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学校 姓名 学院 考号成都市第三届大学生普通物理知识竞赛初赛试题答案主办：成都市物理学会承办：四川大学、电子科技大学、西南交通大学、四川师范大学、 西华大学、成都理工大学、成都信息工程学院 一、选择题（2*20）1、在物理学的演化过程中，一直以来都存在着后者否定前者的传统， b 否定了 牛顿Newton 时代的绝对时空观，卢瑟福Rutherford 提出关于原子的核式模型否定了由 他的老师汤姆逊J.J.Thomson 主张的葡萄干模型。
a)普朗克 M.Planck b)爱因斯坦 A.Einstein c)汤普森S.P.Thompsond)薛定谔 E.Schrödinger2、一个平行板电容器，带有一定的电荷，然后让其放电，产生火花。
若让平行板再次 充上与上次完全一样的电量，但现在将两板间的距离拉大,如果让它们再一次短路， 产生的火花将： (a)a ）比第一次火花大b ）比第一次火花小c ）和第一次火花一样大 3、天琴座α星是蓝色的,而天蝎座α星是红色的,哪颗星比较热一些？ (a) a ）天琴座α星 b ）天蝎座α星 4、街上红色霓红灯中的氖和天蝎座星一样热吗？ (b) a ）是的 b ）不是 5、想从镜子里看到放大的像应该使用 ( b )。
a)、凸面镜 b)、凹面镜 c)、平面镜 6 、在游泳池的水下，仰望水面，水面 ( C )A 、清澈透明B 、浑浊C 、像水银一样反光 7、彩色电视荧光屏上的彩色是哪3种光合成的（ C ）。
A 、红、黄、蓝B 、红、黄、青C 、红、绿、蓝 8、如图1-8图所示，某质子加速器使每个质子获得动能E =2 keV ，很细的质子束射向一个远离加速器、半径为r 的金属球，从球心到质子束延长线的垂直距离为d =r /2，假定质子与金属球相碰后将其电荷全部交给金属球，经足够长时间后金属球的最高电势 （以无穷远处电势为零）为： (b)a)1000V b)1500V c)2000V d)3000V9、从以下的哪种镜子中看到的像是和你自己一模一样( B )。
大学生物理竞赛
大学生物理竞赛是一个应用物理原理来解决实际问题的重要活动。
它可以激发大学生的学习激情，锻炼他们的思维能力，提高他们的创新能力，做出更多的贡献，获得更多的学术奖励。
大学生物理竞赛的内容覆盖了从基础物理知识到非常复杂的问题。
参加竞赛的学生既可以应用基础知识解决实际问题，也可以使用前沿科学技术解决竞赛中的复杂问题。
老师可以带领学生一起研究物理问题，不仅可以教会学生实用的思维方法和解决问题的方法，而且还可以培养学生的学习兴趣，使学生对物理有更深的了解。
参加大学生物理竞赛的学生，在参加过程中可以增强个人的实际素质。
参赛学生需要深入研究物理知识，理清基本概念，必要时需要在解决问题的过程中发掘创造性的思路，从而提高个人的实际素质。
此外，参赛学生需要掌握一定的策略，让他们在竞赛中获得更多的收获。
大学生物理竞赛有利于学生提高创新能力，创新能力是现代大学生的重要素质之一。
参加竞赛的学生可以在解决实际问题中发掘更多的创新思路，让他们在实践的过程中发展更为全面的创新能力。
大学生物理竞赛也是一个很好的学习平台，通过参加竞赛，学生可以更好地理解物理原理，熟练掌握物理知识，更有助于他们在未来的学业中取得更大的成功。
总之，大学生物理竞赛是学生提高素质，发展创新能力，学习物理知识的重要活动，有助于开拓学生的眼界，激发学习激情，增强学
生的实际水平，获得学术奖励，拓展学生的知识面，促使学生获得更多的成就。
第33届全国中学生物理竞赛浙江赛区获奖名单
一、一等奖。
1、滨海县第五中学杨耀炫。
2、宁海县第一中学李欣萱。
3、宁海县第一中学冯梦颖。
4、乐清市第六中学黄景琪。
5、乐清市第六中学杨健。
6、海盐县石龙中学冯洋。
7、余姚市第二中学孙煜宇。
8、温岭市景山中学王荣印。
9、温岭市景山中学张瑞珍。
10、台州市第十三中学冯琪。
11、台州市第十三中学李央。
12、台州市第十三中学钟玉明。
13、玉环县第一中学陆淑静。
14、苍南县第一中学李雨晴。
15、苍南县第一中学王嘉玉。
16、温州市第六中学张芷欣。
17、温州市第六中学崔晓轩。
18、象山县第一中学姚乐愉。
二、二等奖。
1、嘉兴市第十四中学叶家祺。
2、嘉兴市第十四中学龙荆森。
3、桐乡市第一中学刘熙敏。
4、桐乡市第一中学王燕。
5、平阳县桐桐中学沈丹丹。
6、海宁市第十三中学刘一梅。
7、海宁市第十三中学郭思欣。
8、杭州市第三十四中学王灵晨。
9、杭州市第三十四中学陈丹茹。
10、余姚市第二中学王翠菡。
11、余姚市第二中学蔡佳瑶。
12、台州市第十三中学刘滔。
13、台州市第十三中学杨天豪。
14、温岭市景山中学李尧谊。
15、温岭市景山中学王舒婷。
16、温州市第一中学陈婧蓉。
17、温州市第一中学张宇轩。
中国大学生物理学术竞赛比赛规则
附件一中国大学生物理学术竞赛比赛规则
竞赛流程
本项竞赛以抽签分组、团队辩论的方式进行。
赛前通过抽签分组（以十五支队伍为例），每支队伍参加五轮对抗赛，每轮对抗赛由三支队伍参加。
抽签过程中要避免两队重复相遇。
最后，依据各队五轮对抗赛的总成绩进行排名和评奖。
每一轮对抗赛分为三个阶段，三支参赛队在不同的阶段扮演三种不同角色，即：正方、反方和评论方，进行三个阶段的比赛。
每一轮对抗赛中角色的转换顺序如下：
每一阶段定时55分钟，具体流程如下：
说明：机动分数用来补偿队伍表现的总体印象。
总分只能给整数分。
中国大学生物理学术竞赛（CUPT）东北赛区讨论会会议纪要中国大学生物理学术竞赛(CUPT)东北赛区讨论会于2017年11月25日在哈尔滨工业大学召开。
参加会议的有来自东北赛区各个高校代表共计31人（名单见附件1）。
会议进行了如下事项：1、成立CUPT东北赛区组织委员会（名单见附件2）、裁判委员会（名单见附件3）。
2、讨论制定CUPT东北赛区规则补充条款（见附件4）。
3、讨论了CUPT东北赛区竞赛承办细则（见附件5）。
确定承办2018年CUPT东北赛区的高校为吉林大学，时间为2018年5月下旬。
4、讨论确定CUPT东北赛区为参赛高校指导教师颁发年度竞赛指导教师证书，指导教师排名顺序由各学校确认。
5、哈尔滨工业大学的三位老师向参会各位老师详细介绍了该校准备竞赛的具体经验。
附件：1、CUPT东北赛区讨论会参会人员名单2、CUPT东北赛区组织委员会3、CUPT东北赛区裁判委员会4、CUPT东北赛区规则补充条款5、CUPT东北赛区竞赛承办细则CUPT东北赛区组织委员会哈尔滨工业大学物理系2017.12.07附件1、CUPT东北赛区讨论会参会人员名单CUPT东北赛区讨论会（2017）参会人员名单中国大学生物理学术竞赛(CUPT)东北赛区组织委员会主任：张宇（哈尔滨工业大学）副主任：王海军（吉林大学）徐立昕（大连理工大学）王旗（东北大学）成员：孙伟民（哈尔滨工程大学）付申成（东北师范大学）殷燕（大连海事大学）李金华（长春理工大学）孙文军（哈尔滨师范大学）何丽娟（哈尔滨理工大学）侯春风（哈尔滨工业大学）徐留芳（吉林大学）白洪亮（大连理工大学）安文玉（黑龙江大学）贾洪声（吉林师范大学）顾吉林（辽宁师范大学）聂晶（辽宁科技大学）姜义（长春工程大学）白晓明（空军航空大学）顾广瑞（延边大学）杜勇慧（北华大学）李明标（渤海大学）曹硕（辽宁大学）苗琦（吉林省科技教育学会）中国大学生物理学术竞赛(CUPT)东北赛区裁判委员会主任兼裁判长：王玉晓（哈尔滨工业大学）副主任：李雪春（大连理工大学）陈春天（哈尔滨理工大学）张映辉（大连海事大学）张烨（长春理工大学）成员：吕喆（哈尔滨工业大学）倪牟翠（吉林大学）王旗（东北大学）姜海丽（哈尔滨工程大学）杨华通（东北师范大学）孟庆国（哈尔滨师范大学）李梦轲（辽宁师范大学）宋文福（北华大学）郭振平（延边大学）滕香（渤海大学）CUPT东北赛区规则补充条款1、竞赛赛题为当年CUPT竞赛赛题（全部17道题），地区赛正方共计可以拒绝5题，之后再拒绝按国赛规则扣除加权分。
第2届全国大学生物理实验竞赛试题的解答与考试评析张宪锋;陶小平;祝魏;张增明;孙腊珍【摘要】第2届全国大学生物理实验竞赛中的基础性试题为“利用转动定律测量质量及切变模量”和“测量康铜丝的杨氏模量和泊松比”两道题，综合性、研究性试题为“磁光效应的研究”和“磁流体性质的研究”两道题。
本文介绍竞赛试题的实验内容、实验原理及部分答案，并对参赛学生的实验考试结果进行评析。
【期刊名称】《物理实验》【年(卷),期】2014(000)005【总页数】6页(P40-45)【关键词】全国大学生物理实验竞赛;转动定律;切变模量;杨氏模量;泊松比;磁光效应;磁流体【作者】张宪锋;陶小平;祝魏;张增明;孙腊珍【作者单位】中国科学技术大学物理实验教学中心，安徽合肥230026;中国科学技术大学物理实验教学中心，安徽合肥230026;中国科学技术大学物理实验教学中心，安徽合肥230026;中国科学技术大学物理实验教学中心，安徽合肥230026;中国科学技术大学物理实验教学中心，安徽合肥230026【正文语种】中文【中图分类】G642.4231 引言教育部高教司(高教司函[2010]13号)批准的《全国大学生物理实验竞赛》是大学生的学科竞赛，由高等学校国家级实验教学示范中心联席会主办，全国高校实验物理教学研究会协办，中国科学技术大学承办的第2届全国大学生物理实验竞赛于2012年12月22日至12月24日在中国科学技术大学物理学院物理实验教学中心举行. 竞赛旨在培养大学生的创新能力、实践能力和团队协作意识，激发大学生对物理实验的兴趣与潜能，促进大学物理实验教学改革. 来自国家级物理实验示范中心所在院校、国家级基础科学人才培养基地院校及获得国家级物理实验精品课程院校的46个代表队的182名大学生选手参加了本次竞赛. 竞赛命题分为基础性物理实验和综合性、研究性物理实验题2类. 本次实验竞赛既突出物理基础又充分体现大学生的实践能力、动手能力和创新思维. 各代表队由2人分别单独参加4 h的基础性物理实验竞赛；2人合作参加8 h的综合性、研究性物理实验竞赛. 经评审专家组的评审和竞赛组委会审议，评选一等奖12名(其中：基础性试题8名，综合性、研究性试题4名)；二等奖31名(其中：基础性试题20名，综合性、研究性试题11名)，三等奖46名(其中：基础性试题31名，综合性、研究性试题15名).中国科学技术大学物理实验教学中心承担了本届竞赛的组织、命题、实验仪器装置的研制和实验场地的准备等工作. 本文就第2届全国大学生物理实验竞赛试题的实验内容、考试结果及竞赛中存在的问题做一些分析，希望对促进各高校进一步加强学生实践能力的培养，促进物理实验教学改革提供点有益的借鉴.2 基础性试题的解答与评析基础性实验试题为“利用转动定律测量质量及切变模量”和“测量康铜丝的杨氏模量和泊松比”2道题，均使用自己实验台上的装置独自来完成，每道题时限4 h.2.1 试题1：利用转动定律测量质量及切变模量2.1.1 引言刚体绕固定轴的转动定律是研究刚体运动的基本定律，通过对小角度下刚体定轴转动是简谐振动的特性研究，可以确定待测物体的质量.在弹性限度内，钢丝的切应力τ与切应变γ成正比，即τ=Gγ(其中G为材料的切变模量). 如在钢丝的下端悬挂一圆盘，它可绕中心线往复运动，形成扭摆. 该扭摆扭过的角度φ正比于钢丝所受的扭力矩M，由转动定律可得该扭摆作简谐振动，由此可确定钢丝的切变模量.2.1.2 实验研究的问题本实验研究的问题：1)测量玻璃棒的质量和螺帽的质量；2)测量钢丝的切变模量.2.1.3 实验仪器1)测量玻璃棒的质量和螺帽的质量的器材：长约1 m的木条(过质心附近有一直径约10 mm的小孔，内有套管，套管内径约为6 mm)，质量均匀分布的待测玻璃棒1根(长为L、质量为m1)，待测螺帽2个(总质量为m2)，单摆架1个(上端固定1根直径约4 mm铁杆)，质量m为(15.00±0.05) g、半径为r0的小铜柱2个，秒表1块，游标卡尺1把，直尺1把，平衡刀口1个，坐标纸1张，小剪刀1把，铅笔、蓝彩笔、橡皮和胶带.2)测量钢丝切变模量的器材：圆盘1个，待测金属丝1根，单摆架1个，游标卡尺1把，螺旋测微计1个，秒表1块，质量m为(50.0 ± 0.1) g、半径为r0的大铜柱2个.2.1.4 实验要求第1小题：测量玻璃棒的质量和螺帽的质量(60分)1)说明如何操作使转轴通过质心，并完成答题纸上的问题.2)设计实验方案测量玻璃棒的质量和两螺帽(可视为质点)的质量，并给出必要的计算公式. (重力加速度g=9.795 m/s2)(可请求提示设计方案，扣12分)3)记录6组数据，要求时间测量误差在0.5%以内(人用秒表计时的测量误差为0.2 s),并用作图法确定通过木条质心且垂直其表面的转轴的转动惯量IC.4)确定玻璃棒的质量m1和两螺帽的质量m2. (不要求计算不确定度)第2小题：测量钢丝的切变模量(40分)1)完成答题纸上如何确定钢丝长度的问题.2)设计实验方案测量钢丝的切变模量，并给出必要的计算公式，要求钢丝的长度约为60 cm，时间测量误差在0.5%以内(人用秒表计时的测量误差为0.2 s). (可请求提示设计方案，扣12分)3)记录6组实验数据，用最小二乘法拟合计算切变模量. (不要求计算不确定度) 2.1.5 试题特点及解答1)试题特点作为基础性实验试题，在定题过程中，出题者经反复讨论和修改，要求试题既突出物理基础理论又充分考查考生的实践动手能力. 第1小题“测量玻璃棒的质量和螺帽的质量”，考查了考生对刚体模型、质心及转动惯量等物理概念的理解；实验中要求考生利用刚体定轴转动定律设计实验方案，测量玻璃棒的质量和两螺帽(可视为质点)的质量，并给出必要计算公式. 第2小题“测量钢丝的切变模量”，考查了钢丝切变模量的基础概念，要求考生采用常规实验器材设计实验方案测量钢丝的切变模量，并给出必要计算公式.试题难度不大，实验内容及数据的处理量适中，但这2个小题均要求设计实验方案，考生要在4 h内完成实验要求，对考生基础理论的理解程度、基本物理仪器的熟练使用程度以及基本实验技能的储备都是不小的挑战，笔者认为，该试题较全面地考查了考生的基本知识、基本实验技能及数据处理和分析能力，符合基础性实验试题要求.2)试题解答第1小题解答：回答答题纸上关于通过配重，使转轴通过木条质心的问题，设计实验方案确定通过木条质心且垂直其表面的转动惯量，测量玻璃棒的质量和螺帽的质量，并给出相关计算公式：(1)(2)(3)测量并通过作图确定通过木条质心且垂直其表面的转轴的转动惯量(图1)，测量出玻璃棒的质量m1和螺帽的质量m2. (详解略)图1 确定通过木条质心且垂直其表面的转轴的转动惯量第2小题解答：确定待测钢丝的长度，利用提供的仪器和设备，设计实验方案并且给出相关的计算公式：(4)(5)(6)通过最小二乘法拟合计算钢丝的切变模量. (详解略)2.1.6 考试结果及评析表1是对46名参赛学生基础性实验试题1的得分所作的统计.表1 统计结果实验最高分(人数)最低分(人数)平均分标准差一 (60分)56(1人)0(7人)14.3014.00二 (40分)40(1人)0(5人)11.5510.57总分 (100分)96(1人)0(2人)25.8519.00为便于专家客观评阅试卷，命题组对实验的评分反复进行讨论并细化，关于实验方案的设计、测量结果的计算和分析，在评分细则中都给出了详尽的得分点. 根据最终的统计结果，参赛学生在该试题的各小题及总分得分情况如图2所示(横坐标表示分数的区间，纵坐标表示学生人数)，由图2可以看出，第1小题考生得分普遍很低，有15位考生请求提示设计方案，这部分考生的总分需扣12分，另有部分考生在实验过程中未能正确地设计实验方案，以致实验测量结果和数据处理与参考答案不符，或部分考生因为时间关系没有完成实验，导致得分情况偏离高斯分布. 第2小题得分情况大致符合高斯分布，大部分考生完成了实验，其中有5位考生请求提示设计方案，这部分考生的总分也需扣12分. 值得一提的是，获得一等奖的4位同学无一请求提示设计方案. 总体上看，得分情况大致符合高斯分布，两小题有一定的区分度.(a) 测量玻璃棒质量和螺帽质量得分分布图(b) 测量钢丝切变模量得分分布图(c) 基础性试题1 总分的直方统计图图2 基础性试题各小题及总分的得分情况通过具体的统计分析，我们分析如下：1)第1小题突出了实验的基础理论性，涉及基本物理概念和测量技术. 从监考和阅卷中可以看出，有近1/3的考生拿到题目后无从下手，没有根据实验提供的器材正确地设计实验，得分很少. 有15位考生请求了提示设计方案，这部分考生基本完成了实验，但总分需扣12分. 部分考生对刚体质心的概念、刚体定轴转动定律及简谐振动性质等基本知识理解不够，未能按要求用作图法确定出通过木条质心且垂直其表面的转轴的转动惯量，导致后续实验无法完成. 有些考生缺乏基本的实验技能，不能有效地使用提供的实验器材，导致实验方法错误. 本小题的平均得分为14.30分(满分为60分)，得分为0分的有7人. 综合看来，第1小题是对考生的基础理论和实验技术的较全面考察，大约有30%的考生完成了此实验.2)第2小题要求考生先设计实验方案，并给出测量钢丝的切变模量的计算公式. 从监考和阅卷中可以看出，部分考生由于审题不全面或不仔细，没有根据实验提供的器材正确地设计实验. 圆盘和2个大铜柱是本实验提供的主要器材，近30%考生出现测量错误，反映出考生实验技术水平有待提高. 当然，还有相当部分的考生由于缺乏参赛经验，时间分配不够合理而未完成答卷，所有这些导致考生得分普遍很低. 从统计情况看，本小题的平均得分为11.55分(满分为40分)，得分为0分的有5人. 综合看来，第2小题是对考生基本实验技能和实验数据处理能力的考察，大约40%的考生基本完成了此实验.3)总之，试题1强调了实验的基础理论和测量技术，对实验的基本技能、实验数据处理和作图等都有较高的要求，参赛考生的最高分96分，最低分0分，平均分25.85分，考试成绩基本符合统计高斯分布.2.2 试题2：测量金属丝的杨氏模量和泊松比2.2.1 引言杨氏模量是材料的重要力学性质，反映了材料抵抗形变能力的大小. 拉力F与丝的原始横截面A之比定义为应力，伸长量ΔL与丝的原始长度L之比定义为纵向线应变. 在弹性范围内，应力与应变满足胡克定律：(7)其中E为材料的杨氏模量. 式(7)中只考虑了材料的微小纵向应变，忽略了横向变化. 横向伸长量Δd与丝的原始横向长度d之比定义为横向线应变. 在实践中，纵向拉伸应变还会导致横向收缩应变. 实验表明，在材料弹性范围内，横向线应变Δd/d与纵向线应变ΔL/L之比为常量：(8)(8)式中的负号表示纵向拉伸导致横向收缩，μ为横向变形系数或称泊松比.非平衡电桥与传感器配合使用，可测量温度、应力、位移等变化量. 图3为非平衡电桥的原理图，其中电阻箱R1，R2，R3为电桥的3个臂，R4+RS构成第4臂，R0为电位器，C是滑动头. 当电桥平衡时：图3 非平衡电桥任意桥臂阻值变化时，电桥将偏离平衡位置. 实验中，金属丝受到拉伸引起电阻变化，当R4+RS的相对阻值变化量小于1%时，桥电压Ug(即DE间电压)与电阻的关系近似满足线性关系：(9)式中，RS是康铜丝的初始阻值.2.2.2 研究的问题1)测量康铜丝的杨氏模量；2)忽略拉伸过程中康铜丝的电阻率变化，利用非平衡电桥测量拉力与康铜丝有关性质的关系，并计算其泊松比.2.2.3 实验仪器所用的实验仪如表2所示.表2 实验仪器序号设备名称数量1康铜丝(已焊接2根导线)12木支架(已装配电位器、开关、滑轮、升降螺栓)13卷尺(最大允差1.2 mm)14千分尺(最大允差0.004 mm)15JCD3型移测显微镜(最大允差0.015 mm)16移测显微镜垫块17ZX17-1型交直流电阻箱(0.2级)38ZX38A/10型交直流电阻箱(0.1级)19KEITHLEY台式万用表(使用方法见附录)110低压钠灯(双线平均波长λ=0.589 3 μm)及电源111钠灯木垫块112甲电池(～1.5 V)113玻璃片214砝码托盘(质量标注于底部)115增砣砝码(100 g)1016数字万用表117LED灯118导线82.2.4 实验要求1)按图3连接电路，建议分压UAC取0.3～0.5 V，康铜丝的工作电流取3～5 mA.2)托盘上放1块砝码作为初始条件，调整仪器两端的塑料螺栓，使康铜丝与桌面平行，距离桌面77 mm左右，以利于移测显微镜的调节.3)测量康铜丝接入电路的长度L，精确到mm.(7分)4)用干涉法测量康铜丝的直径d.(30分)a.简述干涉条纹在整个劈尖区域分布特点并解释；为提高测量精度，应测什么区域的条纹？b.用干涉法测量康铜丝的直径(选一处即可)，要求测量相对不确定度小于1.0%，并给出测量依据.5) 分别朝康铜丝上的2个焊接点哈气，并观察桥电压Ug的读数变化.(10分)a.描述哈气时读数的变化；b.上述现象由什么效应产生？6)测量康铜丝的杨氏模量E.(25分)a.设计实验方案，给出相关公式；b.求康铜丝的杨氏模量E(合肥地区重力加速度g=9.795 m/s2).7)确定康铜丝的泊松比μ(28分)a.设计实验方案，给出相关公式，忽略拉力对金属丝电阻率的影响；b.确定康铜丝的泊松比μ.2.2.5 试题特点、解答及评析1)试题特点本题原理部分比较简单，所用实验设备都是常见的设备. 主要考查内容包括：由不确定度分析设计实验方案，用干涉法测量康铜丝的直径，拉伸法测量康铜丝的杨氏模量，非平衡电桥法测量康铜丝的泊松比，此外还要求学生解释实验中2个比较有趣的实验现象. 竞赛组委会的专家在审核命题过程中认为，本实验的几个内容单独看比较简单，很多高校都开设了相关的实验，但将这几个涉及力学、热学、电学、光学等学科的基础实验综合在一起，对学生基本物理理论的理解水平、动手能力、分析问题的能力、数据处理的能力要求较高，能实实在在地检验学生的物理实验水平.2)试题解答第1小题要求学生连接非平衡电桥的电路，第2小题调节康铜丝水平，都是非常基本的操作，难度很小.第3小题要求用卷尺测量接入电路的康铜丝长度L，如图4所示. 由于L大于1.2 m，单个考生直接测量L将导致较大的误差，不能满足精确到mm的要求，只能先测出L1和L2，再求出L. 在实际操作中，只有3人能正确完成本小题，大部分学生直接测量L，说明没有认真审题，动手时对不确定度的大小没有仔细考虑，考试中学生动手不动脑的问题普遍存在.图4 支架上的康铜丝第4小题用劈尖干涉法测量康铜丝的直径. 要求先用移测显微镜观察条纹的分布特点并解释，再用不确定度均分原理设计实验方案，并根据实验方案测量直径d. 由于康铜丝比较粗，移动显微镜时，在劈尖区域有的地方有干涉条纹，有的地方没有条纹，这个现象可用钠黄光具有双线波长来解释. 原理如图5所示. 根据不确定度均分原理，可推导出至少需要测量50个条纹才能满足设计要求.图5 干涉法测细丝直径本小题考查的不确定度均分原理是物理实验的基础知识，干涉法测细丝直径实验在很多高校都有开设. 但从考试结果来看，74%的考生不能正确推导出干涉法测细丝直径的公式，余下的考生中，只有2人能根据不确定度均分原理进行实验方案的设计. 由于本题的实验现象不常见，操作时，80%的考生超过1 h也没有调出干涉条纹，看到条纹的同学均未能用钠黄光双线波长对实验现象进行解释. 这说明部分考生对物理实验的基础知识掌握不够扎实，对劈尖干涉法的理解不够深入. 这部分的成绩统计见图6.图6 第4小题成绩分布第5小题，当考生对着康铜丝的一端焊点哈气时，会发现电桥的平衡示数增大，朝另一端哈气则示数减小，这可用温差效应来解释. 经统计，有28人发现哈气对桥电压的影响，但只有7人正确解释了实验现象.第6和7小题要求先设计实验方案，再测量康铜丝的杨氏模量、泊松比. 根据式(7)，测出康铜丝的直径d后，用拉伸法很容易测量杨氏模量. 式(8)中，康铜丝直径的变化Δd很小，本实验不能直接测量，但由于Δd会引起康铜丝电阻的变化，因此可通过非平衡电桥测出其阻值的变化间接测量Δd，从而求得泊松比. 相关实验结果见图7和图8.图7 拉伸法测量康铜丝的杨氏模量图8 非平衡电桥法测康铜丝的泊松比最后两小题对考生分析问题、解决问题的能力要求较高. 其难点在于实验设计部分，大部分考生没有清晰的思路，也没有想到移测显微镜除了用来测细丝直径，还能用于监测康铜丝的伸长量. 因此，考生的成绩基本来自于对杨氏模量、泊松比的公式推导及用非平衡电桥测电阻的变化，而无人正确测出这2个物理量. 这两小题总共53分，得分大于10分的有15人，但只有2人成绩超过25分.46位参赛学生的成绩统计如图9所示，成绩普遍不理想，但基本符合高斯分布. 本实验除了要求灵活使用常见的实验仪器之外，设计性内容较多，还要求学生对实验现象进行分析，并给出相应的理论解释或者测出实验数据. 考试的结果表明大部分考生分析问题、解决问题的能力较弱，这警示在以后的物理实验教学中，应减少教师示范、学生依样画葫芦的教学模式，加强了对学生自主设计性实验的训练，切实提高了他们的实验动手能力.图9 基础第2题考生成绩统计图。
大学生知识竞赛理工科题库
第一章：数学
1.解方程2x+5=15
2.计算 $\\int_0^1 x^2 dx$
3.求极限 $\\lim\\limits_{x \\to 0} \\frac{\\sin(x)}{x}$
第二章：物理
1.什么是牛顿第一定律？
2.描述光的折射定律
3.如何计算简谐振动的周期？
第三章：化学
1.解释原子核的组成
2.什么是化学反应速率？
3.计算碳酸氢钠和盐酸反应生成的钠氯离子的体积比。
第四章：工程学
1.介绍工程绘图中的常用符号
2.描述一下电路中的欧姆定律
3.说明传热过程中的对流和辐射的区别
第五章：计算机科学
1.解释什么是算法
2.描述二进制和十进制之间的转换方法
3.编写一个简单的排序算法并说明其时间复杂度
以上是大学生知识竞赛理工科题库的部分内容，希望能够帮助大家更好地学习和准备竞赛。
1. Adhesive tape有粘性的带子Determine the force necessary to remove a piece of adhesive tape from a horizontal surface. Investigate the influence of relevant parameters.决定将一块胶带从水平表面上拿下来需要的力。
研究其中的有关参数。
2. Air drying 在空气中干燥Table utensils (dishes, cutlery, etc.), after being washed, dry differently. Investigate how the time of drying depends on relevant parameters.桌上的餐具在洗完后，变干的情况不同，研究其中的有关参数。
3. Bouncing flame 跳跃的火焰Place a flame (e.g. from a Bunsen burner) between two charged parallel metal plates. Investigate the motion of the flame.在本生灯中点燃一团火焰置于两片带电、平行的金属板。
观察火焰的运动情况。
4. Breaking spaghetti 断开的面条Find the conditions under which dry spaghetti falling on a hard floor does not break.找出干燥的面条在掉落坚硬地板后不断裂的情况。
5. Car 小车Build a model car powered by an engine using an elastic air-filled toy-balloon as the energy source. Determine how the distance travelled by the car depends on relevant parameters and maximize the efficiency of the car.制作一个模型车，以有弹性的充气玩具气球作为动力源。
大学生物理实验竞赛大学生物理实验竞赛是一项为大学生提供实践平台，让他们体验科学研究的活动。
广大大学生可以通过这次竞赛，得到更加深入的理解，加强物理实验方面的技能，从而更好地掌握物理知识，拓宽视野，开阔眼界。
一、大学生物理实验竞赛的范围1、物理解析实验：物理实验设计、实验过程安排、实验用件准备等；2、室内物理实验：拓展物理认知，深入理解物理规律的尝试；3、外部课程设计：结合实际情况制定课程，开展实际的实验。
二、竞赛参与者的要求1、具有良好的正确的学习理念，认真对待学习，有获取知识的激情；2、具备一定的物理知识，掌握基本的物理实验方法和技巧；3、能够使用自如常用仪器、仪器设备，善于把握试验中各元素之间的关系；4、对各种紧急情况，能够预先进行有的放矢的处理，而不影响实验研究的正常进行；5、有责任心、较好的团队精神，自动调节、领导能力，能够协调各方面推进实验活动。
三、大学生物理实验竞赛的奖励1、对参赛者组进行评选，科技奖给予物理成绩优秀的参赛者；2、鼓励优秀参赛者发表论文，融入科技实践；3、对优秀参赛者参加科技实践活动提供补助，独立研究提出新的物理探究见解；4、对参赛者提出的优秀建议改进物理实验和发现，予以行政奖励；5、对参赛者完成的实验和研究, 特别是突出成果, 根据表彰奖励的规定，给予表彰。
四、大学生物理实验竞赛的意义1、促进学生物理实验科技实践能力：有助于学生加深物理知识的理解，提升物理实验设计及分析能力，同时强化团队协作意识。
2、锻炼学生分析思维：让学生在实践中学习，体验科学思维，从而掌握更多的物理实验研究方法，夯实物理知识的基础。
3、拓展学生的视野：学生可以更好地认识物理的规律，去解决实际生活中出现的新问题，以及提出实现技术上的创新建议。
大学生物理实验竞赛不仅是一个很好的实践平台，也是让学生拓展视野，锻炼分析思维，促进实践能力和创新技术的一个有效途径。
只要学生认真对待，积极投入，不断总结，并且创新理念，完成竞赛研究，相信他们可以从中获得更多的收获。
理论竞赛卷第1页（共9页） 2015年浙江省大学生物理竞赛 理论竞赛卷 考试形式：闭卷，允许带 无存储功能的计算器 入场 考试时间： 2015 年 12 月 12 日 上午8:30~11:30 题序 选择 填空 计1～2计3～4计5～6计7～8总 分 附加题分得分 评卷人 气体摩尔常量8.31J/(molK)R=⋅ 玻尔兹曼常量231.3810J/Kk−=× 基本电荷191.610Ce−=× 电子质量319.110kgem−=× 电子伏特191eV1.610J−=× 真空中光速8310m/sc=×
真空介电常数122208.8510C/(Nm)ε−=×⋅ 真空磁导率70410H/mμπ−=×
一、选择题：（单选题，每题3分，共30分） 1．下列说法正确的是（ ） A．物体运动的方向与合外力的方向总是相同 B．物体所受合力不为零时，一定产生加速度 C．若物体运动时速度很大，则它所受的作用力一定也很大 D．若物体运动时速率不变，则它所受的合外力一定为零
2．一质量为80kg的跳伞运动员在跳伞过程中，经1.0s的时间其速率从55m/s变为5m/s．若取重力加速度g = 10 m/s2，则在此过程中，运动员所受到的平均阻力的大小为（ ）N．
A．800 B．3200 C．4000 D．4800
3．用铁锤将铁钉击入木板，设铁钉受到的阻力与其进入铁钉的深度成正比，铁锤两次击钉的速度相同，第一次将钉击入木板内1cm，则第二次能将钉再击入的深度为（ ）
A．cm)12(− B．cm5.0 C．cm2/2 D．cm1
4．两个完全相同、竖直悬挂的弹簧，下端分别挂着质量不同的物块．待它们静止后，分别将物块下拉相同的距离，然后由静止释放，则（ ） A．两简谐振动的周期相同 B．两简谐振动的物块总能量相同 C．两物块在平衡位置时弹簧伸长量相同 D．两物块经过平衡位置时速度相同
5．图（a）表示t = 0时的简谐波的余弦波形图，波沿x轴正方向传播；图（b）为一质点的余弦振动曲线．则图（a）中所表示的x = 0处质点振动的初相位与图（b）所表示的振动的初相位分别是（ ）
姓名 准考证号__________所在高校__________专业______________ _____________密_________________封_____________线_____________ 密封线内不要答题 （a）yOxy （b） O t理论竞赛卷第2页（共9页）
A．均为零 B．均为π2 C．π2与π2− D．π2−与π2
6．惯性系S′相对S系以速度u运动，在S′系上的P点，先后发生了两个事件，用固定于S系上的钟测得两事件的时间间隔为Δt，则用固定于S′系上的钟测得两事件的时间间隔为（ ）
A．21(/)tucΔ− B．21(/)tucΔ− C．tΔ D．
21(/)
tucΔ−
7．下列说法中正确的是（ ）
A．电势大处，电场强度大小在空间的变化较大 B．电势相等的空间，电场强度为零
C．电场强度等于零的地方，电势为零 D．电场强度大的地方，电势在空间的变化率较小
8．如图所示，两个同心的半球面相对放置，半径分别为R和2R，都均
匀带电，电荷面密度分别为σ 和2σ，则2Rr=和32Rr=处的电势分别为（ ） A．052Rσε和073Rσε B．
05Rσε和0
14
3R
σ
ε
C．02Rσε和06Rσε D．
052Rσε和0
5
3R
σ
ε
9．如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一半径为R的半球面，半球
面底面的法线方向与磁场方向的夹角为θ，则通过半球面的磁通量大小为（ ）
A．2cosRBπθ B．22cosRBπθ C．
2RBπ D．2cosRBπθ
10．如图所示，一磁铁沿着一根竖直放置的、无限长铜管的轴线，自管口自由下落，忽略空
气阻力，则（ ） A．磁铁越落越快，最后速度趋于无限大
B．磁铁越落越慢，最后速度趋于零
C．磁铁越落越快，最后达到一恒定速度
D．磁铁越落越慢，最后达到一恒定速度
2RO R r
σ
2σ
θ BnR
N S 理论竞赛卷第3页（共9页）
二、填空题：（10题，每题4分，共40分） 1．当飞机加速向下俯冲时，飞行员由于脑充血而出现“红视”（视场变红），这是由于受到
______力的作用，飞行员此时处于________（填“超重”或“失重”）状态．
2．如图所示，在地球绕太阳S从近日点P向远日点Q运行的过程中，太阳的引力对地球做
的功为________（填“正”、“负”或“零”）；地球所受太阳引力相对S点的力矩所做的功为
________（填“正”、“负”或“零”）．
3．半径相同、质量相同的飞轮A和B，A的质量集中在边缘附近，B的质量均匀分布，则
当它们的角动量相同时，______轮转动的较快；当它们的角速度相同时，______轮的角动量
大．
4．质量为m、长为l的均匀细杆可绕通过其端点的光滑水平轴在铅垂面内自由转动．细杆
从最高位置由静止释放后开始向下转动，当转过θ 角时，其角加速度β =________，角速度ω =________．
5．一弹簧振子作简谐振动，当势能是动能的
1
3时，其势能是总能量的_______；位移的大小
是振幅的_______．
6．利用多普勒效应监测车速．固定的波源发出频率为100 kHzν=的超声波，汽车向着波源
行驶时，与波源安装在一起的接收器，接收到反射波与发射波的拍频为10 kHzνΔ=．已知空气中的声速为340 m/su=，则汽车的速度为__________m/s．
7．当粒子以0.6c（c为光速）的速度运动时，其动能与静止能量之比为__________；动能
与总能量之比为__________．
8．如图所示，将一负电荷从无穷远处移到一个不带电的导体附近，则导体
内的电场强度_________；导体的电势_________．（填“增加”、“减小”或
“不变”）
9．球形静电高压电极，是一半径为R的金属球面，其电势为U．电极表面有一面积为SΔ的
极小锈孔，则球心处电场强度的大小为__________．
10．如图所示，A、B为两条穿过y轴且垂于xOy平面的平行长直
导线，两条导线皆通有电流I，但方向相反，它们到x轴的距离都
为a，则x轴上P点处的磁感应强度的表达式为 ()xBr = _________________________．
QP S
导体
aIO B a
IA
P
xx
y 理论竞赛卷第4页（共9页）
三、计算题：（8题，共 80分） 1．（本题8分）在水下深处由爆炸产生的一气泡，气泡的振动周期T由水的压强p、水的密
度ρ及爆炸的能量E确定，试用量纲分析法写出其振动周期表达式．
2．（本题8分）“坐地日行八万里”，由于地球的自转，你站在地面上时，实际上就在运动．已
知杭州的纬度为北纬30.3°，地球半径为6370km，计算你在教室里坐着不动时，由于地球自
转而运动的速度和加速度． 理论竞赛卷第5页（共9页）
3．（本题10分）如图所示，质量为m的小环套在长为l、质量为1.5m的光滑均匀细杆上，
细杆可绕通过其一端点O的竖直光滑轴在水平面内转动．开始时，转动角速度为ω0，小环位于转轴处．当小环受到微小扰动后沿杆向外滑行，最终
小环脱离细杆．求小环脱离细杆瞬间运动速度的大小v和运动方向与细杆之间的夹角θ．
4．（本题10分）已知一平面简谐波沿 x 轴正向传播，波长m3=λ，周期s4=T，0=t时，
波形图如图所示．求： （1）O 点处质点的振动表达式； （2）该波的波动表达式．
l ω0
m
O
v
θ
2x (m)
y (× 10−2m) 4
O
