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、理论部份
在下面分栏中,第一栏是主要条目,第二栏则是必要的备注。
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,重力场中的势能和功。 |
胡克定律,摩擦系数(F/R=常数),静摩擦力和动摩擦力,势能零点的选择。 |
(f)向心加速度,开普勒定律。 |
|
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(Steiner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,阿伏加德罗常数,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),波尔兹曼因子。 |
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,多普勒效应,声波。 |
行进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,不要求做傅利叶分析,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(绕射)。 |
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,可含已知伏安特性的非欧姆器件。 |
(b)电流的磁场(B)、磁场中的电流,洛仑兹力。 |
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,光栅和分辨率,布拉格反射。 |
|
(c)色散和衍射光谱,气体的线光谱。
Dispersion and diffraction spectra, line spectra of gases |
|
(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,斯特蕃-波尔兹曼定律。 |
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。(动量的意思么) |
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)原子和分子的能级(定性),发射、吸收、类氢原子的光谱。 |
|
(c)原子核的能级(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,如卡尺,温度计,简单的伏特计、奥姆计、电流表,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踪示波器,计数器,速率计,信号和函数发生器,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,多用电表(模拟和数字)。
(5) 能适当地辨认误差来源并能估计出它们对最后结果的影响。
(6) 能分析绝对和相对误差,测量仪器的准确度,单项测量的误差,一系列测量的误差,由测量结果所导出的物理量的误差。
(7) 能适当选取变量,以转换成线性关系,并能找出配合实验数据点的最佳直线。
(8) 能适当地使用不同尺度的坐标纸(例如极坐标和对数坐标纸)。
(9) 在表达最后结果和误差时,能取用正确的有效数字,并能正确地舍去不需要的数字。
(10) 知道实验室工作的一般安全准则(但如果实验装置在使用上有任何安全顾虑时,则应在题文中给予适当的警告)。