学而思高一春季物理竞赛CPHO预备队第10讲

最新高中物理竞赛讲义（完整版）目录最新高中物理竞赛讲义（完整版） (1)第0部分绪言 (5)一、高中物理奥赛概况 (5)二、知识体系 (5)第一部分力＆物体的平衡 (6)第一讲力的处理 (6)第二讲物体的平衡 (8)第三讲习题课 (9)第四讲摩擦角及其它 (13)第二部分牛顿运动定律 (15)第一讲牛顿三定律 (16)第二讲牛顿定律的应用 (16)第二讲配套例题选讲 (24)第三部分运动学 (24)第一讲基本知识介绍 (24)第二讲运动的合成与分解、相对运动 (26)第四部分曲线运动万有引力 (28)第一讲基本知识介绍 (28)第二讲重要模型与专题 (30)第三讲典型例题解析 (38)第五部分动量和能量 (38)第一讲基本知识介绍 (38)第二讲重要模型与专题 (40)第三讲典型例题解析 (53)第六部分振动和波 (53)第一讲基本知识介绍 (53)第二讲重要模型与专题 (57)第三讲典型例题解析 (66)第七部分热学 (66)一、分子动理论 (66)二、热现象和基本热力学定律 (68)三、理想气体 (70)四、相变 (77)五、固体和液体 (80)第八部分静电场 (81)第一讲基本知识介绍 (81)第二讲重要模型与专题 (84)第九部分稳恒电流 (95)第一讲基本知识介绍 (95)第二讲重要模型和专题 (98)第十部分磁场 (107)第一讲基本知识介绍 (107)第二讲典型例题解析 (111)第十一部分电磁感应 (117)第一讲、基本定律 (117)第二讲感生电动势 (120)第三讲自感、互感及其它 (124)第十二部分量子论 (127)第一节黑体辐射 (127)第二节光电效应 (130)第三节波粒二象性 (136)第四节测不准关系 (139)第0部分绪言一、高中物理奥赛概况1、国际（International Physics Olympiad 简称Ipoh）① 1967年第一届，（波兰）华沙，只有五国参加。

第一讲直线运动4级公式法运动学计算循序渐进：阶梯成长体系本讲难度：★★★★☆高考难度：★★★☆☆直击高考：高考考点分值高考比重平均0~6分高考初级考点（概念层面）物理抽象概念应用高考中级考点（间接考察）运动学基本公式高考高级考点（综合考察）运动状态分析高考考题20062007200820092010例题18画龙点睛：重点中学试题1．（09北京四中期中）下列关于加速度的说法，正确的是（）A．物体的速度越大，加速度越大B．物体的速度变化量越大，加速度越大C．物体的速度变化越快，加速度越大D．物体的速度恒定，加速度为零【答案】C D知识点睛一、知识网络图例题精讲概念纠错题机械运动【例1】下列运动中不属于机械运动的有（）A．人体心脏的跳动B．地球绕太阳公转C．小提琴琴弦的颤动D．电视信号的发送【答案】D质点【例2】在下列各运动的物体中，可视为质点的有（）A．汽车的后轮，研究汽车牵引力的来源B．沿斜槽下滑的小钢球，研究它沿斜槽下滑的速度C．人造卫星，研究它绕地球的转动D．海平面上的木箱，研究它在水平力作用下是先滑动还是先滚动【解析】A与汽车的结构形状有关不能看成质点，D与木箱的结构有关，因为判断滚动要考虑杠杆因素【答案】B C匀速与匀变速【例3】下列运动中，最接近匀速直线运动的是（）A．匀速转动的旋转餐厅B．公共汽车在两个车站间的直线运动C．国庆阅兵时军人正步走过主席台D．跳伞运动员从静止在空中的直升飞机上跳下后的落体运动【答案】C【例4】速度及加速度的定义是运用了（）A．控制变量法B．建立物理模型法C．等效替代法D．比值法【答案】D【例5】在匀变速直线运动中，下列说法中正确的是（）A．相同时间内位移的变化相同B．相同时间内速度的变化相同C．相同位移内速度的变化相同D．相同路程内速度的变化相同【答案】B【例6】关于加速度和速度关系，以下说法中正确的是（）A．加速度越来越大，则速度越来越大B．运动的物体加速度大，表示了速度变化快C．加速度的正负表示了物体运动的方向D．物体运动加速度的方向与初速度方向相同，物体的运动速度将增大【解析】加速度是表征物体速度变化快慢的物理量，B对，加速度越来越大时，速度的变化越来越快，但速度不一定越来越大，A错；速度的正负表示物体运动的方向，加速度的正负表示加速度与速度是否同向，若同向则物体做加速运动，D对．【答案】B D概念应用题参考系【例7】在无云的夜晚，看到月亮停在天空不动；而在有浮云的夜晚，却感到月亮在很快移动这是因为此时我们选择了为参考系的缘故，而此时必须是有风的夜晚，相对于地面是运动的．【答案】浮云、浮云路程和位移【例8】若规定向东方向为位移的正方向，今有一个皮球停在水平面上某处，轻轻踢它一脚，使它向东做直线运动，经5m时与墙相碰后又向西做直线运动，经7m而停下．则上述过程中皮球通过的路程和位移分别是（）A．12m；2m B．12m；2m-；2m D．2m；2m-C．2m【答案】B时间与时刻【例9】一列火车从上海开往北京，下列叙述中，表示时间的是（）A．早6时10分，列车从上海站出发B．列车一共运行了12hC．列车在9时45分到达途中南京站D．列车在南京站停车10min【答案】B D速度【例10】（北京西城区）下图是用同一曝光时间拍摄自行车运动的一组照片．通过照片，我们可以判断自行车运动最快的是下列图中的（）【解析】在曝光时间相同的情况下，物体的速度越快，图片越模糊．【答案】D【例11】一辆农用“小四轮”漏油，假如每隔1s漏下一滴，车在平直公路上行驶，一位同学根据漏在路面上的油滴分布，分析“小四轮”的运动情况（已知车的运动方向）．下列说法中正确的是（）A．当沿运动方向油滴始终均匀分布时，车可能做匀速直线运动B．当沿运动方向油滴间距逐渐增大时，车一定在做匀加速直线运动C．当沿运动方向油滴间距逐渐增大时，车的加速度可能在减小D．当沿运动方向油滴间距逐渐增大时，车的加速度可能在增大【答案】 A CD/v x t =应用（平均速度）【例12】 中国飞人刘翔，在2008年5月10日的大阪国际田径大奖赛男子110米栏的比赛中，以13秒19的成绩如愿摘金，在实现职业生涯的五连冠．关于比赛的下列说法中正确的是（ ） A ．110m 是刘翔比赛中位移的大小 B ．13秒19是刘翔夺冠的时刻 C ．刘翔比赛中的平均速度约是8.3m/sD ．刘翔经过终点线时的速度一定等于8.3m/s【答案】 A C【例13】 （北京理综）如图所示为高速摄影机拍摄到的子弹穿透苹果瞬间的照片．该照片经放大后分析出，在曝光时间内，子弹影像前后错开的距离约为子弹长度的1%2%．已知子弹飞行速度约为500m/s ，由此可估算出这幅照片的曝光时间最接近（ ） A ．310s - B ．610s - C ．910s -D ．1210s -【解析】 在曝光时间内，子弹的运动可简化为匀速运动，影像前后错开的距离对应在该时间内的位移．子弹长度的数量级为210m -，故子弹的位移数量级为410m -，而子弹飞行速度约为500m/s ，故曝光时间估算为4710=s 210s 500x t v --=⨯＝，最接近B 选项．【答案】 B【例14】 一人一直沿山坡自坡底A 以速率1v 跑到坡顶B ，随即又以速率2v 返回到坡底A ，已知AB 的距离为s ，那么，人在这一往返过程的平均速度为（ ）A ．0B ．122v v+ C ．12122v v v v +D 无法确定【答案】 A 往返，回到原点，位移为0【例15】 三个质点A B C 、、的运动轨迹如图所示，三质点同时从N 点出发同时到达M 点，下列说法正确的是（ ）A ．三个质点从N 到M 的平均速度相同B ．B 质点从N 到M 的平均速度方向与它任意时刻瞬时速度的方向相同C ．到达M 点的瞬时速度一定是A 的大D ．三个质点从N 到M 的平均速率相同【解析】 三个质点运动的起点、末点相同，故位移相同，又时间一样，故平均速度相同，A 对．B 质点从N 到M 途中，也有可能往返运动，故不能断定平均速度方向与任意时刻瞬时速度方向相同，B不对．C 项无法判定．路程不确定，无法判断平均速率，D 错．。

第12讲 磁场、磁场力1.“比萨”定律2.安培环路定理3.安培力4.磁力矩1） 引入人类很早就分别认识到电现象与磁现象，但是把这两个看起来毫不相干的现象联系起来是近代物理发展起来后的事情。

从奥斯特发现电流磁现象开始，人类用了近100年进入了电气化的时代，我们现代社会绝大部分的应用科技都与电磁学的发现有关。

学习电磁学，虽然数学用的很深很多让初学的同学倍感不适应，但是求知欲会驱动着我们去克服这些不适应。

电磁学的高度应用化可以让我们同学深刻体会到学习的乐趣与满足感，当然首先是需要我们去开动脑筋思考物理原理的内涵与应用关键。

一．毕奥－萨伐尔定律1.磁现象：天然磁石或永久磁铁都有吸引铁、钴、镍等物质的磁性，这个性质称为磁性。

磁铁上磁性特别强的两端，称为磁极，中间没有磁性的区域叫中性区。

磁极有自动指南指北的性质。

指北的一极称为北极，用N 表示；指南的一极称为南极，用S 表示。

磁体之间存在相互作用，同名磁极相斥，异名磁极相吸，此作用称为磁力2.磁现象的本质： 1820年丹麦物理学家奥斯特发现电流的磁效应后，人们才逐渐认识到电现象与此现象的内在联系。

1822年安培提出分子电流的假说，他认为一切磁现象起源于电流，磁性物质的分子中，存在环形电流，成为分子电流。

当分子电流在一定程度上规则排列时，物质便显示出磁性。

安培分子电流的假说从物质的微观结构上揭示了物质的磁性。

实际上，分子电流相当于分子中电子绕原子核的转动和电子本身的自旋运动。

这样，磁铁与磁铁、电流与电流、磁铁与电流间的相互作用都可归结为运动电荷（或电流）间的相互作用。

3.毕奥－萨伐尔定律1820年10月30日（在距奥斯特报道电流磁效应不到三个月），法国的毕奥和萨伐尔在法国科学院发表文章，从实验中分析了电流和磁效应之间的关系。

如图所示，小磁针转动强弱反应该点磁感应强度的大小。

实验发现：1.a 大，B 小，a B /1∝（反比于距离）2.I 大，B大，I B ∝ （正比于电流）结论：aI kB ＝ 不久，拉普拉斯假定，电流由电流元l Id组成：本讲导学知识点睛●l Id 产生的磁感应强度B d与I 成正比；● 磁感应强度B d的大小与电流元l Id 的表观长度θsin dl 成正比； ● 磁感应强度B d的大小与r 的平方成反比。

第10讲 功与动能本讲提示：1.深刻理解功的定义。

2.使用动能定理分析力学过程注意区分动量与动能，区别功与冲量。

知识点睛 一．功物体在外力作用下，在力的方向上发生了一段位移，则外力对物体作功。

功表征了力对空间的累计效应。

1.恒力做功在恒力F 作用下质点沿直线发生了一段位移l ∆，则在此过程中，力对质点所做的功按以下计算： θcos l F W ∆=其中θ为F 与l ∆的夹角。

这个公式记为矢量的点乘式为： l F W ∆⋅=功的单位为焦耳（J ），其中m N J ⋅=11 注意：① 功为标量，但有正负：② 多个力对物体作功，等于各力对物体作功的代数和。

证明：1212()nn iW F l F F F l W W W W=⋅∆=+++⋅∆=+++=∑∑③ 功的计算式中位移是受力质点作用点的参考系位移。

实例：1.如图：拉力F 对球做功等于Fx ，但弹簧对墙做功为0。

2.如图：一子弹射入一个可以自由移动的木块，设相互作用大小为F ，则： 子弹队木块做功：FS木块对子弹做功：-F(l+S)这样的定义必然导致相互作用力的总功不一定为零，这和相互作用力冲量很不一样，所以当我们对于一个系统进行功的计算时，必须考虑内力。

恒定的相互作用力的总功为d F W ⋅=，其中d 为相对位移。

功的定义导致功的计算依赖参考系的选取，但是相互作用力的总功与参考系的选取无关。

中学阶段只要不刻意强调，功指的都是对地的功。

④ 易证明恒力做功与轨迹无关，只取决于恒力方向上的位移。

如轨迹为曲线，可以把曲线看成无穷多段，如图，设恒力F 作用下一物体，从a 位置运动到b 位置,把轨迹分成无穷段，分别为1l ∆，2l ∆，3l ∆… 整个过程中做功为Fl F l F l F l F l F W ∆=∆⋅=∆⋅+∆⋅+∆⋅=总 321其中F l ∆为F 方向上位分位移，与F 同向取正，反之取负。

实例：如图，用水平恒定的拉力F ，把一个质量为m 的球拉至新位臵，拉力做功为Fl ，重力做功为mgh 。

高一物理竞赛培训教材(有答案)高一物理竞赛培训教材(有答案)高一物理思维训练班第1讲-----运动学专题1.隧道长550 米,一列火车车厢长50 米,正以36 千米/时的速度匀速行驶,车厢中某乘客行走的速度为1 米/秒,当列车过隧道时,乘客经过隧道的时间至少为( ) A.5 秒 B.50 秒 C.55 秒 D.60 秒2.甲乙两人同时从A 点出发沿直线向B 点走去.乙先到达B 点,然后返回,在C 点遇到甲后再次返回到B 点后,又一次返回并在D 点第二次遇到甲.设整个过程甲速度始终为v,乙速度大小也恒定保持8v.则AC:CD为:( )A.8:7B.8:6C.9:8D.9:74.一辆汽车以40 千米/时的速度从甲站开往乙站,当它出发时恰好一辆公共汽车从乙站开往甲站,以后每隔15 分钟就有一辆公共汽车从乙站开往甲站,卡车在途中遇到6 辆公共汽车,则甲乙两站之间的距离可能为( )A.45 千米B.55 千米C.65 千米D.75 千米6.(选讲)一质点沿直线向Ox方向做加速运动,它离开O点的距离x随时间t变化的关系为32x=5+2t(m),它的速度随时间变化的关系为v=6t(m/s),该质点在t=0到t=2s内的平均速度是________,在t=2s到t=3s内的平均速度大小是__________*7.一物体做加速直线运动，依次通过A、B、C三点，AB=BC。

物体在AB段加速度为a1，在BC段加速度为a2，且物体在B点的速度为vBvA vC2，则( ) (本讲重点图像法)A．a1 a2 B．a1= a2 C．a1 a2 D．不能确定**8．蚂蚁离开巢沿直线爬行，它的速度与到蚁巢中心的距离成反比．当蚂蚁爬到距巢中心l1=1m 的A 点处时，速度是v1=2 cm／s．试问蚂蚁继续由A 点爬到距巢中心l2=2 m 的B 点需要多长的时间? (本讲重点图像法) *9．一辆火车从A站出发到B站停止,共行驶20min,其中加速运动时间为3min,减速运动时间为2min,其余15min为匀速运动.若火车的加速和减速都是匀变速,AB两站路程为42km,求火车匀速行驶那段路程时的平均速率.10.在一静水湖的南北两岸，有两只船同时相向开出，各以其速度垂直于湖岸匀速驶向对岸。

第11讲 能量转化与守恒定律本讲提示：1．清晰准确的了解各种能量的定义与判定 2．熟练掌握各种能量变化与功的关系3．通过训练提升用多个力学观点联立思考一个物理过程的思维能力。

本讲知识教学内容量大，所以例题适当减少，综合运用的问题下一讲继续。

知识点睛 一．势能运动的物体具备一种做功的本领，我们上讲定义其为动能。

那么是否静止的物体也可以具有做功的本领呢？回答显然是肯定的，比如被举高的重物，形变后的弹簧等。

为了研究这些现象，我们有必要拓展能量的定义。

我们把一个物理过程中，做功数值与路径无关的力叫保守力。

若两质点间存在着相互作用的保守力作用，当两质点相对位置发生改变时，不管途径如何，只要相对位置的初态、终态确定，则保守力做功是确定的。

存在于保守力相互作用质点之间的，由其相对位置所决定的能量称为质点的势能。

规定保守力所做功等于势能变化的负值，即： P E W ∆-=保守。

说明：势即位也，势能这个定义，顾名思义显然就是与物体间位置有关的能量，所以要引入保守力的概念。

计算势能时，还要注意以下几点： (1)势能的相对性。

通常选定某一状态为系统势能的零值状态，则任何状态至零势能状态保守力所做功大小等于该状态下系统的势能值。

原则上零势能状态可以任意选取，因而势能具有相对性。

(2)势能是属于保守力相互作用系统的，而不是某个质点独有的。

(3)只有保守力才有相应的势能，而非保守力没有与之相应的势能。

二．常见的几种势能 (1)重力势能在地球表面附近小范围内，mg 重力可视为恒力，取地面为零势能面，则h 高处重物m 的重力势能为m g h E p =(2)弹簧的弹性势能取弹簧处于原长时为弹性势能零点，当弹簧伸长(压缩)x 时，弹力F=-kx ，弹力做的功为221kx W -=由前面保守力所做功与势能变化关系可知)0(--=∆-=P P E E W所以： 221kx E =弹 (3)引力势能质点间的引力势能为 rG M mE P -=(选取无穷远为零势能面) 关于万有引力的规律我们将在以后的讲义中具体讲解，这里列出这个公式是提醒同学们：重力势能公式是引力势能在近地附近的近似，如果一个物体被举高10m ，那么重力势能可以用mgh 近似计算，如果物体被举高1000km ，那么重力势能公式必须用rGMmE P -=计算了。

学而思教育高中物理竞赛体系简介可以毫不过分的说，高中是人生成长过程中最为关键的时期。

当代高中生面临着越来越激烈的竞争和挑战，如何帮助我们的学生轻松愉快的在竞争中胜出？在多年的物理竞赛教学实践中，学而思摸索总结出一条针对性的个性化培训体系。

教学理念我们的理念总结起来就是两句话：成就每个孩子的物理梦想！不为出成绩牺牲一个孩子的热情与前途。

参加竞赛培训的学生功利性的目的总是免不了的。

无论是为了高考压轴题，自主招生优先权，或者最后的大学保送，竞赛班学习都有它无可替代的作用。

但是我们的目标绝不仅仅是这些，反思一些公立学校为拿成绩，利用自己对学生的强制权培养几个得奖学生的同时毁掉了一群学生的热情与前途的做法，我们希望我们的同学通过适量的时间，适当的学习，兼顾高考，自主招生的需求，更要让所有参与的学生在竞赛培训中有更广义的收获。

具体来说收获体现在以下几个方面：1 求知欲的保持与提升孩子对物理的兴趣源于对未知世界好奇与向往，许多课内教学让学生感觉“吃不饱”，缺乏挑战。

不断接触新鲜的知识是保持学生求知欲的必要条件。

我们的目标是不遗漏一个孩子的热情和情趣，我们也会通过一系列制度保证老师在课堂上去把引导孩子好奇心，求知欲作为教学的第一目标。

2 培养科学素养和思维方式物理学实质上包含了观察实验、建模解模、总结归纳、创造设计多个方面。

这样的科学素养和思维方式不仅体现在物理，而且反映了基础科学、应用科学、工程、金融等许多行业多人才的需求。

高中阶段的对科学素养的培养对学生一生的职业规划都有重要意义。

3 自学能力与表达能力填鸭式的教学容易养成学生的惰性，拒绝独立思考，拒绝与人交流分享。

缺乏自学与表达能力必然成为庸才。

与人在竞赛教学中我们会特意挑选适合自学的内容，让学生自主学习，独立思考，并在教师引导下相互讨论。

4 更激烈的体会成就感和挫败感，建立竞争意识现在的学生多在“温室”里长大，突出的才能得不到及时肯定，本应承担的心理挫折被学校和家长屏蔽。