第37届国际奥林匹克物理竞赛
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初中奥林匹克物理竞赛题库一、选择题人体正常体温是()A. 33℃B. 35℃C. 37℃D. 39℃答案:C原子中带负电粒子是()A. 质子B. 中子C. 电子D. 原子核答案:C男高音、女高音是指声音的()A. 音调B. 响度C. 音色D. 以上均不对答案:A光三原色是()A. 红绿蓝B. 红黄蓝C. 红黄绿D. 红白蓝答案:A下列属于连通器的是()A. 液位计B. 温度计C. 订书机D. 抽水机答案:A下列关于“呼麦”这种蒙古族演唱形式的说法正确的是()A. “呼麦”中的高音、低音指的是声音的响度B. “呼麦”中的高音、低音都是振动产生的C. “呼麦”中的高音是超声波,低音是次声波D. “呼麦”中的高音和低音在空气中的传播速度不等答案:B二、填空题在电学实验中,当闭合开关后发现灯不亮、电流表无示数,用电压表分别接在电路各部分时,发现接在某一处时电压表示数为零,而接在其他处时电压表示数均不为零,这说明该处电路存在______故障。
答案:断路摄影师在帮我们拍摄完全班合影后,又用同一照相机帮我们每个人拍照,这时摄影师应该______(填“增大”或“减小”)照相机与人的距离,同时将镜头______(填“向外旋出”或“向内旋进”)。
答案:减小;向内旋进舞蹈演员健身训练房中墙壁上安装的镜子是______镜,幻灯机的镜头是______镜。
答案:平面;凸透三、简答题请解释“呼麦”这种蒙古族演唱形式的原理。
答案:“呼麦”是蒙古族的一种高超演唱形式。
演唱者运用技巧,使气息剧烈冲击声带,形成低音,在此基础上调整口腔共鸣,形成高音,同步唱出高音和低音。
这是一种特殊的演唱技巧,要求演唱者具备很高的声乐技巧和音乐素养。
请分析用飞机向云层喷洒干冰进行人工降雨的原理。
答案:用飞机向云层喷洒干冰进行人工降雨的原理是:干冰升华时会吸收大量的热,使周围空气的温度迅速降低,空气中的水蒸气遇冷会液化成小水滴,从而形成降雨。
此外,干冰升华形成的二氧化碳气体还可以作为凝结核,促进水蒸气的凝结和降雨的形成。
毛蔚:中国第一个获国际物理奥林匹克竞赛一等奖的女中学生中国学生向来以聪明勤奋著称,自1985年中国首次参加国际中学生奥林匹克竞赛以来,数学、物理、化学、信息学4个项目,均取得了优异成绩,和体育奥运会冠军一样,他们也为国家争得了荣誉。
1995年7月6日,在澳大利亚举行的第26届国际物理奥林匹克开幕式上,中国少女、江苏省启东市17岁的高二学生毛蔚,高举五星旗健步入场。
通过主席台时,50多个国家和地区250多名参赛选手及领队教师、外交官员、东道国各界人士,立刻爆发雷鸣般的掌声,众多新闻记者的镜头,对准了这位中国少女。
为中国终于能派出一位女学生而欢呼:"了不起,中国少女!"国际物理奥林匹克竞赛最初由捷克斯洛伐克、匈牙利和波兰三国物理学家倡议发起,1967年在华沙举行第一届竞赛,共有东欧三国参加。
之后参加国逐渐增多。
1972年西欧、北美国家也相继加入,从此,成为国际性的竞赛。
竞赛设立由参赛成员国组成的国际物理奥林匹克委员会,按竞赛章程规定:竞赛每年举行一次,由会员国轮流主办。
每一会员国可选派五名高中学生参赛,参加者的年龄到竞赛开始那一天不能超过20岁,参赛代表队要有具备一定资格和条件的两名团长参加国际委员会,竞赛在每年6月底举行。
分两天进行,每一天进行3道理论计算题竞赛,另一天是1至2道试验题,内容是中学物理课题,赛题由参赛国提供题目,主办国命题,评分标准是达到参赛者所获高分的90%以上者为一等奖,78-90%者为二等奖,不足50%者发参赛证明。
中国于1986年接受国际物理奥林匹克赛大会的邀请,派出3名高中生作首次参赛代表参加了第17届国际物理奥林匹克竞赛。
林晨获第二名,卫星获第三名,张明获表扬奖,取得了好成绩。
从1987年第18届国际物理奥林匹克竞赛到1994年第25届国际物理奥林匹克竞赛,中国中学生获奖全部都是男生。
从1995年第26届国际物理奥林匹克竞赛以来,第一个金牌则由中国女中学生毛蔚获得。
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。
初中奥林匹克物理竞赛题库摘要:1.初中奥林匹克物理竞赛概述2.初中奥林匹克物理竞赛题库的主要内容3.初中奥林匹克物理竞赛题库的价值和意义4.如何有效利用初中奥林匹克物理竞赛题库正文:【初中奥林匹克物理竞赛概述】初中奥林匹克物理竞赛是一项针对初中生举行的物理学科竞赛,旨在激发学生学习物理的兴趣,培养学生的科学素养和创新能力,选拔和培养优秀物理人才。
奥林匹克物理竞赛题库是竞赛的重要组成部分,包含了丰富的物理题目,为参赛学生提供了学习和实践的平台。
【初中奥林匹克物理竞赛题库的主要内容】初中奥林匹克物理竞赛题库涵盖了力学、热学、电磁学、光学和原子物理等多个物理学领域的知识。
题目类型多样,包括选择题、填空题、计算题、实验题和综合题等,难易程度适中,既有基础题型,也有提高题型。
这些题目旨在考查学生的物理基本概念、理论知识和实验技能,以及运用物理知识解决实际问题的能力。
【初中奥林匹克物理竞赛题库的价值和意义】初中奥林匹克物理竞赛题库对于学生学习物理具有重要的价值和意义。
首先,题库中的题目可以帮助学生巩固课堂所学知识,提高学生的物理素养。
其次,通过解答竞赛题目,学生可以培养自己的逻辑思维能力、分析问题和解决问题的能力,有利于提高学生的综合素质。
最后,参加物理竞赛可以激发学生的学习兴趣,培养学生的团队合作精神和竞争意识,有利于学生的全面发展。
【如何有效利用初中奥林匹克物理竞赛题库】要想在初中奥林匹克物理竞赛中取得好成绩,学生需要有效利用物理竞赛题库。
首先,学生要注重课堂学习,打牢物理基础知识,为解答竞赛题目奠定基础。
其次,学生要通过做题来提高自己的解题能力,可以从题库中选取适合自己的题目进行练习,逐步提高难度。
同时,学生要注重理论与实践相结合,通过实验来加深对物理知识的理解。
最后,学生要参加模拟考试和真题练习,了解竞赛的题型和难度,提高自己的应试能力。
全国奥林匹克物理竞赛获奖名单一等奖:
江苏省南京市新街口中学邱晨晖。
云南省玉溪市易俗中学洪贵珠。
广东省广州市第二中学郑浩闻。
安徽省安庆市实验高中郭岑宇。
浙江省杭州市西湖区第一高中张新玉。
内蒙古自治区呼伦贝尔市第二高中唐乐风。
江西省九江市庐山中学徐朗璐。
江苏省苏州市金阊中学李小涵。
云南省昆明市西山中学郑怡洁。
江西省南昌市南昌师范学院附属中学王子羽。
四川省成都市实验中学陈泽健。
浙江省杭州市萧山区第二高中李立鹏。
全国中学生物理竞赛全国中学生物理竞赛是在中国科协的领导下,由中国物理学会主办,各省、自治区、直辖市自愿参加的群众性的课外学科竞赛活动。
各项活动得到教育部的同意和支持。
竞赛的目的是促进中学生提高学习物理的主动性和兴趣,改进学习方法,增强学习能力;促进学校开展多样化的物理课外活动,活跃学习空气;发现具有突出才能的青少年,以便更好地对他们进行培养。
中文名全国中学生物理竞赛主办方中国物理学会参赛对象中学生分为预赛、复赛和决赛目录1简介2概况3内容提要4竞赛章程▪第一章总则▪第二章组织领导▪第三章竞赛程序▪第四章命题原则▪第五章奖励办法▪第六章守则和纪律▪第七章附则5竞赛大纲6其它方面1简介竞赛分为预赛、复赛和决赛。
预赛由全国竞赛委员会统一命题,采取笔试的形式,所有在校的中学生都可以报名参加。
在预赛中成绩优秀的学生由地、市、县推荐,如以参加复赛。
复赛包括理论和实验两部分。
理论部分由全国竞赛委员会统一题,满分为160分;实验部分由各省、自治区、直辖市竞赛委员会命题,满分为40分。
根据复赛中理论和实验的总成绩,由省、自治区、直辖市竞赛委员会推荐成绩优秀的学生参加决赛。
决赛由全国竞赛委员会命题和评奖。
每届决赛设一等奖50名左右,二等奖150名左右,三等奖200名左右。
此外,还设总成绩最佳奖、理论成绩最佳奖、实验成绩最佳奖和女同学成绩最佳奖等单项特别奖。
2概况编辑全国中学生物理竞赛开始于1984年,每学年举行一次。
历届竞赛的基本情从第2届开始,由全国中学生物理竞赛的一、二等奖获得者中选出我国准备参加国际物理奥林匹克竞赛的集训队。
经过短期培训,从中选出正式参赛的代表队。
1986年7月,我国首次参加了在英国举行的第17届国际物理奥林匹克竞赛,3名选手全部获奖。
在以后的历届国际竞赛中,我国每年选派5名学生参赛,到2001年,共派出63人,全部获奖。
共获金牌37块、银牌15块、铜牌9块、表扬奖2名,位居参赛各国前列。
16年来,全国中学生物理竞赛受到广大中学生的欢迎和社会各界的好评。
奥赛教练面试题及答案一、单项选择题(每题 2 分,共 10 题)1. 奥林匹克数学竞赛中,以下哪个国家不是国际数学奥林匹克(IMO)的创始国?A. 罗马尼亚B. 波兰C. 匈牙利D. 中国答案:D2. 国际物理奥林匹克竞赛(IPhO)的第一届是在哪个国家举办的?A. 波兰B. 捷克斯洛伐克C. 匈牙利D. 罗马尼亚答案:B3. 化学奥林匹克竞赛中,以下哪个元素的原子序数是 8?A. 氧B. 氮C. 氟D. 氖答案:A4. 国际生物奥林匹克竞赛(IBO)中,以下哪个不是生物分类的基本单位?A. 种B. 属C. 科D. 界答案:D5. 信息学奥林匹克竞赛(IOI)中,以下哪个算法不是排序算法?A. 快速排序B. 二分查找C. 归并排序D. 堆排序答案:B6. 在奥林匹克竞赛中,以下哪个学科没有团队赛?A. 数学B. 物理C. 化学D. 生物答案:A7. 奥林匹克竞赛中,以下哪个学科的竞赛不包括实验部分?A. 数学B. 物理C. 化学D. 生物答案:A8. 国际地理奥林匹克竞赛(iGeo)中,以下哪个不是竞赛的主要部分?A. 地图分析B. 野外考察C. 论文写作D. 编程设计答案:D9. 国际语言学奥林匹克竞赛(IOL)中,以下哪个不是竞赛的主要环节?A. 密码破译B. 语言结构分析C. 数学问题解决D. 逻辑推理答案:C10. 在奥林匹克竞赛中,以下哪个学科的竞赛不包括理论测试?A. 数学B. 物理C. 化学D. 天文学答案:D二、多项选择题(每题 2 分,共 10 题)1. 奥林匹克数学竞赛中,以下哪些是常见的题型?A. 代数问题B. 几何问题C. 数论问题D. 概率问题答案:ABCD2. 国际物理奥林匹克竞赛(IPhO)中,以下哪些是竞赛的组成部分?A. 理论题B. 实验题C. 数学问题D. 编程题答案:AB3. 化学奥林匹克竞赛中,以下哪些是常见的竞赛主题?A. 有机化学B. 无机化学C. 物理化学D. 分析化学答案:ABCD4. 国际生物奥林匹克竞赛(IBO)中,以下哪些是竞赛的组成部分?A. 理论考试B. 实验考试C. 野外考察D. 论文答辩答案:ABC5. 信息学奥林匹克竞赛(IOI)中,以下哪些是竞赛的组成部分?A. 算法设计B. 数据结构C. 数学问题D. 编程实践答案:ABD6. 在奥林匹克竞赛中,以下哪些学科包括团队赛?A. 数学B. 物理C. 化学D. 生物答案:BCD7. 奥林匹克竞赛中,以下哪些学科包括实验部分?A. 数学B. 物理C. 化学D. 生物答案:BCD8. 国际地理奥林匹克竞赛(iGeo)中,以下哪些是竞赛的主要部分?A. 地图分析B. 野外考察C. 论文写作D. 编程设计答案:ABC9. 国际语言学奥林匹克竞赛(IOL)中,以下哪些是竞赛的主要环节?A. 密码破译B. 语言结构分析C. 数学问题解决D. 逻辑推理答案:ABD10. 在奥林匹克竞赛中,以下哪些学科的竞赛包括理论测试?A. 数学B. 物理C. 化学D. 天文学答案:ABCD三、判断题(每题 2 分,共 10 题)1. 奥林匹克数学竞赛中,所有题目都是解答题。
选择题
在电路中,当电阻增大时,通过该电阻的电流会如何变化?
A. 增大
B. 减小(正确答案)
C. 不变
D. 无法确定
下列哪个现象是光的直线传播造成的?
A. 彩虹的形成
B. 小孔成像(正确答案)
C. 光的色散
D. 湖面倒影
一个物体从静止开始自由下落,下落过程中它的速度如何变化?
A. 保持不变
B. 先增大后减小
C. 持续增大(正确答案)
D. 先减小后增大
下列哪种波是横波?
A. 声波
B. 水波(在某些条件下,但非绝对横波)
C. 光波(正确答案)
D. 无线电波(虽为电磁波,但题目要求选横波特性最明显的)
关于牛顿第三定律,下列说法正确的是?
A. 作用力和反作用力大小相等,方向相同
B. 作用力和反作用力作用在同一物体上
C. 作用力和反作用力大小相等,方向相反,作用在不同物体上(正确答案)
D. 作用力先于反作用力产生
下列哪个量在国际单位制中的基本单位是米?
A. 质量
B. 时间
C. 长度(正确答案)
D. 电流
一个物体在水中受到的浮力大小取决于什么?
A. 物体的质量
B. 物体排开水的体积(正确答案)
C. 物体的形状
D. 物体在水中的深度
下列哪种现象说明光具有粒子性?
A. 干涉
B. 衍射
C. 光电效应(正确答案)
D. 偏振
在一个密闭容器中,气体压强增大时,气体的温度通常会如何变化?
A. 降低
B. 保持不变
C. 升高(正确答案)
D. 无法确定。
二、隔离法方法简介隔离法就是从整个系统中将某一部分物体隔离出来,然后单独分析被隔离部分的受力情况和运动情况,从而把复杂的问题转化为简单的一个个小问题求解。
隔离法在求解物理问题时,是一种非常重要的方法,学好隔离法,对分析物理现象、物理规律大有益处。
例1:两个质量相同的物体1和2紧靠在一起放在光滑水平桌面上,如图2—1所示,如果它们分别受到水平推力F 1和F 2作用,且F 1>F 2, 则物体1施于物体2的 作用力的大小为 ( )A .F 1B .F 2C .1/2(F 1+F 2)D .1/2(F 1-F 2) 解析:要求物体1和2之间的作用力,必须把其中一个隔离出来分析。
先以整体为研究对象,根据牛顿第二定律:F 1-F 2=2ma ①再以物体2为研究对象,有N -F 2=ma ② 解①、②两式可得),(2121F F N +=所以应选C 例2:如图2—2在光滑的水平桌面上放一物体A ,A 上再放一物体B ,A 、B 间有摩擦。
施加一水平力F 于B ,使它相对于桌面向右运运,这时物体A 相对于桌面 ( )A .向左动B .向右动C .不动D .运动,但运动方向不能判断解析:A 的运动有两种可能,可根据隔离法分析设AB 一起运动,则BA m m F a += AB 之间的最大静摩擦力 g m f B m μ=以A 为研究对象:若AB F m m m m a m f A B B A A m ,)(,+≥≥μ即一起向右运动. 若,)(F gm m m m A B B A +<μ则A 向右运动,但比B 要慢,所以应选B 例3:如图2—3所示,已知物块A 、B的质量分别为m 1、m 2,A 、B 间的摩擦因数为μ1,A 与地面之间的摩擦因数为μ2,在水平力F 的推动下,要使A 、B 一起运动而B不至下滑,力F 至少为多大?解析: B 受到A 向前的压力N ,要想B不下滑,需满足的临界条件是:μ1N=m 2g.设B 不下滑时,A 、B 的加速度为a ,以B为研究对象,用隔离法分析,B 受到重力,A 对B 的摩擦力、A 对B 向前的压力N ,如图2—3甲所示,要想B 不下滑,需满足:μ1N ≥m 2g,即:μ1m 2a ≥m 2g,所以加速度至少为a =g/μ1再用整体法研究A 、B ,根据牛顿第二定律,有:F —μ2(m 1+m 2)g=(m 1+m 2)g=(m 1+m 2)a ,所以推力至少为g m m F )1)((2121μμ++=.例4:如图2—4所示,用轻质细绳连接的A 和B两个物体,沿着倾角为α的斜面匀速下滑,问A 与B 之间的细绳上有弹力吗?解析:弹力产生在直接接触并发生了形变的物体之间,现在细绳有无形变无法确定.所以从产生原因上分析弹力是否存在就不行了,应结合物体的运动情况来分析. 隔离A 和B ,受力分析如图2—4甲所示,设弹力T 存在,将各力正交分解,由于两物体匀速下滑,处于平衡状态,所以有:A A f T g m +=αsin ……①B B f T g m =+αsin ……②设两物体与斜面间动摩擦因数分别为A μ、B μ,则 αμμcos g m N f A A A A A ==……③αμμcos g m N f B B B B B ==……④由以上①②③④可解得:)sin cos ()cos (sin ααμαμα-=-=b B A A g m T g m T 和 若T=0,应有:αμtan =A αμtan =B由此可见,当B A μμ=时,绳子上的弹力T 为零.若B A μμ≠,绳子上一定有弹力吗?我们知道绳子只能产生拉力.当弹力存在时,应有:T>0即 αμαμtan ,tan ><B A所以只有当B A μμ<时绳子上才有弹力例5 如图2—5所示,物体系由A 、B 、C 三个物体构成,质量分别为m A 、m B 、m C .用一水平力F 作用在小车C 上,小车C 在F 的作用下运动时能使物体A 和B 相对于小车C 处于静止状态.求连接A 和B的不可伸长的线的张力T 和力F 的大小.(一切摩擦和绳、滑轮的质量都不计)解析 在水平力F 作用下,若A 和B 能相对于C静止,则它们对地必有相同的水平加速度.而A 在绳的张力作用下只能产生水平向右的加速度,这就决定了F 只能水平向右,可用整体法来求,而求张力必须用隔离法.取物体系为研究对象,以地为参考系,受重力(m A +m B +m C )g ,推力F 和地面的弹力N ,如图2—5甲所示,设对地的加速度为a ,则有:a m m m F C B A )(++=…………①隔离B ,以地为参考系,受重力m B g 、张力T 、C 对B 的弹力N B ,应满足:g m T a m N B B B ==绳子的张力,…………②隔离A ,以地为参考系,受重力m A g,绳的张力T ,C 的弹力N A ,应满足;N A =m A g …………③T=m A a …………④当绳和滑轮的质量以及摩擦都不计时,由②、④两式解出加速度g m m a AB = 代入①式可得:g m m m m m F AC B A B )(++= 例6 如图2—6所示,一根轻质弹簧上端固定,下端挂一质量为m 0的平盘,盘中有一物体质量为m ,当盘静止时,弹簧的长度比其自然长度伸长了L ,今向下拉盘,使弹簧再伸长△L 后停止.然后松手放开,设弹簧总处在弹性限度以内,则刚松开手时盘对物体的支持力等于( )A .mg L L )/1(∆+B .g m m L L ))(/1(0+∆+C .Lmg ∆D .g m m L L )(/0+∆解析 确定物体m 的加速度可用整体法,确定盘对物体的支持力需用隔离法.选整体为研究对象,在没有向下拉盘时有KL=(m+m 0)g …………①在向下拉伸△L 又放手时有K △L=(m+m 0)a ……②再选m 为研究对象 F N -mg =ma ……③ 解得:mg LL F N )1(∆+= 应选A.此题也可用假设法、极限法求解.例7 如图2—7所示,AO 是质量为m 的均匀细杆,可绕O 轴在竖直平面内自动转动.细杆上的P 点与放在水平桌面上的圆柱体接触,圆柱体靠在竖直的挡板上而保持平衡,已知杆的倾角为θ,AP 长度是杆长的1/4,各处的摩擦都不计,则挡板对圆柱体的作用力等于 。
第37届国际奥林匹克物理竞赛 理论考试 (2006年7月10日,星期一,新加坡)
考试须知: 1. 本场考试时间为5小时。共有3题,每题10分。 2. 只能使用考场所提供的笔。 3. 只能使用考场所提供的纸张的正面。 4. 不同的题目不要在同一张演算纸(Writing Sheets)上解答。 5. 请在答卷纸(Answer Script)上答题。另外还提供演算纸(Writing Sheets)。根据题中给出的数据,数值答案请保留正确的有效位数。不要忘记写物理单位。
6. 在演算纸上,写下解题所必需的步骤、内容,并标明希望考官批改的部分。书写时,希望用尽可能少的文字,只需提供公式、数值、符号和图表等。
7. 请务必在所使用的每张答卷纸和演算纸上指定的方框内,填上国家号和学生号;在所使用的每张演算纸上,填上题号、演算纸页码号和每题所使用的演算纸总数,以便考官批改。此外,你可将题号和小题号写在空白纸张的顶部。如果你不希望某张演算纸上的草稿被批改,请在不要的纸上画一个大叉,且不要把它算在演算纸的总页数内,亦不要编写页码。
8. 考试结束时,请将所有答卷纸和演算纸按顺序整理,即每题答卷纸在前,希望批改的演算纸随后,不希望批改的演算纸其次,未使用的纸张和印刷的考题 放在最后。将所有纸张按题号顺序放置,用所提供的夹子把它们夹好,留在桌面上。不得把所提供的任何纸张携带出考场。
理论题1 中子干涉仪中的重力 请将答案写在答卷纸上 图1 .a 图1.b 物理描述 考虑Collela, Overhauser and Werner著名的中子干涉仪实验,在干涉仪中,我们将假设分束板和反射镜是理想的,实验研究重力场对中子德布罗意波影响. 干涉仪中采用与光学类似的符号如图1a .中子从入口IN进入干涉仪,沿图示的两条路径到达两个输出端口,在输出端口OUT1和OUT2检测,两条路经形成一个菱形,其面积一般为数个平方厘米(cm2)。 中子的德布罗意波(波长约为10−10 m)产生干涉,当干涉仪水平放置时,所有中子都从输出端口OUT1输出。但如果将干涉仪以中子入射方向为轴旋转角,则可以观察到依赖于的中子输出量在OUT1与OUT2两个端口之间的再分配。
几何描述 当0时,干涉仪的平面是水平的;而当90时,该平面是竖直的,且两个输出端口皆在旋转轴的上方。
1.1 (1.0) 求两条路径所形成的菱形的面积A。
a a a a 2 2
BS
BS
M
M BS – 分束板 M –反射镜
IN OUT2 OUT1
OUT1 IN OUT2 1.2 (1.0) 以旋转轴所在的水平面为基准,求输出端口OUT1的高度H。
将A与H的答案用a,,来表示。
光程 光程Nopt(为一个数)是几何路径长度(为一个距离)与波长的比值。但如果的值不是常数、而是沿着路径变化,则Nopt可通过求1沿着路径的积分得到。
1.3 (3.0) 当干涉仪被旋转了角后,求两条路径之间的光程差Nopt。将答案用
以下物理量来表示:a,,,中子质量M,入射中子的德布罗意波长
0,重力加速度g,以及普朗克常数h。
1.4 (1.0) 引进体积参数
22gMh
V
并将Nopt完全用A,V,0,来表示。已知M= 1.675×10−27 kg,g= 9.800 m s−2,h= 6.626 × 10−34 J s,求V的值。
1.5 (2.0) 如果把从高强度到低强度又回到高强度作为一个循环,问当的值由
90增加到90时,输出端口OUT1共经历了多少个完整的循环?
实验数据 在一次实验中,干涉仪的参数选为a = 3.600 cm 及 22.10,结果观察到19.00个完整的循环。
1.6 (1.0) 问在这次实验中0的值为多少?
1.7 (1.0) 如果在另一次类似的实验中观察到了30.00个完整的循环,而入射中子
的0 = 0.2000 nm,求A的值为多少?
提示 当1x时,x1可近似为x1。
国家号(Country Code) 学生号(Student Code) 题号(Question Number) 1 答卷纸 仅供考官使用
1.0 几何 1.1 面积为
A
1.2 高度为
H
国家号(Country Code) 学生号(Student Code) 题号(Question Number) 1 光程
1.3 用a,,,M,0,g和h来表示光程差:
Nopt =
仅供考官使用
3.0
1.4 用A,V,0和来表示光程差:
Nopt =
体积V的数值为 V
1.5 可观察到的完整循环的次数为
# of cycles =
国家号(Country Code) 学生号(Student Code) 题号(Question Number) 1 实验数据
1.6 德布罗意波长为
0
仅供考官使用
1.0 1.7 面积为
A
理论题2:观察运动的细棒 请将答案写在答卷纸上。
物理描述 一架针孔照相机以瞬间开关针孔的方式拍摄木棒的运动状况,其针孔位于0x,与x轴的距离为D处。x轴上标有等距的刻度,用于在照片中测量木棒的表观长度。当木棒静止时,其长度为L。然而,本题中木棒以固定的速度 沿 x 轴运动,
基本关系 在针孔照相机所拍摄的一张照片中,某一小段木棒在像中显示的位置为x~。
2.1 (0.6) 问在该照片的拍摄时刻,该小段木棒的实际位置x是多少?请将答案用
x~, D, L, 和光速c=3.00×108 m s-1来表达。需要时,可用下列关系
D 细棒 v 0 x
针孔照相机 mera c 和 211
来简化答案。 2.2 (0.9) 求对应的逆关系,即用x, D, L, 和c来表达x~。
注意:实际位置是指照相机静止为参考系的位置 木棒的表观长度 在木棒中点的实际位置到达0x的瞬间,针孔照相机拍摄了一张照片。
2.3 (1.5) 利用已给出的量,求此照片中木棒的表观长度。
2.4 (1.5) 在答卷纸上,选择正确描述表观长度如何随时间变化的答案。请在正确
答案旁的方框内打勾。
对称照片 一张针孔相机的照片显示,针孔到木棒两端的距离相等。 2.5 (0.8) 求该照片中木棒的表观长度。
2.6 (1.0) 求照像时木棒中点的实际位置。
2.7 (1.2)在照片中,木棒中点的像的位置在哪里?
很早及很迟时所拍摄的照片 在很早的时候,即当木棒从极远处靠近且还在极远处时,针孔照相机拍摄了一张照片;在很迟的时候,即木棒远离并已到达极远处时又拍摄了一张照片。其中一张照片中木棒的表观长度为1.00 m,另一张照片中木棒的表观长度为3.00 m。
2.8 (0.5) 在答卷纸上指明哪一个表观长度出现在哪一张照片上。请在正确答案旁
的方框内打勾。 2.9 (1.0) 求速度。
2.10 (0.6) 求木棒静止时的长度L。
2.11 (0.4) 推导出该木棒在对称照片中的表观长度。 国家号(Country Code) 学生号(Student Code) 题号(Question Number) 2 答卷纸 基本关系 2.1 已知x~,求x的值:
x =
2.2 已知x,求x~的值:
x~ =
木棒的表观长度
仅供考官使用
0.6
0.9
1.5 2.3 表观长度为
)(~0xL =
2.4 选择一项:该表观长度将会
先增大,达到最大值,然后减小。 先减小,达到最小值,然后增大。 始终减小。 始终增大。
国家号(Country Code) 学生号(Student Code) 题号(Question Number)
2 对称照片
2.5 表观长度为
L~=
2.6 木棒中点的实际位置为
0x =
仅供考官使用
0.8
1.0 1.2