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 2
8π=中可得 )/(10740.10276.00725.0)104198.0(141.3993.0825.08.93882112
32m 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
物理竞赛所有公式
第一章 质点运动学和牛顿运动定律 1.1平均速度 v =t △△r 1.2 瞬时速度 v=lim 0 △t →△t △r =dt dr 1. 3速度v=dt ds = =→→lim lim △t 0 △t △t △r 1.6 平均加速度a = △t △v 1.7瞬时加速度（加速度）a=lim 0 △t →△t △v =dt dv 1.8瞬时加速度a=dt dv =2 2dt r d 1.11匀速直线运动质点坐标x=x 0+vt 1.12变速运动速度 v=v 0+at 1.13变速运动质点坐标x=x 0+v 0t+ 21at 2 1.14速度随坐标变化公式:v 2-v 02 =2a(x-x 0) 1.15自由落体运动 1.16竖直上抛运动 ?????===gy v at y gt v 22122 ???? ???-=-=-=gy v v gt t v y gt v v 2212 0220 0 1.17 抛体运动速度分量???-==gt a v v a v v y x sin cos 00 1.18 抛体运动距离分量?? ? ??-?=?=20021sin cos gt t a v y t a v x 1.19射程 X=g a v 2sin 2 1.20射高Y=g a v 22sin 20 1.21飞行时间y=xtga —g gx 2 1.22轨迹方程y=xtga —a v gx 2 202 cos 2 1.23向心加速度 a=R v 2 1.24圆周运动加速度等于切向加速度与法向加速度矢量和a=a t +a n 1.25 加速度数值 a=2 2n t a a + 1.26 法向加速度和匀速圆周运动的向心加速度相 同a n =R v 2 1.27切向加速度只改变速度的大小a t = dt dv 1.28 ωΦR dt d R dt ds v === 1.29角速度 dt φ ωd = 1.30角加速度 22dt dt d d φ ωα== 1.31角加速度a 与线加速度a n 、a t 间的关系 a n =22 2)(ωωR R R R v == a t =αω R dt d R dt dv == 牛顿第一定律：任何物体都保持静止或匀速直 线运动状态，除非它受到作用力而被迫改变这种状态。 牛顿第二定律：物体受到外力作用时，所获得的加速度a 的大小与外力F 的大小成正比，与物体的质量m 成反比；加速度的方向与外力的方向相同。 1.37 F=ma 牛顿第三定律：若物体A 以力F 1作用与物体B ，则同时物体B 必以力F 2作用与物体A ；这两个力的大小相等、方向相反，而且沿同一直线。 万有引力定律：自然界任何两质点间存在着相互吸引力，其大小与两质点质量的乘积成正比，与两质点间的距离的二次方成反比；引力的方向沿两质点的连线
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
中学物理奥赛实验
奥赛实验注意事项 考试的时候要求写出实验原理，步骤（简约，基本不算分），数据（必须是测量出来的），数据处理（这部分分值很重）。 考试的时候一般会给你一张专门的实验报告纸，你只要填空就是了。 样例 实验器材 实验原理（最好图文结合）怎么推导的，这里有分数 实验步骤基本是纪录数据，设计表格 数据处理计算出要求的数据和误差（分数最多） 全国中学生物理竞赛涉及到的34个实验及相关器材 1、实验误差不需要器材，但需要了解相关误差理论。 2、在气垫导轨上研究瞬时速度气轨、滑块、光电计时器（包括光电门）不 同宽度的U型挡光片，不同厚度的垫块，游标卡尺。 3、测定金属的杨氏模量测定杨氏模量专用装置一套（包括光杠杆、砝码、 镜尺组）带有道口的米尺、钢板尺、螺旋测径器等。 （二）用CCD成像系统测定杨氏模量器材测定杨氏模量专用支架、显微镜及支架、CCD成像系统（CCD摄像机及支架、监视器）米尺（带道口）螺旋测径器。 4、研究单摆的运动特性单摆装置，带卡口的米尺，电子停表，光电计时 器（现在实验室就有） 5、气垫导轨上研究碰撞过程中动量和能量变化气轨，光电计时器，带有黏 合器和碰簧的滑块，骑码，U形挡光片，游标卡尺，电子天平。 6、测定空气中的声速声速测定仪（包含压电陶瓷换能器）功率函数发生器， 示波器等。 7、弦线上的驻波实验弦音计装置一套（包括驱动线圈和探测线圈各一个、 1kg砝码和6根不同线密度的吉他弦），信号（功率函数）发生器一台，双踪示波器一台，螺旋测径器，米尺（长度大于80cm）电子天平（或物理天平）三通接头，水准泡等。 8、测定冰的融化热量热器，电子天平，数字温度计，冰，冷、热水，烧杯， 停表，干燥的布
《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
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
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
物理竞赛公式大全
第一章 质点运动学和牛顿运动定律 1.1平均速度 v = t △△r 1.2 瞬时速度 v=lim 0 △t →△t △r =dt dr 1. 3速度v= dt ds = =→→lim lim △t 0 △t △t △r 1.6 平均加速度a = △t △v 1.7瞬时加速度（加速度）a=lim 0△t →△t △v =dt dv 1.8瞬时加速度a= dt dv =22 dt r d 1.11匀速直线运动质点坐标x=x 0+vt 1.12变速运动速度 v=v 0+at 1.13变速运动质点坐标x=x 0+v 0t+ 2 1at 2 1.14速度随坐标变化公式:v 2 -v 02 =2a(x-x 0) 1.15自由落体运动 1.16竖直上抛运动 ?????===gy v at y gt v 22122 ??? ? ???-=-=-=gy v v gt t v y gt v v 2212 0220 0 1.17 抛体运动速度分量?? ?-==gt a v v a v v y x sin cos 00 1.18 抛体运动距离分量?? ? ??-?=?=20021sin cos gt t a v y t a v x 1.19射程 X=g a v 2sin 2 1.20射高Y=g a v 22sin 20 1.21飞行时间y=xtga —g gx 2 1.22轨迹方程y=xtga —a v gx 2 202 cos 2 1.23向心加速度 a=R v 2 1.24圆周运动加速度等于切向加速度与法向加速度矢量和a=a t +a n 1.25 加速度数值 a=2 2 n t a a + 1.26 法向加速度和匀速圆周运动的向心加速度相同 a n =R v 2 1.27切向加速度只改变速度的大小a t = dt dv 1.28 ωΦR dt d R dt ds v === 1.29角速度 dt φ ωd = 1.30角加速度 22dt dt d d φ ωα== 1.31角加速度a 与线加速度a n 、a t 间的关系 a n =222)(ωωR R R R v == a t =αω R dt d R dt dv == 牛顿第一定律：任何物体都保持静止或匀速直线运动 状态，除非它受到作用力而被迫改变这种状态。 牛顿第二定律：物体受到外力作用时，所获得的加速度a 的大小与外力F 的大小成正比，与物体的质量m 成反比；加速度的方向与外力的方向相同。 1.37 F=ma 牛顿第三定律：若物体A 以力F 1作用与物体B ，则同时物体B 必以力F 2作用与物体A ；这两个力的大小相等、方向相反，而且沿同一直线。 万有引力定律：自然界任何两质点间存在着相互吸引力，其大小与两质点质量的乘积成正比，与两质点间的距离的二次方成反比；引力的方向沿两质点的连线 1.39 F=G 2 2 1r m m G 为万有引力称量=6.67×10-11 N ?m 2 /kg 2 1.40 重力 P=mg (g 重力加速度)
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
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
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
物理竞赛所有公式(完整资料).doc
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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
实验报告-光学测角仪的调整与使用
实验报告 姓名：班级：学号：实验成绩： 同组姓名：实验日期：08.03.03 18：00指导教师：批阅日期： 光学测角仪的调整与使用 【实验目的】 1.了解光学测角仪的主要构造，正确掌握调整光学测角仪的要求和方法； 2.测定三棱镜的顶角，观察三棱镜对汞灯的色散现象； 3.测定玻璃三棱镜对各单色光的折射率 【实验原理】 1．三棱镜顶角的测量 （1）自准法测量三棱镜的顶角 自准法测三棱镜顶角 图2是自准法测量三棱镜顶角的示意图．利用望远镜自身产生平行光，固定平台（或固定望远镜），转动望远镜光轴（或转动小平台），先使棱镜AB面反射的十字像落在分划板上“╪”准线上部的交点上（即望远镜光轴与三棱镜AB 面垂直），记下刻度盘对称游标的方位角读数θ1、θ 2．然后再转动望远镜（或小平台）使AC面反射的十字像与“╪”准线的上交点重合（即望远镜光轴与AC 面垂直），记下读数θ 1′和θ 2′（注意θ 1与θ1′为同一游标上读得的望远镜方位角，而θ 2与θ 2′则为另一游标上读得的方位角），两次读数相减即得顶角α的补角．α = 180°－? ，可以证明
（1） （2）反射法测量三棱镜的顶角 图3为反射法测量三棱镜顶角的示意图．将三棱镜放在载物台上，使平行光管射出的光束投射到棱镜的两个折射面上，从棱镜左面反射的光可将望远镜转至Ⅰ处观察，使用望远镜微调螺丝，使“╪”准线的中心垂直线对准反射狭缝像，从两个游标读出方位角读数?1和?2，再将望远镜转至Ⅱ处观测从棱镜左面反射的狭缝像，又可分别读得方位角读数?1′和?2′．由图3可知，三棱镜的顶角 （2） 反射法测三棱镜顶角 2．由各单色光的最小偏向角求折射率： 通过光的反射定律和折射定律可以求得折射率n （3） 式中i1，i2，δmin分别为某一单色光的入射角、折射角和最小偏向角，α则为三棱镜的顶角．
【名师推荐】全国中学生高中物理竞赛预赛试题分类汇编
全国中学生高中物理竞赛预赛试题分类汇编 力学 第16届预赛题. 1.（15分）一质量为M 的平顶小车，以速度0v 沿水平的光滑轨道作匀速直线运动。现将一质量为m 的小物块无初速地放置在车顶前缘。已知物块和车顶之间的动摩擦系数为μ。 1. 若要求物块不会从车顶后缘掉下，则该车顶最少要多长？ 2. 若车顶长度符合1问中的要求，整个过程中摩擦力共做了多少功？ 参考解答 1.物块放到小车上以后，由于摩擦力的作用，当以地面为参考系时，物块将从静止开始加速运动，而小车将做减速运动，若物块到达小车顶后缘时的速度恰好等于小车此时的速度，则物块就刚好不脱落。令v 表示此时的速度，在这个过程中，若以物块和小车为系统，因为水平方向未受外力，所以此方向上动量守恒，即 0()Mv m M v =+（1） 从能量来看，在上述过程中，物块动能的增量等于摩擦力对物块所做的功，即 2112 mv mg s μ=（2） 其中1s 为物块移动的距离。小车动能的增量等于摩擦力对小车所做的功，即 22021122 Mv mv mgs μ-=-（3） 其中2s 为小车移动的距离。用l 表示车顶的最小长度，则 21l s s =-（4） 由以上四式，可解得 202() Mv l g m M μ=+（5） 即车顶的长度至少应为202() Mv l g m M μ=+。 2．由功能关系可知，摩擦力所做的功等于系统动量的增量，即 22011()22 W m M v Mv =+-（6） 由（1）、（6）式可得 202() mMv W m M =-+（7） 2.（20分）一个大容器中装有互不相溶的两种液体，它们的密度分别为1ρ和2ρ（12ρρ<）。现让一长为L 、密度为121()2 ρρ+的均匀木棍，竖直地放在上面的液体内，其下端离两
扫描隧道显微镜实验报告
近代物理实验报告扫描隧道显微镜 学院数理与信息工程学院 班级 姓名 学号 时间
摘要：本实验我们将从了解扫描隧道显微镜原理出发，熟悉各部件的工作原理和功用，掌握描隧道显微镜的操作和调试过程，通过对隧道效应和样品表面的形貌观测初步体会描隧道显微镜在微观观测和操作领域的重要作用，学会用计算机软件处理原始图象数据。 关键词：工作原理工作模式仪器构成操作方法 0 引言： 社会发展、科技进步总伴随着工具的完善和革新。以显微镜来说吧，发展至今可以说是有了三代显微镜。这也使得人们对于微观世界的认识越来越深入，从微米级，亚微米级发展到纳米级乃至原子分辨率。1982年，IBM瑞士苏黎士实验室的葛·宾尼（G．Binning）和海·罗雷尔（H．Rohrer）研制出的世界上第一台扫描隧道显微镜（简称STM）已达纳米级别。STM使人类第一次能够实时地观察单个原子在物质表面的排列状态和与表面电子行为有关的物化性质，在表面科学、材料科学、生命科学等领域的研究中有着重大的意义和广泛的应用前景，被国际科学界公认为20世纪80年代世界十大科技成就之一，因此荣获了学界最高荣誉诺贝尔奖。在扫描隧道显微镜的基础上又衍生出多种观测仪器，继承了其在微观测量领域的显著优势，逐步改进其缺陷。2002年，曾在浙江大学举办的暑期物理竞赛夏令营中初步领略扫描隧道显微镜的风采，我认为了解和掌握扫描隧道显微镜的原理和操作对了解当代科技和先进技术有很大的帮助。 1工作原理 扫描隧道显微镜的工作原理是电子的隧道贯穿，也就是量子力学中的隧道效应。电子云占据在样品和探针尖之间。电子云是电子位置具有不确定性的结果，这是其波动性质决定的。导体的电子是“弥散”的，故有一定的几率位于表面边界之外，电子云的密度随距离的增加而指数式地衰减。这样，通过电子云的电子流就会在表面和探针间的距离变化极为灵敏。探针在表面上扫描时，有一套反馈装置去感受到这一电子流（叫做隧穿电流），并据此使探针尖保持在表面原子的恒定高度上（图1）或者使得电子流保持在一定数值下。探针尖即可以以这两种方式描过表面的轮廓。读出的针尖运动情况经计算机处理后，或在银幕上显示出来，或由绘图机表示出来。使针尖以一系列平行线段的方式扫描，使可获得高分辨率的三维表面图像。 图1 隧道电流的变化曲线 2工作模式 扫描隧道显微镜的工作模式分为恒电流模式和恒高度模式。 恒电流模式以控制隧道电流的恒定为手段。此模式可用来观察表面形貌起伏较大的样品。恒高度模式在扫描过程中保持针尖的高度不变。这种模式通常用来测量表面形貌起伏不大的样品。 3 实验仪器
全国高中物理竞赛历年试题与详解答案汇编
全国高中物理竞赛历年试题与详解答案汇编 ———广东省鹤山市纪元中学 2014年5月
全国中学生物理竞赛提要 编者按：按照中国物理学会全国中学生物理竞赛委员会第九次全体会议的建议，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，结合我国目前中学生的实际情况，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和决赛命题的依据，它包括理论基础、实验基础、其他方面等部分。其中理论基础的绝大部分内容和国家教委制订的（全日制中学物理教学大纲》中的附录，即 1983年教育部发布的《高中物理教学纲要（草案）》的内容相同。主要差别有两点：一是少数地方做了几点增补，二是去掉了教学纲要中的说明部分。此外，在编排的次序上做了一些变动，内容表述上做了一些简化。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日在南宁由全国中学生物理竞赛委员会第10次全体会议正式通过，开始实施。 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。 匀速及匀速直线运动及其图象。运动的合成。抛体运动。圆周运动。 刚体的平动和绕定轴的转动。 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。行星和人造卫星的运动。 3、物体的平衡 共点力作用下物体的平衡。力矩。刚体的平衡。重心。 物体平衡的种类。 4、动量 冲量。动量。动量定理。 动量守恒定律。 反冲运动及火箭。 5、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。 6、流体静力学 静止流体中的压强。 浮力。 7、振动 简揩振动。振幅。频率和周期。位相。
物理竞赛高中三年安排
首先，物理竞赛成绩不取决于物理成绩，而是数学 高一 上学期 高中教材及配套练习册，两个月 更高更妙的物理，一个月（此书较简单实用） 任一本物理竞赛习题集、同时可以顺便准备一下期末考试 寒假去找物理实验培训或者讲座、顺便学微积分 下学期应该会有预赛，要去参加 大学教材及配套练习册一个月 程稼夫的力学、电磁学（一共4本，此两本必做） 一套竞赛习题集 200道、准备期末 暑假可以选择实验培训，或者去听讲座 高二假期参照高一 上学期 报名参加物理竞赛，考前可以有针对性的复习 考试后总结经验，查缺补漏，哪差补哪 准备期末 下学期 做练习册、做砖头吧 高三参加竞赛、考上了就准备决赛，省一准备保送自主，再惨就回去高考吧 高一新生如何准备高中物理竞赛 1.你先把高考物理课程的龙门专题做完。高一生首先要把基础课程学完，当时我们都是一年结束高中三年的物理课的，这里面龙门专题就要跟上你自学（或者是学校竞赛辅导讲的基础课）的进度。 一般到了你高二的时候，你就可以开始学习和做竞赛书了。如果你的龙门专题完成的比较快，那么早一点学习竞赛理论知识也是可以的。微积分用不上，但是小量分析必须会做！（其实就是微积分的推导过程）为什么说不要依赖于微积分呢？因为在IPHO以前的物理竞赛题解题思路与大学物理题是不一样的，如果你依靠微积分，那么高中物理竞赛书的思路你永远都学不会！所以，去学小量分析吧~当你弄明白了竞赛题的思路，可以适当的学一下微积分。
2.竞赛书首先是金牌之路，你要看的是讲解和例题，这些理论知识与高中课本非常不一样。如果你能看懂其中的80%，那就可以做后面的练习题了。当书后习题的80%你都会做的情况下，你可以同时进行下一本书。 3.然后是白皮（我忘记叫什么了，我们当年比较追捧旧版白皮，旧版好像是粉边白色的），这本书非常推荐，它的解题思路与金牌之路有很大不同，个人认为要比金牌灵活但是在理论上讲得更广一些（刚才百度了下好像是范晓辉写的？反正一般你去卖竞赛书的书店应该都知道）。 4.还有一本绿皮，我当年后做的，印象比较深刻。 5.程嫁夫的力学和电磁学，这好像是我最后阶段看的书（因为后来才弄到），印象很深，是非常好的书，讲的很清楚，但是对于初学阶段好像没什么大用。 6.难题集萃，恩，基本上你不进省队就不要看了，是一本又厚又难的书……如果你前面的书都看懂都做完了，闲暇时间可以做做难题集萃消遣下~但如果你的水平可以进入省队，那么在高三的时候就可以用很大块的时间来做难题集萃。想要进省队并且在全国决赛中取得好成绩，难题集萃是必须的——当然要不要努力进省队可以等到你高三再决定。 给你说下能进省队的一个衡量标准：你在高二时就要去报名参加物理竞赛，如果能进入复赛【决一等奖的，有实验考试】，就意味着你有机会进入省队。如果你在高二时你的分数就能获得一等奖【但正常情况下还是要给你算作二等将的，因为涉及到高三学生的保送前途】，那么你一定要向着省队努力。 还有很多书很多卷子我都不记得了，总之，理论部分做题是基础。我们当时金牌之路和白皮是必做书目，绿皮好像也是。历年竞赛题要最后做，掐时间，打分。属于模拟考试了~ 之后，你要是进入了全国复赛（只有进了复赛才有可能获得一等奖），你还需要准备实验部分……………………实验部分是由你所在地的大学出题和提供考试场所，一般来讲应该都会有培训的，要学会写实验报告，其他的没什么了。 进了参加决赛要看什么，这个我就爱莫能助了，反正真到了那个程度你自然会知道的。 -----------------------------我是竞赛过程的分割线----------------------------- 至于竞赛过程，可能不同省份不一样，但大体上是： 1.首先省内出题，选择参加预赛的学生； 2.然后全国预赛（全国竞赛委员会出题）选择三等奖的，更高成绩推荐参加复赛（看你们省每年怎么选了）； 3.全国复赛笔试部分为竞赛委员会出题，实验部分为省内出题，笔试之后一定人数参加实验考试（看你们省每年定的人数），然后参加实验，两个成绩加起来排名，在参加实验考试的人当中取一等奖。
全国高中物理竞赛初赛试题及标准答案
全国中学生物理竞赛预赛试卷 本卷共16题，满分200分． 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．下列说法中正确的是 A．水在0℃时密度最大． B．一个绝热容器中盛有气体，假设把气体中分子速率很大的如大于v A的分子全部 取走，则气体的温度会下降，此后气体中不再存在速率大于v A的分子． C．杜瓦瓶的器壁是由两层玻璃制成的，两层玻璃之间抽成真空，抽成真空的主要 作用是既可降低热传导，又可降低热辐射． D．图示为一绝热容器，中间有一隔板，隔板左边盛有温度为T的理想气体，右边为真空．现抽掉隔板，则气体的最终温度仍为T． 2．如图，一半径为R电荷量为Q的带电金属球，球心位置O固定，P为球外一点．几位同学在讨论P点的场强时，有下列一些说法，其中哪些说法是正确的？ A．若P点无限靠近球表面，因为球表面带电，根据库仑定律可推知，P点的场强趋 于无穷大． B．因为在球内场强处处为0，若P点无限靠近球表面，则P点的场强趋于0 C．若Q不变，P点的位置也不变，而令R变小，则P点的场强不变． D．若保持Q不变，而令R变大，同时始终保持P点极靠近球表面处，则P点的场强不变． 3．图中L为一薄凸透镜，ab为一发光圆面，二者共轴，S为与L平行放置的屏，已知这时ab可在屏上成清晰的像．现将透镜切除一半，只保留主轴以上的一半透镜，这时ab在S上的像 A．尺寸不变，亮度不变． B．尺寸不变，亮度降低． C．只剩半个圆，亮度不变． D．只剩半个圆，亮度降低． 4．一轻质弹簧，一端固定在墙上，另一端连一小物块，小物块放在摩擦系数为μ的水平面上，弹簧处在 自然状态，小物块位于O处．现用手将小物块向右移到a处，然 后从静止释放小物块，发现小物块开始向左移动． A．小物块可能停在O点． B．小物块停止以后所受的摩擦力必不为0 C．小物块无论停在O点的左边还是右边，停前所受的摩擦力的方向和停后所受摩擦力的方向两者既可能相同，也可能相反． D．小物块在通过O点后向右运动直到最远处的过程中，速度的大小总是减小；小物块在由右边最远处回 到O点的过程中，速度的大小总是增大． 5．如图所示，一内壁光滑的圆锥面，轴线OO’是竖直的，顶点O在下方，锥角为2 α，若有两个相同的小珠（均视为质点）在圆锥的内壁上沿不同的圆轨道运动，则有： A．它们的动能相同． B．它们运动的周期相同． C．锥壁对它们的支撑力相同． D．它们的动能与势能之比相同，设o点为势能零点．
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