初等物理競賽
聲光電力熱磁
一.理 論 基 礎
力 學
1. 運動學:
參考系
坐標系 直角坐標系※平面極坐標
質點運動的位移和路程 速度 加速度
矢量和標量 矢量的合成和分解 ※矢量的標積和矢積
勻速及勻變速直線運動及其圖像
運動的合成與分解 拋體運動 圓周運動※曲線運動中的切向加速度和法向加速度
相對速度伽里略速度變換
剛體的平動和繞定軸的轉動 角速度和角加速度
2.牛頓運動定律 力學中常見的幾種力
牛頓第一、二、三運動定律 慣性參考系
摩擦力
彈性力 胡克定律※應力和應變(舊稱脅強和脅變) ※楊氏模量和切變模量
萬有引力定律 均勻球殼對殼內和殼外質點的引力公式(不要求導出) 視重
※非慣性參考系※平動加速參考系(限於勻變速直線和勻速圓周運動)中的慣性力 ※勻速轉動參考系中的慣性離心力
3.物體的平衡
共點力作用下物體的平衡
力矩※平行力的合成重心
剛體的平衡條件 物體平衡的種類
4.動量
沖量 動量 質點與質點組的動量定理 動量守恆定律
※質心 ※質心運動定理
反沖運動及火箭
5.※沖量矩 ※角動量 ※質點和質點組的角動量定理(不引入轉動慣量)
※角動量守恆定律
6.機械能
功和功率
動能和動能定理
重力勢能 引力勢能 質點及均勻球殼殼內和殼外的引力勢能公式(不要求導出)
彈簧的彈性勢能
功能原理 機械能守恆定律
碰撞 恢復系數
7.在萬有引力作用下物體的運動 開普勒定律 行星和人造天體的圓軌道運動和※※橢圓軌道運動
8.流體靜力學
靜止流體中的壓強
浮力
9.振動
簡諧振動 振幅 頻率和周期 相位
振動的圖像
參考圓 振動的速度
准彈性力由動力學方程確定簡諧振動的頻率
簡諧振動的能量
同方向同頻率簡諧振動的合成
阻尼振動 受迫振動和共振(定性了解)
10 波和聲
橫波和縱波
波長 頻率和波速的關系
波的圖像
※平面簡諧波的表示式
※ ※波的干涉和衍射(定性) ※駐波
聲波 聲音的響度、音調和音品 聲音的共鳴 樂音和雜訊
※多普勒效應
熱 學
1.分子動理論
原子和分子的數量級
分子的熱運動 布朗運動※氣體分子速率分布律 (定性)溫度的微觀意義
分子力
分子的動能和分子間的勢能 物體的內能
2.氣體的性質
熱力學溫標 氣體實驗定律
理想氣體狀態方程 普適氣體恆量
理想氣體狀態方程的微觀解釋(定性)
3.熱力學第一定律
理想氣體的內能熱力學第一定律在理想氣體等容、等壓、等溫過程中的應用定容熱容量和定壓熱容量 等溫過程中的功(不推導) 絕熱方程(不推導)
※熱機及其效率 致冷機和致冷系數
4.※熱力學第二定律
※熱力學第二定律的定性表述 ※可逆過程與不可逆過程 ※宏觀過程的不可逆性 ※理想氣體的自由膨脹 ※熱力學第二定律的統計意義
5.液體的性質
液體分子運動的特點
表面張力系數※球形液面下的附加壓強
浸潤現象和毛細現象(定性)
6.固體的性質
晶體和非晶體 空間點陣
固體分子運動的特點
7.物態變化
熔化和凝固 熔點 熔化熱
蒸發和凝結 飽和氣壓 沸騰和沸點 汽化熱 臨界溫度
固體的升華
空氣的濕度和濕度計 露點
8.熱傳遞的方式
傳導※和導熱系數對流 輻射
※黑體輻射 ※斯忒番定律
9 熱膨脹
熱膨脹和膨脹系數
電 學
1.靜電場
電荷守恆定律
庫侖定律 靜電力常量和真空介電常數
電場強度 電場線 點電荷的場強 場強疊加原理
勻強電場※無限大均勻帶面的場強(不要求導出)
均勻帶電球殼殼內的場強和殼外的場強公式(不要求導出)
電勢和電勢差
等勢面 點電荷電場的電勢公式(不要求導出)
電勢疊加原理
均勻帶電球殼殼內和殼外的電勢公式(不要求導出)
靜電場中的導體 靜電屏蔽
電容 平行板電容器的電容公式※球形電容器
電容器的連接
電容器充電後的電能
電介質的極化 介電常量
2.穩恆電流
歐姆定律 電阻率和溫度的關系
電功和電功率
電阻的串、並聯
電動勢 閉合電路的歐姆定律
一段含源電路的歐姆定律 ※基爾霍夫定律
電流表 電壓表 歐姆表
惠斯通電橋 補償電路
3.物質的導電性
金屬中的電流 歐姆定律的微觀解釋
※※液體中的電流 ※※法拉第電解定律
※※氣體中的電流 ※※被激放電和自激放電(定性)
真空中的電流 示波器
半導體的導電特性 p型半導體和n型半導體 ※P-N結
晶體二極體的單向導電性※及其微觀解釋(定性)三極體的放大作用(不要求機理)
超導現象
4.磁場
電流的磁場 磁感應強度 磁感線 勻強磁場
長直導線、圓線圈、螺線管中的電流的磁場分布(定性)※長直導線電流的磁場表示式、圓電流軸線上磁場表示式、無限長螺線管中電流的磁場表示式(不要求導出)真空磁導率
安培力 洛倫茲力 電子荷質比的測定 質譜儀 迴旋加速器 霍爾效應
5.電磁感應
法拉第電磁感應定
楞次定律※ 反電動勢
※感應電場(渦旋電場)※電子感應加速器
自感和互感 自感系數
6.交流電
交流發電機原理 交流電的最大值和有效值
純電阻、純電感、純電容電路感抗和容抗 ※電流和電壓的相位差
整流 濾波和穩壓
理想變壓器
三相交流電及其連接法 感應電動機原理
7.電磁振盪和電磁波
電磁振盪 振盪電路及振盪頻率
電磁場和電磁波 電磁波譜 電磁波的波速 赫茲實驗
電磁波的發射和調制 電磁波的接收、調諧、檢波
光 學
1. 幾何光學
光的直進 反射 折射 全反射
光的色散 折射率與光速的關系
平面鏡成像
球面鏡 球面鏡成像公式及作圖法
※球面鏡焦距與折射率、球面鏡半徑的關系
薄透鏡成像公式及作圖法
眼睛 放大鏡 顯微鏡 望遠鏡
2.波動光學
光程
光的干涉 雙縫干涉
光的衍射 單縫衍射(定性)※分辯本領(不要求推導)
光譜和光譜分析
近 代 物 理
1.光的本性
光電效應 愛因斯坦方程
光的波粒二象性 光子的能量與動量
2.原子結構
盧瑟福實驗 原子的核式結構
玻爾模型 用玻爾模型解釋氫光譜 玻爾模型的局限性
原子的受激輻射 激光的產生(定性)和它的特性
3. 原子核
原子核的量級
天然放射現象原子核的衰變半衰期放射線的探測
質子 中子 原子核的組成
核反應方程
質能方程 裂變和聚變
4.粒子
「基本」粒子
※誇克
四種作用
※實物粒子的波粒二象性※德布羅意波
※不確定關系
5.※狹義相對論
愛因斯坦假設 時間膨脹和長度收縮
相對論動量 相對論能量相對論動量能量關系
6. ※太陽系,銀河系,宇宙和黑洞的初步知識.
數 學 基 礎
1. 中學階段全部初等數學(包括解析幾何).
2. 矢量的合成和分解,極限、無限大和無限小的初步概念.
3.※初等函數的微分和積分
全國中學生物理競賽內容提要--實驗
(2013年開始實行)
說明:.
本次擬修改的部分用楷黑體字表示,新補充的內容將用「※」符號標出,作為復賽題和決賽題增補的內容;※※則表示原屬預賽考查內容,在本次修改中建議改成復賽、決賽考查的內容。
一. 實驗
全國中學生物理競賽常委會組織編寫的《全國中學生物理競賽實驗指導書》中的34個實驗是全國中學生物理競賽復賽實驗考試內容的范圍.這34個實驗的名稱是:
實驗一實驗誤差;
實驗二氣軌上研究瞬時速度;
實驗三楊氏模量;
實驗四用單擺測重力加速度;
實驗五氣軌上研究碰撞過程中動量和能量變化;
實驗六測量聲速;
實驗七弦線上的駐波實驗;
實驗八冰的熔化熱;
實驗九線膨脹率;
實驗十液體比熱容;
實驗十一數字萬用電表的使用;
實驗十二制流和分壓電路;
實驗十三測定直流電源的參數並研究其輸出特性;
實驗十四磁電式直流電表的改裝;
實驗十五用量程為200mV的數字電壓表組成多量程的電壓表和電流表;
實驗十六測量非線性元件的伏安特性;
實驗十七平衡電橋測電阻;
實驗十八示波器的使用;
實驗十九觀測電容特性;
實驗二十檢測黑盒子中的電學元件(電阻,電容,電池,二極體);
實驗二十一測量溫度感測器的溫度特性;
實驗二十二測量熱敏電阻的溫度特性;
實驗二十三用霍爾效應測量磁場;
實驗二十四測量光敏電阻的光電特性(有、無光照時的伏安特性;光電特性);
實驗二十五研究光電池的光電特性;
實驗二十六測量發光二極體的光電特性(用eU閾=hc/λ估算發光波長);
實驗二十七研究亥姆霍茲線圈軸線磁場的分布;
實驗二十八測定玻璃的折射率;
實驗二十九測量薄透鏡的焦距;
實驗三十望遠鏡和顯微鏡;
實驗三十一光的干涉現象;
實驗三十二光的夫琅禾費衍射;
實驗三十三分光計的使用與極限法測折射率;
實驗三十四光譜的觀測.
各省(自治區、直轄市)競賽委員會根據本省的實際情況從《全國中學生物理競賽實驗指導書》的34個實驗中確定並公布不少於20個實驗作為本省(自治區、直轄市)物理競賽復賽實驗考試的內容範圍,復賽實驗的試題從公布的實驗中選定,具體做法見《關於全國中學生物理競賽實驗考試、命題的若干規定》.
全國中學生物理競賽決賽實驗以本《內容提要》中的「理論基礎」和《全國中學生物理競賽實驗指導書》作為命題的基礎.
詳細參考見網路:http://ke..com/link?url=GFDFXUTahM2j0M3VtLyXsDRvZ5l_3pFOOXUHsgopqcwO8-nQwxsTTyu1b_oQu7Z2jzSh0VTEPWcqck_-Yzsgy_#5
⑵ 全國中學生物理競賽三等獎是省賽區三等獎嗎(是復賽時的全國三等獎)
是賽區三等獎的,全國中學生物理競賽競賽分為預賽、復賽和決賽,對於在預賽和復賽中成績優秀的學生設立的是賽區一、二、三等獎。
根據《全國中學生物理競賽章程》規定:
第十六條 對於在預賽和復賽中成績優秀的學生,全國競委會設立賽區一、二、三等獎,由地方競委會按學生成績進行評定。賽區一等獎的評定以復賽總成績為准。賽區二等獎的評定以復賽理論成績為准。
賽區三等獎的評定標准由地方競委會根據學生成績和當地實際情況決定。賽區一、二、三等獎獲獎者均頒發相應的獲獎證書。賽區一等獎的名額由常委會決定。賽區二、三等獎的名額由各省(自治區、直轄市)物理學會確定。對獲獎學生的獎勵要有利於學生的健康成長。
(2)初等物理競賽擴展閱讀:
相關規定:
1、全國中學生物理競賽只評選個人獎,不搞省、地、市、縣或學校之間的評比。根據決賽成績和參加決賽人數,每屆評選出決賽一等獎、二等獎和三等獎。一等獎和二等獎人數各占參加決賽人數的1/6和1/3。
2、若一(或二)等獎最後一個名額有兩名或兩名以上的學生總成績相同,則都評為一(或二)等獎。由全國競委會給予獎勵。在舉行決賽的城市召開授獎大會,頒發全國中學生物理競賽獲獎證書。
⑶ 全國初中物理競賽題
說明:1、2016版和2013版相比較,新增了一些內容,比如☆科里奧利力,※質心參考系☆虛功原理,☆連續性方程☆伯努利方程☆熵、熵增。另一方面,也略有刪減,比如※矢量的標積和矢積,※平行力的合成重心,物體平衡的種類。有的說法更嚴謹,比如反沖運動及火箭改為反沖運動※變質量體系的運動,※質點和質點組的角動量定理(不引入轉動慣量)改為質點和質點組的角動量定理和轉動定理,並且刪去了對不引入轉動慣量的限制,聲音的響度、音調和音品聲音的共鳴樂音和雜訊增加限制(前3項均不要求定量計算)。2、知識點順序有調整。比如剛體的平動和繞定軸的轉動2013版在一、運動學的最後,2016版獨立為一個新單元,---很早以前的版本也如此。3、2013年開始實行的「內容提要」中,凡用※號標出的內容,僅限於復賽和決賽。2016年開始實行的進一步細化,其中標☆僅為決賽內容,※為復賽和決賽內容,如不說明,一般要求考查定量分析能力。全國中學生物理競賽內容提要(2015年4月修訂,2016年開始實行)說明:按照中國物理學會全國中學生物理競賽委員會第9次全體會議(1990年)的建議,由中國物理學會全國中學生物理競賽委員會常務委員會根據《全國中學生物理競賽章程》中關於命題原則的規定,結合我國中學生的實際情況,制定了《全國中學生物理競賽內容提要》,作為今後物理競賽預賽、復賽和決賽命題的依據。它包括理論基礎、實驗、其他方面等部分。1991年2月20日經全國中學生物理競賽委員會常務委員會擴大會議討論通過並開始試行。1991年9月11日在南寧經全國中學生物理競賽委員會第10次全體會議通過,開始實施。經2000年全國中學生物理競賽委員會第19次全體會議原則同意,對《全國中學生物理競賽內容提要》做適當的調整和補充。考慮到適當控制預賽試題難度的精神,《內容提要》中新補充的內容用「※」符號標出,作為復賽題和決賽題增補的內容,預賽試題仍沿用原規定的《內容提要》,不增加修改補充後的內容。2005年,中國物理學會常務理事會對《全國中學生物理競賽章程》進行了修訂。依據修訂後的章程,決定由全國中學生物理競賽委員會常務委員會組織編寫《全國中學生物理競賽實驗指導書》,作為復賽實驗考試題目的命題范圍。2011年對《全國中學生物理競賽內容提要》進行了修訂,修訂稿經全國中學生物理競賽委員會第30次全體會議通過,並決定從2013年開始實行。修訂後的「內容提要」中,凡用※號標出的內容,僅限於復賽和決賽。2015年對《全國中學生物理競賽內容提要》進行了修訂,其中標☆僅為決賽內容,※為復賽和決賽內容,如不說明,一般要求考查定量分析能力。力學1.運動學參考系坐標系直角坐標系※平面極坐標※自然坐標系矢量和標量質點運動的位移和路程速度加速度勻速及勻變速直線運動及其圖像運動的合成與分解拋體運動圓周運動圓周運動中的切向加速度和法向加速度曲率半徑角速度和※角加速度相對運動伽里略速度變換2.動力學重力彈性力摩擦力慣性參考系牛頓第一、二、三運動定律胡克定律萬有引力定律均勻球殼對殼內和殼外質點的引力公式(不要求導出)※非慣性參考系※平動加速參考系中的慣性力※勻速轉動參考系慣性離心力、視重☆科里奧利力3.物體的平衡共點力作用下物體的平衡力矩剛體的平衡條件☆虛功原理4.動量沖量動量質點與質點組的動量定理動量守恆定律※質心※質心運動定理※質心參考系反沖運動※變質量體系的運動5.機械能功和功率動能和動能定理※質心動能定理重力勢能引力勢能質點及均勻球殼殼內和殼外的引力勢能公式(不要求導出)彈簧的彈性勢能功能原理機械能守恆定律碰撞彈性碰撞與非彈性碰撞恢復系數6.※角動量沖量矩角動量質點和質點組的角動量定理和轉動定理角動量守恆定律7.有心運動在萬有引力和庫侖力作用下物體的運動開普勒定律行星和人造天體的圓軌道和橢圓軌道運動8.※剛體剛體的平動剛體的定軸轉動剛體繞軸的轉動慣量平行軸定理正交軸定理剛體定軸轉動的角動量定理剛體的平面平行運動9.流體力學靜止流體中的壓強浮力☆連續性方程☆伯努利方程10.振動簡諧振動振幅頻率和周期相位振動的圖像參考圓簡諧振動的速度(線性)恢復力由動力學方程確定簡諧振動的頻率簡諧振動的能量同方向同頻率簡諧振動的合成阻尼振動受迫振動和共振(定性了解)11.波動橫波和縱波波長頻率和波速的關系波的圖像※平面簡諧波的表示式波的干涉※駐波波的衍射(定性)聲波聲音的響度、音調和音品聲音的共鳴樂音和雜訊(前3項均不要求定量計算)※多普勒效應熱學1.分子動理論原子和分子大小的數量級分子的熱運動和碰撞布朗運動※壓強的統計解釋☆麥克斯韋速率分布的定量計算;※分子熱運動自由度※能均分定理;溫度的微觀意義分子熱運動的動能※氣體分子的平均平動動能分子力分子間的勢能物體的內能2.氣體的性質溫標熱力學溫標氣體實驗定律理想氣體狀態方程道爾頓分壓定律混合理想氣體狀態方程理想氣體狀態方程的微觀解釋(定性)3.熱力學第一定律熱力學第一定律理想氣體的內能熱力學第一定律在理想氣體等容、等壓、等溫、絕熱過程中的應用※多方過程及應用※定容熱容量和定壓熱容量※絕熱過程方程※等溫、絕熱過程中的功※熱機及其效率※卡諾定理4.熱力學第二定律※熱力學第二定律的開爾文表述和克勞修斯表述※可逆過程與不可逆過程※宏觀熱力學過程的不可逆性※理想氣體的自由膨脹※熱力學第二定律的統計意義☆熱力學第二定律的數學表達式☆熵、熵增5.液體的性質液體分子運動的特點表面張力系數※球形液面兩邊的壓強差浸潤現象和毛細現象(定性)6.固體的性質晶體和非晶體空間點陣固體分子運動的特點7.物態變化熔化和凝固熔點熔化熱蒸發和凝結飽和氣壓沸騰和沸點汽化熱臨界溫度固體的升華空氣的濕度和濕度計露點8.熱傳遞的方式傳導※導熱系數對流輻射※黑體輻射的概念※斯忒番定律※維恩位移定律9.熱膨脹熱膨脹和膨脹系數電磁學1.靜電場電荷守恆定律庫侖定律電場強度電場線點電荷的場強場強疊加原理勻強電場均勻帶電球殼內、外的場強公式(不要求導出)※高斯定理及其在對稱帶電體系中的應用電勢和電勢差等勢面點電荷電場的電勢電勢疊加原理均勻帶電球殼內、外的電勢公式電場中的導體靜電屏蔽,※靜電鏡像法電容平行板電容器的電容公式※球形、圓柱形電容器的電容電容器的連聯接※電荷體系的靜電能,※電場的能量密度,電容器充電後的電能☆電偶極矩☆電偶極子的電場和電勢電介質的概念☆電介質的極化與極化電荷☆電位移矢量2.穩恆電流歐姆定律電阻率和溫度的關系電功和電功率電阻的串、並聯電動勢閉合電路的歐姆定律一段含源電路的歐姆定律※基爾霍夫定律電流表電壓表歐姆表惠斯通電橋補償電路3.物質的導電性金屬中的電流歐姆定律的微觀解釋※液體中的電流※法拉第電解定律※氣體中的電流※被激放電和自激放電(定性)真空中的電流示波器半導體的導電特性p型半導體和n型半導體※P-N結晶體二極體的單向導電性※及其微觀解釋(定性)三極體的放大作用(不要求掌握機理)超導現象☆超導體的基本性質4.磁場電流的磁場※畢奧-薩伐爾定律磁場疊加原理磁感應強度磁感線勻強磁場長直導線、圓線圈、螺線管中的電流的磁場分布(定性)※安培環路定理及在對稱電流體系中的應用※圓線圈中的電流在軸線上和環面上的磁場☆磁矩安培力洛倫茲力帶電粒子荷質比的測定質譜儀迴旋加速器霍爾效應5.電磁感應法拉第電磁感應定律楞次定律※感應電場(渦旋電場)自感和互感自感系數※通電線圈的自感磁能(不要求推導)6.交流電交流發電機原理交流電的最大值和有效值☆交流電的矢量和復數表述純電阻、純電感、純電容電路感抗和容抗※電流和電壓的相位差整流濾波和穩壓☆諧振電路☆交流電的功率☆三相交流電及其連接法☆感應電動機原理理想變壓器遠距離輸電7.電磁振盪和電磁波電磁振盪振盪電路及振盪頻率赫茲實驗電磁場和電磁波☆電磁場能量密度、能流密度電磁波的波速電磁波譜電磁波的發射和調制電磁波的接收、調諧、檢波光學1.幾何光學※費馬原理光的傳播反射折射全反射光的色散折射率與光速的關系平面鏡成像球面鏡成像公式及作圖法※球面折射成像公式※焦距與折射率、球面半徑的關系薄透鏡成像公式及作圖法眼睛放大鏡顯微鏡望遠鏡※其它常用光學儀器2.波動光學光程※惠更斯原理(定性)光的干涉現象雙縫干涉光的衍射現象※夫琅禾費衍射※光柵※布拉格公式※分辨本領(不要求導出)光譜和光譜分析(定性)※光的偏振※自然光與偏振光※馬呂斯定律※布儒斯特定律近代物理1.光的本性光電效應※康普頓散射光的波粒二象性光子的能量與動量2.原子結構盧瑟福實驗原子的核式結構玻爾模型用玻爾模型解釋氫光譜※用玻爾模型解釋類氫光譜原子的受激輻射激光的產生(定性)和特性3.原子核原子核的尺度數量級天然放射性現象原子核的衰變半衰期放射線的探測質子的發現中子的發現原子核的組成核反應方程質能關系式裂變和聚變質量虧損4.粒子「基本粒子」輕子與誇克(簡單知識)四種基本相互作用實物粒子具有波粒二象性※物質波※德布羅意關系※不確定關系5.※狹義相對論愛因斯坦假設洛倫茲變換時間和長度的相對論效應多普勒效應☆速度變換相對論動量相對論能量相對論動能相對論動量和能量關系6.※太陽系,銀河系,宇宙和黑洞的初步知識.單位制國際單位制與量綱分析數學基礎1.中學階段全部初等數學(包括解析幾何).2.矢量的合成和分解,矢量的運算,極限、無限大和無限小的初步概念.3.※微積分初步及其應用:含一元微積分的簡單規則;微分:包括多項式、三角函數、指數函數、對數函數的導數,函數乘積和商的導數,復合函數的導數。積分:包括多項式、三角函數、指數函數、對數函數的簡單積分。全國中學生物理競賽內容提要--實驗(2013年開始實行)說明:.本次擬修改的部分用楷黑體字表示,新補充的內容將用「※」符號標出,作為復賽題和決賽題增補的內容;※※則表示原屬預賽考查內容,在本次修改中建議改成復賽、決賽考查的內容。一.實驗全國中學生物理競賽常委會組織編寫的《全國中學生物理競賽實驗指導書》中的34個實驗是全國中學生物理競賽復賽實驗考試內容的范圍.這34個實驗的名稱是:實驗一實驗誤差;實驗二氣軌上研究瞬時速度;實驗三楊氏模量;實驗四用單擺測重力加速度;實驗五氣軌上研究碰撞過程中動量和能量變化;實驗六測量聲速;實驗七弦線上的駐波實驗;實驗八冰的熔化熱;實驗九線膨脹率;實驗十液體比熱容;實驗十一數字萬用電表的使用;實驗十二制流和分壓電路;實驗十三測定直流電源的參數並研究其輸出特性;實驗十四磁電式直流電表的改裝;實驗十五用量程為200mV的數字電壓表組成多量程的電壓表和電流表;實驗十六測量非線性元件的伏安特性;實驗十七平衡電橋測電阻;實驗十八示波器的使用;實驗十九觀測電容特性;實驗二十檢測黑盒子中的電學元件(電阻,電容,電池,二極體);實驗二十一測量溫度感測器的溫度特性;實驗二十二測量熱敏電阻的溫度特性;實驗二十三用霍爾效應測量磁場;實驗二十四測量光敏電阻的光電特性(有、無光照時的伏安特性;光電特性);實驗二十五研究光電池的光電特性;實驗二十六測量發光二極體的光電特性(用eU閾=hc/λ估算發光波長);實驗二十七研究亥姆霍茲線圈軸線磁場的分布;實驗二十八測定玻璃的折射率;實驗二十九測量薄透鏡的焦距;實驗三十望遠鏡和顯微鏡;實驗三十一光的干涉現象;實驗三十二光的夫琅禾費衍射;實驗三十三分光計的使用與極限法測折射率;實驗三十四光譜的觀測.各省(自治區、直轄市)競賽委員會根據本省的實際情況從《全國中學生物理競賽實驗指導書》的34個實驗中確定並公布不少於20個實驗作為本省(自治區、直轄市)物理競賽復賽實驗考試的內容範圍,復賽實驗的試題從公布的實驗中選定,具體做法見《關於全國中學生物理競賽實驗考試、命題的若干規定》.全國中學生物理競賽決賽實驗以本《內容提要》中的「理論基礎」和《全國中學生物理競賽實驗指導書》作為命題的基礎.三.其他方面物理競賽的內容有一部分有較大的開闊性,主要包括以下三方面:1.物理知識在各方面的應用;對自然界、、科技、生產和日常生活中一些物理現象的解釋.2.近代物理的一些重大成果和現代的一些重大信息.3.一些有重要貢獻的物理學家的姓名和他們的主要貢獻.指定參考書1.全國中學生物理競賽公室.全國中學生物理競賽參考資料.北京:北京教育出版社,1985~2002;全國中學生物理競賽專輯.北京:北京教育出版社,2003~2007.2.沈克琦.高中物理學1.北京:北京出版社,1997;高中物理學2.北京:北京出版社,1998;高中物理學3.北京:北京出版社,1998;高中物理學4.北京:北京出版社,1999.3.全國中學生物理競賽常務委員會.全國中學生物理競賽實驗指導書.北京:北京大學出版社,2005.參考資料全國中學生物理競賽常務委員會.全國中學生物理競賽第1~20屆試題解析:力學分冊.北京:清華大學出版社,2005;全國中學生物理競賽第1~20屆試題解析:電學分冊.北京:清華大學出版社,2005;全國中學生物理競賽第1~20屆試題解析:熱學、光學與近代物理分冊.北京:清華大學出版社,2006.
⑷ 物理競賽的競賽內容
全國中學生物理競賽新大綱: a)運動學
參照系質點運動的位移和路程、速度、加速度 相對速度
向量和標量 向量的合成和分解
勻速及勻變速直線運動及其圖像 運動的合成 拋體運動 圓周運動
剛體的平動和繞定軸的轉動
質心 質心運動定理
b) 牛頓運動定律力學中常見的幾種力
牛頓第一、二、三運動定律 慣性系的概念
摩擦力
彈性力 胡克定律
萬有引力定律 均勻球殼對殼內和殼外質點的引力公式(不要求導出)
開普勒定律 行星和人造衛星運動
慣性力的概念
c)物體的平衡
共點力作用下物體的平衡
力矩 剛體的平衡條件 重心
物體平衡的種類
d) 動量
沖量動量 動量定理 動量守恆定律
反沖運動及火箭
e)沖量矩 質點和質點組的角動量 角動量守恆定律
f) 機械能
功和功率
動能和動能定理
重力勢能 引力勢能 質點及均勻球殼殼內與殼外的引力勢能公式(不要求導出) 彈簧的彈性勢能
功能原理 機械能守恆定律
碰撞
g) 流體靜力學
靜止流體中的壓強 浮力
h) 振動
簡諧振動 振幅 頻率和周期 相位 振動的圖像
參考圓 振動的速度和加速度
由動力學方程確定簡諧振動的頻率
阻尼振動受迫振動和共振(定性了解)
i) 波和聲
橫波和縱波 波長、頻率和波速的關系 波的圖像
波的干涉和衍射(定性) 駐波
聲波 聲音的響度、音調和音頻聲音的共鳴 樂音和雜訊 多普勒效應 a) 分子動理論
原子和分子的量級
分子的熱運動 布朗運動 溫度的微觀意義
分子力
分子的動能和分子間的勢能 物體的內能
b) 熱力學第一定律
熱力學第一定律
c)熱力學第二定律
熱力學第二定律可逆過程與不可逆過程
d) 氣體的性質
熱力學溫標
理想氣體狀態方程 普適氣體恆量
理想氣體狀態方程的微觀解釋(定性)
理想氣體的內能
理想氣體的等容、等壓、等溫和絕熱過程(不要求用微積分運算)
e) 液體的性質
液體分子運動的特點
表面張力系數
浸潤現象和毛細現象(定性)
f) 固體的性質
晶體和非晶體 空間點陣
固體分子運動的特點
g) 物態變化
熔解和凝固 熔點 熔解熱
蒸發和凝結 飽和汽壓 沸騰和沸點 汽化熱 臨界溫度
固體的升華
空氣的濕度和濕度計 露點
h) 熱傳遞的方式
熱傳導、熱對流和熱輻射
i) 熱膨脹
熱膨脹和膨脹系數 a) 靜電場
庫侖定律 電荷守恆定律
電場強度 電場線 點電荷的場強 場強疊加原理 均勻帶電球殼殼內的場強和殼外的場強公式(不要求導出) 勻強電場
電場中的導體 靜電屏蔽
電勢和電勢差 等勢面 點電荷電場的電勢公式(不要求導出)電勢疊加原理
均勻帶電球殼殼內和殼外的電勢公式(不要求導出)
電容 電容器的連接 平行板電容器的電容公式(不要求導出)
電容器充電後的電能
電介質的極化 介電常數
b) 穩恆電流
歐姆定律 電阻率和溫度的關系
電功和電功率
電阻的串聯、並聯
電動勢 閉合電路的歐姆定律
一段含源電路的歐姆定律 基爾霍夫定律
電流表 電壓表 歐姆表
惠斯通電橋 補償電路
c) 物質的導電性
金屬中的電流 歐姆定律的微觀解釋
液體中的電流法拉第電解定律
氣體中的電流 被激放電和自激放電(定性)
真空中的電流 示波器
半導體的導電特性 P型半導體和N型半導體
晶體二極體的單向導電性 三極體的放大作用(不要求機理)
超導現象
d) 磁場
電流的磁場 磁感應強度 磁感線 勻強磁場
安培力 洛侖茲力 電子荷質比的測定質譜儀 迴旋加速器
e) 電磁感應
法拉第電磁感應定律
楞次定律 感應電場(渦旋電場)
自感系數
互感和變壓器
f) 交流電
交流發電機原理交流電的最大值和有效值
純電阻、純電感、純電容電路
整流、濾波和穩壓
三相交流電及其連接法 感應電動機原理
g) 電磁震盪和電磁波
電磁震盪 震盪電路及震盪頻率
電磁場和電磁波 電磁波的波速 赫茲實驗
電磁波的發射和調制 電磁波的接收、調諧、檢波 a) 幾何光學
光的直進、反射、折射 全反射
光的色散 折射率和光速的關系
平面鏡成像 球面鏡的成像公式及作圖法
薄透鏡成像公式及作圖法
眼睛 放大鏡 顯微鏡 望遠鏡
b) 波動光學
光的干涉和衍射(定性)
光譜和光譜分析 電磁波譜
c) 光的本性
光的學說的歷史發展
光電效應 愛因斯坦方程
光的波粒二象性 a) 原子結構
盧瑟福實驗 原子的核式結構
玻爾模型 用玻爾模型解釋氫光譜 玻爾模型的局限性
原子的受激輻射 激光
b) 原子核
原子核的量級
天然放射現象 放射線的探測
質子的發現 中子的發現 原子核的組成
核反應方程
質能方程 裂變和聚變
「基本」粒子 誇克模型
c)不確定關系實物粒子的波粒二象性
d)狹義相對論愛因斯坦假設時間和長度的相對論效應
e)太陽系銀河系宇宙和黑洞的初步知識 a) 物理知識在各方面的應用。對自然界、生產和日常生活中一些物理現象的解釋
b) 近代物理的一些重大成果和現代的一些重大消息
c) 一些有重要貢獻的物理學家的姓名和他們的主要貢獻 a) 中學階段全部初等數學(包括解析幾何)
b) 向量的合成和分解 極限、無限大和無限小的初步概念
c) 不要求用復雜的積分進行推導和運算
⑸ 參加物理競賽全國聯賽:最好需要哪些基礎的數學知識
初等中等數學這樣的語言遠遠不足以來描述這個世界,所以到了17世紀,物理學家牛頓-萊布尼茨發明了微積分,開始用高等數學來更精確的描述這個世界。
大多數同學剛開始學物理競賽的時候,只會初中的數學和高中的部分數學,所以很多老師包括質心教育的老師們建議避開高等數學的辦法,遵從歷史上人們的認知規律,用微元法等技巧來建立模型,進行計算。但隨著對微元法的熟悉,對物理認識的加深,必須要用到高等數學來描述物理模型。質心教育經過多年的教學經驗,將微積分的系統學習放在第一輪學完力學之後,第一輪學習電學之前(剛好歷史上人們也是先建立力學再認識微積分再建立電學)。在第二輪學習的時候,非常系統的使用自由度、復數、線性算符、微分方程、能量動量角動量求導、梯度、散度、旋度、對稱性守恆量等等數學工具來描述物理。高中物理競賽的問題可以避免高等數學的方法、也可以使用高等數學的方法更精確的描述。舉個簡單的例子,就像是小學奧數裡面非常經典的雞兔同籠或牛吃草問題。當你不會列方程時也可以用假設法搗鼓搗鼓想出來(當然也有可能沒有想到沒搗鼓出來),當你會列方程時從變數的角度來思考,建模算結果就是一件理所應當的事情。
物理競賽需要用到的重要高中數學知識有:函數(包括三角函數、冪函數、對數函數、指數函數等),不等式(包括柯西不等式、均值不等式等),向量,多元線性方程,二次方程。都是高中高考范圍內會學到的,但同學最好在數學老師講到這些部分之前,提前自學。這部分翻翻高考數學參考書,稍微做做高考數學題就可以了。當然質心教育幫大家將矢量和三角函數等內容錄成了免費視頻方便同學們學習(登錄質心官網,點擊學習——知識點——數學基礎)。物理競賽需要的高等數學就比較零散了,初學的時候推薦買一本名字含「微積分」的書(注意不要是「數學分析」的書),重點看裡面公式的應用而不是對其存在性、正確性和唯一性的證明,同樣質心教育幫大家將單元函數的積分錄成了免費視頻(登錄質心官網,點擊學習——知識點——單元函數微積分)。後續我們還會上線更多的關於數學工具的免費視頻。
⑹ 高中物理競賽都考什麼內容 請具體些
給你大綱,還有不懂的追問我,祝你學習進步.
大綱
力 學
1、運動學
參照系.質點運動的位移和路程,速度,加速度.相對速度.
矢量和標量.矢量的合成和分解.矢量的標積和矢積
勻速及勻速直線運動及其圖象.運動的合成.拋體運動.圓周運動.
剛體的平動和繞定軸的轉動.
2、牛頓運動定律
力學中常見的幾種力
牛頓第一、二、三運動定律.慣性參照系的概念.摩擦力.
彈性力.胡克定律.慣性力的概念.
萬有引力定律.均勻球殼對殼內和殼外質點的引力公式(不要求導出).
開普勒定律.行星和人造衛星的運動.
3、物體的平衡
共點力作用下物體的平衡.力矩剛體的平衡.重心.物體平衡的種類.
4、動量
沖量.動量.質點與質點組的動量定理.
動量守恆定律.質心,質心運動定理.反沖運動及火箭.
5、沖量距
角動量.質點與質點組的角動量定理(不引入轉動慣量).
角動量守恆定律.
6、機械能
功和功率.動能和動能定理.
重力勢能.引力勢能.質點及均勻球殼殼內和殼外的引力,勢能公式(不要求導出).
彈簧的彈性勢能.功能原理.機械能守恆定律.碰撞.恢復系數.
7、流體靜力學
靜止流體中的壓強.浮力.
8、振動
簡揩振動[ x=Acos(ωt+α)].振幅.頻率和周期.位相.振動的圖象.
參考圓.振動的速度υ=-Asin(ωt+α)]和加速度.
由動力學方程確定簡諧振動的頻率,簡諧振動的能量.
同方向同頻率簡諧振動的合成.
阻尼振動.受迫振動和共振(定性了解).
9、波和聲
橫波和縱波.波長、頻率和波速的關系.波的圖象.
平面簡諧波的表達式y= Acos(t-x/v)
波的干涉和衍射(定性).駐波,聲波.聲音的響度、音調和音品.
聲音的共鳴.樂音和雜訊.多普勒效應.
熱 學
1、分子動理論
原子和分子的量級.
分子的熱運動.布朗運動.溫度的微觀意義.
分子力. 分子的動能和分子間的勢能.物體的內能.
2、熱力學第一定律
熱力學第一定律.
3、熱力學第二定律
熱力學第二定律.可逆過程和不可逆過程.
4、氣體的性質
熱力學溫標.
理想氣體狀態方程.普適氣體恆量.
理想氣體狀態方程的微觀解釋(定性).
理想氣體的內能.
理想氣體的等容、等壓、等溫和絕熱過程(不要求用微積分運算).
5、液體的性質
流體分子運動的特點.
表面張力系數.浸潤現象和毛細現象(定性).
6、固體的性質
晶體和非晶體.空間點陣.
固體分子運動的特點.
7、物態變化
熔解和凝固.熔點.熔解熱.
蒸發和凝結.飽和汽壓.沸騰和沸點.汽化熱.臨界溫度.
固體的升華.空氣的濕度和濕度計.露點.
8、熱傳遞的方式
傳導、對流和輻射.
9、熱膨脹
熱膨脹和膨脹系數.
電 學
1、靜電場
庫侖定律.電荷守恆定律.
電場強度.電場線.點電荷的場強,場強疊加原理.均勻帶電球殼殼內的場強和殼外的場強公式(不要求導出).勻強電場.
電場中的導體.靜電屏蔽.
電勢和電勢差.等勢面.點電荷電場的電勢公式(不要求導出).電勢疊加原理.均勻帶電球殼殼內和殼外的電勢公式(不要求導出).
電容.電容器的連接.平行板電容器的電容公式(不要求導出).
電容器充電後的電能.電介質的極化.介電常數.
2、恆定電流
歐姆定律.電阻率和溫度的關系.
電功和電功率.電阻的串、並聯.
電動勢.閉合電路的歐姆定律.
一段含源電路的歐姆定律.基爾霍夫定律.
電流表.電壓表.歐姆表.
惠斯通電橋,補償電路.
3、物質的導電性
金屬中的電流.歐姆定律的微觀解釋.
液體中的電流.法拉第電解定律.
氣體中的電流.被激放電和自激放電(定性).
真空中的電流.示波器.
半導體的導電特性.P型半導體和N型半導體.
晶體二極體的單向導電性.三極體的放大作用(不要求機理).
超導現象.
4、磁場
電流的磁場.磁感應強度.磁感線.勻強磁場. 長直導線中的電流和磁場.
安培力.洛侖茲力.電子荷質比的測定.質譜儀.迴旋加速器.
5、電磁感應
法拉第電磁感應定律.楞次定律.感應電場(渦旋電場)
自感系數.互感和變壓器.
6、交流電
交流發電機原理.交流電的最大值和有效值.
純電阻、純電感、純電容電路.
整流、濾波和穩壓.
三相交流電及其連接法.感應電動機原理.
7、電磁振盪和電磁波
電磁振盪.振盪電路及振盪頻率.
電磁場和電磁波.電磁波的波速,赫茲實驗.
電磁波的發射和調制.電磁波的接收、調諧,檢波.
光 學
1、幾何光學
光的直進、反射、折射.全反射.
光的色散.折射率與光速的關系.
平面鏡成像.球面鏡成像公式及作圖法.薄透鏡成像公式及作圖法.
眼睛.放大鏡.顯微鏡.望遠鏡.
2、波動光學
光程,光的干涉和衍射(定性),雙縫干涉,單縫衍射.
光譜和光譜分析.電磁波譜.
原子和原子核
1、光的本性
光電效應.光的學說的歷史發展.愛因斯坦方程.波粒二象性.光子的能量和動量.
2、原子結構
盧瑟福實驗.原子的核式結構.
玻爾模型.用玻爾模型解釋氫光譜.玻爾模型的局限性.
原子的受激輻射.激光.
3、原子核
原子核的量級.
天然放射現象.放射線的探測.
質子的發現.中子的發現.原子核的組成.
核反應方程.質能方程.裂變和聚變.基本粒子. 誇克模型.
4、不確定關系 實物粒子的波粒二象性.
5、狹義相對論 愛因斯坦假設時間和長度的相對論效應
6、太陽系、銀河系宇宙和黑洞的初步知識.
數學基礎
1、中學階段全部初等數學(包括解析幾何).
2、矢量的合成和分解.極限、無限大和無限小的初步概念.
3、不要求用微積分進行推導或運算.
二、實驗基礎
1、要求掌握國家教委制訂的《全日制中學物理教學大綱》中的全部學生實驗.
2、要求能正確地使用(有的包括選用)下列儀器和用具:米尺.游標卡尺.螺旋測微器.天平.停表.溫度計.量熱器.電流表.電壓表.歐姆表.萬用電表.電池.電阻箱.變阻器.電容器.變壓器.電鍵.二極體.光具座(包括平面鏡、球面鏡、棱鏡、透鏡等光學元件在內).
3、有些沒有見過的儀器.要求能按給定的使用說明書正確使用儀器.例如:電橋、電勢差計、示波器、穩壓電源、信號發生器等.
4、除了國家教委制訂的《全日制中學物理教學大綱》中規定的學生實驗外,還可安排其它的實驗來考查學生的實驗能力,但這些實驗所涉及到的原理和方法不應超過本提要第一部分(理論基礎),而所用儀器就在上述第2、3指出的范圍內.
5、對數據處理,除計算外,還要求會用作圖法.關於誤差只要求:直讀示數時的有效數字和誤差;計算結果的有效數字(不做嚴格的要求);主要系統誤差來源的分析.
三、其它方面
物理競賽的內容有一部分要擴及到課外獲得的知識.主要包括以下三方面:
1、物理知識在各方面的應用.對自然界、生產和日常生活中一些物理現象的解釋.
2、近代物理的一些重大成果和現代的一些重大信息.
3、一些有重要貢獻的物理學家的姓名和他們的主要貢獻.
⑺ 我是高一的新生,想參加物理競賽,希望有經驗的人推薦方法和經驗
1.程稼夫的2本競賽書(力學篇,電磁學篇)
簡評:作為入門教材這兩本書相當經典,全書結構合理,知識內容非常全面,講解活潑,例題比較經典。本書起點不高,但吃透後拿省一不成問題。它的另一特色是帶有一定的普物色彩,可為更深層次的學習打好基礎。
2.金牌之路張大同著簡評:被眾多上個時代的高手強烈推薦的一本書,人氣極高,本人未細讀。難度和復賽難度相當,整體編排比較經典,例題和習題直接選了很多競賽原題。但沒有傳說中的那麼神,也不太適合當今競賽的趨勢。
3.物理學難題集萃舒幼生著
簡評:現在只有賣復印的,巨厚,舒幼生先生的不朽之作,極力推薦!本書難度並不向傳說中那樣高不可攀,但物理境界上與其他競賽書明顯不在一個檔次。若能認認真真做完本書,你的物理素質一定會有一個質的飛越!在做這本書之前建議先看完程稼夫2本,再學一些基本的微積分知識。
4.物理競賽集訓精編舒幼生著
簡評:難題集萃的縮減本,難度和經典程度都大大不如,但質量仍是不錯的。
5.華羅庚學校的物理競賽教材
簡評:集訓精編的簡化本,講得較多,題較少。總體還行,但不是主流教材,且有些太簡略了。
6.奧賽經典系列的物理競賽教材
簡評:分理論和實驗兩本。理論不是很有名,但實驗教材(青一平著)是目前唯一的比較系統的競賽實驗書,寫得也不錯,必讀!
7.官方的實驗指導書
簡評:不能不看,但也別花太多經歷在上面。
8.200道物理學難題
簡評:很偏重技巧的題集,上面有不少十分精華的好題,可以開闊視野,有時間建議做一做。但對於提高能力的作用不如難題集萃。難度略高於復賽。性價比不高,不推薦。
9.俄羅斯500
簡評:和國內競賽有很大不同,偏重技巧性,物理原理應用較多。難度比復賽低一點。主要是是絕版書南大出版社的《俄羅斯中學物理競賽試題精編》的習題解答,但加入了很多新題,有些地方由於翻譯問題會顯得很模糊,費解,經常錯的是稀里嘩啦。
10.奧賽兵法高中物理
簡評:絕版書,在國圖能搞到復印本。沒仔細看。例題有些比較好,習題里有的非常難,而且沒有解答。如果覺得自己實力足夠的話可以試一試。
11.國際物理奧賽的培訓與選拔簡評:剛出的新書,題目選自復旦集訓隊題。分理論和實驗兩部分,理論部分有大約200道題,比較難(難度略高於決賽),且有很多題非常好,注重物理思想和綜合計算,對技巧也有要求。個人感覺其經典程度僅次於難題集萃,是值得品味的好書。不推薦准備復賽的同學們
12.中國青年出版社的模擬題集
簡評:在模擬題集里算是最好的一本,有些難度,但不值得投入太多的精力。
13.沈晨編的《更高更妙的物理》
簡評:講解部分比較簡單,習題較難,再看完一本基礎競賽書後,把這本書看爛,會使你的水平提高很大一個檔次的,難度高於復賽,但不涉及高數內容。小部分題目的解法並不是很好,不要過於相信這書。 現在好像出了個實驗篇,還沒來的及看,慚愧!
14張大同的綠皮物理競賽教程一套,習題都有詳細的解答,但錯誤比較多,難度和復賽相當,方法比較詳細,但缺乏系統性,比較符合競賽趨勢,推薦使用
15范曉輝的《指導》和《題典》,不用我多說了,作為入門教材,梯度比較明顯,由於一個人編寫有系統性,不過在機械振動與機械波一節不大好,其他沒的說,有的題目敘述不妥當,或少條件,和答案不符
16朱浩的紅皮書,記不清叫什麼名了,有的題挺難,還沒沒答案,對於強化復賽決賽的選手有幫助
17舒幼生的90年代國際物理奧賽試題解答,有詳細的解答,難度高於決賽
18物理競賽培優教程,掛著舒教授的牌子,不是本人編的,感覺一般,習題挺多的,初學者可以試試,培養信心的也可以試試
19美國3000題 ,難度略低於復賽,但對開闊思路很有幫助,很難買,我用的是影印版的
20解題方法大全,沒仔細看,題不少但不好,系統性不強,感覺一般,強烈不推薦此書
21鄭永令的白皮書,不迴避使用微積分,比較基礎,講解比較全面,入門級經典
22高中物理競賽賽前集訓(考前訓練) 基本上沒什麼新題,但有些非模型題融入其中,可以讓老師劃題做。
23物理奧林匹克競賽輔導講座 上海市物理學會 無意中在學校圖書館翻到的,已經發黃,都是基礎知識
24普物 我看的是程守誅的第五版的,對競賽基本沒意義,當個課外書看,但對形成系統性物理體系是不可少的
25費曼 像個故事書,看看前兩冊就行了,對競賽意義不大,但對深層次普物的學習很有幫助,感覺不如普物系統,沒有傳說中的那麼神
26張大同賽前集訓專題輔導 沒有近代物理部分,習題沒有詳解,和金牌之路差不多
27方法 鍾小平 很多題目都沒見過,對常見錯誤分析得當,但本身錯誤還是比較多的,要是有熱光源部分就更好了,推薦使用
28物理競賽培訓教材 舒幼生 很注重系統性和自我封閉性,對知識體系完善很有幫助,但畢竟是比較薄,並不像程書那般具體而詳細。習題安排比較得當,難易梯度明顯。習題沒答案
29高中物理奧賽輔導叢書 (山東) 是我們省的內部教材,理論部分抄的一般,不用看,實驗部分是山東省物理學會編的,由於是那裡出本省的題,山東學子不想看也得看
還有我想多說一句,范小輝老師說的好,做題多了才是王道,不要迷信任何輔導書,每一本都有自己的優缺點,寧精勿濫。水過地皮濕的學法無論你多聰明想拿獎都是不可能的,競賽注重的是知識體系而不是偏怪的技巧
個人覺得一開始就應該看程稼夫力學篇,兼學微積分。微積分可以看哪些書呢,比如同濟那個高數,比如《基礎物理中的數學方法》,又比如科大出的《高等數學導論》(科大出版社,可能不好買)或者南開出的《數學分析》(科學出版社)。我最開始是看的同濟版高數,那時才高一上期,我連高中數學都沒怎麼學就開始看這書,但這不意味著就完全看不懂。同濟那本書很簡單,很實用,學了以後算算簡單的微分、積分是沒問題的,推導推導普物力學里的公式是可以的。但是說實話,看那書的時候我沒把極限論這些東西理解到位,比較復雜的求極限、積分也不是很會計算。當然這些內容對物理競賽的幫助或許不大,但是我想,如果連極限論都沒真正搞懂,學微積分還是很不舒服的,心裡是完全虛的。而若想基本搞懂這些東西,學會計算稍復雜的極限、積分等等,就需要看看南開數分、科大高數導論這種水平的書。當時我看了南開的那本數分,求極限、求積分的能力都是有明顯提升的,當然對極限等基本內容的理解也比較好了。科大的高數導論是一本非常優秀的高數書,足可媲美很多名校的數分教材,作為一本非數學專業的微積分教材,立論非常嚴謹(極限論、實數理論這些都講得很嚴謹),內容廣泛(外微分形式、正交曲線坐標系、廣義傅里葉級數等等都有所論述),有的題目也有相當的難度,當然,多數高中物理競賽的同學們不願意花太多時間在數學上,我只是提供這種建議,如果你想把數學學得比較扎實的話,可以看這樣的書。至於說卓里奇《數學分析》、菲赫金哥爾茨《微積分學教程》等書,如果確實很有精力,很有興趣,那當然不錯。這兩本書,內容廣泛深厚,卓書近現代數學較多,菲書對經典的微積分論述得非常詳盡,都需要很多精力去鑽研。而國內的數分,我覺得最牛的就是科大徐森林寫的那三本數分(清華大學出版社出版的《數學分析》),我高中時也看過,確實非常生猛,體系非常嚴整,非常能鍛煉數學思維能力,光是實數連續性幾大命題的來回推導就夠你做半天,復習題也很有難度。呵呵,非常不好意思,說了很多關於數學的,而且有些東西已經遠遠超出物理競賽的范圍了。可能是因為,我覺得數學學得好,對於學物理的意義是很重大的。總的來說,大家還是有必要把微積分好好學一學,不一定學多深,同濟高數那種水平的微積分還是得學的。
微積分搞得還可以了就可以看普物了。說白了,若光是學高中物理,連動能定理可以由牛頓第二定律推出來都不知道,整個力學框架在大腦中是鬆散的,根本不能算有框架有體系。就物理內容來說,牛頓定律我們要學好幾遍,初中學牛一牛三,高中學牛一牛二牛三,大學普物力學又學牛一牛二牛三,這裡面的物理內涵真的有那麼困難嗎?我覺得其實不是那麼困難,而是中學缺乏了微積分這些可以幫助你理解牛頓力學的數學工具。有了這些東西,可以讓你知道,牛頓力學壓根就是一體的,你可以有一個非常清晰的理論體系,你可以從牛頓定律推出動量、動能、角動量三大定理,你可以在牛頓定律的基礎上加上力學結構性定律(萬有引力定律、胡克定律等等)得到力學的所有結論。這樣的物理才是物理,而那種告訴你有一個動能定理、讓你拿去用的物理,大家不覺得很像化學嗎?告訴你有個反應方程,你知道就OK···高中的物理知識,在大學普通物理裡面都找得到,大學的普物包括一些競賽書比如程稼夫力學,實際上是從頭講物理,從最基礎的講物理,所以我不覺得在看競賽書、普物書以前還得把高中物理搞一遍。
程稼夫的力學編得很不錯,很適合競賽,例題也很不錯,習題嘛普遍比例題簡單,但是剛開始搞競賽的人肯定也應該做一做。我個人不提倡那些做一大堆競賽書的,我覺得就題目而言,程稼夫兩本書很不錯,想再多點題可以選擇浙大出版社的《高中物理奧賽講義》,那書名為講義,實則全部是題目,各種花樣的題都有。另外後面還可以選擇《俄羅斯中學物理競賽試題精編》,那上面不少題還是不錯的,也比較新穎、有難度。以及《國際物理奧賽的培訓與選拔》,那當然難題更多。很多人說到更高更妙,怎麼說呢,對那書的印象不算特別好,也許是我看那書的時間不是很長,沒有全部看完。感覺更高更妙那本書錯誤比較多,題也不算特別好。至於說它刻意不用微積分我覺得做作了,如果說在微積分之外我們想得到巧妙的初等處理方法,那當然是非常之好非常值得掌握,如果說那所謂的初等方法本質上還是微積分只是刻意寫成初等的形式我就不敢苟同了。當然,我印象中更高更妙那本書體系比較新穎,有些方法的總結還是很不錯的···至於說難題集萃,題固然經典,但略顯過時,像力學里的很多題比較簡單,然而某些部分的題目則超過了全國競賽的范圍,因為那畢竟是舒幼生他們那幫培訓國家集訓隊的人編的。有些題則顯得為難題而難題,比如電路部分那幾道學生編的題,並沒有太奇特的物理思路,反倒是用了傅里葉分析那些較深的數學知識。另外有一本我很喜歡的書就是200道物理學難題,那書被認為是很非主流,但有些題確實很有趣。畢竟我們的競賽學習不是完全為了考試,那種書看看還是很不錯的。說到做題,很多人都會感覺,做到後來沒多少適合競賽的題好做了,到處的題都差不多,而那更廣泛的題目好像又很不適合競賽,那是很痛苦的事情。
所以越到後來越要珍惜那些沒見過的而且很不錯的題,認真做乃至用來限時做。當然,我記得以前我們到了後來,都開始自己編題了,編得五花八門的,有的題還算真的有意思,有的題則是為難題而難題。我覺得學生自己編題很容易陷入為難題而難題的窘境。其實很多經典的很有意思的物理難題,是長期的物理教學中積累出來的,不是某個教授或者某個學生在那裡刻意想就能想出來的。
說到普物,我覺得很有必要看,那才是真的在了解物理,而不只是做題。我比較反對看那些非物理專業的普物書,我以前看過那種書,實在認為對理解真正的物理幫助不大。換句話說,人家學工科的人,本來學物理就是當做工具學科來學,而不是真正地要去理解物理欣賞物理,我們怎麼能夠在工科普物書中看到真正美麗的物理呢?所以我建議要看普物就看物理專業的普物,就是分了力學、電磁學、熱學等等幾大本書的普物。關於力學的普物書,我只推薦兩本,一本是舒幼生的《力學》,一本是趙凱華新概念物理教程里的《力學》,順序最好是先舒幼生後趙凱華。舒幼生的書基本上是完全經典的力學體系,非常嚴整、清晰,看了那書確實有種神清氣爽的感覺,對掌握力學的經典理論體系非常有好處。而且他是搞競賽的,他的書中很多題都是選自競賽的。個人覺得單就對競賽來說,舒幼生的書是最適合的。而如果想對物理問題有更深刻的把握,更細致的思考,想把物理學得更物理更本質,也想看看經典領域內的一些後續的、近現代的發展,趙凱華的書無疑非常好。那本書非常物理,無論內容還是思考題都很不錯。總的來說,我覺得舒幼生的書更形式,趙凱華的書更物理。趙凱華先生今年80歲高齡,一生為中國的物理教育嘔心瀝血,是非常令人尊敬的物理學家、教育家。
前面都是略微地談一談,也主要都在說力學。其實說實在的,經典力學和經典電磁學應該是最能把握清楚的學科。光從那些教材都能看出來。力學、電磁學的普物教材,寫得好、清晰、有趣的書不少,而熱學的書有多少寫得好的?就是趙凱華先生的熱學我自己看了都不是很滿意,有點亂,比如熱力學和統計物理,原則上就是兩種理論體系(比如「溫度」這一概念,完全可以給出一個無關分子運動的、純粹熱力學的定義),把他們攪在一起了,那很可能兩個體系都陳述不清,尤其是熱力學的那個體系。直到上學期我們熱學老師在一學期的教學過程中努力地去構建一個比較完整的熱學體系,後來再加上自己的梳理,我才得到一個讓自己稍為滿意的稍為清晰的熱學體系。至於說量子物理,就這樣說吧,如果我們把科大的張永德老師和北大的曾謹言老師請到一塊兒來談量子力學,兩位先生肯定會吵架···有一句話叫做,每個老師都在教他自己的量子力學。