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第26届全国中学生物理竞赛复赛试卷（附详细答案）一、填空（问答）题（每题5分，共25分）1．有人设想了一种静电场：电场的方向都垂直于纸面并指向纸里，电场强度的大小自左向右逐渐增大，如图所示。
这种分布的静电场是否可能存在？试述理由。
2．海尔-波普彗星轨道是长轴非常大的椭圆，近日点到太阳中心的距离为0.914天文单位（1天文单位等于地日间的平均距离），则其近日点速率的上限与地球公转（轨道可视为圆周）速率之比约为（保留2位有效数字） 。
3．用测电笔接触市电相线，即使赤脚站在地上也不会触电，原因是 ；另一方面，即使穿绝缘性能良好的电工鞋操作，测电笔仍会发亮，原因是 。
4．在图示的复杂网络中，所有电源的电动势均为E 0，所有电阻器的电阻值均为R 0，所有电容器的电容均为C 0，则图示电容器A 极板上的电荷量为 。
5．如图，给静止在水平粗糙地面上的木块一初速度，使之开始运动。
一学生利用角动量定理来考察此木块以后的运动过程：“把参考点设于如图所示的地面上一点O ，此时摩擦力f 的力矩为0，从而地面木块的角动量将守恒，这样木块将不减速而作匀速运动。
”请指出上述推理的错误，并给出正确的解释：。
二、（20分）图示正方形轻质刚性水平桌面由四条完全相同的轻质细桌腿1、2、3、4支撑于桌角A 、B 、C 、D 处，桌腿竖直立在水平粗糙刚性地面上。
已知桌腿受力后将产生弹性微小形变。
现于桌面中心点O 至角A 的连线OA 上某点P 施加一竖直向下的力F ，令c OAOP=，求桌面对桌腿1的压力F 1。
三、（15分）1．一质量为m 的小球与一劲度系数为k 的弹簧相连组成一体系，置于光滑水平桌面上，弹簧的另一端与固定墙面相连，小球做一维自由振动。
试问在一沿此弹簧长度方向以速度u 作匀速运动的参考系里观察，此体系的机械能是否守恒，并说明理由。
2．若不考虑太阳和其他星体的作用，则地球-月球系统可看成孤立系统。
若把地球和月球都看作是质量均匀分布的球体，它们的质量分别为M 和m ，月心-地心间的距离为R ，万有引力恒量为G 。
物理实验创新竞赛评委提问
1.你的实验创新的科学原理是什么？
2.你的实验创新有哪些特点，与以往的实验方法相比有何优势？
3.你在实验过程中遇到的主要困难是什么，如何解决的？
4.你的实验创新对现有科学研究或者工程技术有何价值？
5.你的实验创新在实际应用方面有何潜力？
6.你对实验结果的可靠性和准确性有何保证？
7.你的实验创新是否可以进行扩展和推广？如果可以，你打算
如何进一步开展？
8.你对实验过程和结果有何进一步改进的建议？
9.你对其他领域的实验创新有何启发和借鉴？
10.你在实验创新过程中遇到的最大挑战是什么，你是如何克
服的？
以上问题仅供参考，并非严格要求。
具体的评委提问会根据实验创新的内容和展示情况而定。
contents •问题陈述•问题建模•问题分析•问题拓展•问题总结目录题目背景竞赛题目背景该题目来自于某次物理竞赛，涉及的知识点包括力学、电学和光学等。
实际应用意义该题目具有一定的实际应用意义，涉及的物理现象在现实生活中也经常遇到。
题目内容题目要求解题思路需要使用牛顿第二定律和运动学公式来建立数学模型，并求解时间。
解题方法通过已知条件列出方程，然后进行求解。
答案形式以数值计算结果的形式给出答案。
010302直线运动模型能量守恒定律理论模型代数表达式描述物体运动状态的数学表达式通常包括速度、加速度、时间等变量，需要进行代数运算求解。
微积分描述物体运动状态的数学表达式中，通常会涉及到微积分，需要使用微积分方法进行求解。
数学模型方程求解解析法数值法总结词该问题涉及了经典力学中的碰撞现象，包括弹性碰撞和非弹性碰撞，以及能量守恒定律和动量守恒定律的应用。
要点一要点二详细描述在物理竞赛题中，通常会涉及到各种物理现象，如力学、电学、光学等。
该问题主要涉及力学中的碰撞现象，包括弹性碰撞和非弹性碰撞。
在弹性碰撞中，碰撞后两物体分离，并且恢复到原来的形状和大小；而在非弹性碰撞中，碰撞后两物体可能会发生形变，或者结合在一起。
这两种碰撞都遵循能量守恒定律和动量守恒定律。
物理现象该问题需要运用数学方法对物理现象进行解析，包括解析几何、微积分、线性代数等。
详细描述在解决物理问题时，数学是一种非常重要的工具。
该问题需要运用数学方法对物理现象进行解析。
例如，可以使用解析几何来描述物体的运动轨迹，使用微积分来求解速度和加速度，使用线性代数来求解物体的运动状态。
这些数学方法的应用可以帮助我们更好地理解和解决物理问题。
总结词数学解析VS总结词该问题需要建立一个合适的物理模型，以便进行数值模拟和实验验证。
详细描述在解决物理问题时，建立合适的物理模型非常重要。
该问题需要建立一个关于碰撞的物理模型，并使用该模型进行数值模拟和实验验证。
通过建立物理模型，我们可以将复杂的物理现象简化为易于理解和求解的数学模型，从而更好地解决物理问题。
实验比赛答辩评委问题
1、为何要选择恒温式呢？
在流体中进行强迫对流传热时，在一个较大的雷诺数范围内，物体的散热率与风速之间能较精确的满足一定幕次的经验关系。
已经制造出来的热线、热膜、热球、加热的热敏电阻等测风仪器都应用了这个原理。
2、何为电桥和反馈电路呢？
电桥:
(1）构成：R1，R2，R3，以及R构成一非对称个电桥。
R2，R3
远大于RW；RW为热线，R1，R2，R3为精密线绕阻。
电桥A，B两点电压输送到开环运算放大器的差断作为电桥平衡的误差型号。
(2）原理：当风吹到热线上使它温度发生变化时，电桥不平衡，A，B间产生的误差型号经放大器开环放大后控制G1，G2动作使电压调正器输出电压发生相应的变化，流过RW上得电流也发生变化，知道电桥平衡为止，这个反馈是十分迅速的。
反馈电路:
反馈网络不断地补充风所带走的那一部分热量而使热线恒温，对加热功率进行测量，即可以得到风速。
中南大学物理实验报告图片已关闭显示，点此查看图片已关闭显示，点此查看图片已关闭显示，点此查看图片已关闭显示，点此查看图片已关闭显示，点此查看附一逻辑无环流系统实验报告一、实验目的：1）熟悉和掌握逻辑无环流可逆调速系统的调试方法和步骤；2）通过实验，分析和研究系统的动、静态特性，并研究调节的参数对动态品质的影响； 3）通过实验，提高自身实际操作技能，培养分析和解决问题的能力。
二、实验内容：各控制单元调试；整定电流反馈系数β，转速反馈系数α，整定电流保护动作值；测定开环机械特性及高、低时速的静特性n?f(Id)；闭环控制特性n?f(Id)的测定；改变调节器参数，观察、记录电流和速度走动、制动时的动态波形。
三、实验调节步骤：1 双闭环可逆调速系统调试原则：①先单元，后系统；②先开环，后闭环；③先内环，后外环④先单向，后双向。
2 系统开环调试系统开环调试整定：定相分析：定相目的是根据各相晶闸管在各自的导电范围，触发器能给出触发脉冲，也就是确定触发器的同步电压与其对应的主回路电压之间的正确相位关系，因此必须根据触发器结构原理，主变压器的接线组别来确定同步变压器的接线组别。
Α=90°的整定制定移相特性带动电机整定α和β 3 系统的单元调试ASR、ACR和反相器的调零、限幅等逻辑单元的转矩特性和零电流检测的调试 4 电流闭环调试 5 转速闭环调试四、触发器的整定先将DJK02的触发脉冲指示开关拨至窄脉冲位置，合DJK02中的电源开关，用示波器观察A相、B相、C相的三相锯齿波，分别调节所对应的斜率调节器，使三相锯齿波的斜率一致。
观察DJK02中VT1~VT6孔的六个双窄脉冲，使间隔均匀，相位间隔60度。
触发器移相控制特性的整定；V时，??如图6-1所示，系统要求当U90?，电机应停止不动。
因此要调 ct?0整偏移电阻Up，使??90?。
图片已关闭显示，点此查看图6-2-1触发器移相控制特性测得当?时所对应的值?，该值将作为整定ACR输U?????30?ctmmin出最大正限幅值的依据；测得当时所对应的值?，U????150?(????30?)minctm该值将作为整定ACR输出最大负限幅值的依据。
中南大学大学物理实验预习答案实验一迈克耳孙干涉仪的调整与使用【预习思考题】1．迈克尔孙干涉仪是利用什么方法产生两束相干光的？答：迈克尔孙干涉仪是利用分振幅法产生两束相干光的。
2．迈克尔孙干涉仪的等倾和等厚干涉分别在什么条件下产生的？条纹形状如何？随M1、M2’的间距d如何变化？答：（1）等倾干涉条纹的产生通常需要面光源，且M1、M2’应严格平行；等厚干涉条纹的形成则需要M1、M2’不再平行，而是有微小夹角，且二者之间所加的空气膜较薄。
（2）等倾干涉为圆条纹，等厚干涉为直条纹。
（3）d越大，条纹越细越密；d越小，条纹就越粗越疏。
3．什么样条件下，白光也会产生等厚干涉条纹？当白光等厚干涉条纹的中心被调到视场中央时，M1、M2’两镜子的位置成什么关系？答：白光由于是复色光，相干长度较小，所以只有M1、M2’距离非常接近时，才会有彩色的干涉条纹，且出现在两镜交线附近。
当白光等厚干涉条纹的中心被调到视场中央时，说明M1、M2’已相交。
【分析讨论题】1．用迈克尔孙干涉仪观察到的等倾干涉条纹与牛顿环的干涉条纹有何不同？答：二者虽然都是圆条纹，但牛顿环属于等厚干涉的结果，并且等倾干涉条纹中心级次高，而牛顿环则是边缘的干涉级次高，所以当增大（或减小）空气层厚度时，等倾干涉条纹会向外涌出（或向中心缩进），而牛顿环则会向中心缩进（或向外涌出）。
2．想想如何在迈克尔孙干涉仪上利用白光的等厚干涉条纹测定透明物体的折射率？答：首先将仪器调整到M1、M2’相交，即视场中央能看到白光的零级干涉条纹，然后根据刚才镜子的移动方向选择将透明物体放在哪条光路中（主要是为了避免空程差），继续向原方向移动M1镜，直到再次看到白光的零级条纹出现在刚才所在的位置时，记下M1移动的距离所对应的圆环变化数N，根据，即可求出n。
实验二用动态法测定金属棒的杨氏模量【预习思考题】1．试样固有频率和共振频率有何不同，有何关系固有频率只由系统本身的性质决定。
高中物理教师答辩题目1. 介绍你自己作为一名高中物理教师的经验和教学理念。
作为一名高中物理教师，我拥有丰富的教学经验和热情。
我在过去的五年里一直从事高中物理教学工作，并取得了很好的成果。
我相信学生是学习的主体，我致力于激发他们的学习兴趣和培养他们的科学思维能力。
我的教学理念是以学生为中心，通过启发式教学和实践探究的方法，帮助学生理解物理的基本概念和原理，并培养他们的问题解决能力和实验设计能力。
2. 请列举一些你在教学中常用的策略和方法，并说明其有效性。
- 启发式教学：通过提问和讨论，引导学生主动思考和发现问题的解决方法。
这种方法激发了学生的学习兴趣，提高了他们的参与度和自主学习能力。
- 实验探究：通过设计实验和观察实验现象，让学生亲身体验物理原理，加深对知识的理解。
这种方法培养了学生的实验设计和数据分析能力，并提高了他们的实践操作能力。
- 多媒体辅助教学：利用多媒体教学工具，如投影仪和电子课件，生动形象地展示物理现象和实验过程，提高了学生对知识的理解和记忆效果。
这些策略和方法在我的教学实践中被证明是非常有效的。
学生们表现出更大的学习积极性，他们的成绩明显提高，同时他们也对物理学科产生了浓厚的兴趣。
3. 你认为如何培养学生对物理学科的兴趣和学习动力？培养学生对物理学科的兴趣和学习动力需要多方面的努力。
以下是我认为有效的方法：- 创设情境：将抽象的物理概念与日常生活和实际应用相联系，使学生能够理解物理在生活中的重要性和应用价值。
- 激发好奇心：通过提出有趣的问题、谜题或挑战，引发学生的好奇心和求知欲，鼓励他们主动探索和学习。
- 实践探究：提供丰富的实验和实践机会，让学生亲身体验物理现象，培养他们的实验设计和观察能力。
- 鼓励合作学习：组织学生间的合作学习活动，让他们相互交流和合作解决问题，增强学生的学习动力和合作能力。
- 提供奖励和认可：及时给予学生积极的反馈和肯定，鼓励他们继续努力和进步，并在适当的时候给予一些奖励和认可。
近代物理实验实验报告实验名称：X射线衍射所在学院：物理与电子学院专业班级：物理升华班1301学生姓名：黄佳清学生学号：0801130117指导教师：黄迪辉一、目的要求（1）掌握X射线衍射仪分析法（衍射仪法）的基本原理和方法。
（2）了解Y-2000型Ｘ射线衍射仪的结构、工作原理和使用方法。
二、原理简述（1）X射线产生机理：X射线管的灯丝发射的电子在强磁场的作用下加速，以很高的速度打在金属靶上，从而产生X射线。
其中由于金属给电子带来的巨大的减速作用会使电子发出具有连续波谱的X射线；而若是高速电子将金属原子的内层电子打出，则其他层的电子就会向内跃迁，从而产生具有特定波长的X射线。
故由此得到的X射线是具有特征峰的连续波谱。
其它层向K层跃迁产生的射线统称为K线系（其中L层来的称为Kα线，M层来的称为Kα线），向L层跃迁的称为L线系。
（2）晶体学基础：晶体中的原子、分子或离子都是有规则呈周期性排布的，排布方式称为晶格结构，在晶体学上常取与客观晶体有同等对称性的平行六面体作为构成晶体体积的最小单元，称为晶胞。
（3）X射线衍射机理：由于X射线的波长很小，不可能拿一般的光栅做衍射实验，但晶体中晶胞的线度却跟X射线波长在同一数量级上，因此可以用晶体来做X射线的衍射实验（如图一）。
当两反射光同相时，产生干涉加强，此时满足如下关系式：QA'Q'－PAP'＝SA'＋A'T＝nλ n＝0，±1，±2…… 即：2dsinθ=nλ满足此式则在该处能观察到衍射极大，试验中通过测量不同角度在相同时间内所接收到的X 射线粒子数来进行判断，得到极大衍射角也可由上式推得晶格系数d。
图1.晶体衍射原理图三、仪器本实验选用的设备是Y-2000型全自动X射线衍射仪。
下面分别介绍实验中用到的各部分的名称与功能。
其主要结构的示意图如下：图2.Y-2000型X射线衍射仪主要结构示意图（字母与代表含义同图2）图3.X射线光路图四、数据表格及数据处理C u靶产生的X射线的波长λ = 1.54178 Å2dsinθ=nλn＝0，±1，±2……（1）Si粉末试样图4.Si粉末试样X射线衍射图谱序号2θ角衍射峰高d值1 28.4 1886 3.14252 47.25 1256 1.92363 56.05 518 1.64074 69.1 120 1.35935 76.35 218 1.24736 87.95 392 1.1102表1.Si粉末试样数据处理（2）Si薄片试样图5.Si薄片试样X射线衍射图谱序号2θ角衍射峰高d值1 28.45 882 3.1371表2.Si薄片试样数据处理五、分析和讨论实验结果通过实验发现Si粉末试样本和Si薄片试样前者峰值比后者多，衍射仪采取样品不动，光管和探测器都与样品成同一角度对称运动，从而探测器接收不到非平行晶面的衍射。
