Esquema de la Olimpiada de Física de China

En comparación con la edición de 2013, la 16.ª edición ha agregado algunos contenidos, como ☆ Fuerza de Coriolis ☆ Sistema de referencia del centro de masa ☆ Principio del trabajo virtual ☆ Ecuación de continuidad ☆ Ecuación de Bernoulli ☆ Entropía y aumento de entropía . Por otro lado, también hay ligeras eliminaciones, como el producto escalar y el producto vectorial de vectores, el centro de gravedad resultante de fuerzas paralelas, tipos de equilibrio de objetos, etc. Algunas expresiones son más rigurosas, como cambiar el movimiento de retroceso y los cohetes a movimiento de retroceso ※ Movimiento de un sistema de masa variable ※ Teorema del momento angular de partícula y grupo de partículas (sin introducir el momento de inercia) al teorema del momento angular y al teorema de rotación de partícula y grupo de partículas , Se han eliminado las restricciones de no introducir el momento de inercia, la intensidad y altura del sonido y el aumento del ruido musical y tonal (los tres primeros ítems no requieren cálculos cuantitativos).

2. Se ha ajustado el orden de los puntos de conocimiento. Por ejemplo, la traslación y rotación de un cuerpo rígido alrededor de un eje fijo (versión 2013) están al final de la cinemática. La versión 2016 es una nueva unidad independiente, como lo es la versión anterior.

3. En el "Resumen Ejecutivo" implementado en 2013, todo el contenido marcado con ※ se limita a las semifinales y finales. En 2016 se inició un mayor refinamiento, donde ☆ es solo el contenido de las finales y ※ es el contenido de las semifinales y finales. Si no existe regulación, generalmente se requiere probar la capacidad de análisis cuantitativo.

Resumen ejecutivo de la Olimpiada China de Física

(Revisado en abril de 2015, implementado en 2016)

Nota: Según el Comité Profesional de la Olimpiada China de Física de los chinos Sociedad de Física, Siguiendo las recomendaciones de la Novena Sesión Plenaria (1990), el Comité Permanente del Comité Profesional de la Olimpiada de Física de China formuló el "Resumen Ejecutivo de la Olimpíada de Física de China" basado en las disposiciones de la "Olimpíada de Física de China". Carta de las Olimpiadas" sobre los principios de las propuestas y la situación actual de los estudiantes de secundaria de mi país. Servirá como base para las propuestas en las preliminares, semifinales y finales de futuras competiciones de física. Incluyendo bases teóricas, experimentos y otros aspectos. 1991 Después de la discusión y aprobación en la reunión ampliada del Comité Permanente del Comité Municipal de la Olimpiada de Física de China el 20 de febrero, comenzó la implementación de la prueba. Adoptado por la décima reunión plenaria del Comité Chino de la Olimpiada de Física el 11 de septiembre de 1991, ahora se aplica.

Con la aprobación principal de la 19ª reunión plenaria del Comité de la Olimpiada de Física de China en 2000, el "Resumen Ejecutivo de la Olimpíada de Física de China" fue apropiadamente ajustado y complementado. Teniendo en cuenta el espíritu de controlar adecuadamente la dificultad de las preguntas del examen preliminar, el contenido recién agregado en el resumen de contenido se marca con "※" como contenido complementario para el reexamen y las preguntas finales. Las preguntas del examen preliminar aún utilizan el original. resumen de contenido, y no se agrega ningún contenido modificado o complementario.

En 2005, el Consejo Permanente de la Sociedad China de Física revisó el reglamento de la Olimpiada China de Física. Según los estatutos revisados, se decidió que el Comité Permanente del Comité de la Olimpiada de Física de China organizaría la preparación de la "Guía de Experimentos de la Olimpiada de Física de China" como alcance de las propuestas para el examen experimental semifinal.

El esquema ejecutivo de la Olimpiada de Física de China se revisó en 2011. El borrador revisado fue aprobado por la 30ª reunión plenaria del Comité de la Olimpiada de Física de China y se decidió implementarlo a partir de 2013. En el Resumen ejecutivo revisado, todo el contenido marcado con ※ se limita a las semifinales y finales.

El resumen de la Olimpiada de Física de China 2015 ha sido revisado ☆ es solo el contenido de las finales y ※ es el contenido de las semifinales y finales. Si no existe ninguna regulación, generalmente se requiere probar la capacidad de análisis cuantitativo.

Mecánica

1. Cinemática

Sistema de referencia

Sistema de coordenadas Sistema de coordenadas cartesiano

※Coordenadas polares planas ※Sistema de coordenadas naturales

Vectores y escalares

Desplazamiento y aceleración de velocidad a distancia del movimiento de partículas

Movimiento lineal uniforme y movimiento lineal que cambia uniformemente y sus imágenes

p>

Síntesis y descomposición del movimiento, movimiento de proyectil, movimiento circular

Aceleración tangencial y aceleración normal en movimiento circular

※Radio de curvatura, velocidad angular y Aceleración angular

p>

Transformación galileana de velocidad del movimiento relativo

2 Mecánica

Gravedad, elasticidad y fricción

Inercial. marco de referencia

Newton La primera, segunda y tercera leyes del movimiento Ley de gravitación universal de Hooke

Fórmula gravitacional de una capa esférica uniforme en partículas dentro y fuera de la capa (no se requiere derivación)

※Traducción del sistema de referencia no inercial Fuerza inercial en el sistema de referencia de aceleración

※Fuerza centrífuga inercial y peso aparente del sistema de referencia que gira uniformemente

☆Coriolis fuerza

3. Equilibrio de objetos

El equilibrio de un objeto bajo la acción de * * fuerza puntual

La condición de equilibrio de un cuerpo rígido momento

El principio del trabajo virtual

4. Efecto del impulso

Teorema del impulso de la partícula y del enjambre de partículas Ley de conservación del impulso

※El centro de masa mueve el teorema del centro de masa

※El sistema de referencia del centro de masa

Movimiento de retroceso

※Movimiento del sistema de masa variable

5. Energía mecánica

Trabajo y potencia

Energía cinética y teorema de la energía cinética※Teorema de calidad de la energía cinética cardíaca

Energía potencial de gravedad

Fórmula de la energía potencial gravitacional dentro y fuera de la partícula y de la capa esférica uniforme

(No es necesario derivar)

Energía potencial elástica del resorte

Ley de conservación de energía mecánica

Colisión

Coeficiente de restitución de colisión elástica y colisión inelástica

6. Momento angular※

Momento angular del momento de impulso

Teorema del momento angular y teorema de rotación de partículas y grupos de partículas

Ley de conservación del momento angular

7. Práctica deliberada

El movimiento de objetos bajo la acción de la gravedad y la fuerza de Coulomb.

Ley de Kepler

Movimiento orbital circular y elíptico de planetas y cuerpos celestes artificiales

※ 8. Cuerpo rígido

Traducción de cuerpo rígido ; Rotación de eje fijo de un cuerpo rígido.

Momento de inercia de un cuerpo rígido respecto a un eje

Teorema de los ejes paralelos y teorema del eje ortogonal

Teorema del momento angular de un cuerpo rígido que gira alrededor de un eje fijo eje Movimiento plano paralelo de un cuerpo rígido

9. Mecánica de líquidos

Presión en fluido estacionario

Flotación

☆Ecuación de continuidad☆Bernoulli ecuación

10. Vibración

Frecuencia de amplitud y fase periódica de la vibración armónica simple

Imagen de vibración

Velocidad de referencia de la vibración armónica simple de un círculo

La frecuencia de la oscilación armónica simple de la fuerza restauradora (lineal) está determinada por las ecuaciones dinámicas.

Energía de vibración armónica simple

Síntesis de vibración armónica simple en la misma dirección y frecuencia

Vibración amortiguada, vibración forzada y * * * vibración (comprensión cualitativa )

11. Ondas

Ondas transversales y ondas longitudinales

La relación entre la frecuencia de la longitud de onda y la velocidad de la onda

Imagen de las ondas

※ Expresión de armónicos planos

Interferencia de ondas ※Difracción de ondas estacionarias (cualitativa)

Ondas sonoras

Sonoridad, tono y tonos musicales y ruido tonal

(Los primeros tres elementos no requieren cálculos cuantitativos)

※Efecto Doppler

Ciencia térmica

1. teoría de la dinámica

El orden de magnitud del tamaño de átomos y moléculas

Movimiento térmico y colisión, movimiento browniano de moléculas

※Interpretación estadística de la presión

☆Distribución de velocidad maxwelliana Cálculo cuantitativo;

Los grados de libertad del movimiento térmico de las moléculas se pueden dividir en partes iguales.

※:

El significado microscópico de la temperatura

La energía cinética del movimiento térmico de las moléculas

※La energía cinética de traslación promedio de las moléculas de gas

Energía potencial de fuerza molecular intermolecular

Energía interna de un objeto

2 Propiedades de los gases

Escala de temperatura termodinámica

Gas experimental ley Ecuación de estado de los gases ideales

Ley de presión parcial de Dalton

Ecuación de estado de gases ideales mixtos

Interpretación microscópica de la ecuación de estado de gases ideales (cualitativa )

3 .Primera ley de la termodinámica

Primera ley de la termodinámica

Energía interna de un gas ideal

Primera ley de la termodinámica se aplica a volumen constante, presión constante e isoterma,

Aplicaciones en procesos adiabáticos

Procesos multipartitos y sus aplicaciones. ※

※Capacidad calorífica a volumen constante y capacidad calorífica a presión constante

※Ecuación de proceso adiabático

※Trabajar en procesos isotérmicos y adiabáticos

※Motor térmico y su eficiencia Teorema de Carnot

4 La segunda ley de la termodinámica

※La expresión de Kelvin y expresión de Clausius de la segunda ley de la termodinámica

※ Procesos reversibles e irreversibles

※Irreversibilidad de los procesos termodinámicos macroscópicos

※Expansión libre del gas ideal

※Importancia estadística de la segunda ley de la termodinámica

☆Expresión matemática de la segunda ley de la termodinámica

Entropía, aumento de entropía

5. Propiedades de los líquidos

Características del movimiento de las moléculas de los líquidos

Coeficiente de tensión superficial

※La diferencia de presión en ambos lados de la superficie esférica del líquido

Penetración y fenómenos capilares (cualitativos)

6. Propiedades

Cristales y redes espaciales amorfas

Características del movimiento molecular sólido

7. Cambios de estado de la materia

Fusión y Solidificación. Punto de fusión Calor de fusión

Evaporación y condensación Presión de saturación Puntos de ebullición y ebullición

Calor de vaporización Temperatura crítica

Sublimación de sólidos

Humedad del aire y punto de rocío del higrómetro

8. Método de transferencia de calor

Conductividad térmica ※

Transmitida por convección

El concepto de radiación no es equivalente a la de un cuerpo negro Radiación y Ley de Stefan.

※Ley de desplazamiento de Wien

9. Expansión térmica

Expansión térmica y coeficiente de expansión

Electromagnetismo

1 Campo electrostático

Conservación de la carga

Ley de Coulomb

Intensidad del campo eléctrico línea de fuerza eléctrica

Principio de superposición de la intensidad del campo de carga puntual.

Campo eléctrico uniforme

Fórmula de intensidad de campo dentro y fuera de una capa esférica cargada uniformemente (no se requiere derivación)

※Teorema de Gauss y su aplicación en cuerpos esféricos cargados simétricamente sistemas

Potencial eléctrico y diferencia de potencial en superficies equipotenciales

Potencial de campo eléctrico de carga puntual

Principio de superposición de potencial

Fórmula de potencial interior y fuera de una capa esférica cargada uniformemente

Campo eléctrico Blindaje electrostático de conductores medios,

※Método de espejo electrostático

Fórmula de capacitancia de condensadores de placas paralelas

※Capacitancia de condensadores esféricos y cilíndricos

Conexión de condensadores

※La energía electrostática del sistema de carga, la densidad de energía del campo eléctrico,

La energía eléctrica después de cargar el condensador

Momento dipolar eléctrico

☆Campo eléctrico y potencial del dipolo eléctrico

Concepto de dieléctrico

☆Polarización y carga de polarización del dieléctrico

Vector de desplazamiento eléctrico

2. Corriente constante

Ley de Ohm Relación entre resistividad y temperatura

Electricidad y Electricidad

Suma en serie de resistencias Conexión en paralelo

Ley de Ohm de la fuerza electromotriz en circuito cerrado

Ley de Ohm del circuito de potencia - Ley de Kirchhoff

Amperímetro voltímetro óhmetro

Puente de Wheatstone

Circuito de compensación

3. Conductividad de la materia

Explicación microscópica de la ley de Ohm para el flujo de corriente en metales

※Ley de Faraday de electrólisis de la corriente en líquido

Corriente en gas ※Descarga por inducción y descarga por autoexcitación (cualitativa)※

Osciloscopio de corriente en vacío

Propiedades conductoras de los semiconductores Semiconductor tipo P y semiconductor tipo N ※Unión P-N

Conductividad unidireccional del diodo de cristal y su explicación microscópica (cualitativa)

Amplificación de transistores (no es necesario dominar el mecanismo)

Superconductividad Propiedades básicas de los superconductores

4. Campo magnético

Campo magnético actual ※Ley de Biot-Savart

Principio de superposición del campo magnético

Intensidad de inducción magnética

Campo magnético uniforme

Distribución del campo magnético de la corriente en cables largos y rectos, bobinas circulares y solenoides (cualitativo)

※Teorema del bucle de amperios y su aplicación en sistemas de corriente simétricos

※La corriente en la bobina circular y el campo magnético en el eje y anillo

☆Momento magnético

Utilice la fuerza de amperios y la fuerza de Lorentz para determinar la relación carga-masa de partículas cargadas

Efecto Hall del ciclotrón del espectrómetro de masas

5. Inducción electromagnética

Ley de Faraday de la inducción electromagnética

Ley de Lenz

※Campo eléctrico inducido (campo eléctrico de corrientes parásitas)

Coeficiente de autoinductancia de autoinductancia e inductancia mutua

※Energía magnética autoinducida de la bobina energizada (no se requiere inducción)

Corriente alterna

Principio del alternador El valor efectivo máximo de la corriente alterna

☆El vector de corriente alterna y números complejos

Reactancia inductiva y reactancia capacitiva de circuitos de resistencia pura, inductancia pura y capacitancia pura

※Diferencia de fases entre corriente y voltaje

Rectificación, Filtrado y Estabilización de voltaje

☆Circuito resonante☆Fuente de alimentación CA

☆Altrante trifásico corriente y su método de conexión

☆Principio del motor de inducción

Transformador ideal

Transmisión a larga distancia

7. Oscilación electromagnética y onda electromagnética

Circuito de oscilación electromagnética y frecuencia de oscilación Experimento de Hertz

Campo electromagnético y onda electromagnética

☆Densidad de energía del campo electromagnético y densidad de flujo de energía

Velocidad ​​y espectro de ondas electromagnéticas

Emisión y modulación de ondas electromagnéticas Recepción, sintonización y detección de ondas electromagnéticas

Óptica

Óptica geométrica

※Principio de Fermat

Propagación, reflexión, refracción y reflexión total de la luz

La relación entre el índice de refracción de dispersión de la luz y la velocidad de la luz

Fórmula y método de dibujo de imágenes en espejo plano y en espejo esférico

p>※Fórmula de imágenes de refracción esférica※ La relación entre la distancia focal, el índice de refracción y el radio esférico※

Fórmula de imágenes y método de dibujo de lentes delgadas

Telescopio microscópico con lupa ocular

※Otros instrumentos ópticos de uso común

2. Óptica ondulatoria

Camino óptico

※Principio de Huygens (cualitativo)

Fenómeno de interferencia de luz de interferencia de doble rendija

Fenómeno de difracción de la luz

※Difracción de Fraunhofer

※Fórmula de rejilla de Bragg

※ Resolución (no requiere derivación)

Espectro y análisis espectral (cualitativo)

※Polarización de la luz Luz natural y luz polarizada

※Ley de Marus Ley de Brewster

Física Moderna

1. La naturaleza de la luz

Efecto fotoeléctrico ※Dispersión Compton

Dualidad onda-partícula de fotones Energía y Momento

2. Estructura Atómica

Experimento de Rutherford Estructura Nuclear del Átomo

Modelo de Bohr

Modelo de Bohr Interpretación de Pares del Espectro del Hidrógeno

※Utilice el modelo de Bohr para explicar el espectro similar al hidrógeno

Generación (cualitativa) y características del láser de radiación estimulada atómica

3 Núcleo

El escalado. magnitud del núcleo

La vida media de desintegración del núcleo en fenómenos radiactivos naturales

Detección de radiación

El descubrimiento del protón El descubrimiento del neutrón La descubrimiento del núcleo La composición de los Quarks (conocimiento simple)

Cuatro interacciones básicas

Las partículas físicas tienen dualidad onda-partícula.

※Ola de materia

※Relación de De Broglie

※Relación incierta

※ 5. Teoría especial de la relatividad

Hipótesis de Einstein

Transformación de Lorentz

Efecto relativista del tiempo y efecto Doppler de longitud

☆Conversión de velocidad

Impulso relativista, energía relativista y energía cinética relativista

Relación entre impulso relativista y energía

※ 6. Conocimiento preliminar del sistema solar, galaxia, universo y agujeros negros.

Sistema de unidades

Sistema internacional de unidades y análisis dimensional

Conceptos básicos de matemáticas

1. Todas las matemáticas primarias en las escuelas intermedias (incluidas). geometría analítica).

2. La síntesis y descomposición de vectores, las operaciones de los vectores y los conceptos preliminares de límite, infinito e infinitesimales.

※ 3. Cálculo elemental y sus aplicaciones;

Reglas simples del cálculo unario;

Cálculo diferencial: incluyendo polinomios, funciones trigonométricas, funciones exponenciales y logaritmos. de funciones, derivadas de productos y cocientes de funciones, derivadas de funciones compuestas.

Integral: incluye integrales simples de polinomios, funciones trigonométricas, funciones exponenciales y funciones logarítmicas.

Experimento-Resumen de la Olimpiada de Física de China

(implementado en 2013)

Descripción:.

La parte revisada se muestra en negrita y el nuevo contenido se marcará con "※" como contenido complementario para el reexamen y las preguntas finales ※ indica que originalmente era el contenido del examen preliminar; , y se recomienda que esta revisión se cambie a un reexamen y contenido del examen final.

1. Experimentos

Los 34 experimentos de la "Guía de experimentos de la Olimpiada de Física de China" compilada por el Comité Permanente de la Olimpiada de Física de China son el alcance del examen experimental semifinal de la Olimpiada de Física de China. .

Los nombres de estos 34 experimentos son:

Experimento 1 Error experimental;

El Experimento 2 estudió la velocidad instantánea en el carril aéreo.

Experimento 3 La cantidad del modelo de Young; ;

El experimento 4 utilizó un péndulo para medir la aceleración de la gravedad;

El experimento 5 estudió los cambios en el impulso y la energía durante la colisión en un carril aéreo;

>Experimento 6 Medición de la velocidad del sonido;

Experimento experimental de onda estacionaria en siete cuerdas;

Calor de fusión experimental utilizando ocho bloques de hielo;

Experimento experimental de nueve- tasa de expansión de la línea;

Experimento 10 Capacidad calorífica específica del líquido;

Experimento 11: Uso de multímetro digital;

Prueba del circuito de distribución de corriente y voltaje de 12 bits ;

Experimento 13 determina los parámetros de la fuente de alimentación CC y estudia sus características de salida;

Experimento 14: Modificación del medidor magnetoeléctrico de CC;

Experimento 15 utiliza un voltímetro digital con un rango de 200 mV Compuesto por un voltímetro y un amperímetro de rango múltiple;

El Experimento 16 mide las características de voltios-amperios de componentes no lineales;

Experimento 17: Utiliza un puente balanceado para medir resistencia;

Experimento 18: Uso de osciloscopio;

Experimento 19: Observar características de capacitancia;

Experimento 20: Detectar componentes eléctricos (resistencias, condensadores, baterías, diodos) en la caja negra;

El experimento 21 mide las características de temperatura del sensor de temperatura;

El experimento 22 mide las características de temperatura del termistor;

El experimento 23 utiliza el efecto Hall para medir el campo magnético;

El experimento 24 mide las propiedades fotoeléctricas de los fotorresistores (características de voltios-amperios con y sin iluminación; propiedades fotoeléctricas