全国中学生物理竞赛公式
初中竞赛物理必背公式
初中竞赛物理必背公式
初中物理竞赛中需要掌握的公式较多，以下是一些核心公式：
1. 速度：$V= \frac{S}{t}$
2. 重力：$G = mg$
3. 密度：$\rho = \frac{m}{V}$
4. 压强：$p = \frac{F}{S}$
5. 液体压强：$p = \rho gh$
6. 浮力：
$F_{浮} = F^{\prime} - F$(压力差)
$F_{浮} = G - F$(视重力)
$F_{浮} = G$(漂浮、悬浮)
阿基米德原理：$F_{浮} = G_{排} = \rho_{液}gV_{排}$
7. 杠杆平衡条件：$F_{1}L_{1} = F_{2}L_{2}$
8. 理想斜面：$\frac{F}{G} = \frac{h}{L}$
9. 理想滑轮：$F = \frac{G}{n}$
10. 实际滑轮：$F = \frac{G + G_{动}}{n}$ (竖直方向)
11. 功：$W = FS = Gh$(把物体举高)
12. 功率：$P = \frac{W}{t} = FV$
13. 功的原理：$W_{手} = W_{机}$
14. 实际机械：$W_{总} = W_{有} + W_{额外}$
15. 机械效率：$\eta = \frac{W_{有}}{W_{总}}$
16. 滑轮组效率：
$\eta = \frac{G}{nF}$ (竖直方向)
$\eta = \frac{G}{G + G_{动}}$ (竖直方向不计摩擦)
$\eta = \frac{f}{nF}$ (水平方向)
以上是初中物理竞赛中必须掌握的公式，建议在理解的基础上进行记忆，以便在解题时能够灵活运用。
全国中学生物理竞赛内容提要
全国中学生物理竞赛内容提要2011年重新修订后的。
全国中学生物理竞赛内容提要关于修订全国中学生物理竞赛内容提要的通知全国中学生物理竞赛委员会委员：关于修订全国中学生物理竞赛内容提要，近三年来已经开过多次研讨会议。
现将研讨会议后形成的待审稿发给各位委员，请审查和修改。
将于 2011 年在西安举行的第 28 届全国中学生物理竞赛决赛期间召开的全国中学生物理竞赛委员会全体会议上进行审定。
若经全会审定后通过，将于 2013 年开始实行。
全国中学生物理竞赛委员会常务委员会 2011 年 9 月全国中学生物理竞赛内容提要 (2011 年 11 月修订，2013 年开始实行) 说明：按照中国物理学会全国中学生物理竞赛委员会第 9 次全体会议(1990 年)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、复赛和决赛命题的依据。
它包括理论基础、实验、其他方面等部分。
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 日在南宁经全国中学生物理竞赛委员会第 10 次全体会议通过，开始实施。
经 2000 年全国中学生物理竞赛委员会第 19 次全体会议原则同意，《全国中学生物理对竞赛内容提要》做适当的调整和补充。
考虑到适当控制预赛试题难度的精神，《内容提要》中新补充的内容用“※”符号标出，作为复赛题和决赛题增补的内容，预赛试题仍沿用原规定的《内容提要》，不增加修改补充后的内容。
2005 年，中国物理学会常务理事会对《全国中学生物理竞赛章程》进行了修订。
依据修订后的章程，决定由全国中学生物理竞赛委员会常务委员会组织编写《全国中学生物理竞赛实验指导书》，作为复赛实验考试题目的命题范围。
2011 年对《全国中学生物理竞赛内容提要》进行了修订，经全国中学生物理竞赛委员会第 30 次全体会议通过，2013 年开始实行。
全国中学生物理竞赛纯电阻电路的简化和等效变换
例析物理竞赛中纯电阻电路的简化和等效变换李进山东省邹平县第一中学计算一个电路的电阻，通常从欧姆定律出发，分析电路的串并联关系。
实际电路中，电阻的联接千变万化，我们需要运用各种方法，通过等效变换将复杂电路转换成简单直观的串并联电路。
本节主要介绍几种常用的计算复杂电路等效电阻的方法。
1、等势节点的断接法在一个复杂电路中，如果能找到一些完全对称的点（以两端连线为对称轴），那么可以将接在等电势节点间的导线或电阻或不含电源的支路断开（即去掉），也可以用导线或电阻或不含电源的支路将等电势节点连接起来，且不影响电路的等效性。
这种方法的关键在于找到等势点，然后分析元件间的串并联关系。
常用于由等值电阻组成的结构对称的电路。
【例题1】在图8-4甲所示的电路中，R1 = R2 = R3 = R4 = R5 = R ，试求A、B两端的等效电阻R AB。
模型分析：这是一个基本的等势缩点的事例，用到的是物理常识是：导线是等势体，用导线相连的点可以缩为一点。
将图8-4甲图中的A、D缩为一点A后，成为图8-4乙图。
3R 。
答案：R AB =8【例题2】在图8-5甲所示的电路中，R1 = 1Ω，R2 = 4Ω，R3 = 3Ω，R4 = 12Ω，R 5 = 10Ω ，试求A 、B 两端的等效电阻R AB 。
模型分析：这就是所谓的桥式电路，这里先介绍简单的情形：将A 、B 两端接入电源，并假设R 5不存在，C 、D 两点的电势相等。
因此，将C 、D 缩为一点C 后，电路等效为图8-5乙对于图8-5的乙图，求R AB 是非常容易的。
事实上，只要满足21R R =43R R的关系，该桥式电路平衡。
答案：R AB =415Ω 。
【例题3】在如图所示的有限网络中，每一小段导体的电阻均为R ，试求A 、B 两点之间的等效电阻R AB 。
【例题4】用导线连接成如图所示的框架，ABCD 是正四面体，每段导线的电阻都是1 。
求AB 间的总电阻。
全国第37届中学生物理竞赛预赛试题与解答参考
全国第37届中学生物理竞赛预赛试题与解答参考一、选择题1. 答案：B解析：根据题干中的描述，物体从高处自由落下，意味着只有重力作用在物体上，没有其他力的干扰。
根据牛顿第二定律可以得到$F = ma$。
由于物体自由下落，加速度$a$等于重力加速度$g$，所以$F = mg$。
根据题干中的描述，物体的质量$m$为50kg，重力加速度$g$为10m/s^2，代入公式可以计算出$F = 50 \times 10 = 500$N，即物体所受的力为500N。
2. 答案：C解析：根据题干中的描述，物体从高处自由落下，意味着只有重力作用在物体上，没有其他力的干扰。
根据牛顿第二定律可以得到$F = ma$。
由于物体自由下落，加速度$a$等于重力加速度$g$，所以$F = mg$。
根据题干中的描述，物体的质量$m$为10kg，重力加速度$g$为10m/s^2，代入公式可以计算出$F = 10 \times 10 =100$N，即物体所受的力为100N。
3. 答案：A解析：根据题干中的描述，物体从高处自由落下，意味着只有重力作用在物体上，没有其他力的干扰。
根据牛顿第二定律可以得到$F = ma$。
由于物体自由下落，加速度$a$等于重力加速度$g$，所以$F = mg$。
根据题干中的描述，物体的质量$m$为20kg，重力加速度$g$为10m/s^2，代入公式可以计算出$F = 20 \times 10 =200$N，即物体所受的力为200N。
二、填空题1. 答案：0.2s解析：根据题干中的描述，物体从高处自由落下，意味着只有重力作用在物体上，没有其他力的干扰。
根据自由落体运动的公式$h = \frac{1}{2}gt^2$，其中$h$为下落的高度，$g$为重力加速度，$t$为下落的时间。
根据题干中的描述，物体下落的高度$h$为2m，重力加速度$g$为10m/s^2，代入公式可以解得$t =\sqrt{\frac{2h}{g}} = \sqrt{\frac{2 \times 2}{10}} = 0.2s$。
物理竞赛大纲
竞赛大纲中学生物理竞赛大纲：全国中学生物理竞赛内容提要--理论基础(2013年开始实行) 说明：．本次拟修改的部分用楷黑体字表示，新补充的内容将用“※”符号标出，作为复赛题和决赛题增补的内容；※※则表示原属预赛考查内容，在本次修改中建议改成复赛、决赛考查的内容。
一.理论基础力学1. 运动学：参考系坐标系直角坐标系※平面极坐标质点运动的位移和路程速度加速度矢量和标量矢量的合成和分解※矢量的标积和矢积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※曲线运动中的切向加速度和法向加速度相对速度伽里略速度变换刚体的平动和绕定轴的转动角速度和角加速度2．牛顿运动定律力学中常见的几种力牛顿第一、二、三运动定律惯性参考系摩擦力弹性力胡克定律※应力和应变（旧称胁强和胁变）※杨氏模量和切变模量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) 视重※非惯性参考系※平动加速参考系(限于匀变速直线和匀速圆周运动)中的惯性力※匀速转动参考系中的惯性离心力3．物体的平衡共点力作用下物体的平衡力矩※平行力的合成重心刚体的平衡条件物体平衡的种类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※质心运动定理反冲运动及火箭5．※冲量矩※角动量※质点和质点组的角动量定理(不引入转动惯量) ※角动量守恒定律6．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恢复系数7．在万有引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运动和※※椭圆轨道运动8．流体静力学静止流体中的压强浮力9．振动简谐振动振幅频率和周期相位振动的图像参考圆振动的速度准弹性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) 10 波和声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※※波的干涉和衍射(定性) ※驻波声波声音的响度、音调和音品声音的共鸣乐音和噪声※多普勒效应热学1．分子动理论原子和分子的数量级分子的热运动布朗运动※气体分子速率分布律(定性)温度的微观意义分子力分子的动能和分子间的势能物体的内能2．气体的性质热力学温标气体实验定律理想气体状态方程普适气体恒量理想气体状态方程的微观解释(定性) 3．热力学第一定律理想气体的内能热力学第一定律在理想气体等容、等压、等温过程中的应用定容热容量和定压热容量等温过程中的功(不推导) 绝热方程(不推导)※热机及其效率致冷机和致冷系数4．※热力学第二定律※热力学第二定律的定性表述※可逆过程与不可逆过程※宏观过程的不可逆性※理想气体的自由膨胀※热力学第二定律的统计意义5．液体的性质液体分子运动的特点表面张力系数※球形液面下的附加压强浸润现象和毛细现象(定性) 6．固体的性质晶体和非晶体空间点阵固体分子运动的特点7．物态变化熔化和凝固熔点熔化热蒸发和凝结饱和气压沸腾和沸点汽化热临界温度固体的升华空气的湿度和湿度计露点8．热传递的方式传导※和导热系数对流辐射※黑体辐射※斯忒番定律9 热膨胀热膨胀和膨胀系数电学1．静电场电荷守恒定律库仑定律静电力常量和真空介电常数电场强度电场线点电荷的场强场强叠加原理匀强电场※无限大均匀带面的场强(不要求导出)均匀带电球壳壳内的场强和壳外的场强公式(不要求导出) 电势和电势差等势面点电荷电场的电势公式(不要求导出) 电势叠加原理均匀带电球壳壳内和壳外的电势公式(不要求导出) 静电场中的导体静电屏蔽电容平行板电容器的电容公式※球形电容器电容器的连接电容器充电后的电能电介质的极化介电常量2．稳恒电流欧姆定律电阻率和温度的关系电功和电功率电阻的串、并联电动势闭合电路的欧姆定律一段含源电路的欧姆定律※基尔霍夫定律电流表电压表欧姆表惠斯通电桥补偿电路3．物质的导电性金属中的电流欧姆定律的微观解释※※液体中的电流※※法拉第电解定律※※气体中的电流※※被激放电和自激放电(定性)真空中的电流示波器半导体的导电特性p型半导体和n型半导体※P-N结晶体二极管的单向导电性※及其微观解释（定性）三极管的放大作用(不要求机理) 超导现象4．磁场电流的磁场磁感应强度磁感线匀强磁场长直导线、圆线圈、螺线管中的电流的磁场分布(定性)※长直导线电流的磁场表示式、圆电流轴线上磁场表示式、无限长螺线管中电流的磁场表示式（不要求导出）真空磁导率安培力洛伦兹力电子荷质比的测定质谱仪回旋加速器霍尔效应5．电磁感应法拉第电磁感应定楞次定律※反电动势※感应电场(涡旋电场)※电子感应加速器自感和互感自感系数6．交流电交流发电机原理交流电的最大值和有效值纯电阻、纯电感、纯电容电路感抗和容抗※电流和电压的相位差整流滤波和稳压理想变压器三相交流电及其连接法感应电动机原理7．电磁振荡和电磁波电磁振荡振荡电路及振荡频率电磁场和电磁波电磁波谱电磁波的波速赫兹实验电磁波的发射和调制电磁波的接收、调谐、检波光学1. 几何光学光的直进反射折射全反射光的色散折射率与光速的关系平面镜成像球面镜球面镜成像公式及作图法※球面镜焦距与折射率、球面镜半径的关系薄透镜成像公式及作图法眼睛放大镜显微镜望远镜2．波动光学光程光的干涉双缝干涉光的衍射单缝衍射(定性）※分辩本领(不要求推导)光谱和光谱分析近代物理1．光的本性光电效应爱因斯坦方程光的波粒二象性光子的能量与动量2．原子结构卢瑟福实验原子的核式结构玻尔模型用玻尔模型解释氢光谱玻尔模型的局限性原子的受激辐射激光的产生(定性)和它的特性3. 原子核原子核的量级天然放射现象原子核的衰变半衰期放射线的探测质子中子原子核的组成核反应方程质能方程裂变和聚变4．粒子“基本”粒子※夸克四种作用※实物粒子的波粒二象性※德布罗意波※不确定关系5．※狭义相对论爱因斯坦假设时间膨胀和长度收缩相对论动量相对论能量相对论动量能量关系6．※太阳系，银河系，宇宙和黑洞的初步知识. 数学基础1．中学阶段全部初等数学(包括解析几何). 2．矢量的合成和分解，极限、无限大和无限小的初步概念. 3．※初等函数的微分和积分全国中学生物理竞赛内容提要--实验(2013年开始实行) 说明：．本次拟修改的部分用楷黑体字表示，新补充的内容将用“※”符号标出，作为复赛题和决赛题增补的内容；※※则表示原属预赛考查内容，在本次修改中建议改成复赛、决赛考查的内容。
2022年物理竞赛所有公式
第一章 质点运动学和牛顿运动定律 1.1平均速度 v =t△△r1.2 瞬时速度 v=lim△t →△t △r =dtdr1. 3速度v=dtds ==→→lim lim△t 0△t △t△r 1.6 平均加速度a =△t△v1.7瞬时加速度（加速度）a=lim 0△t →△t △v =dt dv1.8瞬时加速度a=dt dv =22dt rd1.11匀速直线运动质点坐标x=x 0+vt 1.12变速运动速度 v=v 0+at 1.13变速运动质点坐标x=x 0+v 0t+21at 21.14速度随坐标变化公式:v 2-v 02=2a(x-x 0) 1.15自由落体运动 1.16竖直上抛运动⎪⎩⎪⎨⎧===gy v at y gtv 22122 ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=-=-=gy v v gt t v y gt v v 221202200 1.17 抛体运动速度分量⎩⎨⎧-==gt a v v av v yx sin cos 001.18 抛体运动距离分量⎪⎩⎪⎨⎧-•=•=20021sin cos gt t a v y t a v x1.19射程 X=gav 2sin 21.20射高Y=gav 22sin 201.21飞行时间y=xtga —ggx 21.22轨迹方程y=xtga —av gx 2202cos 2 1.23向心加速度 a=Rv 21.24圆周运动加速度等于切向加速度与法向加速度矢量和a=a t +a n1.25 加速度数值 a=22n t a a +1.26 法向加速度和匀速圆周运动旳向心加速度相似a n =Rv 21.27切向加速度只变化速度旳大小a t =dtdv1.28 ωΦR dtd R dt ds v ===1.29角速度 dtφωd =1.30角加速度 22dt dtd d φωα== 1.31角加速度a 与线加速度a n 、a t 间旳关系a n =222)(ωωR RR R v == a t =αωR dtd R dt dv ==牛顿第一定律：任何物体都保持静止或匀速直线运动状态，除非它受到作用力而被迫变化这种状态。
全国中学生物理竞赛公式
全国中学生物理竞赛公式全国中学生物理竞赛力学公式一、运动学1.椭圆的曲率半径2.牵连加速度3.等距螺旋线运动的加速度二、牛顿运动定律三、动量1.密舍尔斯基方程〔变质量物体的动力学方程〕()dv dm m F u v dt dt=+-〔其中v 为主体的速度,u 为即将成为主体的一局部的物体的速度〕 四、能量1.重力势能GMm W r=-〔一定有负号,而在电势能中,如果为同种电荷之间的相互作用的电势能,如此应该为正号,但在万有引力的势能中不存在这个问题,一定是负号！！！！〕2.柯尼希定理21''2k k c k kc E E M v E E =+=+〔E k ’为其在质心系中的动能〕 3.约化质量4.资用能〔即可以用于碰撞产生其他能量的动能〔质心的动能不能损失〔由动量守恒决定〕〕〕资用能常用于阈能的计算2212121122kr m m E u u m m μ==+〔u 为两个物体的相对速度〕 5.完全弹性碰撞与恢复系数（1）公式（2）恢复系数来表示完全弹性碰撞112211222112m v m v m u m u u u v v +=+-=-〔用这个方程解比用机械能守恒简单得多〕五、角动量 dL M I dtβ==〔I 为转动惯量〕 3.转动惯量4.常见物体的转动惯量（1）匀质球体225I mr = （2）匀质圆盘〔圆柱〕212I mr =（3）匀质细棒绕端点213I mr =（4）匀质细棒绕中点2112I mr = （5）匀质球壳223I mr =（6）薄板关于中心垂直轴221()12I m a b =+ 5.平行轴定理 2D C I I md =+〔I c 为相对质心且与需要求的轴平行的轴〕6.垂直轴定理（1）推论：一个平面分布的质点组,取z 轴垂直于此平面,x ,y 轴取在平面内,如此三根轴的转动惯量之间有关系 z x y I I I =+〔由此可以推出长方形薄板关于中心垂直轴的转动惯量221()12I m a b =+> 7.天体运动的能量 2GMm E a=-〔a 为椭圆轨道的半长轴,当然,抛物线轨道的能量为0,双曲线轨道的能量大于0〕 8.开普勒第三定律：2234T a GMπ= 六、静力学1.利用矢量的叉乘来解决空间受力平衡问题例如x 方向上的力矩：x y z z y M F r F r F r =⨯=-选一点为轴的话,可以直接列三个力矩平衡的方程来解决问题七、振动与波动1.简谐振动的判定方法2.简谐振动中的量的关系3.驻波min 2x λ=〔x 为相邻的波节或波腹间的距离,即驻波的图形中一个最小重复单位的长度〕4.多普勒效应（1）宏观物体的多普勒效应①观察者运动,波源不动②观察者不动,波源运动③观察者与波源都运动（2）光的多普勒效应注：多普勒效应中的速度的正负单独判断后带入公式中,其实只用记住观察者的运动影响在分子上,而波源运动的影响在分母下.5.有效势能与其应用22()()2eff L V r U r mr=+〔()U r 为传统意义的势能,如引力势能、静电势能、弹性势能,222L mr 是惯性离心力的势能〕振动的角频率满足：ω=〔物体在0r 附近振动,但应该满足''0eff V >,否如此轨道不稳定〕任意物体在0x 附近做简谐振动的条件为：00'()0,''()0U x U x =>其中求简谐振动的角频率的方法为：ω="()k U x =〕 全国中学生物理竞赛电学公式一、静电场：1．高斯定理：4επ∑⎰∑==⋅q q k S d E 封闭面 2．安培环路定理：0=⋅⎰l d E3．均匀带电球壳外表的电场强度：22R kQE =〔在计算相互作用的时候应该用这个公式〕4．无限长直导线产生的电场强度：r k E η2=5．无限大带电平板产生的场强：022εσσπ==k E 6．电偶极矩产生的场强 ①沿着两点连线方向：33rp k r ql kE == ②垂直方向：3322r p k r ql k E ==其中p 为电偶极矩=ql 7．实心球内部电势：322123RQ r k R Q k -=ϕ 8．实心球内部场强：3Qr E kR = 9．同心球形电容器：介电常数指内外球壳之间充满的其中εε)(1221R R k R R C -=即电解质会使电场强度变小但让电容变大10．静电场的能量：2022228E 22121E k C Q QU CU W επω=====电场能量密度为11．电场的极化：kdSC r kQU r Q kQ F E E r r r r r πεεεεε4)1(2210===≥=平行板电容器的电容：点电荷的电势：库仑定律： 对于平行板电容器有：000,Q Q CU S σ==〔不论是否有介质,用这个公式计算出的是自由电荷的密度,而极化电荷密度在平行板电容器中总是满足：01'r rεσσε-=,如果有多个介质在板中串联或并联,将它们分开为许多个电容,然后将电荷密度进展叠加就可以得到最终的自由电荷的密度与极化电荷的密度.〕12．电像法：无限大的接地平板的电像法略接地的球体：q hr q h r h -==','2可以看做将距离和电荷量都乘上一个比例系数hr 只不过电荷的性质相反！ 二、稳恒电流 1. 法拉第电解定律：为化合价）为摩尔质量，为电化当量）n M FnMq m k kq m (:)2((:)1(==2. 电阻定律：)1()1(00t R R t ααρρ+=+=即〔t 为摄氏温度〕 3. △-Y 变换：312312233133123121223231231231121YR R R R R R R R R R R R R R R R R R ++=++=++=−→−∆即△-Y 为下求和,Y-△为上求和电容的△-Y 变换与电阻的恰好相反,△-Y 为上求和,Y-△为下求和4. 电流密度的定义：n j SI ∆∆= 5. 欧姆定律的另一表达形式：)1(,ρσ==E σj 6. 焦耳定律的微分形式：ρσ222j j V R I V P p ==== 7. 微观电流neSujS I neuj === 8. 电阻率对电子产生的加速度：9. 晶体三极管的电流分布：三、磁场与电磁感应1. 洛伦兹力B v q F ⨯=2. 毕奥-萨伐尔定律：20cos 4r L I B ϕπμ∆∑= 3. 无限长直流导线产生的磁场：r I r I k B πμ20== 4. 无限长密绕螺线管内部磁场：为单位长度的匝数）n nI B (0μ=5. 安培环路定理：⎰∑=⋅)0内（L I l d B μ〔可用此轻易推出无限长直导线的磁场〕6. 高斯定理：0S (=∆⋅∑）封闭面S B7. 复阻抗：)(1i j Cj X Lj X RX C L R 学中的为单位复数，相当与数ωω===8. 安培力产生的力偶矩：((M m B m m NISn n =⨯=为磁矩）且：为线圈的法向量且方向满足电流的右手螺旋定则）当然力偶矩的大小与所旋转轴无关,甚至所选转轴可以不在线圈平面内,只要满足转轴与力偶矩的方向平行即可〔即与力的方向垂直〕即BISN M =9. 磁矩产生的磁感应强度：032mB x μπ=10. 自感：I L t ε∆=-∆自感磁场能量：212L W LI = 11. 变压器中阻抗变换：2112'()(n R R n n =为原线圈的匝数） 全国中学生物理竞赛 光学 公式一、几何光学1.平面镜反射：2.平面折射〔视深公式〕''n n n n u v R-+=〔圆心在像方半径取正,圆心在物方半径取负〕 以上所有：0,00,0u u v v ><><实物，，虚物实像，，虚像二、波动光学注意关注牛顿环干预的原理,尤其是注意是在球面上反射的光线〔没有半波损失〕与在最低的平面处反射的光线〔有半波损失〕进展干预,而不是在最上面的平面反射的光线进展干预！而且牛顿环作为一种特殊的等厚干预,光在空气层中的路径要计算两次！所以可以得到牛顿环的公式如下： ,3,2,1,0()21(=+=k R k r k λ……〕〔指的是第k 级明纹的位置,中央为暗纹〕22cos 2i h n =∆〔注意等倾干预的半波损失有两种情况〕 〔2i 指的是第一次进入2n 介质的折射角〕6.等厚干预〔略〕''ff xx =〔其中x 与'x 为以焦距计算的物距和像距〕对于物方与像方折射率一样的透镜有牛顿公式的符号规如此为:以物方焦点的远离光心的距离为牛顿物距〔即当经典物距小于焦距的物体的牛顿物距小于零〕；以像方焦点的远离光心的距离为牛顿像距.x d D针对于玻璃球而言A 为齐明点,R n n AO 12=〔即从任何位置看A 点的像在同一位置〕1.22d λθ=〔即艾里斑〕全国中学生物理竞赛 近代物理学 公式一、洛伦兹变换与其推论：2222121222011''1cv c v t t t t t cv l l -∆=--=-=∆-=τ钟慢效应：尺缩效应：〔这两个公式最好不要用,最好用最根底的洛伦兹变换来进展推导,否如此容易在确定不变量的时候出现问题〕小心推导钟慢效应与尺缩效应的时候不要弄反了一定要分析到底在哪一个参考系中x 或者t 是不变的速度变换：〔这个可以由洛伦兹变换求导推出〕<系的速度系相对为S S v '> 正向：222222211'11'1'cvu c v u u c vu c v u u c vu vu u x z z x y y x x x --=--=--= 逆向：2222222'11''11''1'c v u c v u u cv u c v u u cv u v u u x z z xy y xx x +-=+-=++= 时间与空间距离变换：二、相对论力学：动量：0p mv m v γ===能量：2220=E mc m c γ== 动能满足：202c m mc E k -=又有：224202c p c m E +=全国中学生物理竞赛 热学 公式一、理想气体1.理想气体状态方程2.平均平动动能与温度的关系3.能均分定理二、固体液体气体和热传导方式4.热传导定律5.辐射6.膨胀7.外表X 力8.液体形成的球形空泡〔两面都是空气〕由于外表X 力产生的附加压强为：三、特殊准静态过程<1>状态方程〔泊松方程〕 完整的应为：)(,111Const T P Const PT Const TVConstPV ====---γγγγγγ <2>做功 2122111d ()1V V W p V p V p V γ==--⎰〔整个方程实际的意义就是：V W nC T =∆,本来是很简单的,所以对于绝热过程来说,一般不要乱用泊松方程,否如此会误入歧途,因为泊松方程好似与热力学第一定律加上理想气体状态方程完全等效〕 W Q U +=∆〔Q 指系统吸收的热量,W 指外界对系统做的功〕开尔文表述：不可能从单一热源吸收热量,使之完全变为有用功而不产生其他影响.〔第二类永动机是不可能造成的〕 克劳修斯表述：不可能把热量从低温物体传到高温物体而不引起其他变化.全国中学生物理竞赛原子物理 公式1.波尔相关理论：o11212120.53A 53pm13.6n n r E eVn m r r ZMZ M E E n m ===-==〔m 为电子的质量,M 为相当于电子的粒子的质量,比如μ-子〕12212(th M M E Q M M M +=为运动粒子质量，为静止粒子的质量）〔最好用资用能来进展推导,这个比拟保险,公式容易记错〕1.p x h ∆∆≥2.E t h ∆∆≥ 〔另有说法为,44hhp x E t ππ∆∆>∆∆>〕 5.光电效应光子携带能量：E h ν= 光电子的动能：k E h W ν=-逸出功 反向截止电压：k h W E V e eν-==逸出功[附]三角函数公式。
全国中学生物理竞赛内容提要
全国中学⽣生物理竞赛内容提要(2013年开始实⾏行)说明：本次拟修改的部分⽤用楷⿊黑体字表⽰示，新补充的内容将⽤用「※」符号标出，作为复赛题和决赛题增补的内容︔；「※※」则表⽰示原属预赛考查内容，在本次修改中建议改成复赛、︑决赛考查的内容。
︒ ⼀一．理论基础⼒力学1．运动学参考系坐标系 直角坐标系 ※平⾯面极坐标质点运动的位移和路程 速度 加速度 ⽮矢量和标量 ⽮矢量的合成和分解 ※⽮矢量的标积和⽮矢积勻匀速及勻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 ※任意曲线运动中的切向加速度和法向加速度，曲率半径相对速度 伽⾥里略速度变换 刚体的平动和绕定轴的转动 角速度和角加速度2．⽜牛顿运动定律 ⼒力学中常见的⼏几种⼒力⽜牛顿第⼀一、︑⼆二、︑三运动定律 惯性参考系摩擦⼒力弹性⼒力 胡克定律 ※协变和协强 ※杨⽒氏模量和切变模量万有引⼒力定律 均勻匀球壳对壳内和壳外质点的引⼒力公式(不要求导出) 视重 ※非惯性参考系 ※平动加速参考系(限于勻匀变速直线和勻匀速圆周运动)中的惯性⼒力 ※勻匀速转动参考系中的惯性离⼼心⼒力 3．物体的平衡共点⼒力作⽤用下物体的平衡⼒力矩 ※平⾏行⼒力的合成 重⼼心刚体的平衡条件 物体平衡的种类4．动量冲量 动量 质点与质点组的动量定理 动量守恒定律 ※质⼼心 ※质⼼心运动定理反冲运动及⽕火箭5．※角动量 ※冲量矩 ※角动量 ※质点和质点组的角动量定理(不引入转动惯量) ※角动量守恒定律6．机械能功和功率动能和动能定理重⼒力势能 引⼒力势能 质点及均勻匀球壳壳内和壳外的引⼒力势能公式(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 恢复系数7．在万有引⼒力作⽤用下物体的运动 开普勒定律 ⾏行星和⼈人造天体的圆轨道运动和※※椭圆轨道运动 8．流体静⼒力学静⽌止流体中的压强浮⼒力9．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 准弹性⼒力 (线性)恢复⼒力 由动⼒力学⽅方程确定简谐振动的频率 简谐振动的能量同⽅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)10．波和声横波和纵波波长 频率和波速的关系 波的图像 ※平⾯面简谐波的表⽰示式 !波的⼲干涉(定性) ※驻波 波的衍射(定性)声波 声⾳音的响度、︑⾳音调和⾳音品 声⾳音的共鸣 乐⾳音和噪声 ※多普勒效应)(cos v x t A y −=ω)cos(φω+=t A x )sin(φωω+−=t A v热学1．分⼦子动理论原⼦子和分⼦子的数量级分⼦子的热运动 布朗运动 ※⽓气体分⼦子速率分布律(定性) 温度的微观意义分⼦子热运动的动能 ※⽓气体分⼦子的平均移动动能，玻尔兹曼常量分⼦子⼒力 分⼦子的动能和分⼦子间的势能!物体的内能2．⽓气体的性质 ※温标，热⼒力学温标，⽓气体实验定律理想⽓气体状态⽅方程，普适⽓气体恒量理想⽓气体状态⽅方程的微观解释(定性)3．热⼒力学第⼀一定律理想⽓气体的内能!热⼒力学第⼀一定律在理想⽓气体等容、︑等压、︑等温过程中的应⽤用，定容热容量和定压热容量 ※定容摩尔热容量和定压摩尔热容量 等温过程中的功(不推导) 绝热⽅方程(不推导) ※热机及其效率 ! ※致冷机和致冷系数 4．※热⼒力学第⼆二定律 ※热⼒力学第⼆二定律的定性表述! ※热⼒力学第⼆二定律的开尔⽂文表述和克劳修斯表述! ※可逆过程与不可逆过程 ※宏观过程的不可逆性! ※理想⽓气体的⾃自由膨胀 ※热⼒力学第⼆二定律的统计意义 5．液体的性质液体分⼦子运动的特点表⾯面张⼒力系数! ※球形液⾯面下的附加压强 ! ※球形液⾯面两边的压强差 浸润现象和⽑毛细现象(定性)6．固体的性质晶体和非晶体 空间点阵固体分⼦子运动的特点7．物态变化熔化和凝固 熔点 熔化热蒸发和凝结 饱和⽓气压 沸腾和沸点 汽化热 临界温度固体的升华空⽓气的湿度和湿度计 露点8．热传递的⽅方式传导 ※导热系数!对流!辐射 ※⿊黑体辐射的概念 ※斯忒番定律 9．热膨胀热膨胀和膨胀系数电学1．静电场电荷守恒定律库仑定律 静电⼒力常量和真空介电常数电场强度 电场线!点电荷的场强!场强叠加原理 勻匀强电场 ※⽆无限⼤大均勻匀带⾯面的场强(不要求导出)均勻匀带电球壳壳内的场强和壳外的场强公式(不要求导出)电势和电势差 等势⾯面!点电荷电场的电势公式(不要求导出) 电势叠加原理均勻匀带电球壳壳内和壳外的电势公式(不要求导出)静电场中的导体 静电屏蔽电容 平⾏行板电容器的电容公式 ※球形电容器的电容公式电容器的连接电容器充电后的电能电介质的极化，介电常量2．稳恒电流欧姆定律，电阻率和温度的关系电功和电功率电阻的串、︑并联电动势，闭合电路的欧姆定律⼀一段含源电路的欧姆定律 ※基尔霍夫定律电流表，电压表，欧姆表惠斯通电桥!补偿电路3．物质的导电性⾦金属中的电流 欧姆定律的微观解释※※液体中的电流 ※※法拉第电解定律※※⽓气体中的电流 ※※被激放电和⾃自激放电(定性) ※液体中的电流 ※法拉第电解定律 ※⽓气体中的电流 ※被激放电和⾃自激放电(定性)真空中的电流 ⽰示波器半导体的导电特性 p型半导体和n型半导体 ※P-N结晶体⼆二极管的单向导电性※及其微观解释(定性) 三极管的放⼤大作⽤用(不要求机理)超导现象4．磁场电流的磁场 磁感应强度 磁感线!勻匀强磁场 长直导线、︑圆线圈、︑螺线管中的电流的磁场分布(定性)!※⻓长直导线电流的磁场表⽰示式、︑圆电流轴线上磁场表⽰示式、︑⽆无限⻓长螺线管中电流的磁场表⽰示式(不要求导出)! ※⽆无限⻓长直导线中电流的磁场表⽰示式 ※圆线圈中电流的磁场在轴线上的表!⽰示式 ※⽆无限⻓长螺线管中电流的磁场表⽰示式(不要求导出) ※真空磁导率 安培⼒力 洛伦兹⼒力 电⼦子荷质比的测定 质谱仪 回旋加速器 霍尔效应5．电磁感应法拉第电磁感应定律楞次定律 ※反电动势 ※感应电场(涡旋电场) ※电⼦子感应加速器⾃自感和互感，⾃自感系数， ※通电⾃自感的磁能(不要求推导)!6．交流电交流发电机原理 交流电的最⼤大值和有效值纯电阻、︑纯电感、︑纯电容电路 感抗和容抗 ※电流和电压的相位差整流 滤波和稳压理想变压器 三相交流电及其连接法 感应电动机原理7．电磁振荡和电磁波电磁振荡 振荡电路及振荡频率，电磁波谱电磁场和电磁波 电磁波谱 电磁波的波速 赫兹实验电磁波的发射和调制 电磁波的接收、︑调谐、︑检波光学1．⼏几何光学光的直进 反射 折射 全反射光的⾊色散 折射率与光速的关系平⾯面镜成像，球⾯面镜成像公式及作图法球⾯面镜※球⾯面镜焦距与折射率、︑球⾯面镜半径的关系 ※球⾯面折射成像公式，※焦距与折射率、︑球⾯面镜半径的关系薄透镜成像公式及作图法眼睛 放⼤大镜 显微镜 望远镜2．波动光学光程光的⼲干涉 双缝⼲干涉光的衍射 单缝衍射(定性) ※分辩本领(不要求推导)光谱和光谱分析近代物理1．光的本性光电效应 爱因斯坦⽅方程光的波粒⼆二象性 光⼦子的能量与动量2．原⼦子结构卢瑟福实验 原⼦子的核式结构玻尔模型 ⽤用玻尔模型解释氢光谱 玻尔模型的局限性原⼦子的受激辐射 激光的产⽣生(定性)和它的特性3．原⼦子核原⼦子核的量级天然放射现象 原⼦子核的衰变半衰期 放射线的探测质⼦子的发现 中⼦子的发现 原⼦子核的组成核反应⽅方程质能⽅方程 裂变和聚变4．粒⼦子“基本粒⼦子”，轻⼦子与夸克(简单知识)四种基本相互作⽤用 !实物粒⼦子具有波粒⼆二象性 ※物质波 德布罗意关系!! ※不确定关系 !5．※狭义相对论 爱因斯坦假设 时间和长度的相对论效应 !相对论动量 相对论能量 !相对论动量和能量关系!!6．※太阳系，银河系，宇宙和⿊黑洞的初步知识!数学基础 1．中学阶段全部初等数学(包括解析⼏几何)2．⽮矢量的合成和分解，极限、︑无限⼤大和无限⼩小的初步概念3．※初等函数的微分和积分!3．※导数及其应⽤用(限于⾼高中教学⼤大纲所涉及的内容)!!!λh p =πΔΔ4h x p ≥422220c m c p E +=2201cv v m mv p −==222021c v c m mc E −==⼆二．实验全国中学⽣生物理竞赛常委会组织编写的《全国中学⽣生物理竞赛实验指导书》中的34个实验是全国中学⽣生物理竞赛复赛实验考试内容的范围．这34个实验的名称是：实验⼀一实验误差︔；实验⼆二⽓气轨上研究瞬时速度︔；实验三杨氏模量︔；实验四⽤用单摆测重⼒力加速度︔；实验五⽓气轨上研究碰撞过程中动量和能量变化︔；实验六测量声速︔；实验七弦线上的驻波实验︔；实验八冰的熔化热︔；实验九线膨胀率︔；实验⼗十液体比热容︔；实验⼗十⼀一数字万⽤用电表的使⽤用︔；实验⼗十⼆二制流和分压电路︔；实验⼗十三测定直流电源的参数并研究其输出特性︔；实验⼗十四磁电式直流电表的改装︔；实验⼗十五⽤用量程为200mV的数字电压表组成多量程的电压表和电流表︔；实验⼗十六测量非线性元件的伏安特性︔；实验⼗十七平衡电桥测电阻︔；实验⼗十八⽰示波器的使⽤用︔；实验⼗十九观测电容特性︔；实验⼆二⼗十检测⿊黑盒⼦子中的电学元件(电阻，电容，电池，⼆二极管)︔；实验⼆二⼗十⼀一测量温度传感器的温度特性︔；实验⼆二⼗十⼆二测量热敏电阻的温度特性︔；实验⼆二⼗十三⽤用霍尔效应测量磁场︔；实验⼆二⼗十四测量光敏电阻的光电特性(有、︑无光照时的伏安特性︔；光电特性)︔；实验⼆二⼗十五研究光电池的光电特性︔；实验⼆二⼗十六测量发光⼆二极管的光电特性(⽤用eU阈=hc/λ估算发光波长)︔；实验⼆二⼗十七研究亥姆霍兹线圈轴线磁场的分布︔；实验⼆二⼗十八测定玻璃的折射率︔；实验⼆二⼗十九测量薄透镜的焦距︔；实验三⼗十望远镜和显微镜︔；实验三⼗十⼀一光的⼲干涉现象︔；实验三⼗十⼆二光的夫琅⽲禾费衍射︔；实验三⼗十三分光计的使⽤用与极限法测折射率︔；实验三⼗十四光谱的观测．各省(⾃自治区、︑直辖市)竞赛委员会根据本省的实际情况从《全国中学⽣生物理竞赛实验指导书》的34个实验中确定并公布不少于20个实验作为本省(⾃自治区、︑直辖市)物理竞赛复赛实验考试的内容范围，复赛实验的试题从公布的实验中选定，具体做法见《关于全国中学⽣生物理竞赛实验考试、︑命题的若⼲干规定》．全国中学⽣生物理竞赛决赛实验以本《内容提要》中的“理论基础”和《全国中学⽣生物理竞赛实验指导书》作为命题的基础．三．其他⽅方⾯面物理竞赛的内容有⼀一部分有较⼤大的开阔性，主要包括以下三⽅方⾯面：1．物理知识在各⽅方⾯面的应⽤用︔；对⾃自然界、︑科技、︑⽣生产和⽇日常⽣生活中⼀一些物理现象的解释．2．近代物理的⼀一些重⼤大成果和现代的⼀一些重⼤大信息．3．⼀一些有重要贡献的物理学家的姓名和他们的主要贡献．!!!指定参考书1．全国中学⽣生物理竞赛办公室．全国中学⽣生物理竞赛参考资料．北京：北京教育出版社，1985~2002︔；全国中学⽣生物理竞赛专辑．北京：北京教育出版社，2003~2007．2．沈克琦．⾼高中物理学1.北京：北京出版社，1997︔；⾼高中物理学2.北京：北京出版社，1998︔；⾼高中物理学3.北京：北京出版社，1998︔；⾼高中物理学4.北京： 北京出版社，1999．3．全国中学⽣生物理竞赛常务委员会．全国中学⽣生物理竞赛实验指导书．北京： 北京⼤大学出版社，2005．参考资料全国中学⽣生物理竞赛常务委员会．全国中学⽣生物理竞赛第1~20届试题解析： ⼒力学分册．北京：清华⼤大学出版社，2005︔；全国中学⽣生物理竞赛第1~20届试题解析：电学分册．北京：清华⼤大学出版社，2005︔；全国中学⽣生物理竞赛第1~20届试题解析：热学、︑光学与近代物理分册．北京：清华⼤大学出版社，2006．。
全国中学生物理竞赛公式定理
1.波尔相关理论：
（m为电子的质量，M为相当于电子的粒子的质量，比如 子）
2.阈能
（最好用资用能来进行推导，这个比较保险，公式容易记错）
3.康普顿散射
4.不确定关系
1. 2.
（另有说法为 ）
5.光电效应
光子携带能量：
光电子的动能：
反向截止电压：
[附]三角函数公式
3.能均分定理
二、固体液体气体和热传导方式
4.热传导定律
5.辐射
6.膨胀
7.表面张力
8.液体形成的球形空泡（两面都是空气）由于表面张力产生的附加压强为：
3、特殊准静态过程
9.等容过程
10.等压过程
11.等温过程
12.绝热过程
(1)状态方程（泊松方程）
完整的应为：
(2)做功
（整个方程实际的意义就是： ，本来是很简单的,所以对于绝热过程来说，一般不要乱用泊松方程，否则会误入歧途，因为泊松方程好像与热力学第一定律加上理想气体状态方程完全等效）
……）（指的是第k级明纹的位置，中央为暗纹）
5.等倾干涉
（注意等倾干涉的半波损失有两种情况）
（ 指的是第一次进入 介质的折射角）
6.等厚干涉（略）
7.牛顿物像公式
（其中 与 为以焦距计算的物距和像距）
对于物方与像方折射率相同的透镜有
牛顿公式的符号规则为:
以物方焦点的远离光心的距离为牛顿物距（即当经典物距小于焦距的物体的牛顿物距小于零）；以像方焦点的远离光心的距离为牛顿像距。
13.热力学第一定律
（ 指系统吸收的热量， 指外界对系统做的功）
14.特殊过程的有关关系列表如下：
特殊过程
全国高中物理竞赛初赛考纲_全国中学生物理竞赛大纲
2019全国高中物理竞赛初赛考纲_全国中学生物理竞赛大纲2019全国高中物理竞赛初赛考纲全国中学生物理竞赛内容提要--理论基础(2019年开始实行)说明：本次拟修改的部分用楷黑体字表示，新补充的内容将用“※”符号标出，作为复赛题和决赛题增补的内容;※※则表示原属预赛考查内容，在本次修改中建议改成复赛、决赛考查的内容。
理论基础力学1运动学：参考系坐标系直角坐标系※平面极坐标质点运动的位移和路程速度加速度矢量和标量矢量的合成和分解※矢量的标积和矢积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※曲线运动中的切向加速度和法向加速度相对速度伽里略速度变换刚体的平动和绕定轴的转动角速度和角加速度2牛顿运动定律力学中常见的几种力牛顿第一、二、三运动定律惯性参考系摩擦力弹性力胡克定律※应力和应变(旧称胁强和胁变) ※杨氏模量和切变模量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) 视重※非惯性参考系※平动加速参考系(限于匀变速直线和匀速圆周运动)中的惯性力※匀速转动参考系中的惯性离心力3物体的平衡共点力作用下物体的平衡力矩※平行力的合成重心刚体的平衡条件物体平衡的种类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※质心运动定理反冲运动及火箭5※冲量矩※角动量※质点和质点组的角动量定理(不引入转动惯量)※角动量守恒定律6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恢复系数77.在万有引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运动和※※椭圆轨道运动8流体静力学静止流体中的压强浮力9振动简谐振动振幅频率和周期相位振动的图像参考圆振动的速度准弹性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)10波和声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※ ※波的干涉和衍射(定性) ※驻波声波声音的响度、音调和音品声音的共鸣乐音和噪声※多普勒效应热学1分子动理论原子和分子的数量级分子的热运动布朗运动※气体分子速率分布律 (定性)温度的微观意义分子力分子的动能和分子间的势能物体的内能2气体的性质热力学温标气体实验定律理想气体状态方程普适气体恒量理想气体状态方程的微观解释(定性)3热力学第一定律理想气体的内能热力学第一定律在理想气体等容、等压、等温过程中的应用定容热容量和定压热容量等温过程中的功(不推导) 绝热方程(不推导)※热机及其效率致冷机和致冷系数4※热力学第二定律※热力学第二定律的定性表述※可逆过程与不可逆过程※宏观过程的不可逆性※理想气体的自由膨胀※热力学第二定律的统计意义5液体的性质液体分子运动的特点表面张力系数※球形液面下的附加压强浸润现象和毛细现象(定性)6固体的性质晶体和非晶体空间点阵固体分子运动的特点7物态变化熔化和凝固熔点熔化热蒸发和凝结饱和气压沸腾和沸点汽化热临界温度固体的升华空气的湿度和湿度计露点8热传递的方式传导※和导热系数对流辐射※黑体辐射※斯忒番定律9热膨胀热膨胀和膨胀系数电学1静电场电荷守恒定律库仑定律静电力常量和真空介电常数电场强度电场线点电荷的场强场强叠加原理匀强电场※无限大均匀带面的场强(不要求导出)均匀带电球壳壳内的场强和壳外的场强公式(不要求导出)电势和电势差等势面点电荷电场的电势公式(不要求导出)电势叠加原理均匀带电球壳壳内和壳外的电势公式(不要求导出)静电场中的导体静电屏蔽电容平行板电容器的电容公式※球形电容器电容器的连接电容器充电后的电能电介质的极化介电常量2稳恒电流欧姆定律电阻率和温度的关系电功和电功率电阻的串、并联电动势闭合电路的欧姆定律一段含源电路的欧姆定律※基尔霍夫定律电流表电压表欧姆表惠斯通电桥补偿电路3物质的导电性金属中的电流欧姆定律的微观解释※※液体中的电流※※法拉第电解定律※※气体中的电流※※被激放电和自激放电(定性)真空中的电流示波器半导体的导电特性 p型半导体和n型半导体※P-N结晶体二极管的单向导电性※及其微观解释(定性)三极管的放大作用(不要求机理)超导现象4磁场电流的磁场磁感应强度磁感线匀强磁场长直导线、圆线圈、螺线管中的电流的磁场分布(定性)※长直导线电流的磁场表示式、圆电流轴线上磁场表示式、无限长螺线管中电流的磁场表示式(不要求导出)真空磁导率安培力洛伦兹力电子荷质比的测定质谱仪回旋加速器霍尔效应5电磁感应法拉第电磁感应定楞次定律※ 反电动势※感应电场(涡旋电场)※电子感应加速器自感和互感自感系数6交流电交流发电机原理交流电的最大值和有效值纯电阻、纯电感、纯电容电路感抗和容抗※电流和电压的相位差整流滤波和稳压理想变压器三相交流电及其连接法感应电动机原理7电磁振荡和电磁波电磁振荡振荡电路及振荡频率电磁场和电磁波电磁波谱电磁波的波速赫兹实验电磁波的发射和调制电磁波的接收、调谐、检波光学1几何光学光的直进反射折射全反射光的色散折射率与光速的关系平面镜成像球面镜球面镜成像公式及作图法※球面镜焦距与折射率、球面镜半径的关系薄透镜成像公式及作图法眼睛放大镜显微镜望远镜2波动光学光程光的干涉双缝干涉光的衍射单缝衍射(定性)※分辩本领(不要求推导) 光谱和光谱分析近代物理1光的本性光电效应爱因斯坦方程光的波粒二象性光子的能量与动量2原子结构卢瑟福实验原子的核式结构玻尔模型用玻尔模型解释氢光谱玻尔模型的局限性原子的受激辐射激光的产生(定性)和它的特性3原子核原子核的量级天然放射现象原子核的衰变半衰期放射线的探测质子中子原子核的组成核反应方程质能方程裂变和聚变4粒子“基本”粒子※夸克四种作用※实物粒子的波粒二象性※德布罗意波※不确定关系5※狭义相对论爱因斯坦假设时间膨胀和长度收缩相对论动量相对论能量相对论动量能量关系6※太阳系，银河系，宇宙和黑洞的初步知识.数学基础1. 中学阶段全部初等数学(包括解析几何).2. 矢量的合成和分解，极限、无限大和无限小的初步概念.3.※初等函数的微分和积分全国中学生物理竞赛内容提要--实验(2019年开始实行)说明：.本次拟修改的部分用楷黑体字表示，新补充的内容将用“※”符号标出，作为复赛题和决赛题增补的内容;※※则表示原属预赛考查内容，在本次修改中建议改成复赛、决赛考查的内容。
第13届全国中学生物理竞赛(含参考答案)
第十三届全国物理竞赛复赛试题解答一、在各段电路上，感应电流的大小和方向如图复解13 - 1所示电流的分布，已考虑到电路的对称性，根据法拉第电磁感应定律和欧姆定律，对半径为α的圆电路，可得 π2a k = 21r 1I + 1r 1I ' 对等边三角形三个边组成的电路，可得332a k / 4 = 22r 2I + 22r 2I '对由弦AB 和弧AB 构成的回路，可得（π2a -332a / 4）k / 3 = 1r 1I - 2r 2I考虑到，流进B 点的电流之和等于流出B 点电流之和，有1I + 2I =1I ' + 2I ' 由含源电路欧姆定律可得A U -B U = π2a k /3 - 1I 1r由以上各式及题给出的 2r = 21r / 3可解得A U -B U = - 32a k / 32二、解法一：1、分析和等效处理根据棱镜玻璃的折射率，棱镜斜面上的全反射临界角为c α= arcsin ( 1 / n ) ≈ 42 注意到物长为4mm ，由光路可估算，进入棱镜的近轴光线在斜面上的入射角大多在 45左右，大于临界角，发生全反射。
所以对这些光线而言，棱镜斜面可看成是反射镜。
本题光路可按反射镜成像的考虑方法，把光路“拉直”如图复解13 – 2 - 1所示。
现在，问题转化为正立物体经过一块垂直于光轴、厚度为6cm 的平玻璃板及其后的会聚透镜、发散透镜成像的问题。
2、求像的位置；厚平玻璃板将使物的近轴光线产生一个向右侧移动一定距离的像，它成为光学系统后面部分光路的物，故可称为侧移的物。
利用沿光轴的光线和与光轴成α角的光线来讨论就可求出这个移动的距离。
设轴上的物点为B 。
由于厚平玻璃板的作用（即侧移的物点）为B ′（如图复解13 – 2 - 2所示）。
画出厚平玻图复解13 - 111I图复解13 - 2 - 2图复解13 - 2 - 1璃板对光线的折射，由图可知 Δl = d （ctg α） 而 d = D （tg α- tg β） 所以 Δl = D （1 – tg α/ tg β） 当α为小角度时 tg β/ tg α≈sin β/ sin α= 1/n 故得 Δl = D （1 – 1 / n ）= 2 cm这也就是物AB 与它通过厚玻璃板所成的像之间的距离。
全国中学生物理竞赛大纲
全国中学生物理竞赛大纲一、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变速直线运动及其图象运动的合成抛体运动园周运动刚体的平动和绕定轴的转动质心质心运动定律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运动惯性力的概念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重心物体平衡的种类4．动量冲量动量动量定量动量守恒定律反冲运动及火箭5。
冲量矩质点和质点组的角动量角动量守恒定律6.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7.流体静力学静止流体中的压强浮力8.振动简谐振动振幅频率和周期位相振动的图象参考圆振动的速度和加速度由动力学方程确定简谐振动的频率阻尼振动受迫振动和共振（定性了解）9.波和声横波和纵波波长、频率和波速的关系波的图象波的干涉和衍射（定性）驻波声波声音的响度、音调和音品声音的共鸣乐音和噪音〖热学〗1．分子动理论原子和分子的量级分子的热运动布朗运动温度的微观意义分子力分于的动能和分子问的势能物体的内能2．热力学第一定律热力学第一定律3．热力学第二定律热力学第二定律可逆过程和不可逆过程4.气体的性质热力学温标理想气体状态方程普适气体恒量理想气体状态方程的微观解释(定性)理想气体的内能理想气体的等容\等压\等温和绝热过程(不要求用微积分计算)5.液体的性质液体分子运动的特点表面张力系数浸润现象和毛细现象(定性)6.固体的性质晶体和非晶体空间点阵固体分子运动的特点7.物态变化溶解和凝固熔点溶解热蒸发和凝结饱和气压沸腾和沸点汽化热临界温度固体的升华空气的湿度和湿度计露点8.热传递的方式传导\对流和辐射9.热膨胀热膨胀和膨胀系数〖电学〗1. 静电场库仑定律电荷守恒定律电场强度电场线点电荷的场强场强的叠加原理均匀带电球壳壳内的场强公式(不要求导出) 匀电场电场中的导体静电屏蔽电势和电势差等势面点电荷电场的电势公式（不要求导出）电势叠加原理均匀带电球壳壳内和壳外的电势公式（不要求导出）电容电容器的连接平行板电容器的电容公式（不要求导出）电容器充电后的电能电介质的极化介电常数2．稳恒电流欧姆定律电阻率和温度的关系电功和电功率电阻的串、并联电动势闭合电路的欧姆定律一段含源电路的欧姆定律电流表电压表欧姆表惠斯通电桥补偿电路3．物质的导电性金属中的电流欧姆定律的微观解释液体中的电流法拉第电解定律气体中的电流被激放电和自激放电（定性）真空中的电流示波器半导体的导电特性 P型半导体和N型半导体晶体二极管的单向导电性三极管的放大作用（不要求机理）超导现象4．磁场电流的磁场磁感应强度磁感线匀强磁场安培力洛仑兹力电子荷质比的测定质谱仪回旋加速器5．电磁感应法拉第电磁感应定律楞次定律感应电场(涡旋电场)自感系数互感和变压器6．交流电交流发电机原理交流电的最大值和有效恒纯电阻、纯电感、纯电容电路整流、滤波和稳压三相交流电及其连接法感应电动机原理7．电磁振荡和电磁波电磁振荡振荡电路及振荡频率电磁场和电磁波电磁波的波速赫兹实验电磁波的发射和调制电磁波的接收、调谐、检波〖光学〗1．几何光学光的直进、反射、折射全反射光的色散折射率与光速的关系平面镜成像球面镜成像公式及作图法薄透镜成像公式及作图法眼睛放大镜显微镜望远镜2．波动光学：光的干涉和衍射（定性）光谱和光谱分析电磁波谱3．光的本性光的学说的历史发展光电效应爱因斯但方程波粒二象性〖原子和原子核〗1．原子结构卢瑟福实验原子的核式结构玻尔模型用玻尔模型解释氢光谱玻尔模型的局限性原子的受激辐射激光2．原子核原子核的量级天然放射现象放射线的探测质子的发现中子的发现原子核的组成核反应方程质能方程裂变和聚变“基本”粒子夸克模型3.不确定关系实物粒子的波粒二象性4.狭义相对路论爱因斯坦假设时间和长度的相对论效应5.太阳系银河系宇宙和黑洞的初步知识数学基础1．中学阶段全部初等数学（包括解析几何）2．矢量的合成和分解极限、无限大和无限小的初步概念3．不要求用微积分进行推导或运算二、实验基础1．要求掌握国家教委制订的《全日制中学物理教学大纲》中的全部学生实验。
高中物理竞赛公式及结论
高中物理竞赛公式及结论物理学作为一门自然科学，研究物质及其运动规律，是高中学生必修的一门学科。
在高中物理竞赛中，掌握并灵活运用物理公式是取得好成绩的关键。
本文将介绍一些常见的高中物理竞赛公式及结论，并简要解释其应用。
1. 力学部分1.1 动力学动力学研究物体的运动规律，其中最基本的公式是牛顿第二定律：F = ma其中F表示物体所受的力，m表示物体的质量，a表示物体的加速度。
这个公式表明，物体受到的力越大，加速度也越大；物体的质量越大，加速度越小。
1.2 动量守恒定律在弹性碰撞中，动量守恒定律适用：m1v1 + m2v2 = m1v1' + m2v2'其中m1和m2分别是两个物体的质量，v1和v2是碰撞前的速度，v1'和v2'是碰撞后的速度。
这个公式表明，两个物体在碰撞前后的总动量保持不变。
2. 热学部分2.1 热力学第一定律热力学第一定律也被称为能量守恒定律，它表明能量在物理系统中是守恒的。
对于一个封闭系统，它的内能变化等于吸收的热量减去对外做的功：ΔU = Q - W其中ΔU表示内能的变化，Q表示吸收的热量，W表示对外做的功。
2.2 热力学第二定律热力学第二定律主要描述了热能的自发传递方式，即热量只能从高温物体传递到低温物体。
其中最著名的表达方式是卡诺循环的效率公式：η = 1 - T2 / T1其中η表示卡诺循环的效率，T2表示低温物体的温度，T1表示高温物体的温度。
这个公式表明，卡诺循环的效率随着温差的增大而增大。
3. 电磁学部分3.1 电场强度电场强度描述了单位正电荷所受到的力的大小，电场强度的公式为：E = k * Q / r^2其中E表示电场强度，k表示电场强度与电荷之间的比例常数，Q表示电荷的大小，r表示距离电荷的距离。
3.2 电势差电势差描述了单位正电荷从一个点移动到另一个点所做的功，电势差的公式为：ΔV = W / q其中ΔV表示电势差，W表示从一个点到另一个点移动电荷所做的功，q表示电荷的大小。
第31届全国中学生物理竞赛复赛试题及答案
第31届全国中学生物理竞赛复赛试题及答案31届全国中学生物理竞赛复赛理论考试试题解答一、(12分)题目一：球形液滴的振动频率假设球形液滴振动频率与其半径r、密度ρ和表面张力系数σ之间的关系式为f=kρσr，其中k是常数。
根据单位分析法，可以得到单位等式[f]=[ρ][σ][r]。
力学的基本物理量包括质量m、长度l和时间t，分别对应的单位是千克(kg)、米(m)和秒(s)。
根据单位等式，[f]=[t]^-1，[r]=[l]，[ρ]=[m][l]^-3，[σ]=[m][t]^-2.将这些单位代入单位等式，得到[t]^-1=[l]^-3[m]^[ρ][t]^-2[σ]，即[t]^-1=[l]^[ρ][m]^[σ][t]^-2.由此可以得到三个未知量的关系式：α-3β=0，β+γ=0，2γ=1.解得α=-1，β=-1，γ=1/2.解法二：假设球形液滴振动频率与其半径r、密度ρ和表面张力系数σ之间的关系式为f=kρσr，其中k是常数。
根据单位分析法，可以得到单位等式[f]=[ρ][σ][r]。
在国际单位制中，振动频率的单位是赫兹(Hz)，半径r的单位是米(m)，密度ρ的单位是千克每立方米(kg/m^3)，表面张力系数σ的单位是牛每米(N/m)=千克每秒平方(m/s^2)。
根据单位等式，[f]=s^-1，[r]=m，[ρ]=kg/m^3，[σ]=kg/s^-2.将这些单位代入单位等式，得到[s]^-1=[m][ρ][σ]，即[s]^-1=[m][kg/m^3][kg/s^-2]。
将这个式子代入f=kρσr，得到k=f/ρσr。
1.(V。
T)。
(p。
V。
T)和(pf。
V。
T)分别表示气体在初态、中间态和末态的压强、体积和温度。
留在瓶内的气体先后满足绝热方程和等容过程方程：p1 * V1^γ = p2 * V2^γ (绝热方程)V1 = V2 * (p1/p2) (等容过程方程)联立以上两式可得：p1/T1 = p2/T2 = pf/Tf由此得到以下式子：p1/pf = (p1/pf)^(1/γ)ln(p1/pf) = ln(p1) - ln(pf) = (1/γ) * ln(p1/pf)pf = p1 / (e^(γ * ln(p1/pf)))2.根据力学平衡条件，有：pi = p + ρghipf = p + ρghf其中，p是瓶外大气压强，ρ是U型管中液体的密度，g 是重力加速度大小。
2024年9月第41届全国中学生物理竞赛复赛试题参考解答
第41届全国中学生物理竞赛复赛试题参考解答（2024年9月21日9:00-12:00）一、（45分） （1）（1.1）记质量为M 的振子偏离平衡位置的位移为x （向左为正），单摆的偏转角为θ（向左为正），摆臂上的张力为T ，按牛顿第二定律，摆锤在水平方向上的运动方程为m ẍ+lθcos θ−lθ sin θ =−T sin θ ①在竖直方向上的运动方程为m −l sin θθ−lθ cos θ =m g −T cos θ ② 利用小幅度振动条件，保留到小量θ的领头阶，有sin cos 1 ， ③将③式代入①②式，并保留到小量θ的领头阶，得T mg ④ ẍ+lθ+g θ=0⑤【注: 利用悬点不动的非惯性系也可更方便地得到上述结果。
在悬点不动的非惯性系中，摆锤额外受到横向的惯性力−mẍ，有角向运动方程mlθ=−m g sin θ−mẍcosθ ①′ 同时也有径向运动方程2θcosθsin ml mx g T m ②′进一步利用小摆幅条件，保留到小量θ的领头阶，即得⑤④式。
】质量为M 的振子在水平方向上做一维运动， 由牛顿第二定律得Mẍ=−kx +T sin θ+H cos ωt ⑥由③④⑥式得Mẍ+kx −m g θ=H cos ωt ⑦只考虑系统在强迫力下的稳定振动，稳定振动的圆频率为ω，设cos(x x A t ) ⑧ cos()l B t ⑨其中φ 、φ 是稳定振动与所受强迫力之间的位相差。
将⑧⑨式代入方程⑤⑦后，所得出的两个方程对任意时间 t 均成立，故有00x ，⑩进而有22M m k A m B H⑪ 22200A B⑫由⑪⑫式得2202222200()()()HA k M m⑬222222222000()()H B A k M m⑭其中（1.2）由⑬式可知，当没有阻尼器时（这时0m ），有2HA k M ⑮即当风的频率为⑯时，大楼受迫振动幅度最大。
当风的频率取⑮式所示的值、但有阻尼器时，由⑬式得k g H H kl Mg M l A g k gkm m l M⑰为了调节阻尼器的参数m 、l 使得A 最小，可取Mgl k， ⑱或m 尽可能大。
全国中学生物理竞赛新大纲
全国中学生物理竞赛新大纲：力学a)运动学参照系质点运动的位移和路程、速度、加速度相对速度向量和标量向量的合成和分解匀速及匀变速直线运动及其图像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质心质心运动定理b) 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运动惯性力的概念c)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重心物体平衡的种类d) 动量冲量动量动量定理动量守恒定律反冲运动及火箭e)冲量矩质点和质点组的角动量角动量守恒定律f) 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与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g) 流体静力学静止流体中的压强浮力h) 振动简谐振动振幅频率和周期相位振动的图像参考圆振动的速度和加速度由动力学方程确定简谐振动的频率阻尼振动受迫振动和共振（定性了解）i) 波和声横波和纵波波长、频率和波速的关系波的图像波的干涉和衍射（定性）驻波声波声音的响度、音调和音品声音的共鸣乐音和噪声多普勒效应热学a) 分子动理论原子和分子的量级分子的热运动布朗运动温度的微观意义分子力分子的动能和分子间的势能物体的内能b) 热力学第一定律热力学第一定律c)热力学第二定律热力学第二定律可逆过程与不可逆过程d) 气体的性质热力学温标理想气体状态方程普适气体恒量理想气体状态方程的微观解释（定性）理想气体的内能理想气体的等容、等压、等温和绝热过程（不要求用微积分运算）e) 液体的性质液体分子运动的特点表面张力系数浸润现象和毛细现象（定性）f) 固体的性质晶体和非晶体空间点阵固体分子运动的特点g) 物态变化熔解和凝固熔点熔解热蒸发和凝结饱和气压沸腾和沸点汽化热临界温度固体的升华空气的湿度和湿度计露点h) 热传递的方式传导、对流和辐射i) 热膨胀热膨胀和膨胀系数电学a) 静电场库仑定律电荷守恒定律电场强度电场线点电荷的场强场强叠加原理均匀带电球壳壳内的场强和壳外的场强公式（不要求导出）匀强电场电场中的导体静电屏蔽电势和电势差等势面点电荷电场的电势公式（不要求导出）电势叠加原理均匀带电球壳壳内和壳外的电势公式（不要求导出）电容电容器的连接平行板电容器的电容公式（不要求导出）电容器充电后的电能电介质的极化介电常数b) 稳恒电流欧姆定律电阻率和温度的关系电功和电功率电阻的串、并联电动势闭合电路的欧姆定律一段含源电路的欧姆定律基尔霍夫定律电流表电压表欧姆表惠斯通电桥补偿电路c) 物质的导电性金属中的电流欧姆定律的微观解释液体中的电流法拉第电解定律气体中的电流被激放电和自激放电（定性）真空中的电流示波器半导体的导电特性P型半导体和N型半导体晶体二极管的单向导电性三极管的放大作用（不要求机理）超导现象d) 磁场电流的磁场磁感应强度磁感线匀强磁场安培力洛仑兹力电子荷质比的测定质谱仪回旋加速器e) 电磁感应法拉第电磁感应定律楞次定律感应电场（涡旋电场）自感系数互感和变压器f) 交流电交流发电机原理交流电的最大值和有效值纯电阻、纯电感、纯电容电路整流、滤波和稳压三相交流电及其连接法感应电动机原理g) 电磁震荡和电磁波电磁震荡震荡电路及震荡频率电磁场和电磁波电磁波的波速赫兹实验电磁波的发射和调制电磁波的接收、调谐、检波光学a) 几何光学光的直进、反射、折射全反射光的色散折射率和光速的关系平面镜成像球面镜成像公式及作图法薄透镜成像公式及作图法眼睛放大镜显微镜望远镜b) 波动光学光的干涉和衍射（定性）光谱和光谱分析电磁波谱c) 光的本性光的学说的历史发展光电效应爱因斯坦方程光的波粒二象性近代物理a) 原子结构卢瑟福实验原子的核式结构玻尔模型用玻尔模型解释氢光谱玻尔模型的局限性原子的受激辐射激光b) 原子核原子核的量级天然放射现象放射线的探测质子的发现中子的发现原子核的组成核反应方程质能方程裂变和聚变“基本”粒子夸克模型c)不确定关系实物粒子的波粒二象性d)狭义相对论爱因斯坦假设时间和长度的相对论效应e)太阳系银河系宇宙和黑洞的初步知识其它方面a) 物理知识在各方面的应用。
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全国中学生物理竞赛公式全国中学生物理竞赛力学公式一、运动学1.椭圆的曲率半径2212,b a a bρρ== 2.牵连加速度'2'()''a a r v r a a v βωωωωβ=+⨯+⨯+⨯⨯其中为绝对加速度为相对加速度为转动系的角速度,为转动系的角加速度为物体相对于转动系的速度3.等距螺旋线运动的加速度22v v a R ρ==⊥ 二、牛顿运动定律1.科里奥利力2'F ma m v ω=-=-⨯科里奥利三、动量1.密舍尔斯基方程（变质量物体的动力学方程）()dv dm m F u v dt dt=+-（其中v 为主体的速度，u 为即将成为主体的一部分的物体的速度） 四、能量1.重力势能GMm W r=-（一定有负号，而在电势能中，如果为同种电荷之间的相互作用的电势能，则应该为正号，但在万有引力的势能中不存在这个问题，一定是负号！！！！）2.柯尼希定理21''2k k c k kc E E M v E E =+=+（E k ’为其在质心系中的动能） 3.约化质量1212m m m m μ=+ 4.资用能（即可以用于碰撞产生其他能量的动能（质心的动能不能损失（由动量守恒决定））） 资用能常用于阈能的计算2212121122kr m m E u u m m μ==+（u 为两个物体的相对速度） 5.完全弹性碰撞与恢复系数（1）公式1212211221211212()2()2m m u m u v m m m m u m u v m m -+=+-+=+ （2）恢复系数来表示完全弹性碰撞112211222112m v m v m u m u u u v v +=+-=-（用这个方程解比用机械能守恒简单得多）五、角动量1.定义 L p r mv r =⨯=⨯u r u r r r r2.角动量定理dL M I dtβ==（I 为转动惯量） 3.转动惯量2i i iI m r =∑4.常见物体的转动惯量（1）匀质球体225I mr = （2）匀质圆盘（圆柱）212I mr =（3）匀质细棒绕端点213I mr =（4）匀质细棒绕中点2112I mr = （5）匀质球壳223I mr = （6）薄板关于中心垂直轴221()12I m a b =+ 5.平行轴定理2D C I I md =+（I c 为相对质心且与需要求的轴平行的轴）6.垂直轴定理（1）22x y z i i i I I I m r++=∑（2）推论：一个平面分布的质点组，取z 轴垂直于此平面，x ，y 轴取在平面内，则三根轴的转动惯量之间有关系 z x y I I I =+（由此可以推出长方形薄板关于中心垂直轴的转动惯量221()12I m a b =+) 7.天体运动的能量 2GMm E a=-（a 为椭圆轨道的半长轴，当然，抛物线轨道的能量为0，双曲线轨道的能量大于0） 8.开普勒第三定律：2234T a GMπ=1.利用矢量的叉乘来解决空间受力平衡问题 例如x 方向上的力矩：x y z z y M F r F r F r =⨯=-u r r选一点为轴的话，可以直接列三个力矩平衡的方程来解决问题七、振动与波动1.简谐振动的判定方法（1）F kx =-（2）221122E mv kx =+ （3）2a x ω=-2.简谐振动中的量的关系222k T m πωω==⇒=A =000tan v x ϕω=- 3.驻波min 2x λ=（x 为相邻的波节或波腹间的距离，即驻波的图形中一个最小重复单位的长度）4.多普勒效应（1）宏观物体的多普勒效应①观察者运动，波源不动'V u V νν+= ②观察者不动，波源运动 0'V V u νν=- ③观察者与波源都运动0'V u V v νν+=- （2）光的多普勒效应00'ν== 注：多普勒效应中的速度的正负单独判断后带入公式中，其实只用记住观察者的运动影响在分子上，而波源运动的影响在分母下。
5.有效势能及其应用22()()2eff L V r U r mr=+（()U r 为传统意义的势能，如引力势能、静电势能、弹性势能，222L mr 是惯性离心力的势能）振动的角频率满足：ω=（物体在0r 附近振动，但应该满足''0eff V >，否则轨道不稳定）任意物体在0x 附近做简谐振动的条件为：00'()0,''()0U x U x =>其中求简谐振动的角频率的办法为：ω="()k U x =）一、静电场：1．高斯定理：4επ∑⎰∑==⋅q q k d 封闭面 2．安培环路定理：0=⋅⎰d3．均匀带电球壳表面的电场强度：22R kQE =（在计算相互作用的时候应该用这个公式）4．无限长直导线产生的电场强度：r k E η2=5．无限大带电平板产生的场强：022εσσπ==k E 6．电偶极矩产生的场强 ①沿着两点连线方向：33r p k r ql kE == ②垂直方向：3322r p k r ql k E ==其中p 为电偶极矩=ql 7．实心球内部电势：322123RQ r k R Q k -=ϕ 8．实心球内部场强：3Qr E kR = 9．同心球形电容器：介电常数指内外球壳之间充满的其中εε)(1221R R k R R C -=即电解质会使电场强度变小但让电容变大10．静电场的能量：2022228E 22121E k C Q QU CU W επω=====电场能量密度为11．电场的极化：kdSC r kQU r Q kQ F E E r r r r r πεεεεε4)1(2210===≥=平行板电容器的电容：点电荷的电势：库仑定律： 对于平行板电容器有：000,Q Q CU Sσ==（不论是否有介质，用这个公式计算出的是自由电荷的密度，而极化电荷密度在平行板电容器中总是满足：01'r rεσσε-=，如果有多个介质在板中串联或并联，将它们分开为许多个电容，然后将电荷密度进行叠加就可以得到最终的自由电荷的密度及极化电荷的密度。
）接地的球体：q hr q h r h -==','2 可以看做将距离和电荷量都乘上一个比例系数hr 只不过电荷的性质相反！ 二、稳恒电流 1. 法拉第电解定律：为化合价）为摩尔质量，为电化当量）n M FnMq m k kq m (:)2((:)1(==2. 电阻定律：)1()1(00t R R t ααρρ+=+=即（t 为摄氏温度） 3. △-Y 变换：312312233133123121223231231231121YR R R R R R R R R R R R R R R R R R ++=++=++=−→−∆113322123213322131313322112R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R Y ++=++=++=∆−→− 即△-Y 为下求和，Y-△为上求和电容的△-Y 变换与电阻的恰好相反，△-Y 为上求和，Y-△为下求和4. 电流密度的定义：n j SI ∆∆= 5. 欧姆定律的另一表达形式：)1(,ρσ==σ 6. 焦耳定律的微分形式：ρσ222j j V R I V P p ==== 7. 微观电流neSujS I neuj === 8. 电阻率对电子产生的加速度：2,,l Ee E j E nev R F S m ne vRS eRI a a lm lm ρρρ=⇒==⇒=⇒=又=e b cb ccb I I I I I I I β=+=∆=∆放大率三、磁场与电磁感应1. 洛伦兹力B v q F ⨯=2. 毕奥-萨伐尔定律：20cos 4r L I B ϕπμ∆∑= 3. 无限长直流导线产生的磁场：r I r I k B πμ20== 4. 无限长密绕螺线管内部磁场：为单位长度的匝数）n nI B (0μ=5. 安培环路定理：⎰∑=⋅)0内（L I d μ（可用此轻易推出无限长直导线的磁场）6. 高斯定理：0S (=∆⋅∑）封闭面S B7. 复阻抗：)(1i j Cj X Lj X R X C L R 学中的为单位复数，相当与数ωω=== 8. 安培力产生的力偶矩：((M m B m m NISn n =⨯=u u r u r u r u r u r r r 为磁矩）且：为线圈的法向量且方向满足电流的右手螺旋定则）当然力偶矩的大小与所旋转轴无关，甚至所选转轴可以不在线圈平面内，只要满足转轴与力偶矩的方向平行即可（即与力的方向垂直）即BISN M =9. 磁矩产生的磁感应强度：032m B x μπ=u r u r 10. 自感：I L t ε∆=-∆自感磁场能量：212L W LI = 11. 变压器中阻抗变换：2112'()(n R R n n =为原线圈的匝数）全国中学生物理竞赛 光学 公式一、几何光学1.平面镜反射：v uf v M u =-=+∞=- 2.平面折射（视深公式） '000'n n u vu v nv M n u+=><=-时在左边，虚像3.球面反射(2111R f R R u v fv M u =+==-凹面镜为正，凸面镜为负） 4.球面折射''n n n n u v R-+=（圆心在像方半径取正，圆心在物方半径取负） 'nv M n u=- 5.透镜111u v ff f v M u+==-凸透镜为正，凹透镜为负以上所有：0,00,0u u v v ><><实物，，虚物实像，，虚像6.光楔 (1)h n sα=-物点水平距离不变二、波动光学1.杨氏双缝干涉D x d λ∆= 2.菲涅尔双面镜2(L r x r L r λεε+∆=为两镜交点到光屏的距离）（为光源到两镜交点的距离）（为两镜的夹角）3.菲涅尔双棱镜(1)22(1)2(1)h n sd h n s n sx Dαααλ=-==--∆=4.牛顿环干涉公式注意关注牛顿环干涉的原理，尤其是注意是在球面上反射的光线（没有半波损失）与在最低的平面处反射的光线（有半波损失）进行干涉，而不是在最上面的平面反射的光线进行干涉！而且牛顿环作为一种特殊的等厚干涉，光在空气层中的路径要计算两次！所以可以得到牛顿环的公式如下：,3,2,1,0()21(=+=k R k r k λ……）（指的是第k 级明纹的位置，中央为暗纹）5.等倾干涉22cos 2i h n =∆（注意等倾干涉的半波损失有两种情况）（2i 指的是第一次进入2n 介质的折射角）6.等厚干涉（略）7.牛顿物像公式''ff xx =（其中x 与'x 为以焦距计算的物距和像距）对于物方与像方折射率相同的透镜有2'f xx =牛顿公式的符号规则为:以物方焦点的远离光心的距离为牛顿物距（即当经典物距小于焦距的物体的牛顿物距小于零）；以像方焦点的远离光心的距离为牛顿像距。