全国中学生物理竞赛及实验课件

阅读《谁动了我的奶酪》有感600字书犹药也,善读之可以医愚。以下是XX为大家精心整理的,欢迎大家阅读,供您参考。前几天,我得到了一本红色封面的图画书:《谁动了我的奶酪》图片中有两只穿着运动鞋的小老鼠,它们的衬衫分别是不同的颜色,两只大眼睛让读者们一下就认识了这两位敏捷的小老鼠,它们是这本书的主人公之一:嗅嗅和匆匆。嗅嗅是一只小灰鼠,身穿紫色衬衫。它的尖鼻可以敏捷地嗅出奶酪的味道从而帮助大家找到路线,它自己还可以用鼻子发现奶酪的变化,比如奶酪变质等等。还有一位是匆匆,它能迅速开始行动,而且它是一只橙色的小老鼠,身穿紫色衬衫,有一双黑色运动鞋。另外,还有两位主人公,他们都是小矮人,而且体形同老鼠一模一样,他们是:哼哼和唧唧。哼哼经常头上戴着一顶高高的睡帽。穿着深绿色的衬衫,他因为害怕变化而否认和拒绝变化,从而使事情变得很糟糕。还有唧唧,当他认识到变化可以让事情变得更美好的时候,就可以及时调整心态去适应状态。虽然他们性格都不一样,但他们都有一个共同的目标:在迷宫中找到我们自己的路,在变化的时代获得成功。这本精彩的寓言书是由美国的斯宾塞·约翰逊教授笔下写出。翻译者则是吴立俊和罗琳。知识、兴趣与竞赛

南京大学物理系周进漫谈中学生物理竞赛和实验阅读《谁动了我的奶酪》有感600字知识、兴趣与竞1中学生广泛参与的课外活动1.全国高中数学联赛2.全国中学生物理竞赛3.中国化学奥林匹克4.全国青少年信息学奥林匹克联赛5.全国中学生生物学联赛

国际数学奥林匹克竞赛1956年罗马尼亚国际物理奥林匹克竞赛1967年波兰国际化学奥林匹克竞赛1968年捷克斯洛伐克国际信息学奥林匹克竞赛1989年保加利亚，国际生物奥林匹克竞赛1989年捷克斯洛伐克中学生广泛参与的课外活动1.全国高中数学联赛国际数学奥林匹2江苏省五大学科竞赛主办单位分别是：1.江苏省数学会：数学竞赛。2.江苏省物理学会：物理学竞赛。3.江苏省化学化工学会：化学竞赛。4.江苏省青少年科技中心：信息学竞赛。5.江苏省青少年科技中心：生物学竞赛南京大学生命科学学院：江苏省五大学科竞赛主办单位分别是：31.全国中学生物理竞赛基本情况和要求2.竞赛试题特点3.实验的基本要求和案例4.江苏省中学生物理学术创新竞赛JSYPT介绍1.全国中学生物理竞赛基本情况和要求4竞赛基本情况1984年中国举办第一届物理竞赛，命名为：“全国中学生物理竞赛”，对外称中国物理奥林匹克主管：中国科学技术协会主办：中国物理学会批准：国家教育部1.全国中学生物理竞赛基本情况和要求竞赛基本情况1984年中国举办第一届物理竞赛，命名为：1.全5全国决赛设奖：一等奖100名(决赛人数的1／6)

（全国前50名保送无需高考

）

二等奖140名(决赛人数的1／3)

（一般前70名左右清华北大一本线）

三等奖140名特别奖：总分第一、理论成绩第一、实验成绩第一、女生第一复赛设奖：省队14名左右

赛区一等奖（国1）（原来保送江苏60名左右）2016年83人江苏省赛区一、二、三等奖初赛入围复赛全国决赛设奖：一等奖100名(决赛人数的1／6)复赛设6竞赛程序预赛各市教研室和市物理学会组织赛事预赛时间：9月上旬试卷形式：类似高考试卷试卷内容：高于高考内容试卷总分：200分考试时间：3小时江苏参赛学生数：逐年增加今年近10万人竞赛程序预赛7复赛(理论考试和实验考试)省物理学会物理竞赛委员会组织赛事复赛时间：9月中旬地点：南京复赛理论考试试卷形式：7—8道题，主要是计算题试卷内容：高于预赛内容接近大学物理水平试卷总分：320分考试时间：3小时江苏复赛人数：预赛学生数的5%左右(约5000人左右)复赛(理论考试和实验考试)8复赛实验考试实验分成两类，前100名考试，选省队和国家赛区一等奖证书。实验考试内容：通常2道实验题范围：基本是公布的20个实验实验考试总分：80分实验考试时间：3小时复赛实验考核获得一等奖必须通过实验考核。

考核一个实验时间80分钟

分通过和不通过。复赛实验考试9决赛全国中学生物理竞赛委员会组织赛事决赛时间：10月底、11月初理论试卷形式：7—8道题，主要是计算题试卷内容：高于复赛内容试卷总分：280分考试时间：3小时实验考试：通常做2个实验3小时没有范围试卷总分：120分江苏参赛人数：13人左右(2016年：全国参赛人数380名）决赛10大纲仅起参考作用,实际出题往往超纲,复赛与决赛中更为常见竞赛的大纲的变化2013年已实施(2011年修订)的大纲.

2016年实施(2015年修订)的新大纲2.竞赛试题特点大纲仅起参考作用,竞赛的大纲的变化2013年已实施11新大纲的基本特征:(i)新增了几个专题(模块)

如刚体力学,麦克斯韦速率分布,熵的数学表示与熵增原理,电介质,衍射等;(ii)概念,原理和定律的深度,广度和应用得到加强

如自然坐标系,质心参考系以及相关运动定理,变质量体系的运动,麦克斯韦速率分布,多方过程及应用,高斯定理及其在对称带电体系中的应用等;(iii)新增了一些处理问题的方法如虚功原理,静电镜像法,交流电的矢量和复数表述等.新大纲的基本特征:121.扩大了出题的范围、类型,为增强题目的深度、广度、灵活应用性和综合性等提供了依据和条件.2.新大纲中对知识的完整性和系统性的理解、掌握和应用要求更高,不是仅仅学习相关知识点即可.3.根据新大纲以及近几年出题的实际情况分析,试题所涉内容已覆盖大学基础物理并涉及部分理论物理基本内容(如虚功原理和镜像法).4.新大纲中对复赛和决赛中定量计算能力的考查均有更高要求.

1.扩大了出题的范围、类型,为增强题目的深度、广度、灵活13知识面宽、难度大，综合性强；对数学知识要求高；涉及的物理过程复杂，涉及现代科学技术知识；要求良好的物理实验能力。题型：选择题、填充题、计算题知识面宽、难度大，综合性强；14物理包含力学电学光学热学和近代物理竞赛复赛关注重点2014年：力学35%

电学30%

光学13%

热学10%

近代物理12%2012年：力学40%

电学40%

光学10%

热学10%

近代物理12%2008年：力学30%

电学30%

光学13%

热学13%

近代物理13%2002年：力学29%

电学35%

光学12%

热学12%

近代物理12%物理包含力学电学光学热学和近代物理竞赛复赛关注重点2015复赛中考试的分值点（参考）：理论满分：160分

省队理论分大约在130分左右80%

国1理论分大约在90分左右60%

省1理论分大约在50分左右40%

省2理论分大约在30分左右20%实验考试：40分

省队35分左右

国125分左右复赛中考试的分值点（参考）：163.实验的基本要求和案例3.实验的基本要求和案例17我国曾派一个教育访问团去美国考察初等教育：

上世纪70年代末一次考察学生无论品德优劣，能力高低，无不趾高气扬，踌躇满志，大有“我因我之为我而不同凡响”的意味。小学二年极的学生，大字不识一斗，加减乘除还得掰手指头，就整天奢谈发明创造，在他们手里，把地球调个头，好像都易如反掌似的。重音体美，轻数理化。无论是公立还是私立学校，音体美活动无不如火如荼，而数理化则乏人问津。结论是美国的基础教育巳病入膏肓。可以预言，再过20年，中国的科技和文化必将赶上并超过这个所谓的“超级大国”。18我国曾派一个教育访问团去美国同一年，作为互访，美国也派出了教育考察团，他们也写了一份报告，中国的孩子是世界上最勤奋的，是起的最早睡得最晚的。学习成绩和世界上任何一个国家同年纪的学生相比都是最好的。可以预测，再用20年的时间，中国在科技和文化方面，必将把美国远远的甩在后面。

然而，几十多年过去了，美国的共培育了几十位诺贝尔奖获得者和几百位位知识型亿万富翁。而我们却没有预想的那么好。同一年，作为互访，美国也派出了教育考察团19在这份考察报告中双方都看到是科学知识、基础忽视是兴趣、想象和能力

这些是创新中至关重要的因素。爱因斯坦说：“想象力比知识更重要，因为知识是有限的，而想象力概括着世界的一切，推动着进步，并且是知识进化的源泉。”Imaginationismoreimportantthanknowledge.-AlbertEinstein20在这份考察报告中双方都看到是爱因斯坦说：“想象力比知识更重要物理学中实验与理论理论依赖于实验，再好的理论没有实验证明都是无效的。理论永远推翻不了实验，但实验可以推翻理论。当实验把理论推翻了之后，可以寻找新的理论。任何物理理论总是临时性的：你永远不可能证明它。不管多少回实验的结果和某一理论相一致，你永远不可能断定下一次结果不会和它矛盾。另一方面，哪怕你只要找到一个和理论预言不一致的观测事实，即可证伪之。理论是认识事物的依据，实验是事实。所以实验在物理研究中具有突出地位。21物理学中实验与理论21近30年的诺奖中。理论占30%，实验70%，理论家占28%，实验家占72%。但物理学的理论只有在实验上得到验证的才能真正成为真理。

历史上许多理论消声匿迹了，因为得不到实验的证明或违背实验。（如以太假论）22近30年的诺奖中。理论占30%，实验70%，理论1956年，李政道和杨振宁提出弱作用中宇称可能不守恒。大多数人是不相信。Pauli曾说：“上帝不是弱的左撇子”。

吴健雄认为宇称守恒即使不被推翻，也应被测试。她和美国国家标准局的学者合作，经过约半年的努力，1957年1月9日凌晨2点吴健雄向公众宣告宇称守恒定律被推翻。

1957年杨李获得诺贝尔奖231956年，李政道和杨振宁提出弱作用中宇称可能不守恒。霍金关于黑洞的理论上个世纪70年代初，霍金提出了一个理论，即黑洞能够发出放射物。这一理论在当时引起极大的争议，多数科学家认为黑洞拥有非常强大的引力场以致没有东西能够逃离它们。其后，Hawkin的假说赢得了广泛认同，但未能证实。

而诺贝尔物理学奖只有实验证明一种新现象的前提下才会授予。

CERN的大型强子对撞机（LHC）可能会证实Hawkin的预言。剑桥大学的BenAllanach博士说：“如果LHC证实了霍金辐射的存在，获得诺贝尔奖就不是什么难事了。”24霍金关于黑洞的理论而诺贝尔物理学奖只有实验证明一种新现象的前物理实验培养学生4个能力：

独立实验的能力

分析与研究的能力

理论联系实际的能力

创新能力除实验能力的培养还能激发好奇心、想象力和质精神。物理学是一门实验科学。物理实验培养学生4个能力：

独立实验的能力

250.实验误差1.单摆测量重力加速度2.杨氏模量3.表面张力系数4.测定液体比热

5.冰的溶解热

6物体冷却规律研究7.霍耳效应的研究8.测量空气中的声速9.二极管的伏安特性10直流电桥。11.电表的改装12.示波器13.电学黑盒子14.测量地磁场15.分光计测三棱镜折射率16.牛顿环17.基点的测量18.光电效应19.测量凹透镜的曲率半径20.单逢衍射考试和考核的实验项目0.实验误差11.电表的改装考试和考核的实验项目26案例1实验用单摆测量本地重力加速度一、实验器材

带游标高度可变的支架（乔里氏秤支架）、细线、摆锥、秒表、直角坐标纸、胶带、剪刀等。二、实验要求1．写出实验原理及相应公式;2．简述主要实验步骤;3.记录数据，用作图法求出本地重力加速度；物理实验考核和考试案例案例1实验用单摆测量本地重力加速度物理实验考核和考试案例27T=4

(L0+x)/g)

221.拉开单摆摆锥摆动角度小于5度每次测量20个周期时间t，测量3次取平均t。2.假设开始时绳长为L0，每次增加X,取5个不同的单摆长度，进行测量。

X(cm)0.08.016.024.032.0t20TT2T=4(L0+x)/g)221.拉开单摆摆锥摆动28测量磁场水平方向分量小磁针可以绕悬线C自由摆动，当它与B∥夹角为θ时，受到的磁力矩Ｌ＝－ＭB∥sinθ，Ｌ＝－ＭB∥θ，因为力矩等于转动惯量乘以角加速度。有

（2）即

考试案例：测量磁场水平方向分量小磁针可以绕悬线C自由摆动，当它与B∥夹29磁针摆动周期与磁场关系

,Ｂ∥＝B地＋ＢeBe∝ki

式中M是磁针的磁矩，I是转动惯量。

是磁针所在处磁场的水平分量。通过电流i的亥姆霍兹线圈磁场为

.

其中线圈半径R=10.0cm,匝数N=650，m0=4p*10-7H/m.磁针摆动周期与磁场关系,30

实验仪器与元件：亥姆霍兹线圈（未连接），小磁针，直流电源，电流表，换向开关，滑线变阻器，秒表，导线若干，坐标纸要求：1画出实验线路图2写出实验中关键步骤3如何判定亥姆霍兹两线圈正确连接4测量磁针所在处局域磁场水平方向分量

实验仪器与元件：亥姆霍兹线圈（未连接），小磁针，直流电312写出实验中关键步骤

调节待测磁场与线圈轴线方向确定两线圈的连接方向正确确定电流的正负1画出实验线路图2写出实验中关键步骤1画出实验线路图323测量电流与周期的关系

4作图

（考虑实验的线性性和交点准确）

1/T=a(B地＋ki)

计算结果

i0=5.30mAB//=3.20*10-5T2i(mA)+3.00+2.00+1.000.00-1.00-2.00(s)0.4750.5050.5350.6030.6820.7661/T2(s-2)4.433.923.512.752.151.70i(mA)-3.00-4.00-7.00-8.00-9.00-10.00(s)0.9321.300.9160.7610.6700.6041/T2(s-2)1.150.5901.191.732.232.743测量电流与2i(mA)+3.00+2.00+1.000.33测普朗克常数h典型物理实验题欣赏－2005年国际奥赛题测普朗克常数h典型物理实验题欣赏－2005年34普朗克于1900年提出光是以能量量子hv的形式从物体中放出的假设。在1905年，爱因斯坦发展了这个假说，认为能量量子一旦被放出，就会变成一颗不变的光量子(后来这量子被称作光子)。常见的光就是由大量的光子聚在波前处形成的。虽然它们如物体中的原子般隐藏在光波中，但普朗克常数h揭露了它们的存在。普朗克于1900年提出光是以能量量子hv的形式从物35物体会在发出辐射的同时，吸收外界的辐射。黑体就是能完全吸收所有波长辐射的物体，同时它也是完全的辐射体。对电磁波来说，黑体是完全吸收，没有反射，完全辐射的物体。真实物体不是“全黑”的；一个物体与相同温度的黑体的辐射功率比就是该物体的发射率

，通常

与波长有关。普朗克发现在绝对温度为T的物体辐射的波长为

的电磁波的功率密度为物体会在发出辐射的同时，吸收外界的辐射36热辐射与波长的关系:发射率

(=1黑体)C1,C2:常数热辐射与波长的关系:C1,C2:常数37考虑

值小时，即在图左方离极大值很远的位置，可以忽略(1)式分母的-1项，方程（1）可简化成本题要求从实验确定c2，它正比于普朗克常数h。(1)考虑值小时，即在图左方离极大值很远的位38实验装置PlatformPotentiometerBatteryLampAVLDRCoverRulerSolutionfilterHolderGreyfilterVoltmeterAmmeterOhmeter仪器：平台光敏电阻、试管及12V电灯泡保护罩电位器(Pm)12V电池万用表滤光液体的试管试管架灰度滤光片实验装置PlatformPotentiometerBatte39灯丝的光谱是连续的uwavelength,本实验辐射物体为白炽灯A的钨丝，有很宽的辐射光谱，而且发光度可调。灯丝的光谱是连续的uwavelength,本实验辐射40试管B装有滤光液体，该液体只容许在可见谱中0值附近一非常窄的范围的光通过。F-2ABCu

0F-3试管B装有滤光液体，该液体只容许在可见谱中0值附近一非41滤光器的光学性质滤光器的透射率(透射光强与入射光强之比)与波长关系注意：

0是透射率最大时对应的波长，2是指透射率降到极大值1/2时的所对应的波长宽度。2

=620–565;

=28nm

0=590nm滤光器的光学性质注意：0是透射率最大时对应的波长，242uwavelength,Liquidfilter0经过滤光液体以后,只留下可见光区内一个很窄的带,假设它近似为单色的uwavelength,Liquidfilter043光敏电阻（LDR）Liquidfilter0uwavelength,光敏电阻(LDR)的响应光敏电阻（LDR）Liquidfilter0uwave44

光敏电阻（LDR）的电阻R与其所受光照E有关，而E则与钨丝的功率密度成正比

式中无量纲参数为LDR的特征之一，需由本实验中求得。从上面可得出LDR的电阻R

与钨丝温度T

的关系

(3)此式将应用到。这个公式中c3

是一个未知比例常数。本实验的目的是通过测量不同温度T对应的电阻R，从而得到c2。光敏电阻（LDR）的电阻R与其所受光照45由公式:对于足够小的

光敏电阻的阻值R

与受到的辐射的关系光敏电阻接受的辐射能E正比于白炽灯的辐射出射度b:常数

:参数取对数,得作图lnRldr1/T实验设计思路由公式:对于足够小的光敏电阻的阻值R与受到的辐射的46线路图实验装置:VoltmeterLampAmmeterPotentiometerBatterySolutionfilterLDROhmeterVA线路图实验装置:VoltmeterLampAmme47问题

灯丝温度的测量 导电灯丝的电阻RB满足以下公式：

式中是导体的电阻率,l

是长度,S是灯丝的横截面积。问题48金属电阻率随温度的升高而增加。在300K－3655K之间，钨满足以下经验关系（SI单位制）

热膨胀造成灯丝长度和截面的改变。本实验这个效应的影响很小，可以忽略不计。忽略热膨胀可以得到

为了得到T首先要确定a。它可以通过测量环境温度T0下的灯丝电阻RB,0而确定。全国中学生物理竞赛及实验课件49a) 用万用表测量环境温度T0。b)直接用万用表来测量

T0下的灯丝电阻RB,0

是不可取的，因为测量时产生的电流会产生提高灯丝温度。这里，为了测量RB,0，将电池与电位器相连接。需要有足够多的电流读数，测量范围在可以调节到的最小电压至1V之间。（100mV以下至少测量15个点。）最后，将电位器置于起始位置，断开电位器与电池之间的导线。 每一对V和I的值，求出相应的电阻值RB

。注明实验能够达到的最小电压。以RB作为纵轴，作图表示RB与I的关系。a) 用万用表测量环境温度T0。50问题2a)t0=24ºCT0=297KT0=1Kb)V/mVI/mARB/21.930.534.937.040.143.047.651.155.358.361.365.567.573.080.985.689.095.1111.9130.2181.82203074475907308609601.872.582.953.123.373.603.974.244.564.795.025.335.475.886.426.736.967.368.389.3711.6713.0415.2917.6819.821.523.224.411.7111.8211.8311.8611.9011.9411.9912.0512.1312.1712.2112.2912.3412.4112.6012.7212.7912.9213.3513.8915.6316.8720.0825.2829.8033.9537.0739.34Vmin=9.2mV问题2t0=24ºCT0=297KT0=51全国中学生物理竞赛及实验课件52c)V/mVI/mARB/21.90.130.50.134.90.137.00.140.10.143.00.147.60.151.10.155.30.158.30.11.870.012.580.012.950.013.120.013.370.013.600.013.970.014.240.014.560.014.790.0111.710.0811.820.0611.830.0511.860.0511.900.0511.940.0411.990.0412.050.0412.130.0312.170.03c)V/mVI/mARB/21.90.1153c) 观察b)得到的图，选择适当的数值范围，线性拟合外推到原点，可以得到RB，0。将所选择的所有数据填在答卷纸的表中。求RB,0及ΔRB0。d) 用（6）式求a

和a的值，RB,0

用Ω，T0

用K作单位。c) 观察b)得到的图，选择适当的数值范围，线性拟合外推到54

RB

的误差1d)

误差计算方法1

a=39.4a=

0.3RB的误差1d)误差计算方法1a=39.55问题44LDR的性质LDR的材料在黑暗中是不导电的。当光照射时,产生载流子,可以有电流通过。LDR的电阻满足以下公式

这里b是常数,它仅与LDR的成分和几何结构有关。γ

是一个无量纲的参数，给出了电阻的变化随E关系。理论上，理想的LDR的γ=1，然而，基于许多因素的作用，在实际情况下γ<1。问题44LDR的性质56γ的测量是必需的。测量R和E的关系。在光源和试管之间插入透射率为51.2%灰度板F（减光板），通过它产生为E’=0.512E的光强,测量这时的LDR的电阻R’,有F-7Fγ的测量是必需的。F-7F57得到

(8) R=5.07k

R’=8.11透光率t=51.2%R=5.07k58RVA数据的测量VIRRB=V/IT=aRB0.83RB-0.83lnRRB-0.83lnRV1I1R1RB1T1RB1-0.83lnR1V2I2R2RB2T2RB2-0.83lnR2V3I3R3RB3T3RB3-0.83lnR3VnInRnRBnTnRBn-0.83lnRnRVA数据的测量VIRRB=V/IT=aRB0.83RB59V/VI/mARB/T/KRB-0.83(S.I.)R/klnR9.480.0185.50.1110.90.2196218(2.0080.004)10-2

8.770.012.1710.0019.730.0186.80.1112.10.2198018(1.9900.004)10-28.110.012.0930.0019.830.0187.30.1112.60.2198718(1.9830.004)10-27.900.012.0670.00110.010.0188.20.1113.50.2200018(1.9700.004)10-27.490.012.0140.00110.250.0189.40.1114.70.2201818(1.9520.003)10-27.000.011.9460.00110.410.0190.20.1115.40.2202818(1.9430.003)10-26.670.011.8940.00210.610.0191.20.1116.30.2204118(1.9300.003)10-26.350.011.8490.00210.720.0191.80.1116.80.2204919(1.9230.003)10-26.160.011.8180.00210.820.0192.20.1117.40.2205719(1.9150.003)10-26.010.011.7930.00210.970.0193.00.1118.00.2206619(1.9070.003)10-25.770.011.7530.00211.030.0193.30.1118.20.2206919(1.9040.003)10-25.690.011.7390.00211.270.0194.50.1119.30.2208519(1.8900.003)10-25.350.011.6770.00211.420.0195.10.1120.10.2209619(1.8800.003)10-25.150.011.6390.00211.500.0195.50.1120.40.2210119(1.8750.003)10-25.070.011.6230.002unnecessaryV/VI/mARB/T/KRB-0.8360e)WeplotlnRversusRB-0.83.e)61

and

then

Becauseof

h=6.410-34J·s

h=0.310-34J·s光速,c=2.998·108ms-1;波耳兹曼常数,k=1.381·10-23JK-1

62江苏省中学生物理学术创新竞赛JSYPT介绍第一届2013年7月8-9在南京外国语学校举行。常州高级中学、丹阳高级中学、海州高级中学、淮阴中学、南通第一中学、启东中学、前黄高级中学、如皋中学、苏州十中、天一中学、新海高级中学、盱眙中学、扬州中学、宜兴中学、镇江中学、南师附中、附中江宁分校、金陵中学、无锡市第一中学、徐州市第一中学22所中学。

2017年7月17-19日为第五届。今年又增加了南京大学NYPT,有7个省市学校参加，发展成全国性中学生活动

江苏省中学生物理学术创新竞赛JSYPT介绍第一届2013年763内容和形式采纳国际青年物理学家锦标赛（InternationalYoungPhysicists’Tournament，简称IYPT）的模式。采取团队辩论方式，就解决给定物理问题的基本知识、理论分析、实验方案、结果讨论等进行辩论，IYPT给出的问题是开放的，同学在实验过程中会遇到各种各样的新问题，因此这实际上是一个综合性能力培养的过程，既要同学有一定的知识储备，也需要一些创新思维和一些具体的设计方案、动手和操作能力，也包含协作、表达等。64内容和形式采纳国际青年物理学家锦标赛全国中学生物理竞赛及实验课件65全国中学生物理竞赛及实验课件66全国中学生物理竞赛及实验课件67全国中学生物理竞赛及实验课件68全国中学生物理竞赛及实验课件69全国中学生物理竞赛及实验课件70典型案例（2011年IYPT题）Page

71Designandmakeadevice,usingonesheetofA480gramperm2paperthatwilltakethelongestpossibletimetofalltothegroundthroughaverticaldistanceof2.5m.Asmallamountofgluemaybeused.Investigatetheinfluenceoftherelevantparameters.用密度为80克每平方米的一张A4纸设计并制作一个装置，使得该装置从2.5米的垂直距离下落到地面的时间尽可能长。制作时可以使用少量胶水。试探究影响落地时间的相关参量。典型案例（2011年IYPT题）Page71Desig71模型探究实验次数下落时间/s实验次数下落时间/s12.31112.5822.31122.5532.5132.6342.4142.5852.56152.5762.59162.4672.39172.5482.55182.4492.51192.56102.52202.47平均时间：2.50s平均转速：50.2rad/s72模型探究实验次数下落时间/s实验次数下落时间/s12.311模型探究实验次数下落时间/s实验次数下落时间/s12.72163.0622.85172.8332.9182.8543.03192.8252.91202.8362.72212.8172.94222.8182.78232.8992.77243.06102.89253.01112.88262.95122.86272.84133282.86142.93292.8152.94302.88平均时间：2.88s平均转速：18.5rad/s73模型探究实验次数下落时间/s实验次数下落时间/s12.721最终确定模型实验次数下落时间/s实验次数下落时间/s13.211224.1123.533134.143.5144.253155.262.8163.972.5175.582.918295.1193.9103.7202.4h=10.5cmd=4.4cmL=49.1cm平均时间：3.5s74最终确定模型实验次数下落时间/s实验次数下落时间/s13.2相关因素空气阻力在只考虑重力与竖直向上空气阻力的情况下，A4纸将竖直下落。显然，在重力与下落高度一定的前提下，空气阻力的大小决定了下落时间的长短。下落速度不大时，空气阻力表达式可写为，因此可定性

地看出直接影响下落时间的因素之一

即为A4纸的面积与形状，表面积（迎风面积）越大，下落时间越长。75相关因素空气阻力75相关因素表面摩擦我们从有关文献[1]中查找到有

关下落物体形状对空气阻力

与空气表面摩擦力的影响，

列出如右表。为了增大摩擦

表面积必须“牺牲”迎风面积

，空气阻力与表面摩擦不可兼

得。而在速度较小的情况下，

空气摩擦对下落速度的影响与

空气阻力相比几乎可以忽略不

计，因此在建立的模型中，忽

略表面摩擦的影响。76相关因素表面摩擦76相关因素水平平动与旋转在简单地对下落过程进行受力分

析后，再从能量角度对下落过程

进行分析：下落过程中，重力与空气阻力的合力对物体做的功转化为物体下落的动能，在总动能不变的情况下，若能尽可能地将动能转化转动动能与水平方向的平动动能，减小竖直方向动能，则能够减小竖直方向下落速度，延长下落时间。因此，用A4纸制作下落装置时，也应综合考虑能量因素，尽量使装置在下落中水平平动与旋转。77相关因素水平平动与旋转77相关因素随机扰动在用A4纸下落的实验过程中，我们发现下落过程可能由于A4纸自身形变扰动了周围气流而产生不稳定的飘、摆、翻、转等现象，这类“随机扰动”实际上是有可能按照下一页图所示的固定轨迹进行的，而这种扰动对下落时间的影响究竟是怎样的，下面将在理论推导部分展开讨论。78相关因素随机扰动78相关因素随机扰动的模式79相关因素随机扰动的模式79理论推导假设只存在重力与大小为的空气阻力，则可得到物体运动方程：解微分方程，得：代入t=0，v=0，得到v的表达式：80理论推导假设只存在重力与大小为的空理论推导利用改写上式，得：代入初始条件：t=0,h=0,得到最终得到下落时间t与装置表面积S的关系式：81理论推导利用改写上式，得：81为了验证这一关系，我们将A4纸折起四边，做成“方盒形”保证装置在下落过程中不出现形变与随机摆动。通过控制折起不同的长度，改变装置表面积，可得到多组表面积S与下落时间t的关系：Page

82实验中随机扰动对下落时间的影响为了验证这一关系，我们将A4纸折起四边，做成“方盒形”保82用二次多项式对数据点进行拟合，可得到表面积关于下落时间的关系图，拟合系数等于0.9883；此外，在实验过程中我们发现，随着方盒表面积的增加，下落过程中的飘摆等不稳定运动越加明显，所以为了作出前面推导的的图象，取表面积最小的那一组来确定阻力系数k，计算出k＝0.73。83用二次多项式对数据点进行拟合，可得到表面积关于下落时间的关系理论实验对照在Mathematica中将数据拟合出的曲线（红线）与理论推导出的曲线（黑线）进行比较发现：随着面积的增大，实际下落时间增幅大于理论下落时间。原因是：理论模型中将纸视为刚体，而实验中随着方盒表面积增大，四边折起的高度变小，刚度减小，出现随机扰动的可能性增大。84理论实验对照在Mathematica中将数据拟合出的曲线旋转对下落时间的影响（理论）假设装置质心速度竖直向下，无其他方向平动，绕定轴旋转的转动惯量为，末角速度为，原下降末速度为，则有：在不裁剪A4纸的情况下，，其中a为A4纸某边边长。85旋转对下落时间的影响（理论）假设装置质心速度竖直向下，无其他旋转对下落时间的影响（理论）取a＝21.00cm，v0=1.0m/s，=10rad/s，代入上式，得v=0.63m/s，即在质量和表面积相同的情况下，若能让装置在下落过程中旋转4～5圈，则可以使其下落速度减缓30％以上。86旋转对下落时间的影响（理论）取a＝21.00cm，v0=问题的思考理论推导部分得出了随机扰动增加下落时间的结论，但实际设计中很难操作，因此没有对随机扰动进行深入的讨论。以突出随机扰动这个特性来设计一种模型。如何在保持表面积的情况下使装置产生相对较大的平动速度。87问题的思考理论推导部分得出了随机扰动增加下落时间的结论，但实结论影响纸下降时间的因素：空气阻力和表面摩擦力，转动动能，随机扰动。上述分析得到，我们抽象出的最重要的两个因素是随机扰动和旋转。实验设计时，要增大阻力，则要尽量增大迎风面积。要增加转动动能，则要尽量使纸上下表面的气流速度不同。要增加随机扰动，则要尽量保持纸的自由度，即做少的改动。综合上述分析，我们设计的最优模型是将一张A4纸截成两份，连接起来，并且边界处折起，模拟飞机翼的模型，下降时间最长。88结论影响纸下降时间的因素：空气阻力和表面摩擦力，转动动能，随谢谢谢谢89阅读《谁动了我的奶酪》有感600字书犹药也,善读之可以医愚。以下是XX为大家精心整理的,欢迎大家阅读,供您参考。前几天,我得到了一本红色封面的图画书:《谁动了我的奶酪》图片中有两只穿着运动鞋的小老鼠,它们的衬衫分别是不同的颜色,两只大眼睛让读者们一下就认识了这两位敏捷的小老鼠,它们是这本书的主人公之一:嗅嗅和匆匆。嗅嗅是一只小灰鼠,身穿紫色衬衫。它的尖鼻可以敏捷地嗅出奶酪的味道从而帮助大家找到路线,它自己还可以用鼻子发现奶酪的变化,比如奶酪变质等等。还有一位是匆匆,它能迅速开始行动,而且它是一只橙色的小老鼠,身穿紫色衬衫,有一双黑色运动鞋。另外,还有两位主人公,他们都是小矮人,而且体形同老鼠一模一样,他们是:哼哼和唧唧。哼哼经常头上戴着一顶高高的睡帽。穿着深绿色的衬衫,他因为害怕变化而否认和拒绝变化,从而使事情变得很糟糕。还有唧唧,当他认识到变化可以让事情变得更美好的时候,就可以及时调整心态去适应状态。虽然他们性格都不一样,但他们都有一个共同的目标:在迷宫中找到我们自己的路,在变化的时代获得成功。这本精彩的寓言书是由美国的斯宾塞·约翰逊教授笔下写出。翻译者则是吴立俊和罗琳。知识、兴趣与竞赛

南京大学物理系周进漫谈中学生物理竞赛和实验阅读《谁动了我的奶酪》有感600字知识、兴趣与竞90中学生广泛参与的课外活动1.全国高中数学联赛2.全国中学生物理竞赛3.中国化学奥林匹克4.全国青少年信息学奥林匹克联赛5.全国中学生生物学联赛

国际数学奥林匹克竞赛1956年罗马尼亚国际物理奥林匹克竞赛1967年波兰国际化学奥林匹克竞赛1968年捷克斯洛伐克国际信息学奥林匹克竞赛1989年保加利亚，国际生物奥林匹克竞赛1989年捷克斯洛伐克中学生广泛参与的课外活动1.全国高中数学联赛国际数学奥林匹91江苏省五大学科竞赛主办单位分别是：1.江苏省数学会：数学竞赛。2.江苏省物理学会：物理学竞赛。3.江苏省化学化工学会：化学竞赛。4.江苏省青少年科技中心：信息学竞赛。5.江苏省青少年科技中心：生物学竞赛南京大学生命科学学院：江苏省五大学科竞赛主办单位分别是：921.全国中学生物理竞赛基本情况和要求2.竞赛试题特点3.实验的基本要求和案例4.江苏省中学生物理学术创新竞赛JSYPT介绍1.全国中学生物理竞赛基本情况和要求93竞赛基本情况1984年中国举办第一届物理竞赛，命名为：“全国中学生物理竞赛”，对外称中国物理奥林匹克主管：中国科学技术协会主办：中国物理学会批准：国家教育部1.全国中学生物理竞赛基本情况和要求竞赛基本情况1984年中国举办第一届物理竞赛，命名为：1.全94全国决赛设奖：一等奖100名(决赛人数的1／6)

（全国前50名保送无需高考

）

二等奖140名(决赛人数的1／3)

（一般前70名左右清华北大一本线）

三等奖140名特别奖：总分第一、理论成绩第一、实验成绩第一、女生第一复赛设奖：省队14名左右

赛区一等奖（国1）（原来保送江苏60名左右）2016年83人江苏省赛区一、二、三等奖初赛入围复赛全国决赛设奖：一等奖100名(决赛人数的1／6)复赛设95竞赛程序预赛各市教研室和市物理学会组织赛事预赛时间：9月上旬试卷形式：类似高考试卷试卷内容：高于高考内容试卷总分：200分考试时间：3小时江苏参赛学生数：逐年增加今年近10万人竞赛程序预赛96复赛(理论考试和实验考试)省物理学会物理竞赛委员会组织赛事复赛时间：9月中旬地点：南京复赛理论考试试卷形式：7—8道题，主要是计算题试卷内容：高于预赛内容接近大学物理水平试卷总分：320分考试时间：3小时江苏复赛人数：预赛学生数的5%左右(约5000人左右)复赛(理论考试和实验考试)97复赛实验考试实验分成两类，前100名考试，选省队和国家赛区一等奖证书。实验考试内容：通常2道实验题范围：基本是公布的20个实验实验考试总分：80分实验考试时间：3小时复赛实验考核获得一等奖必须通过实验考核。

考核一个实验时间80分钟

分通过和不通过。复赛实验考试98决赛全国中学生物理竞赛委员会组织赛事决赛时间：10月底、11月初理论试卷形式：7—8道题，主要是计算题试卷内容：高于复赛内容试卷总分：280分考试时间：3小时实验考试：通常做2个实验3小时没有范围试卷总分：120分江苏参赛人数：13人左右(2016年：全国参赛人数380名）决赛99大纲仅起参考作用,实际出题往往超纲,复赛与决赛中更为常见竞赛的大纲的变化2013年已实施(2011年修订)的大纲.

2016年实施(2015年修订)的新大纲2.竞赛试题特点大纲仅起参考作用,竞赛的大纲的变化2013年已实施100新大纲的基本特征:(i)新增了几个专题(模块)

如刚体力学,麦克斯韦速率分布,熵的数学表示与熵增原理,电介质,衍射等;(ii)概念,原理和定律的深度,广度和应用得到加强

如自然坐标系,质心参考系以及相关运动定理,变质量体系的运动,麦克斯韦速率分布,多方过程及应用,高斯定理及其在对称带电体系中的应用等;(iii)新增了一些处理问题的方法如虚功原理,静电镜像法,交流电的矢量和复数表述等.新大纲的基本特征:1011.扩大了出题的范围、类型,为增强题目的深度、广度、灵活应用性和综合性等提供了依据和条件.2.新大纲中对知识的完整性和系统性的理解、掌握和应用要求更高,不是仅仅学习相关知识点即可.3.根据新大纲以及近几年出题的实际情况分析,试题所涉内容已覆盖大学基础物理并涉及部分理论物理基本内容(如虚功原理和镜像法).4.新大纲中对复赛和决赛中定量计算能力的考查均有更高要求.

1.扩大了出题的范围、类型,为增强题目的深度、广度、灵活102知识面宽、难度大，综合性强；对数学知识要求高；涉及的物理过程复杂，涉及现代科学技术知识；要求良好的物理实验能力。题型：选择题、填充题、计算题知识面宽、难度大，综合性强；103物理包含力学电学光学热学和近代物理竞赛复赛关注重点2014年：力学35%

电学30%

光学13%

热学10%

近代物理12%2012年：力学40%

电学40%

光学10%

热学10%

近代物理12%2008年：力学30%

电学30%

光学13%

热学13%

近代物理13%2002年：力学29%

电学35%

光学12%

热学12%

近代物理12%物理包含力学电学光学热学和近代物理竞赛复赛关注重点20104复赛中考试的分值点（参考）：理论满分：160分

省队理论分大约在130分左右80%

国1理论分大约在90分左右60%

省1理论分大约在50分左右40%

省2理论分大约在30分左右20%实验考试：40分

省队35分左右

国125分左右复赛中考试的分值点（参考）：1053.实验的基本要求和案例3.实验的基本要求和案例106我国曾派一个教育访问团去美国考察初等教育：

上世纪70年代末一次考察学生无论品德优劣，能力高低，无不趾高气扬，踌躇满志，大有“我因我之为我而不同凡响”的意味。小学二年极的学生，大字不识一斗，加减乘除还得掰手指头，就整天奢谈发明创造，在他们手里，把地球调个头，好像都易如反掌似的。重音体美，轻数理化。无论是公立还是私立学校，音体美活动无不如火如荼，而数理化则乏人问津。结论是美国的基础教育巳病入膏肓。可以预言，再过20年，中国的科技和文化必将赶上并超过这个所谓的“超级大国”。107我国曾派一个教育访问团去美国同一年，作为互访，美国也派出了教育考察团，他们也写了一份报告，中国的孩子是世界上最勤奋的，是起的最早睡得最晚的。学习成绩和世界上任何一个国家同年纪的学生相比都是最好的。可以预测，再用20年的时间，中国在科技和文化方面，必将把美国远远的甩在后面。

然而，几十多年过去了，美国的共培育了几十位诺贝尔奖获得者和几百位位知识型亿万富翁。而我们却没有预想的那么好。同一年，作为互访，美国也派出了教育考察团108在这份考察报告中双方都看到是科学知识、基础忽视是兴趣、想象和能力

这些是创新中至关重要的因素。爱因斯坦说：“想象力比知识更重要，因为知识是有限的，而想象力概括着世界的一切，推动着进步，并且是知识进化的源泉。”Imaginationismoreimportantthanknowledge.-AlbertEinstein109在这份考察报告中双方都看到是爱因斯坦说：“想象力比知识更重要物理学中实验与理论理论依赖于实验，再好的理论没有实验证明都是无效的。理论永远推翻不了实验，但实验可以推翻理论。当实验把理论推翻了之后，可以寻找新的理论。任何物理理论总是临时性的：你永远不可能证明它。不管多少回实验的结果和某一理论相一致，你永远不可能断定下一次结果不会和它矛盾。另一方面，哪怕你只要找到一个和理论预言不一致的观测事实，即可证伪之。理论是认识事物的依据，实验是事实。所以实验在物理研究中具有突出地位。110物理学中实验与理论21近30年的诺奖中。理论占30%，实验70%，理论家占28%，实验家占72%。但物理学的理论只有在实验上得到验证的才能真正成为真理。

历史上许多理论消声匿迹了，因为得不到实验的证明或违背实验。（如以太假论）111近30年的诺奖中。理论占30%，实验70%，理论1956年，李政道和杨振宁提出弱作用中宇称可能不守恒。大多数人是不相信。Pauli曾说：“上帝不是弱的左撇子”。

吴健雄认为宇称守恒即使不被推翻，也应被测试。她和美国国家标准局的学者合作，经过约半年的努力，1957年1月9日凌晨2点吴健雄向公众宣告宇称守恒定律被推翻。

1957年杨李获得诺贝尔奖1121956年，李政道和杨振宁提出弱作用中宇称可能不守恒。霍金关于黑洞的理论上个世纪70年代初，霍金提出了一个理论，即黑洞能够发出放射物。这一理论在当时引起极大的争议，多数科学家认为黑洞拥有非常强大的引力场以致没有东西能够逃离它们。其后，Hawkin的假说赢得了广泛认同，但未能证实。

而诺贝尔物理学奖只有实验证明一种新现象的前提下才会授予。

CERN的大型强子对撞机（LHC）可能会证实Hawkin的预言。剑桥大学的BenAllanach博士说：“如果LHC证实了霍金辐射的存在，获得诺贝尔奖就不是什么难事了。”113霍金关于黑洞的理论而诺贝尔物理学奖只有实验证明一种新现象的前物理实验培养学生4个能力：

独立实验的能力

分析与研究的能力

理论联系实际的能力

创新能力除实验能力的培养还能激发好奇心、想象力和质精神。物理学是一门实验科学。物理实验培养学生4个能力：

独立实验的能力

1140.实验误差1.单摆测量重力加速度2.杨氏模量3.表面张力系数4.测定液体比热

5.冰的溶解热

6物体冷却规律研究7.霍耳效应的研究8.测量空气中的声速9.二极管的伏安特性10直流电桥。11.电表的改装12.示波器13.电学黑盒子14.测量地磁场15.分光计测三棱镜折射率16.牛顿环17.基点的测量18.光电效应19.测量凹透镜的曲率半径20.单逢衍射考试和考核的实验项目0.实验误差11.电表的改装考试和考核的实验项目115案例1实验用单摆测量本地重力加速度一、实验器材

带游标高度可变的支架（乔里氏秤支架）、细线、摆锥、秒表、直角坐标纸、胶带、剪刀等。二、实验要求1．写出实验原理及相应公式;2．简述主要实验步骤;3.记录数据，用作图法求出本地重力加速度；物理实验考核和考试案例案例1实验用单摆测量本地重力加速度物理实验考核和考试案例116T=4

(L0+x)/g)

221.拉开单摆摆锥摆动角度小于5度每次测量20个周期时间t，测量3次取平均t。2.假设开始时绳长为L0，每次增加X,取5个不同的单摆长度，进行测量。

X(cm)0.08.016.024.032.0t20TT2T=4(L0+x)/g)221.拉开单摆摆锥摆动117测量磁场水平方向分量小磁针可以绕悬线C自由摆动，当它与B∥夹角为θ时，受到的磁力矩Ｌ＝－ＭB∥sinθ，Ｌ＝－ＭB∥θ，因为力矩等于转动惯量乘以角加速度。有

（2）即

考试案例：测量磁场水平方向分量小磁针可以绕悬线C自由摆动，当它与B∥夹118磁针摆动周期与磁场关系

,Ｂ∥＝B地＋ＢeBe∝ki

式中M是磁针的磁矩，I是转动惯量。

是磁针所在处磁场的水平分量。通过电流i的亥姆霍兹线圈磁场为

.

其中线圈半径R=10.0cm,匝数N=650，m0=4p*10-7H/m.磁针摆动周期与磁场关系,119

实验仪器与元件：亥姆霍兹线圈（未连接），小磁针，直流电源，电流表，换向开关，滑线变阻器，秒表，导线若干，坐标纸要求：1画出实验线路图2写出实验中关键步骤3如何判定亥姆霍兹两线圈正确连接4测量磁针所在处局域磁场水平方向分量

实验仪器与元件：亥姆霍兹线圈（未连接），小磁针，直流电1202写出实验中关键步骤

调节待测磁场与线圈轴线方向确定两线圈的连接方向正确确定电流的正负1画出实验线路图2写出实验中关键步骤1画出实验线路图1213测量电流与周期的关系

4作图

（考虑实验的线性性和交点准确）

1/T=a(B地＋ki)

计算结果

i0=5.30mAB//=3.20*10-5T2i(mA)+3.00+2.00+1.000.00-1.00-2.00(s)0.4750.5050.5350.6030.6820.7661/T2(s-2)4.433.923.512.752.151.70i(mA)-3.00-4.00-7.00-8.00-9.00-10.00(s)0.9321.300.9160.7610.6700.6041/T2(s-2)1.150.5901.191.732.232.743测量电流与2i(mA)+3.00+2.00+1.000.122测普朗克常数h典型物理实验题欣赏－2005年国际奥赛题测普朗克常数h典型物理实验题欣赏－2005年123普朗克于1900年提出光是以能量量子hv的形式从物体中放出的假设。在1905年，爱因斯坦发展了这个假说，认为能量量子一旦被放出，就会变成一颗不变的光量子(后来这量子被称作光子)。常见的光就是由大量的光子聚在波前处形成的。虽然它们如物体中的原子般隐藏在光波中，但普朗克常数h揭露了它们的存在。普朗克于1900年提出光是以能量量子hv的形式从物124物体会在发出辐射的同时，吸收外界的辐射。黑体就是能完全吸收所有波长辐射的物体，同时它也是