全國中學生物理競賽大綱

全國中學生物理競賽大綱全國中學生物理競賽大綱全國中學生物理競賽大綱xxx公司全國中學生物理競賽大綱文件編號：文件日期：修訂次數(shù)：第1.0次更改批準審核制定方案設(shè)計，管理制度全國中學生物理競賽內(nèi)容提要(2015年4月修訂，2016年開始實行)說明：按照中國物理學會全國中學生物理競賽委員會第9次全體會議(1990年)的建議，由中國物理學會全國中學生物理競賽委員會常務(wù)委員會根據(jù)《全國中學生物理競賽章程》中關(guān)于命題原則的規(guī)定，結(jié)合我國中學生的實際情況，制定了《全國中學生物理競賽內(nèi)容提要》，作為今后物理競賽預(yù)賽、復賽和決賽命題的依據(jù)。它包括理論基礎(chǔ)、實驗、其他方面等部分。1991年2月20日經(jīng)全國中學生物理競賽委員會常務(wù)委員會擴大會議討論通過并開始試行。1991年9月11日在南寧經(jīng)全國中學生物理競賽委員會第10次全體會議通過，開始實施。經(jīng)2000年全國中學生物理競賽委員會第19次全體會議原則同意，對《全國中學生物理競賽內(nèi)容提要》做適當?shù)恼{(diào)整和補充?？紤]到適當控制預(yù)賽試題難度的精神，《內(nèi)容提要》中新補充的內(nèi)容用“※”符號標出，作為復賽題和決賽題增補的內(nèi)容，預(yù)賽試題仍沿用原規(guī)定的《內(nèi)容提要》，不增加修改補充后的內(nèi)容。2005年，中國物理學會常務(wù)理事會對《全國中學生物理競賽章程》進行了修訂。依據(jù)修訂后的章程，決定由全國中學生物理競賽委員會常務(wù)委員會組織編寫《全國中學生物理競賽實驗指導書》，作為復賽實驗考試題目的命題范圍。2011年對《全國中學生物理競賽內(nèi)容提要》進行了修訂，修訂稿經(jīng)全國中學生物理競賽委員會第30次全體會議通過，并決定從2013年開始實行。修訂后的“內(nèi)容提要”中，凡用※號標出的內(nèi)容，僅限于復賽和決賽。2015年對《全國中學生物理競賽內(nèi)容提要》進行了修訂，其中標☆僅為決賽內(nèi)容，※為復賽和決賽內(nèi)容，如不說明，一般要求考查定量分析能力。力學1.運動學參考系坐標系直角坐標系※平面極坐標※自然坐標系矢量和標量質(zhì)點運動的位移和路程速度加速度勻速及勻變速直線運動及其圖像運動的合成與分解拋體運動圓周運動圓周運動中的切向加速度和法向加速度曲率半徑角速度和※角加速度相對運動伽里略速度變換2．動力學重力彈性力摩擦力慣性參考系牛頓第一、二、三運動定律胡克定律萬有引力定律均勻球殼對殼內(nèi)和殼外質(zhì)點的引力公式(不要求導出)※非慣性參考系※平動加速參考系中的慣性力※勻速轉(zhuǎn)動參考系慣性離心力、視重☆科里奧利力3．物體的平衡共點力作用下物體的平衡力矩剛體的平衡條件☆虛功原理4．動量沖量動量質(zhì)點與質(zhì)點組的動量定理動量守恒定律※質(zhì)心※質(zhì)心運動定理※質(zhì)心參考系反沖運動※變質(zhì)量體系的運動5．機械能功和功率動能和動能定理※質(zhì)心動能定理重力勢能引力勢能質(zhì)點及均勻球殼殼內(nèi)和殼外的引力勢能公式(不要求導出)彈簧的彈性勢能功能原理機械能守恒定律碰撞彈性碰撞與非彈性碰撞恢復系數(shù)6．※角動量沖量矩角動量質(zhì)點和質(zhì)點組的角動量定理和轉(zhuǎn)動定理角動量守恒定律7．有心運動在萬有引力和庫侖力作用下物體的運動開普勒定律行星和人造天體的圓軌道和橢圓軌道運動8．※剛體剛體的平動剛體的定軸轉(zhuǎn)動剛體繞軸的轉(zhuǎn)動慣量平行軸定理正交軸定理剛體定軸轉(zhuǎn)動的角動量定理剛體的平面平行運動9．流體力學靜止流體中的壓強浮力☆連續(xù)性方程☆伯努利方程10．振動簡諧振動振幅頻率和周期相位振動的圖像參考圓簡諧振動的速度（線性）恢復力由動力學方程確定簡諧振動的頻率簡諧振動的能量同方向同頻率簡諧振動的合成阻尼振動受迫振動和共振(定性了解)11．波動橫波和縱波波長頻率和波速的關(guān)系波的圖像※平面簡諧波的表示式波的干涉※駐波波的衍射(定性)聲波聲音的響度、音調(diào)和音品聲音的共鳴樂音和噪聲（前3項均不要求定量計算）※多普勒效應(yīng)熱學1．分子動理論原子和分子大小的數(shù)量級分子的熱運動和碰撞布朗運動※壓強的統(tǒng)計解釋☆麥克斯韋速率分布的定量計算；※分子熱運動自由度※能均分定理；溫度的微觀意義分子熱運動的動能※氣體分子的平均平動動能分子力分子間的勢能物體的內(nèi)能2．氣體的性質(zhì)溫標熱力學溫標氣體實驗定律理想氣體狀態(tài)方程道爾頓分壓定律混合理想氣體狀態(tài)方程理想氣體狀態(tài)方程的微觀解釋(定性)3．熱力學第一定律熱力學第一定律理想氣體的內(nèi)能熱力學第一定律在理想氣體等容、等壓、等溫、絕熱過程中的應(yīng)用※多方過程及應(yīng)用※定容熱容量和定壓熱容量※絕熱過程方程※等溫、絕熱過程中的功※熱機及其效率※卡諾定理4．熱力學第二定律※熱力學第二定律的開爾文表述和克勞修斯表述※可逆過程與不可逆過程※宏觀熱力學過程的不可逆性※理想氣體的自由膨脹※熱力學第二定律的統(tǒng)計意義☆熱力學第二定律的數(shù)學表達式☆熵、熵增5．液體的性質(zhì)液體分子運動的特點表面張力系數(shù)※球形液面兩邊的壓強差浸潤現(xiàn)象和毛細現(xiàn)象(定性)6．固體的性質(zhì)晶體和非晶體空間點陣固體分子運動的特點7．物態(tài)變化熔化和凝固熔點熔化熱蒸發(fā)和凝結(jié)飽和氣壓沸騰和沸點汽化熱臨界溫度固體的升華空氣的濕度和濕度計露點8．熱傳遞的方式傳導※導熱系數(shù)對流輻射※黑體輻射的概念※斯忒番定律※維恩位移定律9．熱膨脹熱膨脹和膨脹系數(shù)電磁學1．靜電場電荷守恒定律庫侖定律電場強度電場線點電荷的場強場強疊加原理勻強電場均勻帶電球殼內(nèi)、外的場強公式(不要求導出)※高斯定理及其在對稱帶電體系中的應(yīng)用電勢和電勢差等勢面點電荷電場的電勢電勢疊加原理均勻帶電球殼內(nèi)、外的電勢公式電場中的導體靜電屏蔽，※靜電鏡像法電容平行板電容器的電容公式※球形、圓柱形電容器的電容電容器的連聯(lián)接※電荷體系的靜電能，※電場的能量密度，電容器充電后的電能☆電偶極矩☆電偶極子的電場和電勢電介質(zhì)的概念☆電介質(zhì)的極化與極化電荷☆電位移矢量2．穩(wěn)恒電流歐姆定律電阻率和溫度的關(guān)系電功和電功率電阻的串、并聯(lián)電動勢閉合電路的歐姆定律一段含源電路的歐姆定律※基爾霍夫定律電流表電壓表歐姆表惠斯通電橋補償電路3．物質(zhì)的導電性金屬中的電流歐姆定律的微觀解釋※液體中的電流※法拉第電解定律※氣體中的電流※被激放電和自激放電(定性)真空中的電流示波器半導體的導電特性p型半導體和n型半導體※P-N結(jié)晶體二極管的單向?qū)щ娦浴捌湮⒂^解釋（定性）三極管的放大作用(不要求掌握機理)超導現(xiàn)象☆超導體的基本性質(zhì)4．磁場電流的磁場※畢奧-薩伐爾定律磁場疊加原理 磁感應(yīng)強度磁感線勻強磁場長直導線、圓線圈、螺線管中的電流的磁場分布（定性）※安培環(huán)路定理及在對稱電流體系中的應(yīng)用※圓線圈中的電流在軸線上和環(huán)面上的磁場☆磁矩安培力洛倫茲力帶電粒子荷質(zhì)比的測定質(zhì)譜儀回旋加速器霍爾效應(yīng)5．電磁感應(yīng)法拉第電磁感應(yīng)定律楞次定律※感應(yīng)電場(渦旋電場)自感和互感自感系數(shù)※通電線圈的自感磁能（不要求推導）6．交流電交流發(fā)電機原理交流電的最大值和有效值☆交流電的矢量和復數(shù)表述純電阻、純電感、純電容電路感抗和容抗※電流和電壓的相位差整流濾波和穩(wěn)壓☆諧振電路☆交流電的功率☆三相交流電及其連接法☆感應(yīng)電動機原理理想變壓器遠距離輸電7．電磁振蕩和電磁波電磁振蕩振蕩電路及振蕩頻率赫茲實驗電磁場和電磁波☆電磁場能量密度、能流密度電磁波的波速電磁波譜電磁波的發(fā)射和調(diào)制電磁波的接收、調(diào)諧、檢波光學1.幾何光學※費馬原理光的傳播反射折射全反射光的色散折射率與光速的關(guān)系平面鏡成像球面鏡成像公式及作圖法※球面折射成像公式※焦距與折射率、球面半徑的關(guān)系薄透鏡成像公式及作圖法眼睛放大鏡顯微鏡望遠鏡※其它常用光學儀器2．波動光學光程※惠更斯原理（定性）光的干涉現(xiàn)象雙縫干涉光的衍射現(xiàn)象※夫瑯禾費衍射※光柵※布拉格公式※分辯本領(lǐng)(不要求導出)光譜和光譜分析（定性）※光的偏振※自然光與偏振光※馬呂斯定律※布儒斯特定律近代物理1．光的本性光電效應(yīng)※康普頓散射光的波粒二象性光子的能量與動量2．原子結(jié)構(gòu)盧瑟福實驗原子的核式結(jié)構(gòu)玻爾模型用玻爾模型解釋氫光譜※用玻爾模型解釋類氫光譜原子的受激輻射激光的產(chǎn)生(定性)和特性3．原子核原子核的尺度數(shù)量級天然放射性現(xiàn)象原子核的衰變半衰期放射線的探測質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)中子的發(fā)現(xiàn)原子核的組成核反應(yīng)方程質(zhì)能關(guān)系式裂變和聚變質(zhì)量虧損4．粒子“基本粒子”輕子與夸克(簡單知識)四種基本相互作用實物粒子具有波粒二象性※物質(zhì)波※德布羅意關(guān)系※不確定關(guān)系5．※狹義相對論愛因斯坦假設(shè)洛倫茲變換時間和長度的相對論效應(yīng)多普勒效應(yīng)☆速度變換相對論