全國(guó)中學(xué)生物理競(jìng)賽大綱

全國(guó)中學(xué)生物理競(jìng)賽大綱全國(guó)中學(xué)生物理競(jìng)賽大綱全國(guó)中學(xué)生物理競(jìng)賽大綱xxx公司全國(guó)中學(xué)生物理競(jìng)賽大綱文件編號(hào)：文件日期：修訂次數(shù)：第1.0次更改批準(zhǔn)審核制定方案設(shè)計(jì)，管理制度全國(guó)中學(xué)生物理競(jìng)賽內(nèi)容提要(2015年4月修訂，2016年開始實(shí)行)說明：按照中國(guó)物理學(xué)會(huì)全國(guó)中學(xué)生物理競(jìng)賽委員會(huì)第9次全體會(huì)議(1990年)的建議，由中國(guó)物理學(xué)會(huì)全國(guó)中學(xué)生物理競(jìng)賽委員會(huì)常務(wù)委員會(huì)根據(jù)《全國(guó)中學(xué)生物理競(jìng)賽章程》中關(guān)于命題原則的規(guī)定，結(jié)合我國(guó)中學(xué)生的實(shí)際情況，制定了《全國(guó)中學(xué)生物理競(jìng)賽內(nèi)容提要》，作為今后物理競(jìng)賽預(yù)賽、復(fù)賽和決賽命題的依據(jù)。它包括理論基礎(chǔ)、實(shí)驗(yàn)、其他方面等部分。1991年2月20日經(jīng)全國(guó)中學(xué)生物理競(jìng)賽委員會(huì)常務(wù)委員會(huì)擴(kuò)大會(huì)議討論通過并開始試行。1991年9月11日在南寧經(jīng)全國(guó)中學(xué)生物理競(jìng)賽委員會(huì)第10次全體會(huì)議通過，開始實(shí)施。經(jīng)2000年全國(guó)中學(xué)生物理競(jìng)賽委員會(huì)第19次全體會(huì)議原則同意，對(duì)《全國(guó)中學(xué)生物理競(jìng)賽內(nèi)容提要》做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和補(bǔ)充?？紤]到適當(dāng)控制預(yù)賽試題難度的精神，《內(nèi)容提要》中新補(bǔ)充的內(nèi)容用“※”符號(hào)標(biāo)出，作為復(fù)賽題和決賽題增補(bǔ)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(bǔ)充后的內(nèi)容。2005年，中國(guó)物理學(xué)會(huì)常務(wù)理事會(huì)對(duì)《全國(guó)中學(xué)生物理競(jìng)賽章程》進(jìn)行了修訂。依據(jù)修訂后的章程，決定由全國(guó)中學(xué)生物理競(jìng)賽委員會(huì)常務(wù)委員會(huì)組織編寫《全國(guó)中學(xué)生物理競(jìng)賽實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書》，作為復(fù)賽實(shí)驗(yàn)考試題目的命題范圍。2011年對(duì)《全國(guó)中學(xué)生物理競(jìng)賽內(nèi)容提要》進(jìn)行了修訂，修訂稿經(jīng)全國(guó)中學(xué)生物理競(jìng)賽委員會(huì)第30次全體會(huì)議通過，并決定從2013年開始實(shí)行。修訂后的“內(nèi)容提要”中，凡用※號(hào)標(biāo)出的內(nèi)容，僅限于復(fù)賽和決賽。2015年對(duì)《全國(guó)中學(xué)生物理競(jìng)賽內(nèi)容提要》進(jìn)行了修訂，其中標(biāo)☆僅為決賽內(nèi)容，※為復(fù)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(xué)1.運(yùn)動(dòng)學(xué)參考系坐標(biāo)系直角坐標(biāo)系※平面極坐標(biāo)※自然坐標(biāo)系矢量和標(biāo)量質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的位移和路程速度加速度勻速及勻變速直線運(yùn)動(dòng)及其圖像運(yùn)動(dòng)的合成與分解拋體運(yùn)動(dòng)圓周運(yùn)動(dòng)圓周運(yùn)動(dòng)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(duì)運(yùn)動(dòng)伽里略速度變換2．動(dòng)力學(xué)重力彈性力摩擦力慣性參考系牛頓第一、二、三運(yùn)動(dòng)定律胡克定律萬有引力定律均勻球殼對(duì)殼內(nèi)和殼外質(zhì)點(diǎn)的引力公式(不要求導(dǎo)出)※非慣性參考系※平動(dòng)加速參考系中的慣性力※勻速轉(zhuǎn)動(dòng)參考系慣性離心力、視重☆科里奧利力3．物體的平衡共點(diǎn)力作用下物體的平衡力矩剛體的平衡條件☆虛功原理4．動(dòng)量沖量動(dòng)量質(zhì)點(diǎn)與質(zhì)點(diǎn)組的動(dòng)量定理動(dòng)量守恒定律※質(zhì)心※質(zhì)心運(yùn)動(dòng)定理※質(zhì)心參考系反沖運(yùn)動(dòng)※變質(zhì)量體系的運(yùn)動(dòng)5．機(jī)械能功和功率動(dòng)能和動(dòng)能定理※質(zhì)心動(dòng)能定理重力勢(shì)能引力勢(shì)能質(zhì)點(diǎn)及均勻球殼殼內(nèi)和殼外的引力勢(shì)能公式(不要求導(dǎo)出)彈簧的彈性勢(shì)能功能原理機(jī)械能守恒定律碰撞彈性碰撞與非彈性碰撞恢復(fù)系數(shù)6．※角動(dòng)量沖量矩角動(dòng)量質(zhì)點(diǎn)和質(zhì)點(diǎn)組的角動(dòng)量定理和轉(zhuǎn)動(dòng)定理角動(dòng)量守恒定律7．有心運(yùn)動(dòng)在萬有引力和庫(kù)侖力作用下物體的運(yùn)動(dòng)開普勒定律行星和人造天體的圓軌道和橢圓軌道運(yùn)動(dòng)8．※剛體剛體的平動(dòng)剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)剛體繞軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量平行軸定理正交軸定理剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角動(dòng)量定理剛體的平面平行運(yùn)動(dòng)9．流體力學(xué)靜止流體中的壓強(qiáng)浮力☆連續(xù)性方程☆伯努利方程10．振動(dòng)簡(jiǎn)諧振動(dòng)振幅頻率和周期相位振動(dòng)的圖像參考圓簡(jiǎn)諧振動(dòng)的速度（線性）恢復(fù)力由動(dòng)力學(xué)方程確定簡(jiǎn)諧振動(dòng)的頻率簡(jiǎn)諧振動(dòng)的能量同方向同頻率簡(jiǎn)諧振動(dòng)的合成阻尼振動(dòng)受迫振動(dòng)和共振(定性了解)11．波動(dòng)橫波和縱波波長(zhǎng)頻率和波速的關(guān)系波的圖像※平面簡(jiǎn)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(xiàng)均不要求定量計(jì)算）※多普勒效應(yīng)熱學(xué)1．分子動(dòng)理論原子和分子大小的數(shù)量級(jí)分子的熱運(yùn)動(dòng)和碰撞布朗運(yùn)動(dòng)※壓強(qiáng)的統(tǒng)計(jì)解釋☆麥克斯韋速率分布的定量計(jì)算；※分子熱運(yùn)動(dòng)自由度※能均分定理；溫度的微觀意義分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能※氣體分子的平均平動(dòng)動(dòng)能分子力分子間的勢(shì)能物體的內(nèi)能2．氣體的性質(zhì)溫標(biāo)熱力學(xué)溫標(biāo)氣體實(shí)驗(yàn)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(xué)第一定律熱力學(xué)第一定律理想氣體的內(nèi)能熱力學(xué)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(jī)及其效率※卡諾定理4．熱力學(xué)第二定律※熱力學(xué)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(xué)過程的不可逆性※理想氣體的自由膨脹※熱力學(xué)第二定律的統(tǒng)計(jì)意義☆熱力學(xué)第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式☆熵、熵增5．液體的性質(zhì)液體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)表面張力系數(shù)※球形液面兩邊的壓強(qiáng)差浸潤(rùn)現(xiàn)象和毛細(xì)現(xiàn)象(定性)6．固體的性質(zhì)晶體和非晶體空間點(diǎn)陣固體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)7．物態(tài)變化熔化和凝固熔點(diǎn)熔化熱蒸發(fā)和凝結(jié)飽和氣壓沸騰和沸點(diǎn)汽化熱臨界溫度固體的升華空氣的濕度和濕度計(jì)露點(diǎn)8．熱傳遞的方式傳導(dǎo)※導(dǎo)熱系數(shù)對(duì)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(xué)1．靜電場(chǎng)電荷守恒定律庫(kù)侖定律電場(chǎng)強(qiáng)度電場(chǎng)線點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)場(chǎng)強(qiáng)疊加原理勻強(qiáng)電場(chǎng)均勻帶電球殼內(nèi)、外的場(chǎng)強(qiáng)公式(不要求導(dǎo)出)※高斯定理及其在對(duì)稱帶電體系中的應(yīng)用電勢(shì)和電勢(shì)差等勢(shì)面點(diǎn)電荷電場(chǎng)的電勢(shì)電勢(shì)疊加原理均勻帶電球殼內(nèi)、外的電勢(shì)公式電場(chǎng)中的導(dǎo)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(chǎng)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(chǎng)和電勢(shì)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(dòng)勢(shì)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(bǔ)償電路3．物質(zhì)的導(dǎo)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(dǎo)體的導(dǎo)電特性p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)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(jī)理)超導(dǎo)現(xiàn)象☆超導(dǎo)體的基本性質(zhì)4．磁場(chǎng)電流的磁場(chǎng)※畢奧-薩伐爾定律磁場(chǎng)疊加原理 磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感線勻強(qiáng)磁場(chǎng)長(zhǎng)直導(dǎo)線、圓線圈、螺線管中的電流的磁場(chǎng)分布（定性）※安培環(huán)路定理及在對(duì)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(chǎng)☆磁矩安培力洛倫茲力帶電粒子荷質(zhì)比的測(cè)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(chǎng)(渦旋電場(chǎng))自感和互感自感系數(shù)※通電線圈的自感磁能（不要求推導(dǎo)）6．交流電交流發(fā)電機(jī)原理交流電的最大值和有效值☆交流電的矢量和復(fù)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(dòng)機(jī)原理理想變壓器遠(yuǎn)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(shí)驗(yàn)電磁場(chǎng)和電磁波☆電磁場(chǎng)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(xué)1.幾何光學(xué)※費(fèi)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(yuǎn)鏡※其它常用光學(xué)儀器2．波動(dòng)光學(xué)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(fèi)衍射※光柵※布拉格公式※分辯本領(lǐng)(不要求導(dǎo)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(dòng)量2．原子結(jié)構(gòu)盧瑟福實(shí)驗(yàn)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(jí)天然放射性現(xiàn)象原子核的衰變半衰期放射線的探測(cè)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(jiǎn)單知識(shí))四種基本相互作用實(shí)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(duì)論愛因斯坦假設(shè)洛倫茲變換時(shí)間和長(zhǎng)度的相對(duì)論效應(yīng)多普勒效應(yīng)☆速度變換相對(duì)論