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全国中学生物理竞赛内容提要--理 论 基 础
作者:全国竞赛委员会 发布时间:2011-11-17 11:34:33 全国中学生物理竞赛内容提要--理 论
基 础
一.理 论 基 础
力 学 1.运动学： 参考系
坐标系 直角坐标系 ※平面极坐标 质点运动的位移和路程 速度 加速度
矢量和标量 矢量的合成和分解 ※矢量的标积和矢积 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 ※曲线运动中的切向加速度和法向加速度
相对速度 伽里略速度变换
刚体的平动和绕定轴的转动 角速度和角加速度 2．牛顿运动定律 力学中常见的几种力 牛顿第一、二、三运动定律 惯性参考系 摩擦力
弹性力 胡克定律
※协变和协强 ※杨氏模量和切变模量
万有引力定律 均匀球壳对壳内和壳外质点的引力公式(不要求导出)视重 ※非惯性参考系 ※平动加速参考系(限于匀变速直线和匀速圆周运动)中的3．物体的平衡
共点力作用下物体的平衡 力矩 ※平行力的合成重心 刚体的平衡条件 物体平衡的种类 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 反冲运动及火箭
5．※冲量矩 ※角动量 ※质点和质点组的角动量定理(不引入转动惯量)※角动量守恒定律 6．机械能 功和功率 动能和动能定理
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 恢复系数
7．在万有引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运动和※※椭圆轨道运动 8．流体静力学 静止流体中的压强 浮力 9．振动
简谐振动 振幅 频率和周期 相位
振动的图像
参考圆 振动的速度
准弹性力 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)10 波和声 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
(定性)※驻波 ※ ※波的干涉和衍射声波 声音的响度、音调和音品 声音的共鸣 乐音和噪声 ※多普勒效应
热 学 1．分子动理论 原子和分子的数量级
分子的热运动 布朗运动 ※气体分子速率分布律(定性)温度的微观意义 分子力
分子的动能和分子间的势能 物体的内能 2．气体的性质
热力学温标 气体实验定律 理想气体状态方程 普适气体恒量 理想气体状态方程的微观解释(定性)3．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、等温过程中的应用定容热容量和定压热容量 等温过程中的功(不推导)绝热方程(不推导)4．※热力学第二定律
※热力学第二定律的定性表述 ※可逆过程与不可逆过程
※宏观过程的不可逆性 ※理想气体的自由膨胀 ※热力学第二定律的统计意义
5．液体的性质
液体分子运动的特点
表面张力系数 ※球形液面下的附加压强 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※和导热系数
对流 辐射 热膨胀和膨胀系数
电 学 1．静电场 电荷守恒定律
库仑定律
静电力常量和真空介电常数
电场强度 电场线 点电荷的场强 场强叠加原理 匀强电场 ※无限大均匀带面的场强(不要求导出)均匀带电球壳壳内的场强和壳外的场强公式(不要求导出)电势和电势差
等势面 点电荷电场的电势公式(不要求导出)电势叠加原理
均匀带电球壳壳内和壳外的电势公式(不要求导出)静电场中的导体 静电屏蔽
电容 平行板电容器的电容公式 ※球形电容器
电容器的连接 电容器充电后的电能 电介质的极化 介电常量 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(不要求机理)超导现象 4．磁场
电流的磁场 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)※长直导线电流的磁场表示式、圆电流轴线上磁场表示式、无限长螺线管中电流的磁场表示式（不要求导出）真空磁导率
安培力 洛伦兹力 电子荷质比的测定 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 楞次定律 ※ 反电动势
※感应电场(涡旋电场)※电子感应加速器 自感和互感 自感系数
6．交流电
交流发电机原理 交流电的最大值和有效值
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 理想变压器
三相交流电及其连接法 感应电动机原理 7．电磁振荡和电磁波
电磁振荡 振荡电路及振荡频率 电磁场和电磁波 电磁波谱 电磁波的波速 赫兹实验 电磁波的发射和调制 电磁波的接收、调谐、检波
光 学 光程
光的干涉 双缝干涉
光的衍射 单缝衍射(定性）※分辩本领(不要求推导)光谱和光谱分析
近 代 物 理 1．光的本性
光电效应 爱因斯坦方程
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 玻尔模型的局限性 原子的受激辐射 激光的产生(定性)和它的特性 4．粒子
“基本”粒子
※夸克 四种作用
※实物粒子的波粒二象性 ※德布罗意波 ※不确定关系
5．※狭义相对论
爱因斯坦假设 时间膨胀和长度收缩
相对论动量 相对论能量 相对论动量能量关系
6． ※太阳系，银河系，宇宙和黑洞的初步知识.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，极限、无限大和无限小的初步概念.竞赛内容提要--实验
(2013年开始实行)说明：．
本次拟修改的部分用楷黑体字表示，新补充的内容将用“※”符号标出，作为复赛题和决赛题增补的内容；※※则表示原属预赛考查内容，在本次修改中建议改成复赛、决赛考查的内容。
一． 实验
全国中学生物理竞赛常委会组织编写的《全国中学生物理竞赛实验指导书》中的34个实验是全国中学生物理竞赛复赛实验考试内容的范围.这34个实验的名称是：
实验一实验误差；
实验二气轨上研究瞬时速度； 实验三杨氏模量；
实验四用单摆测重力加速度；
实验五气轨上研究碰撞过程中动量和能量变化； 实验六测量声速； 实验七弦线上的驻波实验； 实验八冰的熔化热； 实验九线膨胀率； 实验十液体比热容；
实验十一数字万用电表的使用； 实验十二制流和分压电路；
实验十三测定直流电源的参数并研究其输出特性； 实验十四磁电式直流电表的改装；
实验十五用量程为200mV的数字电压表组成多量程的电压表和电流表； 实验十六测量非线性元件的伏安特性； 实验十七平衡电桥测电阻； 实验十八示波器的使用； 实验十九观测电容特性；
实验二十检测黑盒子中的电学元件(电阻，电容，电池，二极管)； 实验二十一测量温度传感器的温度特性； 实验二十二测量热敏电阻的温度特性； 实验二十三用霍尔效应测量磁场；
实验二十四测量光敏电阻的光电特性(有、无光照时的伏安特性；光电特性)； 实验二十五研究光电池的光电特性；
实验二十六测量发光二极管的光电特性(用eU阈=hc/λ估算发光波长)； 实验二十七研究亥姆霍兹线圈轴线磁场的分布； 实验二十八测定玻璃的折射率； 实验二十九测量薄透镜的焦距； 实验三十望远镜和显微镜； 实验三十一光的干涉现象； 实验三十二光的夫琅禾费衍射； 实验三十三分光计的使用与极限法测折射率； 实验三十四光谱的观测.各省（自治区、直辖市）竞赛委员会根据本省的实际情况从《全国中学生物理竞赛实验指导书》的34个实验中确定并公布不少于20个实验作为本省（自治区、直辖市）物理竞赛复赛实验考试的内容范围，复赛实验的试题从公布的实验中选定，具体做法见《关于全国中学生物理竞赛实验考试、命题的若干规定》．
全国中学生物理竞赛决赛实验以本《内容提要》中的“理论基础”和《全国中学生物理竞赛实验指导书》作为命题的基础．
三． 其 他 方 面
物理竞赛的内容有一部分有较大的开阔性，主要包括以下三方面：
1． 物理知识在各方面的应用；对自然界、、科技、生产和日常生活中一些物理现象的解释．
2． 近代物理的一些重大成果和现代的一些重大信息． 3． 一些有重要贡献的物理学家的姓名和他们的主要贡献．
指定参考书
1.全国中学生物理竞赛办公室.全国中学生物理竞赛参考资料.北京： 北京教育出版社，1985~2002；全国中学生物理竞赛专辑.北京： 北京教育出版社，2003~2007.2.沈克琦.高中物理学1.北京： 北京出版社，1997；高中物理学2.北京： 北京出版社，1998；高中物理学3.北京： 北京出版社，1998；高中物理学4.北京： 北京出版社，1999.3.全国中学生物理竞赛常务委员会.全国中学生物理竞赛实验指导书.北京： 北京大学出版社，2005.参 考 资 料
全国中学生物理竞赛常务委员会.全国中学生物理竞赛第1~20届试题解析： 力学分册.北京： 清华大学出版社，2005；全国中学生物理竞赛第1~20届试题解析： 电学分册.北京： 清华大学出版社，2005；全国中学生物理竞赛第1~20届试题解析： 热学、光学与近代物理分册.北京： 清华大学出版社，2006.
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