全国中学生物理竞赛大纲.pdf

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1、-全国中学生物理竞赛内容提要(2015 年 4 月修订，2016 年开始实行)说明：按照中国物理学会全国中学生物理竞赛委员会第 9 次全体会议(1990年)的建议，由中国物理学会全国中学生物理竞赛委员会常务委员会根据全国中学生物理竞赛章程中关于命题原则的规定，结合我国中学生的实际情况，制定了全国中学生物理竞赛内容提要，作为今后物理竞赛预赛、复赛和决赛命题的依据。它包括理论基础、实验、其他方面等部分。1991 年 2 月 20 日经全国中学生物理竞赛委员会常务委员会扩大会议讨论通过并开始试行。1991 年 9 月11 日在南宁经全国中学生物理竞赛委员会第 10 次全体会议通过，开始实施。经 20

2、00 年全国中学生物理竞赛委员会第 19 次全体会议原则同意，对全国中学生物理竞赛内容提要做适当的调整和补充。考虑到适当控制预赛试题难度的精神，内容提要中新补充的内容用“”符号标出，作为复赛题和决赛题增补的内容，预赛试题仍沿用原规定的内容提要，不增加修改补充后的内容。2005 年，中国物理学会常务理事会对全国中学生物理竞赛章程进行了修订。依据修订后的章程，决定由全国中学生物理竞赛委员会常务委员会组织编写全国中学生物理竞赛实验指导书，作为复赛实验考试题目的命题范围。2011 年对全国中学生物理竞赛内容提要进行了修订，修订稿经全国中学生物理竞赛委员会第 30 次全体会议通过，并决定从2013 年开

3、始实行。修订后的“内容提要”中，凡用号标出的内容，仅限于复赛和决赛。2015 年对全国中学生物理竞赛内容提要进行了修订，其中标仅为决赛内其中标仅为决赛内容，为复赛和决赛内容，如不说明，一般要求考查定量分析能力。容，为复赛和决赛内容，如不说明，一般要求考查定量分析能力。力学力学1.运动学参考系坐标系直角坐标系平面极坐标自然坐标系矢量和标量质点运动的位移和路程速度加速度匀速及匀变速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伽里略速度变换2动力学重力弹性力摩擦力惯性参考系牛顿第一、二、三运动定律胡克定律万有引力定律均匀球壳对壳内

4、和壳外质点的引力公式(不要求导出)非惯性参考系平动加速参考系中的惯性力.z.-匀速转动参考系惯性离心力、视重科里奥利力3物体的平衡共点力作用下物体的平衡力矩刚体的平衡条件虚功原理4动量冲量动量质点与质点组的动量定理动量守恒定律质心质心运动定理质心参考系反冲运动变质量体系的运动5机械能功和功率动能和动能定理质心动能定理重力势能引力势能质点及均匀球壳壳内和壳外的引力势能公式(不要求导出)弹簧的弹性势能功能原理机械能守恒定律碰撞弹性碰撞与非弹性碰撞恢复系数6角动量冲量矩角动量质点和质点组的角动量定理和转动定理角动量守恒定律7有心运动在万有引力和库仑力作用下物体的运动开普勒定律行星和人造天体的圆轨道和

5、椭圆轨道运动8刚体刚体的平动刚体的定轴转动刚体绕轴的转动惯量平行轴定理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流体力学静止流体中的压强浮力连续性方程伯努利方程.z.-10振动简谐振动振幅频率和周期相位振动的图像参考圆简谐振动的速度（线性）恢复力由动力学方程确定简谐振动的频率简谐振动的能量同方向同频率简谐振动的合成阻尼振动受迫振动和共振(定性了解)11波动横波和纵波波长频率和波速的关系波的图像平面简谐波的表示式波的干涉驻波波的衍射(定性)声波声音的响度、音调和音品声音的共鸣乐音和噪声（前 3 项均不要求定量计算）多普勒效应热学热学1分子动理论原子和分子大小的数量级分子的热运动和碰撞

6、布朗运动压强的统计解释麦克斯韦速率率分布的定量计算；分子热运动自由度能均分定理；温度的微观意义分子热运动的动能气体分子的平均平动动能分子力分子间的势能物体的内能2气体的性质温标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在理想气体等容、等压、等温、.z.-绝热过程中的应用多方过程及应用定容热容量和定压热容量绝热过程方程等温、绝热过程中的功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述和克劳修斯表述可逆过程与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

7、力学第二定律的统计意义热力学第二定律的数学表达式熵、熵增5液体的性质液体分子运动的特点表面张力系数球形液面两边的压强差浸润现象和毛细现象(定性)6固体的性质晶体和非晶体空间点阵固体分子运动的特点7物态变化熔化和凝固熔点熔化热蒸发和凝结饱和气压沸腾和沸点汽化热临界温度固体的升华空气的湿度和湿度计露点8热传递的方式传导导热系数对流辐射黑体辐射的概念斯忒番定律维恩位移定律9热膨胀热膨胀和膨胀系数电磁学电磁学1静电场电荷守恒定律库仑定律.z.-电场强度电场线点电荷的场强场强叠加原理匀强电场均匀带电球壳内、外的场强公式(不要求导出)高斯定理及其在对称带电体系中的应用电势和电势差等势面点电荷电场的电势电势

8、叠加原理均匀带电球壳内、外的电势公式电场中的导体静电屏蔽，静电镜像法电容平行板电容器的电容公式球形、圆柱形电容器的电容电容器的连联接电荷体系的静电能，电场的能量密度，电容器充电后的电能电偶极矩电偶极子的电场和电势电介质的概念电介质的极化与极化电荷电位移矢量2稳恒电流欧姆定律电阻率和温度的关系电功和电功率电阻的串、并联电动势闭合电路的欧姆定律一段含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的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被激放电和自激放电(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

9、管的单向导电性及其微观解释（定性）三极管的放大作用(不要求掌握机理)超导现象超导体的基本性质.z.-4磁场电流的磁场毕奥-萨伐尔定律磁场叠加原理磁感应强度磁感线匀强磁场长直导线、圆线圈、螺线管中的电流的磁场分布（定性）安培环路定理及在对称电流体系中的应用圆线圈中的电流在轴线上和环面上的磁场磁矩安培力洛伦兹力带电粒子荷质比的测定质谱仪回旋加速器霍尔效应5电磁感应法拉第电磁感应定律楞次定律感应电场(涡旋电场)自感和互感自感系数通电线圈的自感磁能（不要求推导）6交流电交流发电机原理交流电的最大值和有效值交流电的矢量和复数表述纯电阻、纯电感、纯电容电路感抗和容抗电流和电压的相位差整流滤波和稳压谐振电路

10、交流电的功率三相交流电及其连接法感应电动机原理理想变压器远距离输电7电磁振荡和电磁波电磁振荡振荡电路及振荡频率赫兹实验电磁场和电磁波电磁场能量密度、能流密度电磁波的波速电磁波谱电磁波的发射和调制电磁波的接收、调谐、检波光学光学1.几何光学费马原理光的传播反射折射全反射光的色散折射率与光速的关系.z.-平面镜成像球面镜成像公式及作图法球面折射成像公式焦距与折射率、球面半径的关系薄透镜成像公式及作图法眼睛放大镜显微镜望远镜其它常用光学仪器2波动光学光程惠更斯原理（定性）光的干涉现象双缝干涉光的衍射现象夫琅禾费衍射光栅布拉格公式分辩本领(不要求导出)光谱和光谱分析（定性）光的偏振自然光与偏振光马吕斯

11、定律布儒斯特定律近代物理近代物理1光的本性光电效应康普顿散射光的波粒二象性光子的能量与动量2原子结构卢瑟福实验原子的核式结构玻尔模型用玻尔模型解释氢光谱用玻尔模型解释类氢光谱原子的受激辐射激光的产生(定性)和特性3原子核原子核的尺度数量级天然放射性现象原子核的衰变半衰期放射线的探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式裂变和聚变质量亏损4粒子“基本粒子”轻子与夸克(简单知识)四种基本相互作用实物粒子具有波粒二象性物质波德布罗意关系.z.-不确定关系px 5狭义相对论爱因斯坦假设洛伦兹变换时间和长度的相对论效应多普勒效应速度变换相对论动量相对论能量相对论动能相对论动量和能量关系6太阳系，银河系，宇宙和黑洞的初步知识.单位制单位制国际单位制与量纲分析数学基础数学基础1 中学阶段全部初等数学(包括解析几何).2 矢量的合成和分解，矢量的运算，极限、无限大和无限小的初步概念.3微积分初步及其应用：含一元微积分的简单规则；微分：包括多项式、三角函数、指数函数、对数函数的导数，函数乘积和商的导数，复合函数的导数。积分：包括多项式、三角函数、指数函数、对数函数的简单积分。h4.z.