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第７届国际物理奥林匹克比赛试题与解答（1974 年于波兰的华沙）【题 1】一个处于基态的氢原子与另一个静止基态的氢原子碰撞。
问可能发生非弹性碰撞的最小速度为多少？假如速度较大而产生光发射，且在原速度方向能够察看到光。
问这类光的频次与简正频次相差多少？氢原子质量是 1.67 ×10-27kg，电离能 E＝13.6 eV＝ 2.18 ×10-18J。
112解：处于基态的氢原子能量为E1=-E? 原子汲取的最小能量为 ?E=E2-E1=E(112，第一激发态能量为E2=-E?)=34E=1.163? 10-18122。
被氢-122J我们一定求出在碰撞中能量损失为以上数据代最小速度。
假如碰撞是完整非弹性的，则mv 碰撞中能量损失最大，碰撞后的速度将是v/2， 22v22m()2mv2-=24这个值应等于最小的能量子?E=mv42所以 v=4?Em4=6.26? 10m/s非弹性碰撞后，两个原子的速度为v2=3.13? 10m/s4此题第二问的解答与多普勒效应有联系。
关于比光速小好多的速度，相对速度之比给出频次相对变化的极好近似： 6.26 ×104∶ 3×108＝2.09 ×10-4＝2.09 ×10-2 % 两束光的频次按此比率稍小于或稍大于简正频次。
【题 2】给定一厚度为 d 的平行平板，其折射率按下式变化n(x)=n01-xr束光在 O 点由空气垂直射入平板，并在 A 点以角度射出，如图 7.1 所示。
求 A 点的折射率 nA，并确立 A 点的地点及平板的厚度。
（设 n0＝1.2， r＝ 13cm，β1解：第一考虑光的路线，如解图 7.1 所示。
关于经过一系列不一样折射率的平行平板的透射光，能够应用斯奈尔定律：sin β 1sin β2=n2n1，si β n2si β n3=n3n2更简单的形式是：n1sin β 1=n2sin β 2=n3sin β 3=2β1n1n23这个公式对随意薄层都是建立的。
第十二届国际中学生物理奥林匹克竞赛试题（第一部分理论）(1981年保加利亚瓦尔纳)题1真空里有一只质量为M的试管，质量为m、厚度可忽略的隔板把试管分为相等的两部分。
试管的封闭端充有n克分子温度为T、克分子量为μ的单原子理想气体。
隔板被释放后，无摩擦地移动直至离开试管，而后气体方始逸出。
设隔板开始运动时，试管处于静止状态，试问试管的最终速度是多大？每克分子的气体常数R是已知的。
在隔板离开试管以前，气体的动量、以及气体与试管、与隔板间热交换都可略去不计。
隔板离开试管后的温度变化也可忽略且不考虑重力的作用。
〔解〕引起隔板在试管中运动的是气体的绝热膨胀过程，因而有TV k-1=T f V f k-1式中V是气体的初始体积，V f是隔板离开时试管的体积，且k==C P和C V分别为定压克分子热容量和定容克分子热容量。
考虑到V f/V=2，于是有T f=T (1)由于隔板的运动是无摩擦的，所以系统获得动能的大小等于气体内能的变化=nR(T-T f) (2)其中v1是隔板飞离试管瞬间，试管和内装的气体(质量为nμ)的速度，W是隔板在同一时刻的速度。
试管和隔板朝相反方向运动。
椐题设，气体相对于试管的定向运动可以忽略。
根据动量守恒定律，有(nμ+M)v1=mW (3)从方程(1)、(2)和(3)可得出v1=当隔板飞出试管时，气体开始逸出，致使试管速度增大。
让我们考虑在沿试管运动方向以速度v1运动的参照系中作进一步考虑。
由于是在真空中，所有的气体都将逸出试管。
并且由于原子的弹性碰撞，试管取得的动量有如半数原子向其底部撞击一样。
每个原子的传递的动量是P=2其中N A是阿伏伽德罗数，v为原子的方均根速度，是方均根速度在试管运动方向上的投影。
因此，当全部气体逸出时，试管获得的动量是P=P=nμv2可用温度T f予以表达v2=亦即P=n考虑到方程(1)，可知当全部气体逸出时，处于我们所选取的参照系里的试管将取得速度v2==因此，在隔板开始运动前试管处于静止的参照系里，试管取得的最终速度是v=v1+v2。
第42届国际物理奥林匹克竞赛实验试题简介第42届国际物理奥林匹克竞赛实验试题简介：
I．介绍
1、介绍：第42届国际物理奥林匹克竞赛（IPHO）比赛于2020年6月22日到26日在瑞典瑞典历史文化之旅的斯德哥尔摩举行，共有60多个国家的中学生参加。
2、竞赛形式：本次比赛分为团体组和个人组，团体组比赛包括一个理论环节和一个实验环节，个人组则仅为实验环节。
II．实验内容
1、理论环节：本次比赛的理论环节共有10道试题，覆盖物理学的多个分支，主要包括力学、热学、光学、电磁学、相对论和量子物理。
2、实验环节：本届比赛的实验环节包括两个实验部分，主要考察学生在物理实验中的操作能力和数据分析的能力。
（1）第一部分
实验一：电子干涉测量技术：学生需要使用电子干涉测量技术对微小长度进行测量，记录数据和分析结果。
实验二：数据采集与处理技术：学生需要熟悉基本的数据采集和处理技术，掌握仪器和仪器操作，并能从测量结果中提出一定结论。
（2）第二部分
实验一：冲击振动测试：学生需要使用冲击振动测试仪，对包括水泥、石头等材料进行测试，研究不同材料受到动力载荷作用时的振动性能。
实验二：测试结果分析：学生将获得的原始测试数据转换为具有强可
靠性的测试结果，分析不同材料的振动性能指标，并得出相应的结论。
第41届国际物理奥林匹克竞赛实验试题简介第41届国际物理奥林匹克竞赛实验试题简介：一、热学：1、三摄氏度原始热力学：研究两个容器的温度差和蒸发量的关系；2、等熵冷却：研究物质在体系熵保持不变的情况下，温度下降的情况；3、物质收缩与膨胀：研究物质收缩和膨胀的实验，熟悉在温度、压强和粒子浓度改变时，单位容积容积的变化以及收缩与膨胀的规律；4、热流密度的度量：由实验确定不同材料的热流密度，并以不同材料的热流密度比较透热率。
二、动力学：1、球介质系统的运动：研究球介质系统，熟悉其随时间变化的规律；2、推力求解：熟悉推力对物体运动的影响，以及推力及其效应；3、进动性质研究：熟悉物体在不同情况下运动的微分方程和一般解；4、物体与弹簧运行性质：熟悉物体与弹簧运行的运动微分方程、一般解，以及物体遇到弹簧运动时的变化。
三、电磁学：1、磁球运动：研究定强度磁场中球的运动，探究在不同磁场的强度和方向下，球的运动变化；2、磁力线的调控：熟悉磁力线在不同强度有不同的形状，以及不同强度的磁场值之间的关系；3、电机的调节：熟悉电机的工作机理，对其磁化及电路的作用，以及如何有效调节其输出功率；4、电离平面波研究：利用电离平面波产生不同周期和幅值的信号，研究电离平面波的特性。
四、光学：1、光调制：利用两个光源照射物体，然后检测物体反射的信号，以研究一般的照明的调制特性；2、光反射与折射：熟悉介质反射与折射的实验，主要研究反射和折射的比例；3、衍射和干涉：利用光干涉，从而熟悉物质属性（相对折射率）和衍射图案之间的关系；4、激光：熟悉发出激光的实验方法，以及它们在不同激光器中的变化。
奥林匹克物理竞赛试题及答案国际奥林匹克物理竞赛是国际中学生的物理大赛，高中同学可以用来提升物理解题能力。
下面店铺给大家带来奥林匹克物理竞赛试题，希望对你有帮助。
奥林匹克物理竞赛试题国际物理奥林匹克竞赛简介竞赛设立由参赛成员国组成的国际物理奥林匹克委员会。
竞赛章程规定：目的是为增进中学物理教学的国际交流，通过竞赛促进开展物理学科的课外活动，以加强不同国家青年之间的友好关系和人民间的相互了解合作。
同时帮助参赛者发展物理方面的创造力，把从学校学到的知识用于解决实际问题的能力。
国际物理奥林匹克竞赛每年举办一次。
由各会员国轮流主办，并由各代表团团长和一名主办国指定的主席组成国际委员会。
国际委员会的任务是公平合理地评卷，监督章程规定的执行情况，决定竞赛结果。
每一会员国可选派5名高中学生或技术学校学生参加竞赛。
参加者的年龄到竞赛开始的那一天不能超过20岁。
参赛代表队要有2名团长，2名团长是国际委员会的成员，条件是能胜任解答赛题，能参加竞赛试卷的讨论和评分工作，并能通晓一种国际物理奥林匹克的工作语言。
国际物理奥林匹克的工作语言是英文、法文、德文和俄文。
代表团到达主办国时，团长要将参加学生及团长的情况告诉主办国家组织人员。
竞赛于每年6月底举行。
竞赛分两天进行。
第一天进行3道理论计算题竞赛，另一天的竞赛内容是1—2道实验题。
中间有一天的休息。
参赛者可使用计算尺、不带程序编制的计算器和对数表、物理常数表和制图工具，但不能使用数学和物理公式一览表。
竞赛题由参加国提供题目，主办国命题。
在竞赛前，赛题要保密。
竞赛题内容包括中学物理的4个部分(力学、热力学和分子物理学、光学及原子和核物理学、电磁学) ，解题要求用标准的中等数学而不要用高等数学。
主办国提出评卷标准并指定评卷人。
每题满分为10分。
各代表团团长同时对自己团员竞赛卷的复制品进行评定，最后协商决定成绩。
评奖标准是以参赛者前三名的平均分数计为100%，参赛者达90% 以上者为一等奖，78—90%者为二等奖，65—78%者为三等奖，同时发给证书。
国际物理奥林匹克竞赛试题理论试题题1A 某蹦迪运动员系在一根长弹性绳子的一端，绳的另一端固定在一座高桥上，他自静止高桥向下面的河流下落，末与水面相触，他的质量为m，绳子的自然长度为L，绳子的力常数（使绳子伸长lm所需的力）为k，重力场强度为g。
求出下面各量的表达式。
（a）运动员在第一次达到瞬时静止前所落下的距离y。
（b）他在下落过程中所达到的最大速率v。
（c）他在第一次达到瞬时静止前的下落过程所经历的时间t。
设运动员可以视为系于绳子一端的质点，与m相比绳子的质量可忽略不计，当绳子在伸长时服从胡克定律，在整个下落过程中空气的阻力可忽略不计。
B 一热机工作于两个相同材料的物体之间，两物体的温度分别为T A和T B（T A＞T B），每个物体的质量均为m，比热恒定，均为s。
设两个物体的压强保持不变，且不发生相变。
（a）假定热机能从系统获得理论上允许的最大机械能，求出两物体A和B最终达到的温度T?的表达式，给出解题全部过程。
（b）由此得出允许获得的最大功的表达式。
（c）假定热机工作于两箱水之间，每箱水的体积为2.50m3，一箱水的温度为350K，另一箱水的温度为300K。
计算可获得的最大机械能。
已知水的比热容= 4.19×103kg-1K-1，水的密度=1.00 x 103kgm.-3C 假定地球形成时同位素238U和235U已经存在，但不存在它们的衰变产物。
238U和235U的衰变被用来确定地球的年龄T。
（a）同位素238U以4.50×109年为半衰期衰变，衰变过程中其余放射性衰变产物的半衰期比这都短得多，作为一级近似，可忽略这些衰变产物的存在，衰变过程终止于铅的同位素206Ph。
用238U的半衰期、现在238U的数目238N表示出由放射衰变产生的206Pb原子的数目206n。
（运算中以109年为单位为宜）（b）类似地，235U在通过一系列较短半衰期产物后，以0.710×109年为半衰期衰变，终止于稳定的同位素207Pb。
第届国际物理奥林匹克竞赛试题与解答(一)第50届国际物理奥林匹克竞赛是2021年7月17日至7月24日在立陶宛首都维尔纽斯举办的一场国际性的高中物理竞赛。
比赛采用英语作为交流语言，共有来自78个国家和地区的340名高中生参加。
本次比赛的试题难度较大，接下来将展示文本及其解答。
试题一：水球侦探有一个可预知的机器人，它能在20秒中将一个水球从一个瓶子上落下并射入一个篮子内。
现在，在较短的时间内，你需要发现该机器人和瓶子的相对位置，因为您希望以类似的方式射击水球。
您可以使用网球球拍（无障碍物的情况下）将水球从篮子向上弹起，并发现您需要瓶子的相对位置的任何信息；您还可以在所需的任何时间内以水平或垂直方向挡板的形式放置障碍物；在一次试验中，您可以在网球球拍打水球的起始位置上放几个记号来记录启动点。
您可以使用水球、网球球拍、篮子、木板和绳索等物品，还可以在最多五米范围内的工作桌上使用软件和硬件，但不能直接使用摄像机或激光仪来获取机器人方位信息和 distances.1 并且您需要在3次尝试中从一个新的启动点开始，每次都在20秒内打入水球。
问题1: 说明确定机器人的位置最少需要多少次尝试? 您将如何确定第一次尝试的起点和方向？如何优化您的尝试策略？解答1：最小值为3次尝试。
机器人与起始位置之间的最小距离为y，射中目标的距离为 x 在不知道任何具体数据的情况下，我们可以进行如下操作。
第一次尝试可以进行在中心处的最高点，平移到一个$y+\sqrt{2}x$的位置，这种位置需要花费一定的时间来判断，但如果我们成功射入目标，我们就可以找到100％精确的$y_0$值，后续垂直位移的知识问题。
而对于水平位置的了解，我们可以首先考虑将水球从一个中心点射出，使其成为一个匀加速运动，然后用一块水平板从左到右或从右到左预定一个固定距离，进一步将初始位置确定为距板最近的位置，然后调整初始角度。
这个角度可以通过打二角中心的两个球与板的交点来确定。
选择题一个质子和一个中子结合形成一个氘核时，会释放能量。
这一过程中，以下哪个物理量守恒？A. 质量B. 电荷量C. 质量与电荷量均守恒（正确答案）D. 仅有能量守恒在双缝干涉实验中，当光屏上某点到两缝的光程差为半个波长时，该点将出现：A. 明条纹B. 暗条纹（正确答案）C. 无法确定条纹明暗D. 既非明条纹也非暗条纹关于黑洞的视界，以下描述正确的是：A. 视界是黑洞内部与外部的分界线，物质和光可以穿越B. 视界是黑洞的“表面”，但实际上并不存在物理意义上的表面C. 视界内部的事件对外部观察者而言是不可见的（正确答案）D. 视界的大小与黑洞的质量无关在量子力学中，波函数的平方代表什么？A. 粒子的动量B. 粒子的位置C. 粒子在某处出现的概率密度（正确答案）D. 粒子的能量以下哪个现象不能用经典力学解释？A. 行星绕太阳的运动B. 电磁波的传播（正确答案）C. 炮弹的弹道D. 地球的自转在相对论中，当物体的速度接近光速时，以下哪个物理量将显著增加？A. 物体的质量（正确答案）B. 物体的体积C. 物体的密度D. 物体的电荷关于原子核的裂变，以下说法正确的是：A. 裂变过程中，原子核的总质量增加B. 裂变过程中，会释放大量的能量（正确答案）C. 裂变只能发生在重元素中，如铅D. 裂变是原子核自发分裂的过程，无需外部粒子轰击在电磁感应现象中，当导体在磁场中运动时，感应电流的方向由什么定律决定？A. 欧姆定律B. 库仑定律C. 楞次定律（正确答案）D. 法拉第电磁感应定律关于量子纠缠，以下哪个描述是正确的？A. 量子纠缠是经典物理中的常见现象B. 量子纠缠意味着两个粒子在任何时刻的状态都是完全相同的C. 量子纠缠的两个粒子之间，对其中一个粒子的测量会瞬间影响到另一个粒子的状态，无论它们相距多远（正确答案）D. 量子纠缠可以通过经典通信来复制和传递。
国际物理奥赛试题及答案一、选择题（每题3分，共30分）1. 光在真空中的速度是多少？A. 299,792,458 m/sB. 299,792,458 km/sC. 299,792,458 cm/sD. 299,792,458 mm/s答案：A2. 根据量子力学，一个粒子的波函数代表什么？A. 粒子的位置B. 粒子的速度C. 粒子的概率密度D. 粒子的能量答案：C3. 以下哪项不是电磁波的特性？A. 波长B. 频率C. 质量D. 能量答案：C4. 根据牛顿第三定律，作用力和反作用力的关系是什么？A. 相等且相反B. 相等且相同C. 不相等且相反D. 不相等且相同答案：A5. 热力学第一定律表述了什么？A. 能量守恒定律B. 熵增定律C. 热力学第二定律D. 热力学第三定律答案：A6. 一个物体在自由落体运动中，其加速度是多少？A. 9.8 m/s²B. 10 m/s²C. 11 m/s²D. 12 m/s²答案：A7. 以下哪种力不属于基本力？A. 重力B. 电磁力C. 强核力D. 弱核力答案：A8. 一个完全弹性碰撞中，动量守恒和能量守恒是否都成立？A. 是B. 否答案：A9. 光的双缝干涉实验中，干涉条纹的间距与什么有关？A. 光的波长B. 双缝间的距离C. 观察屏的距离D. 所有以上因素答案：D10. 根据相对论，时间膨胀和长度收缩的效应是否只发生在高速运动的物体上？A. 是B. 否答案：A二、填空题（每题2分，共20分）1. 光年是______单位，表示光在一年内通过的距离。
答案：长度2. 绝对零度是温度的下限，其数值为______开尔文。
答案：03. 一个物体的动能与其速度的平方成正比，其比例系数是______。
答案：1/24. 根据库仑定律，两个点电荷之间的力与它们电荷量的乘积成正比，与它们距离的平方成______。
答案：反比5. 根据麦克斯韦方程组，变化的磁场可以产生______。
