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国际物理奥林匹克竞赛命题大纲

新闻来源:新闻中心   新闻作者:奥赛中心   责任编辑:闻毅   新闻录入:王美佳
字体大小: 超大          字体颜色:字体颜色     新闻阅读: 次    发布时间:2015.03.26

一般准则
(a) 解答理论题和实验题时均不应要求使用大量微分和积分,以及使用复数或解微分方程。
(b) 题目可以含有本大纲规定以外的概念和现象,但题文中必须给予足够的数据,以免使参赛者因无这些主题的预备知识而处于不利的地位。
(c) 对参赛者可能不熟悉的精密实验仪器,不应在题目中占有主要地位。如果一定要用这类题材,则必须提供给参赛者详细的说明。
(d) 试题内文必须使用SI单位。

A、理论部分
1、力学
(a)质点运动学基础。
质点位置、速度和加速度的向量描述。
(b)牛顿定律,惯性系统。
可出变质量的题目。
(c)封闭和开放系统、动量和能量、功、功率。
(d)能量守恒、线动量守恒、冲量。
(e)弹性力,摩擦力,引力定律,重力场中的位能和功。
胡克定律,摩擦系数,静摩擦力和动摩擦力,位能零点的选择。
(f)向心加速度,多普勒定律。

2、刚体力学
(a)静力学,质量中心,力矩。
力偶、物体平衡条件。
(b)刚体运动、移动、转动,角加速度,角动量守恒。
只限于绕固定轴的角动量守恒。
(c)外力和内力,绕固定轴的刚体运动方程式,转动惯量,转动物体的动能。
平行轴定理,转动惯量的相加性。
(d)加速参考系,惯性力。
不要求知道科氏力公式。

3、流体力学
不专对这一部分出题,但希望学生知道压力、浮力和连续定律的基本概念。

4、热力学和分子物理学
(a)内能,功和热,热力学第一和第二定律。
热平衡,与状态有关的物理量和与过程有关的物理量。
(b)理想气体模型,压力和分子动能,阿伏伽德罗常数,理想气体状态方程式,绝对温度。
也包括应用分子观点探讨液体和固体中的简单现象,如沸腾、熔化等。
(c)等温和绝热过程中,气体膨胀所作的功。
不要求证明绝热过程方程式。
(d)卡诺循环,热力学效率,可逆和不可逆过程,火商 (统计观点),玻尔兹曼因子。
熵是与路径无关的函数,熵的改变和可逆性,准静态过程。

5、振动和波
(a)谐振动、谐振动方程式。
谐振动方程式求解,衰减和共振(定性)。
(b)谐波,波的传播,横波和纵波,线偏振,经典多普勒效应,声波。
行波中的位移和波的图示法的理解,声速和光速的测定,多普勒效应(限一维),波在均匀和各向同性介质的传播,反射和折射,费马原理。
(c)谐波的迭加,相干波,干涉,拍,驻波。
知道波强与振辐的平方成正比,不要求做傅里叶分析,但是参赛者应理解复杂的波可由不同频率的简单正弦波合成。薄膜干涉及其它简单系统(不要求最后的公式),由副波迭加而成的波(衍射)。

6、电荷和电场
(a)电荷守恒,库仑定律。
(b)电场、电位、高斯定律
高斯定律限于简单对称系统,如球、圆柱、平板等,电偶矩。
(c)电容器、电容,介电常数,电场的能量密度。
 
7、电流和磁场
(a)电流、电阻、电源的内电阻,欧姆定律,基尔霍夫定律,直流和交流的功和功率,焦耳定律。
简单的电路,可含已知V-I特性的非欧姆器件。
(b)电流的磁场(B)、磁场中的电流,罗仑兹力。
磁场中的粒子,如回旋加速器等的简单应用,磁偶矩。
(c)安培定律。
简单对称系统,如直导线、圆环、长螺线管等。
(d)电磁感应定律、磁通量,楞次定律,自感,电感,磁导率,磁场中的能量密度。
(e)交流电,交流电路中的电阻器、电感器和电容器,电压和电流的共振(并联和串联)。
简单交流电路,时间常数,对具体共振电路参数的最后公式不作要求。

8、电磁波
(a)振荡电路,振荡频率,反馈振荡。
(b)波动光学,单狭缝和双狭缝衍射,光栅和分办率,布莱格反射。
(c)色散和衍射光谱,气体的线光谱。
(d)电磁波是横波,反射波的偏振,偏振器
偏振波的迭加。
(e)成像系统的分辨率。
(f)黑体,斯忒藩-玻尔兹曼定律。
不要求知道普朗克黑体公式。

9、量子物理
(a)光电效应,光子的能量和冲量。
需要知道爱因斯坦公式。
(b)德布罗意波长,海森伯测不准原理。

10、相对论
(a)相对论原理,速度的相加,相对论性多普勒效应。
(b)相对论性运动方程式,动量、能量、质能关系,能量守恒和动量守恒。

11、物质
(a)布拉格公式的简单应用。
(b)原子和分子的能阶(定性),发射、吸收、类氢原子的光谱。
(c)原子核的能阶(定性),α-、β-、和γ-衰变,辐射的吸收,半衰期和指数衰减,原子核的组成粒子,质量缺损,核反应

B、实验部分
    命题大纲的理论部分用做为所有实验试题的基础。实验试题中应含有测量。
附带要求:
(1)  参赛者必须认识到仪器会影响测量。
(2)  需具备有测量在A部分中所提及的各物理量的最常用的实验技巧。
(3)  需具备有常用的简单实验仪器的使用知识,如光标尺,温度计,简单的伏特计、奥姆计、和安培计,电位计,二极管,晶体管,简单的光学组件等等。
(4)  借助于适当的指导,有能力使用一些复杂仪器和装置例如双频道示波器,计数器,速率计,讯号和函数产生器,与计算器相连接的模拟-数字讯号转换器,放大器,积分器,电源供应器,三用电表(模拟和数字用)。

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