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高中物理竞赛基础:基本粒子

高中物理竞赛基础:基本粒子
高中物理竞赛基础:基本粒子

§4、1、基本粒子

4.1.1、 什么是基本粒子

在古代就有一些哲学家认为物质是由原子组成的,原子是组成物质的最小颗粒,不可再分。有基本的涵义,可称为基本粒子。自19世纪初,英国科学家道尔顿以化学反应为依据,提出物质是由原子组成的学说以来,人们相继发现了电子、质子、中子、正电子、中微子、介子等大量的基本粒子,基本粒子数目的大量增加,使人们认识到它们也不可能是最基本的组分,所以有“基本粒子不基本”的说法。

中微子的发现,中子不是稳定粒子,它衰变为质子和电子:e P n 0

11110-+→,实验发现此衰变中动量不守恒。经不断实验发现,中子衰变的正确反应应为v e P n ++→-01111

0。v 为中微子的符号,v 为v 反粒子的符号。 4.1.2、粒子的自旋

到本世纪30年代末,加上在宇宙射线中发现的μ子,人们认为,电子、质子、中子、中微子、μ子和光子都是基本粒子。除中子和μ子是不稳定粒子外,其余都是稳定的。基本粒子的主要特征除质量的电荷外,还有自旋,这是一个量子力学概念,表征粒子的内部属性,相当于经典物概念是微粒的自转。它遵从量子力学的规律,以π2h 为单位,只能取整数0、1、2……,或半整数1/2、3/2……。上述6种粒子,除光子自旋为1外,其余都是自旋为1/2的粒子。自旋为整数的粒子又称为玻色子;自旋为半整数的粒子又称为费米子。

4.1.3、 粒子和反粒子

经实验发现,每一种粒子都存在相应的反粒子。反粒子和粒子的质量、自旋都相同,电量相同而符号相反。对不带电的粒子,粒子和反粒子有其它的区分标志,这里不具体描述。在粒子的符号上加一横,代表反粒子,如v 是反中微子。也有的粒子的反粒子就是自身,而无区别,如光子。1932年安得森发现了正电子,使反粒子的存在第一次得到了证实。其他反粒子也先后被发现。如反质子和反中子分别是1955年和1956年在加速器中发

现的。粒子和反粒子是互为反粒子的,只是当初称呼电子、质子等为粒子而已。我们这个世界是由粒子组成的,而不是由反粒子组成的。

4.1.4、 强子——介子和重子

本世纪40年代到50年代,从宇宙射线中又发现了一批粒子。比如发现了π介子和K 介子,它们的自旋为零;又发现了与核子(质子和中子)属于同一类而质量更大的粒子,称为超子,有Λ超子、∑超子和Ξ超子,它们都是不稳定粒子。核子和超子统称为重子。介子和重子又统称为强子。因为它们之间的相互作用强大。

4.1.5、 粒子的奇异性

仔细地分析新发现的各种粒子的衰变反应,以及它们参与的其它反应,发现K 介子和超子具有产生快,衰变慢和同时产生两个或多个粒子的新特性,与π介子和核子所有的性质不同,当时认为有些奇异,引入了一个称为奇异数的量子数来标志这种奇异性。 +K 介子和0K 介子的奇异数为

1;+-∑∑∑Λ,0,1,0超子的奇异数为-1;0,ΞΞ-超子的奇异数为-2。具有奇异数的粒子,如其奇异数为s ,则其反粒子的奇异数为-s 。π介子和核子的奇异数为0。在强相互作用中,奇异数守恒。

4.1.6、 基本粒子分类

按照基本粒子之间的相互作用可分为三类:

①强子:凡是参与强相互作用的粒子,分为重子和介子两类。

②轻子:都不参与强相互作用,质量一般较小。

③光子:静质量为零,是传递电磁相互作用的粒子。

4.1.7、 夸克模型

原子不再是基本粒子,原子核一不是基本粒子,介子和重子是否也由更为基本的粒子组成的呢?1964年,美国物理学家盖尔曼和以色列物理学家兹韦格分别提出了夸克模型。

按照夸克理论,一切强子(参与强相互作用的粒子)都是由夸克组成的。初期提出的夸克有三种,分别称为上夸克u ,下夸克d 和奇夸克s 。它们的自旋都是1/2, 属于费米子。夸克的重要特征之一是带有分数电荷。以电

子电荷为单位,u 的电荷为2/3,d 的电荷为-1,s 的电荷也是-1/3。此外,s 的奇异数为-1。对于重子,有重子数作为标志,上节所述的重子的重子数为1,反重子的重子数为-1。夸克的重子数为1/3。对于每一种夸克,都存在相应的反夸克。反夸克的质量、自旋同于夸克,而电荷、奇异数和重子数的数值相同,符号相反。

夸克之间存在着强相互作用,靠这种相互作用,每一个介子由一个夸克和一和反夸克组成;每一个重子由三个夸克组成,每一个反重子由三个反夸克组成。比如,+

π介子是由u 夸克和反下夸克d 组成的、质子是由u 、u 和d 三个夸克组成的;0Λ超子是由u 、d 和s 三个夸克组成的,余此类推。

图4-1-1为P 、 +Λπ和0三个强子的结构示意图。

目前已被科学家证实的夸克有:上夸克、下夸克、奇夸克、粲夸克、底夸克和顶夸克等6种。为了符合泡利不相容原理,物理学家还发现了夸克的一种更为深刻的性质:每种夸克都具有(颜)色,可以用红、黄、兰(或红、绿、兰)三种加以区分,这只不过是借光的颜色名字,夸克的色与光波的色完全是两回事。就像粒子带电称为电荷一样,夸克带色,也可以称为色荷。正是色荷间的相互促进作用,才使强子中的夸克互相吸引而束缚在一起。三种不同色的夸克组成不带色的重子,好像三原色组成白色一样。同样,夸克和反色夸克的色互补,它们组成的介子也不带色。这就是为什么强子不带色的原因。在当今看来,强子基础是夸克,夸克是基本粒子。此外,基本粒子族还存在轻子一类。最早发现了电子和电中微子;后来发现了μ子和μ中微子;70年代,又发现了τ子和τ中微子.τ子的质量比核子质量还大,它不能由轻重来区它们了。虽然τ子的质量大,

但从其性质上看,

图4-1-1

仍属于轻子一类。这样,轻子也分6种,类似于夸克的味。时至今日,实验研究还没有发现轻子的内部结构。也就是说,这6种轻子也属于基本粒子。

高中物理竞赛试题及答案

高中物理竞赛模拟试卷(一) 说明:本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,共150 分,考试时间 120 分钟. 第Ⅰ卷(选择题 共 40 分) 一、本题共 10 小题,每小题 4 分,共 40 分,在每小题给出的 4 个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确,全部选对的得 4 分,选不全的得 2 分,有错选或不答的得 0 分. 1.置于水平面的支架上吊着一只装满细砂的漏斗,让漏斗左、右摆动,于是桌面上漏下许多砂子,经过一段时间形成一砂堆,砂堆的纵剖面最接近下图Ⅰ-1中的哪一种形状 2.如图Ⅰ-2所示,甲乙两物体在同一光滑水平轨道上相向运动,乙上连有一段轻弹簧,甲乙相互作用过程中无机械能损失,下列说法正确的有 A.若甲的初速度比乙大,则甲的速度后减到 0 B.若甲的初动量比乙大,则甲的速度后减到0 C.若甲的初动能比乙大,则甲的速度后减到0 D.若甲的质量比乙大,则甲的速度后减到0 3.特技演员从高处跳下,要求落地时必须脚先着地,为尽量保证安全,他落地时最好是采用哪种方法 A.让脚尖先着地,且着地瞬间同时下蹲 B.让整个脚板着地,且着地瞬间同时下蹲 C.让整个脚板着地,且着地瞬间不下蹲 D.让脚跟先着地,且着地瞬间同时下蹲 4.动物园的水平地面上放着一只质量为M 的笼子,笼内有一只质量为 m 的猴子.当猴以某一加速度沿竖直柱子加速向上爬时,笼子对地面的压力为F 1;当猴以同样大小的加速度沿竖直柱子加速下滑时,笼子对地面的压力为 F 2(如图Ⅰ-3),关于 F 1 和 F 2 的大小,下列判断中正确的是 A.F 1 = F 2>(M + m )g B.F 1>(M + m )g ,F 2<(M + m )g C.F 1>F 2>(M + m )g D.F 1<(M + m )g ,F 2>(M + m )g 5.下列说法中正确的是 A.布朗运动与分子的运动无关 B.分子力做正功时,分子间距离一定减小 C.在环绕地球运行的空间实验室里不能观察热传递的对流现象 D.通过热传递可以使热转变为功 6.如图Ⅰ-4所示,虚线a 、b 、c 代表电场中的三个等势面,相邻等势面之 图Ⅰ -3 图Ⅰ -4 图Ⅰ-2

全国第31届高中物理竞赛初赛试题

全国第31届中学生物理竞赛预赛试题 一、选择题.本题共5小题,每小题6分,在每小题给出的4个选 项中,有的小题只有一项符合题意,有的小题有多项符合题意.把符合题意的选项前面的英文字母写在每小题后面的方括号内,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错或不答的得0分. 1.一线膨胀系数为α的正立方体物块,当膨胀量较小时,其体膨胀系数等于 A.αB.α1/3 C.α3D.3α 2.按如下原理制作一杆可直接测量液体密度的秤,称为密度秤,其外形和普通的杆秤差不多,装秤钩的地方吊着一体积为lcm3的较重的合金块,杆上有表示液体密度数值的刻度.当秤砣放在Q点处时秤杆恰好平衡,如图所示,当合金块完全浸没在待测密度的液体中时,移动秤砣的悬挂点,直至秤杆恰好重新平衡,便可直接在杆秤上读出液体的密度.下列说法中错误的是 A.密度秤的零点刻度在Q点 B.秤杆上密度读数较大的刻度在较小的刻度的左边 C.密度秤的刻度都在Q点的右侧 D.密度秤的刻度都在Q点的左侧 3.一列简谐横波在均匀的介质中沿z轴正向传播,两质点P1和P2的平衡位置在x轴上,它们相距60cm,当P1质点在平衡位置处向上运动时,P2质点处在波谷位置,若波的传播速度为24 m/s,则该波的频率可能为 A.50Hz B.60Hz C.400Hz D.410Hz 4.电磁驱动是与炮弹发射、航空母舰上飞机弹射起飞有关的一种新型驱动方式,电磁驱动的原理如图所示,当直流电流突然加到一固定线圈上,可以将置于线圈上的环弹射出去.现在同一个固定线圈上,先后置有分别用钢、铝和硅制成的形状、大小和横截面积均相同的三种环;当电流突然接通时,它们所受到的推力分别为F1、F2和F3.若环的重力可忽略,下列说法正确的是 A.F1>F2>F3B.F2>F3 >F1 C.F3 >F2> F1D.F1=F2=F3 5.质量为m A的A球,以某一速度沿光滑水平面向静止的B球运动,并与B球发生弹性正碰.假设B球的质量m B可选取为不同的值,则 A.当m B=m A时,碰后B球的速度最大 B.当m B=m A时,碰后B球的动能最大

高中物理竞赛练习7 热学一08

高中物理竞赛练习7 热学一08.5 1.证明理想气体的压强p = k n ε32,其中n 为单位体积内的分子数,k ε是气体分子的平均动能. 2.已知地球和太阳的半径分别为R 1=6×106m 、R 2=7× 108m ,地球与太阳的距离d =1.5×1011m .若地球与太阳均可视为黑体,试估算太阳表面温度. 3.如图所示,两根金属棒A 、B 尺寸相同,A 的导热系数是B 的两倍,用它们来导热,设高温端和低温端温度恒定,求将A 、B 并联使用与串联使用的能流之比.设棒侧面是绝热的. 4.估算地球大气总质量M 和总分子数N . 5.一卡诺机在温度为27℃和127℃两个热源之间运转.(1)若在正循环中,该机从高温热源吸热1.2×103 cal , 则将向低温热源放热多少?对外作功多少?(2)若使该机反向运转(致冷机),当从低温热源吸热1.2×103cal 热量,则将向高温热源放热多少?外界作功多少? 6.一定质量的单原子理想气体在一密闭容器中等压膨胀到体积为原来的1.5倍,然后又被压缩,体积和压强均减为1/3,且过程中压强与体积始终成正比,比例系数不变,在此压缩过程中气体向外放热Q o ,压缩后气体重新等压膨胀到原体积(气体在第一次等压膨胀前的状态),为使气体等容回到上面提到的原状态(第一次膨胀前的状态),需要传递给气体的热量Q 1是多少?

7.1 moI单原子理想气体初始温度为T o,分别通过等压和绝热(即不吸热也不放热)两种方式使其膨胀,且膨胀后末体积相等.如果已知两过程末状态气体的压强相比为1.5,求在此两过程中气体所做的功之和. 8.如图所示,两块铅直的玻璃板部分浸入水中,两板平行,间距d=0.5 mm,由于水的表面张力的缘故,水沿板上升一定的高度h,取水的表面张力系数σ =7.3×10-2N·m-1,求h的大小. 9.内径均匀的U形玻璃管,左端封闭,右端开口,注入水银后;左管封闭的气体被一小段长为h1=3.0cm 的术银柱分成m和n两段.在27℃时,L m=20 cm,L n=10 cm,且右管内水银面与n气柱下表面相平,如图所示.现设法使n上升与m气柱合在一起,并将U形管加热到127℃,试求m和n气柱混合后的压强和长度.(p o=75cmHg) 10.在密度为ρ=7.8 g·cm-3的钢针表面上涂一薄层不能被水润湿的油以后,再把它轻轻地横放在水的表面,为了使针在0℃时不掉落水中,不考虑浮力,问该钢针的直径最大为多少? 11.已知水的表面张力系数为σ1=7.26×10-2N·m-1,酒精的表面张力系数为σ2=2.2×10-2N·m-1.由两个内径相等的滴管滴出相同质量的水和酒精,求两者的液滴数之比.

《全国中学生物理竞赛大纲》2020版

《全国中学生物理竞赛大纲2020版》 (2020年4月修订,2020年开始实行) 2011年对《全国中学生物理竞赛内容提要》进行了修订,修订稿经全国中学生物理竞赛委员会第30次全体会议通过,并决定从2020年开始实行。修订后的“内容提要”中,凡用※号标出的内容,仅限于复赛和决赛。 力学 1.运动学 参考系 坐标系直角坐标系 ※平面极坐标※自然坐标系 矢量和标量 质点运动的位移和路程速度加速度 匀速及匀变速直线运动及其图像 运动的合成与分解抛体运动圆周运动 圆周运动中的切向加速度和法向加速度 曲率半径角速度和※角加速度 相对运动伽里略速度变换 2.动力学 重力弹性力摩擦力惯性参考系 牛顿第一、二、三运动定律胡克定律万有引力定律均匀球壳对壳内和壳外质点的引力公式(不要求导出) ※非惯性参考系※平动加速参考系中的惯性力 ※匀速转动参考系惯性离心力、视重 ☆科里奥利力 3.物体的平衡 共点力作用下物体的平衡 力矩刚体的平衡条件 ☆虚功原理 4.动量 冲量动量质点与质点组的动量定理动量守恒定律※质心 ※质心运动定理 ※质心参考系 反冲运动 ※变质量体系的运动 5.机械能 功和功率

动能和动能定理※质心动能定理 重力势能引力势能 质点及均匀球壳壳内和壳外的引力势能公式(不要求导出)弹簧的弹性势能功能原理机械能守恒定律 碰撞 弹性碰撞与非弹性碰撞恢复系数 6.※角动量 冲量矩角动量 质点和质点组的角动量定理和转动定理 角动量守恒定律 7.有心运动 在万有引力和库仑力作用下物体的运动 开普勒定律 行星和人造天体的圆轨道和椭圆轨道运动 8.※刚体 刚体的平动刚体的定轴转动 绕轴的转动惯量 平行轴定理正交轴定理 刚体定轴转动的角动量定理刚体的平面平行运动9.流体力学 静止流体中的压强 浮力 ☆连续性方程☆伯努利方程 10.振动 简谐振动振幅频率和周期相位 振动的图像 参考圆简谐振动的速度 (线性)恢复力由动力学方程确定简谐振动的频率简谐振动的能量同方向同频率简谐振动的合成 阻尼振动受迫振动和共振(定性了解) 11.波动 横波和纵波 波长频率和波速的关系 波的图像 ※平面简谐波的表示式 波的干涉※驻波波的衍射(定性) 声波 声音的响度、音调和音品声音的共鸣乐音和噪声

最新近十年初中应用物理知识竞赛题分类解析专题1--机械运动

最近十年初中应用物理知识竞赛题分类解析专题1--机械运动 一、选择题 1.(2013中学生数理化潜能知识竞赛)下图是空中加油的情景,我们说加油机是静止的,是以下列哪个物体为参照物() A.以加油机自己为参照物 B.以受油机为参照物 C.以地面为参照物 D.三种说法都不对 1.答案:B解析:空中加油,我们说加油机是静止的,是以受油机为参照物,选项B正确。2.(2013中学生数理化潜能知识竞赛“频闪摄影”是研究物体运动时常用的一种实验方法,下面四个图是小严同学利用频闪照相机拍摄的不同物体运动时的频闪照片(黑点表示物体的像),其中可能做匀速直线运动的是() 2.答案:B解析:根据匀速直线运动特点可知,选项B正确。 3.(2011上海初中物理知识竞赛题)小轿车匀速行驶在公路上,坐在副驾驶位置的小青观察到轿车速度盘的指针始终在100km/h位置处,在超越相邻车道上同向匀速行驶的另一辆普通轿车的过程中,小青发现该轿车通过自己的时间恰好为1秒,则该轿车的车速范围为()A.15~20m/s B.20~25 m/s C.25~30 m/s D.30~35 m/s 解析:小轿车速度100km/h=28m/s,以小轿车为参照物,小轿车长度取3.5m,在超越相邻车道上同向匀速行驶的另一辆普通轿车的过程中,两车相对路程为7m,由s=vt可知,相对速度为7m/s。该轿车的车速范围为20~25m/s,选项B正确。 答案:B 4. (2009上海初中物理知识竞赛复赛题)2008年9月25日21时10分“神舟”七号飞船载着三名航天员飞上蓝天,实施太空出舱活动等任务后于28日17时37分安全返回地球。已知:“神舟”七号飞船在距地球表面高343千米的圆轨道上运行,运行速度为7.76千米/秒;地球半径6.37×103千米。则

高中物理竞赛教程15-温度和气体分子运动论

高中物理竞赛热学教程 第五讲机械振动和机械波 第一讲 温度和气体分子运动论 第一讲 温度和气体分子运动论 §1。1 温度 1.1.1、平衡态、状态参量 温度是表示物体冷热程度的物理量。凡是跟温度有关的现象均称为热现象。热现象是自然界中的一种普遍现象。 热学是研究热现象规律的科学。热学研究的对象都是由大量分子组成的宏观物体,称为热力学系统或简称系统。在不受外界影响的条件下,系统的宏观性质不再随时间变化的状态称为平衡态,否则就称为非平衡态。可见系统平衡态的改变依赖于外界影响(作功、传热)。 系统处于平衡态,所有宏观物理都具有确定的值,我们就可以选择其中几个物理量来描述平衡态,这几个量称为状态参量。P 、V 、T 就是气体的状态参量。 气体的体积V 是指盛放气体的容器的容积,国际单位制中,体积的单位是m 3 。 1m 3 =103L=106 cm 3 气体的压强P 是气体作用在容器的单位面积器壁上的平均压力,单位是p a 。 1atm=76cmHg=1.013?105 p a 1mmHg=133.3p a 1.1.2、 温标 温度的数值表示法称为温标。建立温标的三要素是: 1、选择某种物质的一个随温度改变发生单调显著变化的属性来标志温度,制作温度计。例如液体温度计T(V)、电阻温度计T(R)、气体温度计T(P)、T(V)等等。这种选用某种测温物质的某一测温属性建立的温标称为经验温标。 2、规定固定点,即选定某一易于复现的特定平衡态指定其温度值。1954年以前,规定冰点为0℃,汽点为100℃,其间等分100份,从而构成旧摄氏温标。1954年以后,国际上选定水的三相点为基本固定点,温度值规定为273.16K 。这样0℃与冰点,100℃与汽点不再严格相等,百分温标的概念已被废弃。 3、规定测温属性随温度变化的函数关系。如果某种温标(例如气体温度计)选定为线性关系,由于不同物质的同一属性或者同一物质的不同属性随温度变化的函数关系不会相同,因而其它的温标就会出现非线性的函数关系。 1.1.3、理想气体温标 定容气体温度计是利用其测温泡内气体压强的大小来标志温度的高低的。 T(P)=αP α是比例系数,对水的三相点有 T 3= αP 3=273.16K P 3是273.16K 时定容测温泡内气体的压强。于是 T(P)=273.16K 3P P (1) 同样,对于定压气体温度计有 T(V)=273.16K 3V V (2) 3V 是273.16K 时定压测温泡内气体的体积。 用不同温度计测量同一物体的温度,除固定点外,其值并不相等。对于气体温度计也有)()(V T P T ≠。但是当测温泡内气体的压强趋于零时,所有气体温度计,无论用什么气体,无论是定容式的还是定压式的,所测温度值的差别消失而趋于一个共同的极限值,这个极限值就是理想气体温标的值,单位为K ,定义式为 T=lim 0 →p T(V)=lim 0 →p T(P) =273.16K lim →p 3V V =273.16K lim 0→p 3P P (3) 1.1.4、热力学温标 理想气体温标虽与气体个性无关,但它依赖于气体共性即理想气体的性质。利用气体温度计通过实验与外推相结合的方法可以实现理想气体温标。但其测温范围有限(1K ~1000℃),T <1K ,气体早都已液化,理想气体温标也就失去意义。 国际上规定热力学温标为基本温标,它完全不依赖于任何测温物质的性质,能在整个测温范围内采用,具有“绝对”的意义,有时称它为绝对温度。在理想气体温标适用的范围内,热力学温标与理想气体温标是一致的,因而可以不去区分它们,统一用T(K)表示。 国际上还规定摄氏温标由热力学温标导出。其关系式是: t=T-273.15o (4) 这样,新摄氏温标也与测温物质性质无关,能在整个测温范围内使用。目前已达到的最低温度为5?108 -K , 但是绝对零度是不可能达到的。 例1、定义温标t *与测温参量X 之间的关系式为t * =ln(kX),k 为常数 试求:(1)设X 为定容稀薄气体的压强,并假定水的三相点 16.273*3=T ,试确定t *与热力学温标之间的关系。(2)在温标t * 中,冰点和汽点各为多少度;(3)在温标t * 中,是否存在零度? 解:(1)设在水三相点时,X 之值是3X ,则有273.16o =In(kX 3)将K 值代入温标t * 定义式,有 3316.273*16.273X X In X X e In t +=? ???? ?= (2) 热力学温标可采用理想气体温标定义式,X 是定容气体温度计测温泡中稀薄气体压强。故有 30 lim 16.273X X K T x →= (3) 因测温物质是定容稀薄气体,故满足X →0的要求,因而(2)式可写成 ) lim ln(16.273lim 30 *X X t x x →→+= (4) 16.27316.273*T In t += 这是温标* t 与温标T 之间关系式。 (2)在热力学温标中,冰点K T i 15.273=,汽点K T s 15.373=。在温标* t 中其值分别为 16.27316.27315 .27316.273*=+=In t 47.27315.27315 .37316.273*=+=In t (3)在温标*t 中是否存在零度?令* t =0,有 K e T 116.27316.273<<=- 低于1K 任何气体都早已液化了,这种温标中* t =0的温度是没有物理意义的。 §1-2 气体实验定律 1.2.1、玻意耳定律

高中物理竞赛的数学基础(自用修改)

普通物理的数学基础 选自赵凯华老师新概念力学 一、微积分初步 物理学研究的是物质的运动规律,因此我们经常遇到的物理量大多数是变量,而我们要研究的正是一些变量彼此间的联系。这样,微积分这个数学工具就成为必要的了。我们考虑到,读者在学习基础物理课时若能较早地掌握一些微积分的初步知识,对于物理学的一些基本概念和规律的深入理解是很有好处的。所以我们在这里先简单地介绍一下微积分中最基本的概念和简单的计算方法,在讲述方法上不求严格和完整,而是较多地借助于直观并密切地结合物理课的需要。至于更系统和更深入地掌握微积分的知识和方法,读者将通过高等数学课程的学习去完成。 §1.函数及其图形 1.1函数自变量和因变量绝对常量和任意常量 1.2函数的图象 1.3物理学中函数的实例 §2.导数 2.1极限 如果当自变量x无限趋近某一数值x0(记作x→x0)时,函数f(x)的数值无限趋近某一确定的数值a,则a叫做x→x0时函数f(x)的极限值,并记作 (A.17)式中的“lim”是英语“limit(极限)”一词的缩写,(A.17)式读作“当x趋近x0时,f(x)的极限值等于a”。 极限是微积分中的一个最基本的概念,它涉及的问题面很广。这里我们不企图给“极限”这个概念下一个普遍而严格的定义,只通过一个特例来说明它的意义。 求极限公式

(2) (3) (4) 等价无穷小量代换 sinx~x; tan~x; 2.2极限的物理意义 (1)瞬时速度 对于匀变速直线运动来说, 这就是我们熟悉的匀变速直线运动的速率公式(A.5)。 (2)瞬时加速度 时的极限,这就是物体在t=t0时刻的瞬时加速度a: (3)水渠的坡度任何排灌水渠的两端都有一定的高度差,这样才能使水流动。为简单起见,我们假设水渠是直的,这时可以把x坐标轴取为逆水渠走向的方向(见图A-5),于是各处渠底的高度h便是x的函数:

全国初中应用物理竞赛考试及答案

全国初中应用物理竞赛考试及答案 1 / 15

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2018年度全国初中应用物理竞赛试卷 注意事项: 1.请在密封线内填写所在地区、学校、姓名和考号。 2.用蓝色或黑色钢笔、圆珠笔书写。 3.本试卷共有六个大题,满分100分。 题号一二三四五六总分分数 复核人 ―、本题共10小题,每小题2分,共20分。以下各小题给出的四个选项中只有一个是正确的,把正确选项前面的字母填在题后的括号内。 1.如图1所示为伦敦四大地标性摩天大楼:“对讲机”、“小黄瓜”、“奶酷刨”、“碎片大厦”。其中座大楼的设计考虑不周,曾经由于玻璃反光将停放在附近的小轿车某些部件“烤”熔化了,你认为这座大楼最可能是() 2.当今,世界性的能源危机断地加深,节约能源义不容辞。下面四种符号中,为中国节能标志的是() 3.在炎热的夏天,当我们吃冰棒的时候,常常看到在冰棒的周围有“白气”冒出,关于这个“白气”,下列说法中正确的是() A.“白气”是冰棒上的冰升华的结果,“白气”应该上升 B.“白气”是冰棒上的冰升华的结果,“白气”应该下降 C.“白气”是空气中的水蒸气液化的结果,“白气”应该上升 D.“白气”是空气中的水蒸气液化的结果,“白气”应该下降

4.如图3所示为双线并绕的螺线管,a、b、c、d为四个接线柱,其中a、b之间连 接一根较细的导线;c、d之间连接一根较粗的导线。如用两端电压恒定的同一个电源供 电,下列连接方式中磁性最强的方法是() A.将bc相连,然后a、d分别接电源两极 B.将cd相连,然后a、b分别接电源两极 C.将a b相连、cd相连,然后分别接电源两极 D.将a d相连、bc相连,然后分别接电源两极 5.5号电池因其体积小、容量适中,因此在小功率电器产品中广泛使用。某种市售5号电池包装上写有“1.5 V 2000 mAH”字祥。对该电池,下列说法中正确的是() A.它能提供的电能约10.8 kJ B.它正常工作时的电流是2 A C.它提供的最大电功率为3 W D.它在电路中是提供电荷的装置 6.在平缓的海滩上经常可以看到如图4所示的情景:不论远处的海 浪沿什么方向冲向海岸,到达岸边时总是大约沿着垂直于岸的方向。发 生这个现象的原因可能是() A.在海岸边,风的方向总是与海岸线垂直 B.在海岸边,风的方向总是与海岸线平行 C.水波在浅水中传播时,水越浅传播得越快 D.水波在浅水中传播时,水越浅传播得越慢 7.小明在宠物店买了淡水热带鱼,为方便带回家,商家将鱼放在装有水的轻薄的塑料袋里。如果小明将装着魚且没有打开的塑料袋直接放入家里的淡水鱼缸中,则图5中最有可能发生的情况是( ) 8.微波在传播过程中,如果遇到金属会被反射,遇到陶瓷或玻璃则几 乎不被吸收的透射,而遇到类似于水、酸等极性分子构成的物质则会被吸 收导致这些物质的温度升高。如图6所示为家用微波炉工作过程的示意图。 根据这些信息,你认为以下关于微波炉的说法不正确 ...的是() A.炉的内壁要使用金属材料 B.炉内盛放食物的容器的材质可以是玻璃或陶瓷 C.炉内转盘的主要作用是为了从不同侧面看到食物被加热的情况 D.微波炉的玻璃门上有一层金属膜或金属网 9.静止、密闭的客车上有一个系在座椅上的氦气球,一个悬挂在车顶的小球。若客车突然启动向左驶出,图7中氦气球与悬挂小球最可能出现的相对位置变化是()

27高中物理竞赛热学习题2整理

高中物理竞赛热学习题 热学2 姓名: 班级: 成绩: 1. 如图所示,一摩尔理想气体,由压强与体积关系的p-V 图中的状态A 出发,经过一缓慢的直线过程到达状态B ,已知状态B 的压强与状态A 的压强之比为1/2 ,若要使整个过程的最终结果是气体从外界吸收了热量,则状态B 与状态A 的体积之比应满足什么条件?已知此理想气体每摩尔的内能为 23RT ,R 为普适气体常量,T 为热力学温度. 2.有一气缸,除底部外都是绝热的,上面是一个不计重力的活塞,中间是一块固定的导热隔板,把气缸分隔成相等的两部分A 和B ,上、下各有1mol 氮气(52 U RT = ),现由底部慢慢地将350J 热量传送给缸内气体,求 (1)A 、B 内气体的温度各改变了多少? (2)它们各吸收了多少热量。 3. 使1mol 理想气体实行如图所示循环。求这过程气体做的总功。仅用T 1,T 2和常数R 表示。 (在1-2过程,12P T α= )

4.如图所示,绝热的活塞S 把一定质量的稀薄气体(可视为理想气体)密封在水平放置的绝热气缸内.活塞可在气缸内无摩擦地滑动.气缸左端的电热丝可通弱电流对气缸内气体十分缓慢地加热.气缸处在大气中,大气压强为p0.初始时,气体的体积为V0、压强为p0.已知1 摩尔该气体温度升高1K 时其内能的增量为一已知恒量。,求以下两种过程中电热丝传给气体的热量Q1与Q2之比. 1 .从初始状态出发,保持活塞S 位置固定,在电热丝中通以弱电流,并持续一段时间,然后停止通电,待气体达到热平衡时,测得气体的压强为p1 . 2 .仍从初始状态出发,让活塞处在自由状态,在电热丝中通以弱电流,也持续一段时间,然后停止通电,最后测得气体的体积为V 2 . 5. 图示为圆柱形气缸,气缸壁绝热,气缸的右端有一小孔和大气相通,大气的压强为p0。用一热容量可忽略的导热隔板N和一绝热活塞M将气缸分为A、B、C三室,隔板与气缸固连,活塞相对气缸可以无摩擦地移动但不漏气,气缸的左端A室中有一电加热器Ω。已知在A、B室中均盛有1摩尔同种理想气体,电加热器加热前,系统处于平衡状态,A、B两室中气体的温度均为T0,A、B、C三室的体积均为V0。现通过电加热器对A室中气体缓慢加热,若提供的总热量为Q0,试求B室中气体末态体积和A室中气体的末态温度。设A、B 两室中气体1摩尔的内能 5 2 U RT 。R为普适恒量,T为热力学温度。

第五届全国高中应用物理知识竞赛(北京赛区)决赛试题答案与评分标准(考后修改卷)[1]

第五届全国高中应用物理知识竞赛(北京赛区)决赛 试题答案与评分参考标准 1.(9分) 光线在水与空气的界面上一般要同时发生反射和折射。反射光和折射光的能量之和等于入射光的能量。反射光与折射光的能量分配与入射角有关,入射角越大,反射光的能量越强而折射光的能量越弱。 (3分) 人站在水边观察,近处水下物体的光线射到界面上,入射角较小,反射光弱而折射光强,因此有较多的能量射出水面而进入人眼中。 (2分) 而水面下远处物体的光线,能射到人眼处的光线都是入射角很大的光线,它们的大部分能量都反射回水下而只有很少部分射出水面,从而进入人眼睛的光很弱而不被觉察。 (2分) 反之对岸物体的光线射到水面处能到达人眼睛的光线,入射角很大,大部分入射光的能量都经水面反射,人能清楚地看到对岸是景物经水面反射而生成的倒像。 (2分) 注:答水面下物体的光线发生全反射,因此水面上的人看不到的,不能得分。 2.(9分) (1)由题意可知,这个装置有电流通过,电流从电池正极经导线D 、磁铁(其本身是导体)、钉子、电池负极、电池内部、回到正极形成回路。 (1分) (2)电流在磁体中的部分为由导线和磁铁侧壁接触处指向轴心的径向电流。而磁铁自身的磁场在其内部大体沿(圆柱体)轴向。因而径向电流受到垂直于电流方向的安培力。 (3分) (3)这个安培力产生力矩使磁铁(连带铁钉)产生转动。 (3分) (4)当将磁铁的两个端面对调后,磁场方向相反,而电流方向不变,则安培力方向反向,从而磁铁(及钉子)的转动方向也反过来了。 (2分) 3.(9分) 由题意,火箭在越过塔架的过程中做匀加速直线运动。 加速度大小是 2 2 2 2 2.0m/s m/s 10 10022=?= =t h a (3分) 设喷气推力大小为F ,则 ma mg F =- (3分) 解得 )8.90.2(104803+??=+=mg ma F N=5.7×106 N (3分)

全国高中物理竞赛初赛试题及标准答案

2014第31届全国中学生物理竞赛预赛试题及参考答案与评分标准 一、选择题.本题共5小题,每小题6分,在每小题给出的4个选 项中,有的小题只有一项符合题意,有的小题有多项符合题意.把符合题意的选项前面的英文字母写在每小题后面的方括号内,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错或不答的得0分. 1.一线膨胀系数为α的正立方体物块,当膨胀量较小时,其体膨胀系数等于 A.αB.α1/3 C.α3D.3α 2.按如下原理制作一杆可直接测量液体密度的秤,称为密度秤,其外形和普通的杆秤差不多,装秤钩的地方吊着一体积为lcm3的较重的合金块,杆上有表示液体密度数值的刻度.当秤砣放在Q点处时秤杆恰好平衡,如图所示,当合金块完全浸没在待测密度的液体中时,移动秤砣的悬挂点,直至秤杆恰好重新平衡,便可直接在杆秤上读出液体的密度.下列说法中错误的是 A.密度秤的零点刻度在Q点 B.秤杆上密度读数较大的刻度在较小的刻度的左边 C.密度秤的刻度都在Q点的右侧 D.密度秤的刻度都在Q点的左侧 3.一列简谐横波在均匀的介质中沿z轴正向传播,两质点P1和P2的平衡位置在x轴上,它们相距60cm,当P1质点在平衡位置处向上运动时,P2质点处在波谷位置,若波的传播速度为24 m/s,则该波的频率可能为 A.50Hz B.60Hz C.400Hz D.410Hz 4.电磁驱动是与炮弹发射、航空母舰上飞机弹射起飞有关的一种新型驱动方式,电磁驱动的原理如图所示,当直流电流突然加到一固定线圈上,可以将置于线圈上的环弹射出去.现在同一个固定线圈上,先后置有分别用钢、铝和硅制成的形状、大小和横截面积均相同的三种环;当电流突然接通时,它们所受到的推力分别为F1、F2和F3.若环的重力可忽略,下列说法正确的是 A.F1>F2>F3B.F2>F3 >F1 C.F3 >F2> F1D.F1=F2=F3 5.质量为m A的A球,以某一速度沿光滑水平面向静止的B球运动,并与B球发生弹性正碰.假设B球的质量m B可选取为不同的值,则 A.当m B=m A时,碰后B球的速度最大 B.当m B=m A时,碰后B球的动能最大 C.在保持m B>m A的条件下,m B越小,碰后B球的速度越大

全国中学生物理竞赛真题汇编热学

全国中学生物理竞赛真题汇编---热学 1.(19Y4) 四、(20分)如图预19-4所示,三个绝热的、容积相同的球状容器A 、B 、C ,用带有阀门K 1、K 2的绝热细管连通,相邻两球球心的高度差 1.00m h =.初始时,阀门是关闭的,A 中装有1mol 的氦(He ),B 中装有1mol 的氪(Kr ),C 中装有lmol 的氙(Xe ),三者的温度和压强都相同.气体均可视为理想气体.现打开阀门K 1、K 2,三种气体相互混合,最终每一种气体在整个容器中均匀分布,三个容器中气体的温度相同.求气体温度的改变量.已知三种气体的摩尔质量分别为 31He 4.00310kg mol μ--=?? 在体积不变时,这三种气体任何一种每摩尔温度升高1K ,所吸收的热量均为 3/2R ,R 为普适气体常量. 2.(20Y3)(20分)在野外施工中,需要使质量m =4.20 kg 的铝合金构件升温;除了保温瓶中尚存有温度t =90.0oC 的1.200kg 的热水外,无其他热源。试提出一个操作方案,能利用这些热水使构件从温度t 0=10.0oC 升温到66.0oC 以上(含66.0oC),并通过计算验证你的方案. 已知铝合金的比热容c =0.880×103J ·(k g·oC)-1 , 水的比热容c = 4.20×103J ·(kg ·oC)-1 ,不计向周围环境散失的热量. 3.(22Y6)(25分)如图所示。两根位于同一水平面内的平行的直长金属导轨,处于恒定磁场中。 磁场方向与导轨所在平面垂直.一质量为m 的均匀导体细杆,放在导轨上,并与导轨垂 直,可沿导轨无摩擦地滑动,细杆与导轨的电阻均可忽略不计.导轨的左端与一根阻值为 尺0的电阻丝相连,电阻丝置于一绝热容器中,电阻丝的热容量不计.容器与一水平放置的开口细管相通,细管内有一截面为S 的小液柱(质量不计),液柱将l mol 气体(可视为理想气体)封闭在容器中.已知温度升高1 K 时,该气体的内能的增加量为5R /2(R 为普适气体常量),大气压强为po ,现令细杆沿导轨方向以初速V 0向右运动,试求达到平衡时细管中液柱的位移. 4.(16F1)20分)一汽缸的初始体积为0V ,其中盛有2mol 的空气和少量的水(水的体积可以忽略)。平衡时气体的总压强是3.0atm ,经做等温膨胀后使其体积加倍,在膨胀结束时,其中的水刚好全部消失,此时的总压强为2.0atm 。若让其继续作等温膨胀,使体积再次加倍。试计算此时: 1.汽缸中气体的温度; 2.汽缸中水蒸气的摩尔数; 3.汽缸中气体的总压强。 假定空气和水蒸气均可以当作理想气体处理。 5.(17F1)在一大水银槽中竖直插有一根玻璃管,管上端封闭,下端开口.已知槽中水银液面以上的那部分玻璃管 的长度l=76cm,管内封闭有n=1.0×10-3 mol的空气,保持水银槽与玻璃管都不动而设法使玻璃管内空气的温度缓慢地降低10℃,问在此过程中管内空气放出的热量为多少?已知管外大气的压强为76cmHg,每摩尔空 气的内能U=CVT,其中T为绝对温度,常量CV=20.5J·(mol·K)-1 ,普适气体常量R=8.31J·(m ol·K)-1 31Kr 83.810kg mol μ--=??31Xe 131.310kg mol μ--=??

全国高中物理应用知识竞赛试题

注意事项: 1.请在密封线内填写所在地区、学校、姓名和考号。 2.用蓝色或黑色钢笔、圆珠笔书写。 3.答卷过程中可以使用普通型计算器。 4.本试卷共有三个大题,总分为150分。 5.答卷时间:2018年4月7日(星期六)上午9:30?11:30。 得分 评卷人 2018年度全国高中应用物理竞赛试卷 题号 一 二 三 总分 1 2 3 4 1 2 3 4 分数 复核人 选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确。请把符合题目要求的选项的序号填入题后的( )内。全选对的得5分,选不全的得3分,有选错或不选的得分。 1.如图1所示,消防队员在进行训练时有一项爬绳练习,如果队 员用双手握住竖直的绳索匀速攀上和匀速下滑时,绳索对他 的摩擦力分别为F 上和F 下,那么关于F 上和F 下的下列说法中 正确的是() A .F 上向上F 下向下,F 上与F 下等大 B .F 上向下F 下向上,F 上大于F 下 C .F 上向上F 下向上,F 上与F 下等大 D .F 上向上F 下向下,F 上大于F 下 2.由乎地磁场的作用,可有效地减少来自宇宙射线中的高能带电粒子对地球的“侵袭”。 若宇宙射线中一颗带负电的粒子从太空沿指向地心方向射向地面,则哲它在接近地球附近时的实际运动方向可能是() A.竖直向下 B.偏西斜向下 C.偏东斜向下 D.偏北斜向下 3.电铃的结构原理如图2所示,如果在使角过程中发现这个、 电铃小锤敲击铃的频率过,现要将敲击频率调高一些,则 下列措施中一定可行的是() A.适当提高电的电压 B.增大小锤的质量 C.换用更软一点的簧片 D.将电源改用交流电来供电 4.由青岛大学学生自主设计研发的墙壁清洁机器人,利用8只“爪 子”上的吸盘吸附在接触面上,通过这8只“爪子”的交替伸

全国高中物理竞赛难题

四、(20分)某些非电磁量的测量是可以通过一些相应的装 置转化为电磁量来测量的。一平板电容器的两个极扳竖直放 置在光滑的水平平台上,极板的面积为S ,极板间的距离为 d 。极板1固定不动,与周围绝缘;极板2接地,且可在水 平平台上滑动并始终与极板1保持平行。极板2的两个侧边 与劲度系数为k 、自然长度为L 的两个完全相同的弹簧相连, 两弹簧的另一端固定.图预17-4-1是这一装置的俯视图.先将电容器充电至电压U 后即与电源断开,再在极板2的右侧的整个表面上施以均匀的向左的待测压强p ;使两极板之间的距离发生微小的变化,如图预17-4-2所示。测得此时电容器的电压改变量为U ?。设作用在电容器极板2上的静电作用力不致引起弹簧的可测量到的形变,试求待测压强p 。 五、(20分)如图预17-5-1所示,在正方形导线回路所围的区域 1234A A A A 内分布有方向垂直于回路平面向里的匀强磁场,磁感应强 度B 随时间以恒定的变化率增大,回路中的感应电流为 1.0mA I =.已知12A A 、34A A 两边的电阻皆为零;41A A 边的电阻 1 3.0k R =Ω,23A A 边的电阻27.0k R =Ω。 1.试求12A A 两点间的电压12U 、23A A 两点间的电压23U 、34 A A 两点间的电压34U 、41A A 两点间的电压41U 。 2.若一内阻可视为无限大的电压表V 位于正方形导线回路所在的平面内,其正负端与连线 位置分别如图预17-5-2、图预17-5-3和图预17-5-4所示,求三种情况下电压表的读数1U 、 2U 、3U 。 六、(20分)绝热容器A 经一阀门与另一容积比A 的容积大得很多的绝热容器B 相连。开始时阀门关闭,两容器中盛有同种理想气体,温度均为30℃,B 中气体的压强为A 中的2倍。现将阀门缓慢打开,直至压强相等时关闭。问此时容器A 中气体的温度为多少?假设在打开到关闭

高中物理竞赛十年复赛真题-热学(含答案)

十年真题-热学(复赛) 1.(34届复赛7)如气体压强-体积图所示,摩尔数为ν的双原子理想气体构成的系统经历一正循环过程(正循环指沿图中箭头所示的循环),其中自A 到B 为直线过程,自B 到A 为等温过程.双原子理想气体的定容摩尔热容为52 R , R 为气体常量. (1)求直线AB 过程中的最高温度; (2)求直线AB 过程中气体的摩尔热容量随气体体积变 化的关系式,说明气体在直线AB 过程各段体积范围内 是吸热过程还是放热过程,确定吸热和放热过程发生转 变时的温度T c ; (3)求整个直线AB 过程中所吸收的净热量和一个正循 环过程中气体对外所作的净功. 解析:(1)直线AB 过程中任一平衡态气体的压强p 和体积V 满足方程p -p 0p 0-p 02=V -V 02V 02 -V 0 此即 p =32p 0-p 0V 0 V ① 根据理想气体状态方程有:pV =νRT ② 由①②式得: T =1νR ????-p 0V 0V 2+32p 0V =-p 0νR ????V -34V 02+9p 0V 016νR ③ 由③式知,当V =34 V 0时, ④ 气体达到直线AB 过程中的最高温度为:T max =9p 0V 016νR ⑤ (2)由直线AB 过程的摩尔热容C m 的定义有:dQ =νC m dT ⑥ 由热力学第一定律有: dU =dQ -pdV ⑦ 由理想气体内能公式和题给数据有:dU =νC V dT =ν52 RdT ⑧ 由①⑥⑦⑧式得:C m =C V +p νdV dT =52R +????32 p 0-p 0V 0V 1νdV dT ⑨ 由③式两边微分得:dV dT =2νRV 0p 0(3V 0-4V ) ⑩ 由⑩式带入⑨式得:C m =21V 0-24V 3V 0-4V R 2 ? 由⑥⑩?式得,直线AB 过程中, 在V 从V 02增大到3V 04的过程中,C m >0,dV dT >0,故dQ dV >0,吸热 ? 在V 从3V 04增大到21V 024的过程中,C m <0,dV dT <0,故dQ dV >0,吸热 ? 在V 从21V 024增大到V 0的过程中,C m >0,dV dT <0,故dQ dV <0,放热 ?

高中物理竞赛内容标准

高中物理竞赛内容标准 一、理论基础 力学 物理必修1 本模块是高中物理的第一模块。在本模块中学生,学生将进一步学习物理学的内容和研究方法,了解物理学的思想和研究方法,了解物理学在技术上的应用和物理学对社会的影响。 本模块的概念和规律是进一步学习物理的基础,有关实验在高中物理中具有基础性和典型性。要通过这些实验学习基本的操作技能,体验实验在物理学中的地位及实践人类在认识世界中的作用。 本模块划分两个四主题: ·运动的描述 ·相互作用与运动规律 ·抛体运动与圆周运动 ·经典力学的成就与局限性 (一)运动的描述 1.内容标准 (1)通过史实,初步了解近代实验科学产生的背景,认识实验对物理学发展的推动作用。 例1 了解亚里士多德、迪卡尔等关于力与运动的主要观点与研究方法。 例2 了解伽利略的实验研究工作,认识伽利略有关实验的科学思想和方法。 (2)通过对质点的认识,了解物理学中物理模型特点,体会物理模型在探索自然规律中的作用。 例3 在日常生活中,物体在哪些情况下可以看做质点? (3)经历匀变速直线运动的实验过程,理解参考糸、位移、时间、时刻、路程、速度、相对速度、加速度的概念及物理量的标矢性,掌握匀变速直线运动的规律,体会实验在发现自然运动规律中作用。 例4 用实验方法和图像方法研究物体的运动。

例5 通过实例描述物体的变速运动,运动的矢量性。 例6 通过史实及实验研究自由落体运动。 (4)能用公式和图像描述匀变速直线运动,掌握微元法,积分法等数学思想在研究物理问题中的重要性。 (5)对过位移、速度、加速度的学习,理解矢量与标量在物理学中重要性。掌握矢量的合成和分解。 例7 通过实例研究物体竖直上抛运动,体会物体在共线条件下的矢量合成与分解。 2.活动建议 (1)通过研究汽车的运行来分析交通事故的原因。 (2)通过实验研究自由落体运动的影响因素。 (3)通过查阅物理学史,了解并讨论伽利略对物体运动的研究在科学发展和人类进步上的重大意义。 (二)相互作用与运动规律 1.内容标准 (1)知道常见的形变,通过实验了解物体的弹性,知道胡克定律。 例1 调查在日常生活和生产中所用弹簧的形状及使用目的。 例2 制作弹簧秤并用胡克定律解释。 (2)通过实验认识滑动摩擦、静摩擦的规律,理解静摩擦力、滑动摩擦力、摩擦角的概念。能用动摩擦因数计算滑动摩擦力。 例3 设计实验测量摩擦力。体会摩擦力与摩擦角的实际意义。 (3)通过实验,理解力的合成与分解,掌握共点的平衡条件,物体平衡的种类。用力的合成与分解分析日常生活中的问题。 例4 通过实验,研究两个共点力在不同夹角时与合力的关系。 例5 调查日常生活和生产中平衡的类型,分析平衡原理。

全国高中物理竞赛历年试题与详解答案汇编

全国高中物理竞赛历年试题与详解答案汇编 ———广东省鹤山市纪元中学 2014年5月

全国中学生物理竞赛提要 编者按:按照中国物理学会全国中学生物理竞赛委员会第九次全体会议的建议,由中国物理学会全国中学生物理竞赛委员会常务委员会根据《全国中学生物理竞赛章程》中关于命题原则的规定,结合我国目前中学生的实际情况,制定了《全国中学生物理竞赛内容提要》,作为今后物理竞赛预赛和决赛命题的依据,它包括理论基础、实验基础、其他方面等部分。其中理论基础的绝大部分内容和国家教委制订的(全日制中学物理教学大纲》中的附录,即 1983年教育部发布的《高中物理教学纲要(草案)》的内容相同。主要差别有两点:一是少数地方做了几点增补,二是去掉了教学纲要中的说明部分。此外,在编排的次序上做了一些变动,内容表述上做了一些简化。1991年2月20日经全国中学生物理竞赛委员会常务委员会扩大会议讨论通过并开始试行。1991年9月11日在南宁由全国中学生物理竞赛委员会第10次全体会议正式通过,开始实施。 一、理论基础 力学 1、运动学 参照系。质点运动的位移和路程,速度,加速度。相对速度。 矢量和标量。矢量的合成和分解。 匀速及匀速直线运动及其图象。运动的合成。抛体运动。圆周运动。 刚体的平动和绕定轴的转动。 2、牛顿运动定律 力学中常见的几种力 牛顿第一、二、三运动定律。惯性参照系的概念。 摩擦力。 弹性力。胡克定律。 万有引力定律。均匀球壳对壳内和壳外质点的引力公式(不要求导出)。开普勒定律。行星和人造卫星的运动。 3、物体的平衡 共点力作用下物体的平衡。力矩。刚体的平衡。重心。 物体平衡的种类。 4、动量 冲量。动量。动量定理。 动量守恒定律。 反冲运动及火箭。 5、机械能 功和功率。动能和动能定理。 重力势能。引力势能。质点及均匀球壳壳内和壳外的引力势能公式(不要求导出)。弹簧的弹性势能。 功能原理。机械能守恒定律。 碰撞。 6、流体静力学 静止流体中的压强。 浮力。 7、振动 简揩振动。振幅。频率和周期。位相。

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