物理学的思想和研究方法，了解物理学在技术上的应用和物理学对社会的影响。 本模块的概念和规律是进一步学习物理的基础，有关实验在高中物理中具有基础性和典型性。要通过这些实验学习基本的操作技能，体验实验在物理学中的地位及实践人类在认识世界中的作用。 本模块划分两个四主题： ·运动的描述 ·相互作用与运动规律 ·抛体运动与圆周运动 ·经典力学的成就与局限性 （一）运动的描述 1．内容标准 （1）通过史实，初步了解近代实验科学产生的背景，认识实验对物理学发展的推动作用。 例1 了解亚里士多德、迪卡尔等关于力与运动的主要观点与研究方法。 例2 了解伽利略的实验研究工作，认识伽利略有关实验的科学思想和方法。 （2）通过对质点的认识，了解物理学中物理模型特点，体会物理模型在探索自然规律中的作用。 例3 在日常生活中，物体在哪些情况下可以看做质点？ （3）经历匀变速直线运动的实验过程，理解参考糸、位移、时间、时刻、路程、速度、相对速度、加速度的概念及物理量的标矢性，掌握匀变速直线运动的规律，体会实验在发现自然运动规律中作用。 例4 用实验方法和图像方法研究物体的运动。
例5 通过实例描述物体的变速运动，运动的矢量性。 例6 通过史实及实验研究自由落体运动。 （4）能用公式和图像描述匀变速直线运动，掌握微元法，积分法等数学思想在研究物理问题中的重要性。 （5）对过位移、速度、加速度的学习，理解矢量与标量在物理学中重要性。掌握矢量的合成和分解。 例7 通过实例研究物体竖直上抛运动，体会物体在共线条件下的矢量合成与分解。 2．活动建议 （1）通过研究汽车的运行来分析交通事故的原因。 （2）通过实验研究自由落体运动的影响因素。 （3）通过查阅物理学史，了解并讨论伽利略对物体运动的研究在科学发展和人类进步上的重大意义。 （二）相互作用与运动规律 1．内容标准 （1）知道常见的形变，通过实验了解物体的弹性，知道胡克定律。 例1 调查在日常生活和生产中所用弹簧的形状及使用目的。 例2 制作弹簧秤并用胡克定律解释。 （2）通过实验认识滑动摩擦、静摩擦的规律，理解静摩擦力、滑动摩擦力、摩擦角的概念。能用动摩擦因数计算滑动摩擦力。 例3 设计实验测量摩擦力。体会摩擦力与摩擦角的实际意义。 （3）通过实验，理解力的合成与分解，掌握共点的平衡条件，物体平衡的种类。用力的合成与分解分析日常生活中的问题。 例4 通过实验，研究两个共点力在不同夹角时与合力的关系。 例5 调查日常生活和生产中平衡的类型，分析平衡原理。
《全国中学生物理竞赛大纲》2020版
《全国中学生物理竞赛大纲2020版》 (2020年4月修订，2020年开始实行) 2011年对《全国中学生物理竞赛内容提要》进行了修订，修订稿经全国中学生物理竞赛委员会第30次全体会议通过，并决定从2020年开始实行。修订后的“内容提要”中，凡用※号标出的内容，仅限于复赛和决赛。 力学 1.运动学 参考系 坐标系直角坐标系 ※平面极坐标※自然坐标系 矢量和标量 质点运动的位移和路程速度加速度 匀速及匀变速直线运动及其图像 运动的合成与分解抛体运动圆周运动 圆周运动中的切向加速度和法向加速度 曲率半径角速度和※角加速度 相对运动伽里略速度变换 2．动力学 重力弹性力摩擦力惯性参考系 牛顿第一、二、三运动定律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 ※匀速转动参考系惯性离心力、视重 ☆科里奥利力 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 ☆虚功原理 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 ※质心参考系 反冲运动 ※变质量体系的运动 5．机械能 功和功率
动能和动能定理※质心动能定理 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 弹性碰撞与非弹性碰撞恢复系数 6．※角动量 冲量矩角动量 质点和质点组的角动量定理和转动定理 角动量守恒定律 7．有心运动 在万有引力和库仑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．※刚体 刚体的平动刚体的定轴转动 绕轴的转动惯量 平行轴定理正交轴定理 刚体定轴转动的角动量定理刚体的平面平行运动9．流体力学 静止流体中的压强 浮力 ☆连续性方程☆伯努利方程 10．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) 11．波动 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
历届全国初中物理竞赛(压强)
最近十年初中应用物理知识竞赛题分类解析专题9--压强 一、选择题 典例2（2011上海初中物理知识竞赛题）两块相同的海绵分别置于相同的磅秤上，取两个相同的物块分别置于海绵上，如图所示。下列关于甲、乙两图中磅秤示数F甲、F乙大小及海绵下陷浓度h甲、h乙的比较，正确的是( ) A．F 甲=F乙，h甲>h乙 B．F甲=F乙，h甲=h乙 C．F甲
解析：用力向用户管道口Y 内吹气后，管道内压强大于大气压。若水面高度差逐渐减小，则表明漏气；若水面高度差保持不变，则表明不漏气，选项D 正确。 答案：D 典例4. （2011上海初中物理知识竞赛题）如图所示，置于水平桌面上的一个密 闭的圆锥形容器内装满了重力为G 的某种液体。已知：圆锥形容器的容积公式为V=13 πR 2h,，其中，R 、h 分别为容器的底面半径和高。则容器内的液体对容器侧面的压力大小为 （ ） A ．1G B ．2G C ．3G D ．0 答案：B 解析：若重力为G 的某种液体装在圆柱体容器内，容器内的液体对容器底面的压力应为G ，重力为G 的某种液体装在圆锥形容器内，则其液面高度为圆柱形容器的3倍，容器内的液体对容器底面的压强为圆柱形容器的3倍，其压力为3G 。把液体看作整体，分析受力，由平衡条件可知，容器侧面对液体的压力大小为2G ，根据力的作用是相互的，容器内的液体对容器侧面的压力大小为2G ，所以正确选项为B 。 典例5．你是否有过这样的经历：撑一把雨伞行走在雨中，如图5所示，一阵大 风吹来，竖直方向伞面可能被“吸”，发生形变。下列有关这一现象及其解 释，正确的是 A ．伞面被向下“吸” B ．伞上方的空气流速大于下方 C ．伞上方的空气流速等于下方 D ．伞上方的空气流速小于下方 答案：B 解析：大风吹来，由于伞上方凸起，伞上方的空气流速大于下方，伞上方的空气压强小于下方，所以伞面被向上“吸”，选项B 正确。 【竞赛实战训练】 1．一块长为L ，质量分布均匀的木板A 放在水平桌面上，板A 右端与 桌边相齐（如下图所示）。在板的右端施一水平力F 使板A 右端缓慢 地离开桌边L/3，在板A 移动过程中，下列说法正确的是 A ．A 对桌面的压强不变 B ．A 对桌面的压力不变 图5
高一物理竞赛讲义第3讲.教师版
第3讲运动的关联 温馨寄语 前面我们讨论了物理量以及物理量之间的关系，尤其是变化率变化量的关系。我们还学习了非常牛的几个方法：相对运动法，微元法，图像法。 然而，物理抽象思想除了物理量之外，还有一大块就是模型，而各种模型都有自己的一些特点，根据这些特点，决定了这些模型的运动学性质。探究这些性质就成了我们今天的主要任务。 知识点睛 一、分速度和合速度 首先速度作为矢量是可以合成和分解的。但是同样的作为矢量，速度的合成和分解，和力这个矢量有一点不同。这个不同在于，两个作用在同一个物体上的力，可以直接合成。但是同一个物体，已经知道在两个方向上的速度，最后的总速度，并不一定是这两个速度的矢量和。 （CPhO选讲）例如： （这里面速度是通过两个速度各自从矢量末端做垂线相交得到的） 第二个原则就是：合速度=真实的这个物体的运动速度矢量。
这里力和速度的区别是：我们看到的多个力，不见得是“合力”在各个方向上的投影；但是我们看到的多个速度，就是“合速度”在各个方向上的分速度。所以，当且仅当两个分速度相互垂直的时候，合速度等于两个分速度的矢量和。 这个东西大家可以这样想。遛狗的时候，每个狗的力是作用在一起的，所以遛狗越多，需要的力越大。但是每个狗都有个速度，最后遛狗人的速度和狗的速度大小还是差不多的，不会因为遛狗个数越多就速度越快…… 二、体现关联关系的模型 1．绳（杆）两端运动的关联：实际运动时合运动，由伸缩运动与旋转运动合成。 实际运动=旋转运动+伸缩运动 【例】吊苹果逗小孩儿有两种逗法，一种是伸缩，一种是摆动。 不难总结： 一段不可伸长的细绳伸缩运动速度相等——沿绳（杆）速度相等，转速无论多大不可改变绳子长度。 2．叠加运动的关联 先举个例子：如图的定滑轮，两边重物都在竖直运动，并且滑轮也在竖直运动，设两边重物位移分别沃为x 1x 2，轮中心的位移为x 。 不难由绳子长度不变得位移关系： 12 2x x x += 对应的必然有速度关系： 12 2v v v += 加速度关系： 12 2 a a a += 我们用运动关联的目的是为了使未知量变少。 物理学中非常重要的思想就是把现实中的物体抽象成为理想的模型，然后用物理原理以及模型对应的牵连关系来解决问题．常见的模型有杆，绳，斜面，等等． 3.轻杆 杆两端，沿着杆方向的速度相同\ 4.轻绳 绳子的两端也是沿着绳子的方向速度相同\．绳子中的力是可以突变的，突变的条件是剪断或者是突然绷紧等等． 5.斜面
全国中学生物理竞赛真题汇编(光学)
全国中学生物理竞赛真题汇编---光学 1.（19Y5）五、（20分）图预19-5中，三棱镜的顶角α为60?，在三棱镜两侧对称位置上放置焦距均为 30.0cm f = 的两个完全相同的凸透镜L 1和 L 2．若在L 1的前焦面上 距主光轴下方14.3cm y =处放一单色点光源S ，已知 其像S '与S 对该光学系统是左右对称的．试求该三棱 镜的折射率． 2.（21Y6）六、（15分）有一种高脚酒杯，如图所示。杯内底面为一凸起的球面，球心在顶点O 下方玻璃中的C 点，球面的半径R ＝1.50cm ，O 到杯口平面的距离为8.0cm 。在杯脚底中心处P 点紧贴一张画片，P 点距O 点6.3cm 。这种酒杯未斟酒时，若在杯口处向杯底方向观看，看不出画片上的景物，但如果斟了酒，再在杯口处向杯底方向观看，将看到画片上的景物。已知玻璃的折射率n 1＝1.56，酒的折射率n 2＝1.34。试通过分析计算与论证解释这一现象。 3．（22Y3）三、(18分)内表面只反射而不吸收光的圆筒内有一半径为尺的黑球，距球心为2R 处有一点光源S ，球心p 和光源s.皆在圆筒轴线上，如图所示．若使点光源向右半边发出的光最后全被黑球吸收，则筒的内半径r 最大为多少? 4．（16F2）（25分）两个焦距分别是1f 和2f 的薄透镜1L 和2L ，相距为d ，被共轴地安置在光具座上。 1. 若要求入射光线和与之对应的出射光线相互平行，问该入射光线应满足什么条件？ 2. 根据所得结果，分别画出各种可能条件下的光路示意图。 5．（17F2） 如图1所示，在真空中有一个折射率为ｎ（ｎ＞ｎ0，ｎ0为真空的折射率），半径为ｒ的质地均匀的小球，频率为ν的细激光束在真空中沿直线ＢＣ传播，直线BC 与小球球心O 的距离为ｌ（ｌ＜ｒ），光束于小球体表面的点Ｃ经折射进入小球（小球成为光传播的介质），并于小球表面的点D 又经折射进入真空．设激光束的频率在上述两次折射后保持不变．求在两次折射过程中激光束中一个光子对小球作用的平均力的大小． 图1
初中物理竞赛试题及答案
初中物理竞赛试题及答案 1．选择题：以下各题所列答案中只有一个是正确的。把正确答案前面的字母填在题后的方括号内（共33分，每小题3分） 1. 宇宙飞船进入预定轨道并关闭发动机后，在太空运行，在这飞船中用天平测物体的质量，结果是（）A. 和在地球上测得的质量一样大B比在地球上测得的大C 比在地球上测得的小D测不出物体的质量 2. 秋高气爽的夜里，当我仰望天空时会觉得星光闪烁不定，这主要是因为：（）A. 星星在运动B地球在绕太阳公转C地球在自转D大气的密度分布不稳定，星光经过大气 层后，折射光的方向随大气密度的变化而变化 3. 1999年以美国为首的北约军队用飞机野蛮地对南联盟发电厂进行轰炸时，使用了一种石墨炸弹，这种炸弹爆炸后释放出大量的纤维状的石墨覆盖在发电厂的设备上，赞成电厂停电。这种炸弹的破坏方式主要是：（）A. 炸塌厂房B炸毁发电机C使设备短路D切断 输电线 4. 小刚家中的几盏电灯突然全部熄灭了，检查保险丝发现并未烧断，用测电笔测试各处电路时，氖管都发光。他对故障作了下列四种判断，其中正确的是：（）A. 灯泡全部都烧坏B进户零线断路C室内线路发生短路D进户火线断路 5. 下列物体都能导热，其中导热本领最好的是：（）A. 铁管B铝管C铜管D热 管 6. 室内垃圾桶平时桶盖关闭不使垃圾散发异味，使用时用脚踩踏板，桶盖开启。根据室内垃圾桶的结构示意图可确定：（）A 桶中只有一个杠杆在起作用，且为省力杠杆B 桶中只有一个杠杆在起作用，且为费力杠杆C 桶中有两个杠杆在起作用，用都是省力杠杆D 桶中有两个杠杆在起作用，一个是省力杠杆，一个是费力杠杆 7. 小明拿着一个直径比较大的放大镜伸直执行手臂观看远处的物体，可以看到物体的像，下面说法中正确的是：（）A. 射入眼中的光一定是由像发出的B像一定是虚像C 像 一定是倒立的D像一定是放大的 8. 生物显微镜的镜筒下面有一个小镜子，用来增加进入镜筒的光强。如果小镜子的镜面可以选择，在生物课上使用时，效果最好的是：（）A. 凹型镜面B凸型镜面C平面 镜面D乳白平面 9. 小强在北京将一根质量分布均匀的条形磁铁用一条线悬挂起来，使它平衡并呈水平状态，悬线系住磁体的位置应在：（）A. 磁体的重心处B磁体的某一磁极处C磁体 重心的北侧D磁体重心的南侧 10. 小红家的家庭电路进户开关上安装着漏电保护器，上面写着下表中的一些数据，在以下几种说法中，正确的是：（）A. 漏电电流大于30mA，保护器会在0.1秒之内切断电源B. 漏电持续时间超过0.1秒时保护器才能动作C. 当漏电电流达到15mA时就能起到可靠的保护作用D. 只有当进户电压大于220V或用电电流大于20A时，才能起保护