中国物理奥林匹克竞赛大纲
16版和2013版相比,增加了一些内容,如☆科里奥利力☆质心参考系☆虚功原理☆连续性方程☆伯努利方程☆熵和熵增。另一方面也略有删减,如向量的标积与矢积、平行力的合成重心、物体平衡的类型等。有些表述更严谨,比如将后坐运动和火箭改为后坐运动※变质量系统的运动※质点和质点组的角动量定理(不引入惯性矩)改为质点和质点组的角动量定理和转动定理,删除了不引入惯性矩、声音的响度、音调以及* * *乐音和音调声噪声增加的限制(前三项不需要定量计算)。
2.知识点顺序做了调整。比如刚体绕定轴的平移和旋转(2013版)在运动学的末端,2016版是独立的新单位,很久以前的版本也是。
3.在2013执行的《执行概要》中,所有标有※的内容仅限于复赛和决赛。2016开始进一步细化,其中☆只是决赛内容,※是半决赛和决赛内容。如果没有规定,一般要求考察定量分析能力。
中国物理奥林匹克竞赛执行摘要
(2015年4月修订,2016年实施)
注:根据中国物理学会中国物理奥赛专业委员会第九次全体会议(1990)的建议,中国物理学会中国物理奥赛专业委员会常务委员会根据《中国物理奥赛章程》关于命题原则的规定,结合我国中学生的实际情况,制定了《中国物理奥赛执行概要》,作为今后物理竞赛预赛、复赛、决赛的命题依据。包括理论基础、实验等方面。1991经2月20日中国物理奥林匹克市委常委扩大会议讨论通过,开始试行。1991 9月11经中国物理奥林匹克委员会第10次全体会议通过,现予以实施。
经中国物理奥林匹克委员会2000年第19次全体会议原则同意,对《中国物理奥林匹克竞赛执行摘要》进行了适当的调整和补充。考虑到适当控制初试题难度的精神,内容提要中新增加的内容以“※”标记,作为复试和决赛题的补充内容,初试题仍沿用原内容提要,不增加修改补充的内容。
2005年,中国物理学会常务理事会修订了中国物理奥林匹克竞赛章程。根据修改后的章程,决定由中国物理奥赛委员会常务委员会组织编写《中国物理奥赛实验指导书》,作为复赛实验考试的命题范围。
中国物理奥林匹克竞赛执行大纲2011修订,修订草案经中国物理奥林匹克委员会第30次全体会议通过,决定自2013起实施。在修改后的《执行概要》中,所有标有※的内容仅限于复赛和决赛。
2015中国物理奥赛总结修改,其中☆只是决赛内容,※是复赛和决赛内容。如果没有规定,一般要求考察定量分析能力。
力学
1.运动学
参照系
坐标系直角坐标系
※平面极坐标※自然坐标系
向量和标量
质点运动的位移和距离速度加速度
匀速直线运动和匀速变化直线运动及其图像
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
相对运动的伽利略速度变换
2.力学
重力弹力摩擦力
惯性参考系
牛顿第一、第二和第三运动定律胡克万有引力定律
均匀球壳对壳内外粒子的引力公式(不需要推导)
※非惯性参考系平动加速度参考系中的惯性力
※匀速旋转的参考系的惯性离心力和视重量
☆科里奥利力
3.物体的平衡
物体在* *点力作用下的平衡
力矩刚体的平衡条件
虚功原理
4.动量效应
冲量动量粒子和粒子群的动量定理动量守恒定律
※质心做质心运动定理
※质心参考系统
反冲运动
※变质量系统的运动
5.机械能
工作和权力
动能和动能定理※质心动能定理
重力势能
粒子和均匀球壳壳内外引力势能公式
(不需要导出)
弹簧的弹性势能
机械能守恒定律
碰撞
弹性碰撞和非弹性碰撞的恢复系数
6.角动量※
冲量矩的角动量
粒子和粒子群的角动量定理和转动定理
角动量守恒定律
7.有意练习
物体在重力和库仑力作用下的运动。
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
刚体的平移;刚体的定轴转动。
刚体绕轴转动惯量
平行轴定理和正交轴定理
刚体定轴转动的角动量定理刚体的平面平行运动
9.液体力学
静止流体中的压力
浮力
☆连续性方程☆伯努利方程
10.震动
简谐振动的振幅频率和周期相位
振动图像
参考圆简谐振动的速度
(线性)恢复力简谐振动的频率由动力学方程决定。
简谐振动的能量
同向同频简谐振动的合成
阻尼振动、强迫振动和* * *振动(定性理解)
11.波动
横波和纵波
波长频率与波速的关系
波的图像
※平面谐波的表达
波的干涉※驻波的衍射(定性)
音波
响度、音调和音乐音调以及音调声的噪声
(前三项不需要定量计算)
※多普勒效应
热学
1.分子动力学理论
原子和分子大小的数量级
分子的热运动和碰撞布朗运动
※压力的统计解释
☆麦克斯韦速度分布的定量计算;
分子热运动的自由度可以平分。※:
温度的微观意义
分子热运动的动能
※气体分子的平均平移动能
分子间的分子力势能
物体的内能
2.气体的性质
热力学温标
气体实验定律理想气体状态方程
道尔顿分压定律
混合理想气体的状态方程
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
热力学第一定律适用于恒定体积、恒定压力、等温,
绝热过程中的应用
多方过程及其应用。※
※定容热容和恒压热容
※绝热过程方程
※在等温及绝热过程中工作
※热机及其效率卡诺定理
4.热力学第二定律
※热力学第二定律的开尔文表达式和克劳修斯表达式
※可逆过程和不可逆过程
※宏观热力学过程的不可逆性
※理想气体的自由膨胀
※热力学第二定律的统计意义
☆热力学第二定律的数学表达
熵,熵增加
5.液体的性质
液体分子运动特征
表面张力系数
※球形液面两侧的压力差
渗透现象和毛细现象(定性)
6.固体的性质
晶体和无定形空间晶格
固体分子运动的特征
7.物质状态的变化
熔化和凝固熔点熔化热
蒸发和冷凝饱和压力沸腾和沸点
汽化热临界温度
固体的升华
空气湿度和湿度计的露点
8.传热方式
导热率※
通过对流传送
辐射的概念不等同于黑体辐射和斯特凡定律。
※维恩位移定律
9.热膨胀
热膨胀和膨胀系数
电磁
1.静电场
电荷守恒定律
库仑定律
电场强度电力线
点电荷场强叠加原理
均匀电场
均匀带电球壳内外场强公式(无需求导)
※高斯定理及其在对称带电系统中的应用
电势和电势差等位面
点电荷电场的电势
电势叠加原理
均匀带电球壳内外的电势公式
电场中导体的静电屏蔽,
※静电镜像法
电容平行板电容器的电容公式
※球形和圆柱形电容器的电容量
电容器的连接
※电荷系统的静电能量,电场的能量密度,
电容器充电后的电能
电偶极矩
☆电偶极的电场和电势
电介质的概念
☆电介质的极化和极化电荷
电位移矢量
2.恒定电流
电阻率与温度之间的欧姆定律关系
电力和电力
电阻器的串联和并联
电动势闭合电路的欧姆定律
有电源电路的欧姆定律——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※感应放电和自激放电(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)
三极管放大(无需掌握机理)
超导现象超导体的基本性质
4.磁场
电流磁场※毕奥-萨伐尔定律
磁场叠加原理
磁感应强度
均匀磁场
长直导线、圆形线圈和螺线管中电流的磁场分布(定性)
※安培环路定理及其在对称电流系统中的应用
※圆形线圈中的电流和轴及圆环上的磁场
☆磁矩
用安培力和洛仑兹力确定带电粒子的荷质比
质谱仪回旋加速器的霍尔效应
5.电磁感应
法拉第电磁感应定律
楞次定律
※感应电场(涡流电场)
自感和互感自感系数
※通电线圈的自感应磁能(无需求导)
6.交流电
交流发电机原理交流电的最大有效值
☆交流电的矢量和复数表示
纯电阻、纯电感和纯电容电路的感抗和容抗
※电流和电压之间的相位差
整流、滤波和稳压
☆谐振电路☆交流电源
☆三相交流电及其连接方法
☆感应电机原理
理想变压器
长距离传输
7.电磁振荡和电磁波
电磁振荡电路和振荡频率赫兹实验
电磁场和电磁波
☆电磁场能量密度和能量流密度
电磁波的波速和频谱
电磁波的发射和调制电磁波的接收、调谐和检测
光学
1.几何光学
※费马原理
光的传播、反射、折射和全反射
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方法
※球面折射成像公式※焦距、折射率和球面半径的关系※
薄透镜的成像公式及作图方法
眼睛放大镜显微镜望远镜
※其他常用光学仪器
2.波动光学
光程
※惠更斯原理(定性)
光双缝干涉的干涉现象
光的衍射现象
※夫琅和费衍射
※光栅的布拉格公式
※决议(不需要推导)
光谱和光谱分析(定性)
※光的偏振自然光和偏振光
※马吕斯定律布鲁斯特定律
现代物理学
1.光的本质
光电效应※康普顿散射
波粒二象性光子的能量和动量
2.原子结构
卢瑟福实验原子的核结构
玻尔模型
玻尔模型对氢光谱的解释
※用玻尔模型解释类氢光谱
原子受激辐射激光的产生(定性)和特性
3.核心
原子核的标度数量级
天然放射性现象中原子核的衰变半衰期
辐射检测
质子的发现中子的发现原子核的组成
核反应方程
质能关系裂变和聚变质量亏损
4.微粒
“基本粒子”轻子和夸克(简单知识)
四种基本的相互作用
物理粒子具有波粒二象性。
※物质波
※德布罗意关系
※不确定的关系
※ 5.狭义相对论
爱因斯坦假说
洛伦茨变换
时间和长度多普勒效应的相对论效应
☆速度转换
相对论动量、相对论能量和相对论动能
相对论动量和能量关系
※ 6.太阳系、星系、宇宙、黑洞的初步知识。
单位制
国际单位制和量纲分析
数学基础
1.中学所有初等数学(包括解析几何)。
2.向量的合成与分解,向量的运算,极限、无穷和无穷小的初步概念。
※ 3.初级微积分及其应用;
一元演算的简单规则;
微分:包括多项式、三角函数、指数函数和对数函数的导数,函数的积和商的导数,复合函数的导数。
积分:包括多项式、三角函数、指数函数和对数函数的简单积分。
中国物理奥林匹克竞赛总结-实验
(已于2013实施)
描述:。
本次修改的部分用黑体字表示,新增内容将标有“※”作为复试和决赛题的补充内容;※表示原来是初审的内容,建议这次修改改成复试和期末考试的内容。
一.实验
中国物理奥赛常务委员会编写的《中国物理奥赛实验指南》中的34个实验是中国物理奥赛复赛实验考试的范围。这34个实验的名称是:
实验一实验误差;
实验二研究了气轨上的瞬时速度;
实验三杨氏模量;
实验四用单摆测重力加速度;
实验5在气轨上研究了碰撞过程中动量和能量的变化;
实验6测量声速;
七根弦上的实验驻波实验;
用八块冰做实验的聚变热;
实验九线膨胀率;
实验10液体的比热容;
实验11:数字万用表的使用;
试验12位电流和电压分配电路;
实验13确定DC电源的参数,研究其输出特性;
实验14:磁电式DC计的改装;
实验15用量程为200mV的数字电压表组成多量程电压表和电流表;
实验16测量非线性元件的伏安特性;
实验17:用平衡电桥测电阻;
实验18示波器的使用;
实验19观察电容特性;
实验20检测黑匣子里的电器元件(电阻、电容、电池、二极管);
实验21测量温度传感器的温度特性;
实验22测量热敏电阻的温度特性;
实验23利用霍尔效应测量磁场;
实验24测量光敏电阻的光电特性(有照明和无照明的伏安特性;光电特性);
实验25研究光伏电池的光电特性;
实验26测量发光二极管的光电特性(eU阈值=hc/λ用于估算发射波长);
实验27研究亥姆霍兹线圈的轴向磁场分布;
实验28测量玻璃的折射率;
实验29测量薄透镜的焦距;
实验用三十架望远镜和显微镜;
实验31光的干涉现象;
实验32光的夫琅和费衍射:
实验33利用分光计和极限法测量折射率;
三十四个光谱的实验观察。
各省(自治区、直辖市)竞赛委员会根据本省实际情况,从《中国物理奥林匹克实验指南》的34个实验中确定并公布至少20个实验作为本省(自治区、直辖市)物理竞赛复赛实验考核的内容范围,复赛实验试题从公布的实验中选取。具体方法请参考《中国物理奥林匹克竞赛实验考试及命题若干规定》。
中国物理奥林匹克期末实验是基于本总结中的“理论基础”和“中国物理奥林匹克实验指导”。
三。其他方面
物理竞赛的部分内容具有较大的开放性,主要包括以下三个方面:
1.物理知识在各个方面的应用;对自然界、科技、生产和日常生活中一些物理现象的解释。
2.近代物理学的一些重要成果和近代的一些重要信息。
3.一些有重要贡献的物理学家的名字及其主要贡献。
指定参考书
1.中国物理奥林匹克办公室。中国物理奥林匹克参考文献。北京:北京教育出版社,1985 ~ 2002;中国物理奥林匹克画册。北京:北京教育出版社,2003~2007。
2.沈克琦。高中物理1。北京:北京出版社,1997;高中物理2。北京:北京出版社,1998;高中物理3。北京:北京出版社,1998;高中物理4。北京:北京出版社,1999。
3.中国物理奥林匹克常务委员会。中国物理奥林匹克实验指导书。北京:北京大学出版社,2005。
参考资料
中国物理奥林匹克常务委员会。1 ~ 20届全国物理奥林匹克竞赛解析:力学卷。北京:清华大学出版社,2005;中国物理奥林匹克1 ~ 20届试题分析:电学卷。北京:清华大学出版社,2005;中国物理奥林匹克第1 ~ 20届试题分析:热学、光学与近代物理一卷。北京:清华大学出版社,2006。