全国中学生物理竞赛大纲forr.docx
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1、全国中学学生物理理竞赛大大纲一、 理论基础础 力学 11运运动学 参照照系质点点运动的的位移和和路程、速速度、加加速度相对速速度 矢量和和标量矢矢量的合合成和分分解 匀速及及匀变速速直线运运动及其其图象运运动的合合成抛体体运动 园周周运动 刚体体的平动动和绕定定轴的转转动 质心质心运运动定律律 22牛牛顿运动动定律力学中中常见的的几种力力 牛牛顿第一一、二、三三运动定定律惯惯性参照照系的概概念 摩擦力力 弹弹性力胡胡克定律律 万万有引力力定律均均匀球壳壳对壳内内和壳外外质点的的引力公公式 不要求求导出)开开普勒定定律行星星和人造造卫星运运动 惯性力力的概念念 33物物体的平平衡 共点力力作用下
2、下物体的的平衡 力矩矩刚体的的平衡条条件重心心 物物体平衡衡的种类类 44动量量 冲冲量动量量动量定定量 动量守守恒定律律 反反冲运动动及火箭箭 55。冲量量矩质质点和质质点组的的角动量量角动动量守恒恒定律 6.机械能能 功和功功率 动能和和动能定定理 重力势势能引力力势能质质点及均均匀球壳壳壳内和和壳外的的引力势能公公式(不不要求导导出)弹弹簧的弹弹性势能能 功功能原理理机械能能守恒定定律、碰碰撞 7.流流体静力力学 静止流流体中的的压强 浮力力 88.振动动 简简谐振动动振幅幅频率和和周期位位相 振动的的图象 参考考圆振振动的速速度和加加速度 由动动力学方方程确定定简谐振振动的频频率 阻尼
3、振振动受受迫振动动和共振振(定性性了解) 9.波和声声 横横波和纵纵波波长长、频率率和波速速的关系系波的图图象 波的干干涉和衍衍射(定定性)驻波 声波波声音的的响度、音音调和音音品声音音的共鸣鸣乐音和和噪音 热学 11分子子动理论论 原原子和分分子的量量级 分子的的热运动动布朗运运动温度度的微观观意义 分子子力 分于的的动能和和分子问问的势能能物体的的内能 2热力学学第一定定律 热力学学第一定定律 3热热力学第第二定律律 热热力学第第二定律律可逆逆过程和和不可逆逆过程 4.气体的的性质 热力力学温标标 理理想气体体状态方方程普普适气体体恒量 理想想气体状状态方程程的微观观解释(定性) 理理想气
4、体体的内能能 理理想气体体的等容容等压压等温温和绝热热过程(不要求求用微积积分计算算) 5.液液体的性性质 液体分分子运动动的特点点 表表面张力力系数 浸润润现象和和毛细现现象(定定性) 6.固体的的性质 晶体体和非晶晶体空空间点阵阵 固固体分子子运动的的特点 7.物态变变化 溶解和和凝固熔点溶解热热 蒸蒸发和凝凝结饱饱和气压压沸腾腾和沸点点汽化化热临临界温度度 固固体的升升华 空气的的湿度和和湿度计计露点点 88.热传传递的方方式 传导对流和和辐射 9.热膨胀胀 热热膨胀和和膨胀系系数 电学学 1.静电电场 库仑定定律电电荷守恒恒定律 电场场强度电场线线点电电荷的场场强场场强的叠叠加原理理均
5、匀匀带电球球壳壳内内的场强强公式(不要求求导出)匀电电场 电场中中的导体体静电电屏蔽 电势势和电势势差等等势面点电荷荷电场的的电势公公式(不不要求导导出)电势叠叠加原理理均匀匀带电球球壳壳内内和壳外外的电势势公式 (不不要求导导出) 电容容电容器器的连接接平行行板电容容器的电电容公式式(不要要求导出出) 电容器器充电后后的电能能 电介介质的极极化介电电常数 2稳恒电电流 欧姆定定律电电阻率和和温度的的关系 电功功和电功功率 电阻的的串、并并联 电动势势闭合电电路的欧欧姆定律律 一一段含源源电路的的欧姆定定律 电流表表电压压表欧欧姆表 惠斯斯通电桥桥补偿电电路 3物物质的导导电性 金属属中的电电
6、流欧欧姆定律律的微观观解释 液体体中的电电流法法拉第电电解定律律 气气体中的的电流被激放放电和自自激放电电(定性性) 真空中中的电流流示波波器 半导体体的导电电特性P型半半导体和和N型半半导体 晶体体二极管管的单向向导电性性三极极管的放放大作用用(不要要求机理理) 超导现现象 4磁磁场 电流的的磁场磁感应应强度磁感线线匀强强磁场 安培培力洛洛仑兹力力电子子荷质比比的测定定质谱谱仪回旋加速速器 5电电磁感应应 法法拉第电电磁感应应定律 楞次次定律感应电电场(涡涡旋电场场) 自感系系数 互感和和变压器器 66交流流电 交流发发电机原原理交交流电的的最大值值和有效效恒 纯电阻阻、纯电电感、纯纯电容电
7、电路 整流、滤滤波和稳稳压 三相交交流电及及其连接接法感应应电动机机原理 7电磁振振荡和电电磁波 电磁磁振荡振荡电电路及振振荡频率率 电电磁场和和电磁波波电磁磁波的波波速赫赫兹实验验 电电磁波的的发射和和调制电电磁波的的接收、调调谐、检检波 光学学 1几何光光学 光的直直进、反反射、折折射全反反射 光的色色散折射射率与光光速的关关系 平面镜镜成像球球面镜成成像公式式及作图图法 薄透镜镜成像公公式及作作图法 眼睛睛放大镜镜显微镜镜望远镜镜 22波动动光学: 光的干干涉和衍衍射(定定性) 光谱谱和光谱谱分析电电磁波谱谱 33光的的本性 光的的学说的的历史发发展 光电效效应爱爱因斯但但方程 波粒粒二
8、象性性 原子和和原子核核 1原子结结构 卢瑟福福实验原子的的核式结结构 玻尔模模型用用玻尔模模型解释释氢光谱谱玻尔尔模型的的局限性性 原原子的受受激辐射射激光 2原子核核 原原子核的的量级 天然然放射现现象放射射线的探探测 质子的的发现中中子的发发现原子子核的组组成 核反应应方程 质能能方程裂裂变和聚聚变 “基本本”粒子子夸克克模型 3.不确定定关系实物粒粒子的波波粒二象象性 4.狭狭义相对对路论爱因斯斯坦假设设时间间和长度度的相对对论效应应 55.太阳阳系银银河系宇宙和和黑洞的的初步知知识 数学基基础 1中中学阶段段全部初初等数学学(包括括解析几几何) 2矢量的的合成和和分解极极限、无无限大
9、和和无限小小的初步步概念 3不要求求用微积积分进行行推导或或运算 二、实实验基础础 11要求求掌握国国家教委委制订的的全日日制中学学物理教教学大纲纲中的的全部学学生实验验。 2要要求能正正确地使使用(有有的包括括选用)下下列仪器器和用具具: 米尺游标卡卡尺螺螺旋测微微器天天平秒秒表温温度计量热器器电流流表电电压表欧姆表表万用用电表电池电阻箱箱 变变阻器电容器器变压压器开开关二二极管光具座座(包括括平面镜镜、球面面镜、棱棱镜、透透镜等光光学元件件在内)。 3有些没没有见过过的仪器器,要求求能按给给定的说说明书正正确使用用,例如如电桥、电电势差计计、示波波器、稳稳压电源源、信号号发生器器等。 4除
10、了国国家教委委制订的的全日日制中学学物理教教学大纲纲中规规定的学学生实验验外,还还可安排排其他的的实验来来考查学学生的实实验能力力,但这这些实验验所涉及及到的原原理和方方法不应应超过本本提要第第一部分分(理论论基础),而而所用仪仪器应在在上述第第23指指出的范范围内。 5对数据据处理,除除计算外外,还要要求会用用作图法法。关于于误差,只只 要要求直读读示数时时的有效效数字和和误差、计计算结果果的有效效数字(不不作严格格的要求求)和主主要系统统误差来来源的分分析。 三、其其他方面面 物理竞竞赛的内内容有部分分有较大大的开阔阔性,主主要包括括以下三三方面: 11物理理知识在在各方面面的应用用。对自
11、自然界、生生产和日日常生活活中一些些物理现现象的解解释。 2近代物物理的一一些重大大成果和和现代的的些些重大信信息。 3一些有有重要贡贡献的物物理学家家的姓名名和他们们的主要要贡献。国际物理理竞赛附附录【附录】a所有解题过程都不能用高等数学(微分和积分)不能用复数和微分方程。 b可以来用大纲中没有的新概念和新现象,但是必须在习题正文中作解释。 c对于实验试题,高精尖仪器不应超过题目内容,仪器的应用应有详细介绍和解释 1力学 a质点运动学基础 b牛顿定律,惯性系。 c封闭系统及开放系统,动量,能量,功率。 d能量守恒,线动量守恒,冲量。 e弹性力,摩擦力,重力定律,势能,在重力场中的功。 f向心
12、加速度,开普勒定律。 2刚体力学 a静力学,质心,力矩。 b刚体的运动,平动,转动,角速度,角加速度,角动量守恒。 c外力和内力,刚体绕定轴转动的运动方程,转动惯量,平行轴定理,转动物体的动能。d加速度参考系,惯性。3流体力学这部分没有规定详细问题,但学生要知道压强,浮力和连续性定律。 4热力学和分子物理 a内能,劝和热,热力学第一定律和第二定律。 b理想气体的模型,压强和分子动能,阿伏伽德罗常数,理想气体状态方程,绝对温度。 c等温和绝热过程,气体膨胀作功(纪热过程的方程不需要证明)。 d,卡诺循环,热力学效率,可逆和不可逆过程(统计方法),玻耳兹曼因子。 5振动与波 a,简谐振动,简谐振动
13、方程。 b简谐波,线偏振,经典多普勒效应,声波。 c,简谐波的叠加原理,相干波,干涉拍,驻波 6电荷与电场 a电荷守恒,库仑定律。 b,电场电势,高斯定理,局限于简单对称系统,如球、圆柱和平板。 c电容器,电容,介电常数,电场的能量密度7电流与磁场入电流,电阻,电源的内阻,欧姆定律,基尔霍夫定律,直流和交流电路的功和功率,焦耳定律。 b电流的磁场,磁场中的电流,络仑兹力(磁场中的带电粒子)。 c安培定律,简单对称系统的磁场,如直导线、圆电流和长螺旋管。 d电鹏感应定律,磁通量,楞次定律,自感,电感,磁导率,磁场的能量密度。 e交流电,交流电路中的电阻,电感和电容,电压和电流(并联和串联)谐振。
14、 8电磁波 a振荡电路,振荡频率,由反馈和谐振产生的振荡。 b波动光学,单缝和双缝衍放衙射光栅,光栅的分辨本领,薄膜干涉,布喇格反射,费马原理(只是简单应用)。 c色散和衍射光诺,气体的线光谱。 d作为横波的电磁波,由反射产生偏振,偏振器 e成象系统的分辨本领 f黑体,斯贰藩一玻耳兹曼定律。9量子物理a光电效应,光子的能量和冲量。b德布罗意波长,海森堡测不准原理10。相对沦a相对性原理,速度相加,相对性多普勒效应。b能量和动量守恒,相对论运动方程,动量,能量,质能关系。1物质a布喇格方程的简单应用, 6原子和分子的能级(定性的),发射,吸收,类氢原子的光谱。 c,原子核的能级(定性的),o、A
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