纸钳子实验物理学术竞赛
初中科学竞赛经典测试
初中科学竞赛经典测试第一部分：物理1. 下面哪个选项中的物体质量最大？A. 1 kg的沙子B. 1 kg的铁砖C. 1 kg的木块2. 在电路中，电流的单位是什么？3. 以下哪种现象可以证明光的折射？4. 一个物体在重力作用下斜抛，下面哪个结果是正确的？A. 如果没有阻力，物体将沿着抛出角度等速运动B. 如果有阻力，物体将向上抛到一定高度然后又落回地面C. 如果有阻力，物体将以变速度运动，最后落回地面5. 上面的问题中，如果有阻力存在，那么在哪个位置速度会达到最大值？第二部分：化学1. 下面哪个物质不属于元素？A. 氧气B. 水D. 氢气2. 对以下化学反应方程式，选择正确的平衡方程式： N2 + 3H2 -> 2NH3A. N2 + 3H2 -> NH3B. 2N2 + 6H2 -> 4NH3C. N2 + H2 -> 2NH33. 钠和氯结合形成什么化合物？4. 哪个元素的原子序数最大？5. 以下哪个物质是缺失了一种物质而无法燃烧的？A. 空气B. 氮气C. 氧气D. 氢气第三部分：生物1. 以下哪种器官负责呼吸？2. 下面哪个有机物对于植物生长非常重要？A. 蛋白质C. 脂肪3. 鸟类是属于哪一类动物？4. 植物通过什么过程进行光合作用？5. 以下哪个是病毒？A. 细菌B. 真菌C. 寄生虫D. 流感病毒第四部分：地理1. 阿拉伯半岛位于哪个洲际板块上？2. 长江是哪个国家的最长河流？3. 以下哪个选项中的地貌不属于水体形成的？A. 河流B. 山脉C. 湖泊4. 北半球的夏季始于哪个日期？5. 以下哪个选项对于地理学家来说是最有价值的？A. 地图B. 电子设备C. 飞机D. 国际新闻报道参考答案：第一部分：物理1. B. 1 kg的铁砖2. 安培（A）3. 光在不同介质中传播时改变速度和方向的现象4. C. 如果有阻力，物体将以变速度运动，最后落回地面5. 在达到最高点时，速度最大第二部分：化学1. B. 水2. A. N2 + 3H2 -> NH33. 氯化钠4. 锔5. C. 氧气第三部分：生物1. 肺2. B. 淀粉3. 鸟纲4. 光合作用5. D. 流感病毒第四部分：地理1. 亚洲洲际板块2. 中国3. B. 山脉4. 6月21日或22日5. A. 地图这是一个初中科学竞赛经典测试的样例。
中学生标准学术能力(TDA)诊断性测试2024年10月测试物理试卷答案
标准学术能力诊断性测试2024年10月测试物理参考答案一、不定项选择题：本题共14小题，每小题3分，共42分。
在每小题给出的四个选项中，有一项或多项符合题意，全部选对得3分，部分选对得1分，有错选或不选得0分。
二、实验题：本题共2小题，共18分。
15．（8分）（1）将小车与纸带连接，调整垫木的位置，轻推小车后，使小车不挂配重时能在纸带上打出点距相同的点（均匀分布的点）（2分） 使小车的合力等于绳对小车的拉力（2分） （2）0.49~0.50（2分）（3）AC （2分，选不全得1分） 16．（10分）（1）C （2分） 24a bg π=（2分） 小球半径为a 或小球直径为2a （2分）（2）2204lt π（2分）（3）1223F F m+（2分） 三、计算题：本题共4小题，共40分。
17．（10分）（1）mg sin θ=2m Lv （2分） v v =2m/s （2分）（2）从最低点到最高点，根据动能定理22011cos ()22m m mgL mg L μθπ−=−−⋅v v （4分）（写成220112sin cos ()22v v m mgL mg L m θμθπ=+⋅+，同样得分）v 0=5m/s （2分）18．（10分）（1）加速：qU =212m v ；偏转：x =v t ，y =212qE t m 。
联立上述三式可得：y =24E x U即粒子经过加速电场后，在偏转电场中的轨迹方程相同（与粒子质量、电荷量无关），故无法分离同位素。
（4分，每个方程1分，结论不赋分） （2）设偏转电场的极板间距为d ，对氕核和氘核有e v B =2m r v ，有r =m eBv（1分） 二者进入磁场时的速度满足eU 0+eE2d =12m v 2（2分） 二者质量比为1:2，综上可得二者在磁场中的半径之比为1:2（1分） 设二者进入磁场时速度与边界MN 的夹角为θ则出射点与入射点的间距为圆弧的弦长L ，根据几何关系有L =2r sin θ（1分） 故二者出射点与入射点的间距之比等于半径比，等于1:2（1分） 19．（10分）（1）a ．238234492902U Th He →+（1分）b ．设质子和中子的质量均为m 、衰变后氦核的速度为v 1、钍核的速度为v 2，选氦核运动方向为正方向，根据动量守恒定律，有1242340m m −=v v （1分） 又根据21142E m =⨯v （1分）可得22122342117E m E =⨯=k v （1分）（2）卫星喷气的过程中，可认为卫星和喷出的气体所组成的系统动量守恒，设喷气前卫星沿椭圆轨道运动的速度为v 0，喷气后卫星的速度为v ，以喷气前卫星运动方向为正方向，根据动量守恒定律，有（M +Δm ）v 0= M v +Δm （v -u ）或M （v -v 0）=-Δm （v -v 0-u ）（1分，等效式为M Δv =-Δm （Δv -u ）） v =v 0 +m u M m ∆+∆（1分，等效结果为Δv =m u M m∆+∆）喷气瞬间卫星的机械能变化量ΔE =12M v 2-12M v 02（1分）ΔE =12M （2v 0 +m u M m ∆+∆）m u M m ∆+∆或=(M m u M m ∆+∆)v 0+12M (mu M m ∆+∆)2（1分，等效表达式为ΔE =12M （2v 0 +Δv ）Δv 或M Δvv 0 +12M Δv 2）式中除v 0外都是常数，卫星在椭圆轨道上运动速度v 0越大的地方喷气，喷气前后卫M NBθθθ星的机械能增量越大，（1分）因此卫星应该在其速率最大的近地点处点火喷气。
纸钳子
P*S
公式推导
设这部分书页的总页数为 n，如上图，其中一页的静摩擦力 为
f=2μ PS
总的静摩擦力为（去除两端外侧的静摩擦力） F=（2n-2）μ PS
故总的拉力为
T=F=（2n-2）μ PS上述公式来自实验结果
纸钳子形成的阻力与纸张的页数有关 与纸张的摩擦因数有关
与大气压强有关
与纸张之间的接触面积有关
谢谢观看
ห้องสมุดไป่ตู้
实验结果
长20cm宽14cm的书
叠放总页数 20
60 100
长28.5cm宽21cm的书
叠放总页数 20
60 100
用力大小（N） 135
392 1489
用力大小（N） 284
509 1987
实验原理
设纸张之间的摩擦力因数是 μ ，纸张较差部分的面积为 S，大气压 强为P，无视纸张厚度。 开始拉的时，由于部分纸张紧密贴合，大气压提供压力，静摩擦 力作用下，书页难以被拉开。又由于书本保持自身形态的趋势 （书本中的应变力形成的应力）以及外界拉力的作用，导致这些 紧密接触的书页里合，把中间的其他书页压紧，形成一部分连续 的、紧密接触的书页。 P*S
纸钳子
实验材料
长20cm宽14cm两本大小相同的书 长28.5cm宽21cm的两本大小相同的书
实验步骤
取长20cm宽14cm两本大小相同的书，将两本书的每页交错 叠放在一起，第一次叠放10页，用力拉两书的书脊，记录将 两书分开所用力的大小。 第二次叠放30页，用力拉两书的书脊，记录将两书分开所用 力的大小。 第三次叠放50页，用力拉两书的书脊，记录将两书分开所用 力的大小。
湖北省楚天教科研协作体鄂北六校2024-2025学年高三上学期期中联考物理试卷(含解析))
2024-2025学年湖北省楚天教科研协作体·鄂北六校高三（上）期中考试物理试卷一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.第33届夏季奥林匹克运动会在巴黎举行，其中在男子100米自由泳(泳道长50米)决赛中，我国运动员潘展乐以46秒40的成绩创造了新的奥运会纪录，勇夺该项目冠军，这也是我国游泳队在该项目历史上的第一金。
下列说法中正确的是( )A. 研究潘展乐的游泳动作时可以把其看作质点B. 潘展乐全程的平均速率约为2.16m/sC. 潘展乐全程的位移大小为100mD. 潘展乐全程的平均速度约为2.16m/s2.中国象棋是起源于中国的一种棋，属于二人对抗性游戏的一种，在中国有着悠久的历史。
由于用具简单，趣味性强，成为流行极为广泛的棋艺活动。
如图所示，3颗完全相同的象棋棋子整齐叠放在水平面上，第3颗棋子最左端与水平面上的O点重合，所有接触面间的动摩擦因数均相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
现用一直尺快速水平向右将中间棋子击出，稳定后，1和3棋子的位置情况可能是( )A. B.C. D.3.如图所示，水平地面上竖直固定着两块弹性挡板，其间距为10m，一小球从左边挡板处以初速度v0=4m/s水平向右运动，若小球在两板之间做匀减速直线运动，小球与挡板碰撞一次后停在两挡板中央，碰撞过程中小球速度大小不变，方向相反，则小球在匀减速过程中的加速度大小为( )A. 325m/s 2B. 725m/s 2C. 815m/s 2D. 715m/s 24.2022年1月，风云三号D 星，风云四号A 星和风云二号H 星正式成为空间与重大灾害国际宪章的值班卫星，搭载“风云二号”08星的运载火箭在西昌卫星发射中心点火发射.发射过程中“风云二号”08星的某一运行轨道为椭圆轨道，周期为T 0，如图所示。
则( )A. “风云二号”08星的发射速度小于第一宇宙速度B. “风云二号”08星在B→C→D 的过程中，万有引力对它先做负功后做正功C. “风云二号”08星在A→B 过程所用的时间等于T 04D. “风云二号”08星在A→B→C 的过程中，速率逐渐变大5.如图甲所示，在水平面上固定倾角为θ=37∘、底端带有挡板的足够长的斜面，斜面底端静止一质量为m 的物块(可视为质点)，从某时刻起，物块受到一个沿斜面向上的拉力F 作用向上运动，拉力 F 随位移x 变化的关系图像如图乙所示，当拉力 F 变为0时，物块恰好静止。
2023年全国中学生物理实验竞赛实验项目列表
2023年全国中学生物理实验竞赛实验项
目列表
本文档列出了2023年全国中学生物理实验竞赛的实验项目列表，旨在为参赛选手提供参考和指导。
1. 测量光电效应中的光电子动能测量光电效应中的光电子动能
- 实验目的：通过测量光电效应中光电子的动能，验证经典物理学和量子物理学的理论预言。
- 实验步骤：使用特定材料的光电管，辐射出不同波长的光，测量光电子在不同波长下的动能。
2. 研究电磁感应中的法拉第电磁感应定律研究电磁感应中的法拉第电磁感应定律
- 实验目的：通过研究电磁感应现象，验证法拉第电磁感应定律。
- 实验步骤：利用一个线圈和磁场的相互作用，测量感应电动势的大小与线圈的转角、磁场强度等参数的关系。
3. 测量弹簧振子的弹性系数测量弹簧振子的弹性系数
- 实验目的：通过测量弹簧振子的振动周期和弹簧的伸长量，确定弹簧的弹性系数。
- 实验步骤：将弹簧挂在水平方向，加上不同的负载，测量振动周期和弹簧的伸长量，计算弹簧的弹性系数。
4. 研究载流导线在磁场中受力研究载流导线在磁场中受力
- 实验目的：通过研究载流导线在磁场中的受力情况，验证洛伦兹力的存在和大小。
- 实验步骤：在磁场中放置一段载流导线，测量导线受力与电流大小、导线长度、磁场强度等参数的关系。
5. 测量声速测量声速
- 实验目的：通过测量声波在不同介质中的传播速度，确定声速的大小。
- 实验步骤：利用声音在空气、水等介质中的传播特性，通过测量声波的传播时间和路径长度，计算声速的数值。
以上是2023年全国中学生物理实验竞赛的实验项目列表，希望参赛选手能够根据此列表进行实验的准备和技术训练。
祝大家取得优异成绩！。
第22届亚洲物理奥林匹克竞赛实验试题1的介绍与解答
第22届亚洲物理奥林匹克竞赛实验试题1的介绍与解答惠王伟;王槿;刘丽飒;宋峰;孔勇发
【期刊名称】《物理实验》
【年(卷),期】2023(43)1
【摘要】第22届亚洲物理奥林匹克竞赛实验试题1为磁学黑盒子(Magnetic black box),试题利用智能手机中的磁力计测量磁感应强度随时间的变化,从而研究磁铁在无磁性空心管中的运动及空心管的材料.本文详细介绍了实验试题1的内容,并给出详细解答.
【总页数】7页(P32-38)
【作者】惠王伟;王槿;刘丽飒;宋峰;孔勇发
【作者单位】南开大学物理科学学院;南开大学基础物理国家级实验教学示范中心【正文语种】中文
【中图分类】O441
【相关文献】
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5.第20届亚洲物理奥林匹克竞赛理论试题3介绍与解答
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初中物理创新实验大赛作品
初中物理创新实验大赛作品
在初中物理创新实验大赛中，学生们展示了他们的创造力和实践能力。
他们通过设计和实施各种有趣的实验，探索了物理学的奥秘。
其中一个获奖作品是一个基于电磁感应原理的发电机。
学生们利用铜线、磁铁和电池制作了一个小型发电机。
当铜线在磁场中运动时，就会产生电流。
这个实验不仅让学生们了解了电磁感应的原理，还锻炼了他们的动手能力。
另一个获奖作品是一个基于光的折射原理的光学仪器。
学生们利用透明塑料板、三棱镜和水制作了一个简易的望远镜。
当光线经过三棱镜时，会发生折射，使远处的物体看起来更近。
这个实验让学生们了解了光的折射原理，并锻炼了他们的观察能力。
这些优秀的作品充分展示了初中生对物理学的兴趣和热情。
它们不仅丰富了学生们的课余生活，还为他们今后的学习打下了坚实的基础。
我们期待着更多优秀的作品在未来的物理创新实验大赛中诞生！。
第2届全国大学生物理实验竞赛试题的解答与考试评析
第2届全国大学生物理实验竞赛试题的解答与考试评析张宪锋;陶小平;祝魏;张增明;孙腊珍【摘要】第2届全国大学生物理实验竞赛中的基础性试题为“利用转动定律测量质量及切变模量”和“测量康铜丝的杨氏模量和泊松比”两道题，综合性、研究性试题为“磁光效应的研究”和“磁流体性质的研究”两道题。
本文介绍竞赛试题的实验内容、实验原理及部分答案，并对参赛学生的实验考试结果进行评析。
【期刊名称】《物理实验》【年(卷),期】2014(000)005【总页数】6页(P40-45)【关键词】全国大学生物理实验竞赛;转动定律;切变模量;杨氏模量;泊松比;磁光效应;磁流体【作者】张宪锋;陶小平;祝魏;张增明;孙腊珍【作者单位】中国科学技术大学物理实验教学中心，安徽合肥230026;中国科学技术大学物理实验教学中心，安徽合肥230026;中国科学技术大学物理实验教学中心，安徽合肥230026;中国科学技术大学物理实验教学中心，安徽合肥230026;中国科学技术大学物理实验教学中心，安徽合肥230026【正文语种】中文【中图分类】G642.4231 引言教育部高教司(高教司函[2010]13号)批准的《全国大学生物理实验竞赛》是大学生的学科竞赛，由高等学校国家级实验教学示范中心联席会主办，全国高校实验物理教学研究会协办，中国科学技术大学承办的第2届全国大学生物理实验竞赛于2012年12月22日至12月24日在中国科学技术大学物理学院物理实验教学中心举行. 竞赛旨在培养大学生的创新能力、实践能力和团队协作意识，激发大学生对物理实验的兴趣与潜能，促进大学物理实验教学改革. 来自国家级物理实验示范中心所在院校、国家级基础科学人才培养基地院校及获得国家级物理实验精品课程院校的46个代表队的182名大学生选手参加了本次竞赛. 竞赛命题分为基础性物理实验和综合性、研究性物理实验题2类. 本次实验竞赛既突出物理基础又充分体现大学生的实践能力、动手能力和创新思维. 各代表队由2人分别单独参加4 h的基础性物理实验竞赛；2人合作参加8 h的综合性、研究性物理实验竞赛. 经评审专家组的评审和竞赛组委会审议，评选一等奖12名(其中：基础性试题8名，综合性、研究性试题4名)；二等奖31名(其中：基础性试题20名，综合性、研究性试题11名)，三等奖46名(其中：基础性试题31名，综合性、研究性试题15名).中国科学技术大学物理实验教学中心承担了本届竞赛的组织、命题、实验仪器装置的研制和实验场地的准备等工作. 本文就第2届全国大学生物理实验竞赛试题的实验内容、考试结果及竞赛中存在的问题做一些分析，希望对促进各高校进一步加强学生实践能力的培养，促进物理实验教学改革提供点有益的借鉴.2 基础性试题的解答与评析基础性实验试题为“利用转动定律测量质量及切变模量”和“测量康铜丝的杨氏模量和泊松比”2道题，均使用自己实验台上的装置独自来完成，每道题时限4 h.2.1 试题1：利用转动定律测量质量及切变模量2.1.1 引言刚体绕固定轴的转动定律是研究刚体运动的基本定律，通过对小角度下刚体定轴转动是简谐振动的特性研究，可以确定待测物体的质量.在弹性限度内，钢丝的切应力τ与切应变γ成正比，即τ=Gγ(其中G为材料的切变模量). 如在钢丝的下端悬挂一圆盘，它可绕中心线往复运动，形成扭摆. 该扭摆扭过的角度φ正比于钢丝所受的扭力矩M，由转动定律可得该扭摆作简谐振动，由此可确定钢丝的切变模量.2.1.2 实验研究的问题本实验研究的问题：1)测量玻璃棒的质量和螺帽的质量；2)测量钢丝的切变模量.2.1.3 实验仪器1)测量玻璃棒的质量和螺帽的质量的器材：长约1 m的木条(过质心附近有一直径约10 mm的小孔，内有套管，套管内径约为6 mm)，质量均匀分布的待测玻璃棒1根(长为L、质量为m1)，待测螺帽2个(总质量为m2)，单摆架1个(上端固定1根直径约4 mm铁杆)，质量m为(15.00±0.05) g、半径为r0的小铜柱2个，秒表1块，游标卡尺1把，直尺1把，平衡刀口1个，坐标纸1张，小剪刀1把，铅笔、蓝彩笔、橡皮和胶带.2)测量钢丝切变模量的器材：圆盘1个，待测金属丝1根，单摆架1个，游标卡尺1把，螺旋测微计1个，秒表1块，质量m为(50.0 ± 0.1) g、半径为r0的大铜柱2个.2.1.4 实验要求第1小题：测量玻璃棒的质量和螺帽的质量(60分)1)说明如何操作使转轴通过质心，并完成答题纸上的问题.2)设计实验方案测量玻璃棒的质量和两螺帽(可视为质点)的质量，并给出必要的计算公式. (重力加速度g=9.795 m/s2)(可请求提示设计方案，扣12分)3)记录6组数据，要求时间测量误差在0.5%以内(人用秒表计时的测量误差为0.2 s),并用作图法确定通过木条质心且垂直其表面的转轴的转动惯量IC.4)确定玻璃棒的质量m1和两螺帽的质量m2. (不要求计算不确定度)第2小题：测量钢丝的切变模量(40分)1)完成答题纸上如何确定钢丝长度的问题.2)设计实验方案测量钢丝的切变模量，并给出必要的计算公式，要求钢丝的长度约为60 cm，时间测量误差在0.5%以内(人用秒表计时的测量误差为0.2 s). (可请求提示设计方案，扣12分)3)记录6组实验数据，用最小二乘法拟合计算切变模量. (不要求计算不确定度) 2.1.5 试题特点及解答1)试题特点作为基础性实验试题，在定题过程中，出题者经反复讨论和修改，要求试题既突出物理基础理论又充分考查考生的实践动手能力. 第1小题“测量玻璃棒的质量和螺帽的质量”，考查了考生对刚体模型、质心及转动惯量等物理概念的理解；实验中要求考生利用刚体定轴转动定律设计实验方案，测量玻璃棒的质量和两螺帽(可视为质点)的质量，并给出必要计算公式. 第2小题“测量钢丝的切变模量”，考查了钢丝切变模量的基础概念，要求考生采用常规实验器材设计实验方案测量钢丝的切变模量，并给出必要计算公式.试题难度不大，实验内容及数据的处理量适中，但这2个小题均要求设计实验方案，考生要在4 h内完成实验要求，对考生基础理论的理解程度、基本物理仪器的熟练使用程度以及基本实验技能的储备都是不小的挑战，笔者认为，该试题较全面地考查了考生的基本知识、基本实验技能及数据处理和分析能力，符合基础性实验试题要求.2)试题解答第1小题解答：回答答题纸上关于通过配重，使转轴通过木条质心的问题，设计实验方案确定通过木条质心且垂直其表面的转动惯量，测量玻璃棒的质量和螺帽的质量，并给出相关计算公式：(1)(2)(3)测量并通过作图确定通过木条质心且垂直其表面的转轴的转动惯量(图1)，测量出玻璃棒的质量m1和螺帽的质量m2. (详解略)图1 确定通过木条质心且垂直其表面的转轴的转动惯量第2小题解答：确定待测钢丝的长度，利用提供的仪器和设备，设计实验方案并且给出相关的计算公式：(4)(5)(6)通过最小二乘法拟合计算钢丝的切变模量. (详解略)2.1.6 考试结果及评析表1是对46名参赛学生基础性实验试题1的得分所作的统计.表1 统计结果实验最高分(人数)最低分(人数)平均分标准差一 (60分)56(1人)0(7人)14.3014.00二 (40分)40(1人)0(5人)11.5510.57总分 (100分)96(1人)0(2人)25.8519.00为便于专家客观评阅试卷，命题组对实验的评分反复进行讨论并细化，关于实验方案的设计、测量结果的计算和分析，在评分细则中都给出了详尽的得分点. 根据最终的统计结果，参赛学生在该试题的各小题及总分得分情况如图2所示(横坐标表示分数的区间，纵坐标表示学生人数)，由图2可以看出，第1小题考生得分普遍很低，有15位考生请求提示设计方案，这部分考生的总分需扣12分，另有部分考生在实验过程中未能正确地设计实验方案，以致实验测量结果和数据处理与参考答案不符，或部分考生因为时间关系没有完成实验，导致得分情况偏离高斯分布. 第2小题得分情况大致符合高斯分布，大部分考生完成了实验，其中有5位考生请求提示设计方案，这部分考生的总分也需扣12分. 值得一提的是，获得一等奖的4位同学无一请求提示设计方案. 总体上看，得分情况大致符合高斯分布，两小题有一定的区分度.(a) 测量玻璃棒质量和螺帽质量得分分布图(b) 测量钢丝切变模量得分分布图(c) 基础性试题1 总分的直方统计图图2 基础性试题各小题及总分的得分情况通过具体的统计分析，我们分析如下：1)第1小题突出了实验的基础理论性，涉及基本物理概念和测量技术. 从监考和阅卷中可以看出，有近1/3的考生拿到题目后无从下手，没有根据实验提供的器材正确地设计实验，得分很少. 有15位考生请求了提示设计方案，这部分考生基本完成了实验，但总分需扣12分. 部分考生对刚体质心的概念、刚体定轴转动定律及简谐振动性质等基本知识理解不够，未能按要求用作图法确定出通过木条质心且垂直其表面的转轴的转动惯量，导致后续实验无法完成. 有些考生缺乏基本的实验技能，不能有效地使用提供的实验器材，导致实验方法错误. 本小题的平均得分为14.30分(满分为60分)，得分为0分的有7人. 综合看来，第1小题是对考生的基础理论和实验技术的较全面考察，大约有30%的考生完成了此实验.2)第2小题要求考生先设计实验方案，并给出测量钢丝的切变模量的计算公式. 从监考和阅卷中可以看出，部分考生由于审题不全面或不仔细，没有根据实验提供的器材正确地设计实验. 圆盘和2个大铜柱是本实验提供的主要器材，近30%考生出现测量错误，反映出考生实验技术水平有待提高. 当然，还有相当部分的考生由于缺乏参赛经验，时间分配不够合理而未完成答卷，所有这些导致考生得分普遍很低. 从统计情况看，本小题的平均得分为11.55分(满分为40分)，得分为0分的有5人. 综合看来，第2小题是对考生基本实验技能和实验数据处理能力的考察，大约40%的考生基本完成了此实验.3)总之，试题1强调了实验的基础理论和测量技术，对实验的基本技能、实验数据处理和作图等都有较高的要求，参赛考生的最高分96分，最低分0分，平均分25.85分，考试成绩基本符合统计高斯分布.2.2 试题2：测量金属丝的杨氏模量和泊松比2.2.1 引言杨氏模量是材料的重要力学性质，反映了材料抵抗形变能力的大小. 拉力F与丝的原始横截面A之比定义为应力，伸长量ΔL与丝的原始长度L之比定义为纵向线应变. 在弹性范围内，应力与应变满足胡克定律：(7)其中E为材料的杨氏模量. 式(7)中只考虑了材料的微小纵向应变，忽略了横向变化. 横向伸长量Δd与丝的原始横向长度d之比定义为横向线应变. 在实践中，纵向拉伸应变还会导致横向收缩应变. 实验表明，在材料弹性范围内，横向线应变Δd/d与纵向线应变ΔL/L之比为常量：(8)(8)式中的负号表示纵向拉伸导致横向收缩，μ为横向变形系数或称泊松比.非平衡电桥与传感器配合使用，可测量温度、应力、位移等变化量. 图3为非平衡电桥的原理图，其中电阻箱R1，R2，R3为电桥的3个臂，R4+RS构成第4臂，R0为电位器，C是滑动头. 当电桥平衡时：图3 非平衡电桥任意桥臂阻值变化时，电桥将偏离平衡位置. 实验中，金属丝受到拉伸引起电阻变化，当R4+RS的相对阻值变化量小于1%时，桥电压Ug(即DE间电压)与电阻的关系近似满足线性关系：(9)式中，RS是康铜丝的初始阻值.2.2.2 研究的问题1)测量康铜丝的杨氏模量；2)忽略拉伸过程中康铜丝的电阻率变化，利用非平衡电桥测量拉力与康铜丝有关性质的关系，并计算其泊松比.2.2.3 实验仪器所用的实验仪如表2所示.表2 实验仪器序号设备名称数量1康铜丝(已焊接2根导线)12木支架(已装配电位器、开关、滑轮、升降螺栓)13卷尺(最大允差1.2 mm)14千分尺(最大允差0.004 mm)15JCD3型移测显微镜(最大允差0.015 mm)16移测显微镜垫块17ZX17-1型交直流电阻箱(0.2级)38ZX38A/10型交直流电阻箱(0.1级)19KEITHLEY台式万用表(使用方法见附录)110低压钠灯(双线平均波长λ=0.589 3 μm)及电源111钠灯木垫块112甲电池(～1.5 V)113玻璃片214砝码托盘(质量标注于底部)115增砣砝码(100 g)1016数字万用表117LED灯118导线82.2.4 实验要求1)按图3连接电路，建议分压UAC取0.3～0.5 V，康铜丝的工作电流取3～5 mA.2)托盘上放1块砝码作为初始条件，调整仪器两端的塑料螺栓，使康铜丝与桌面平行，距离桌面77 mm左右，以利于移测显微镜的调节.3)测量康铜丝接入电路的长度L，精确到mm.(7分)4)用干涉法测量康铜丝的直径d.(30分)a.简述干涉条纹在整个劈尖区域分布特点并解释；为提高测量精度，应测什么区域的条纹？b.用干涉法测量康铜丝的直径(选一处即可)，要求测量相对不确定度小于1.0%，并给出测量依据.5) 分别朝康铜丝上的2个焊接点哈气，并观察桥电压Ug的读数变化.(10分)a.描述哈气时读数的变化；b.上述现象由什么效应产生？6)测量康铜丝的杨氏模量E.(25分)a.设计实验方案，给出相关公式；b.求康铜丝的杨氏模量E(合肥地区重力加速度g=9.795 m/s2).7)确定康铜丝的泊松比μ(28分)a.设计实验方案，给出相关公式，忽略拉力对金属丝电阻率的影响；b.确定康铜丝的泊松比μ.2.2.5 试题特点、解答及评析1)试题特点本题原理部分比较简单，所用实验设备都是常见的设备. 主要考查内容包括：由不确定度分析设计实验方案，用干涉法测量康铜丝的直径，拉伸法测量康铜丝的杨氏模量，非平衡电桥法测量康铜丝的泊松比，此外还要求学生解释实验中2个比较有趣的实验现象. 竞赛组委会的专家在审核命题过程中认为，本实验的几个内容单独看比较简单，很多高校都开设了相关的实验，但将这几个涉及力学、热学、电学、光学等学科的基础实验综合在一起，对学生基本物理理论的理解水平、动手能力、分析问题的能力、数据处理的能力要求较高，能实实在在地检验学生的物理实验水平.2)试题解答第1小题要求学生连接非平衡电桥的电路，第2小题调节康铜丝水平，都是非常基本的操作，难度很小.第3小题要求用卷尺测量接入电路的康铜丝长度L，如图4所示. 由于L大于1.2 m，单个考生直接测量L将导致较大的误差，不能满足精确到mm的要求，只能先测出L1和L2，再求出L. 在实际操作中，只有3人能正确完成本小题，大部分学生直接测量L，说明没有认真审题，动手时对不确定度的大小没有仔细考虑，考试中学生动手不动脑的问题普遍存在.图4 支架上的康铜丝第4小题用劈尖干涉法测量康铜丝的直径. 要求先用移测显微镜观察条纹的分布特点并解释，再用不确定度均分原理设计实验方案，并根据实验方案测量直径d. 由于康铜丝比较粗，移动显微镜时，在劈尖区域有的地方有干涉条纹，有的地方没有条纹，这个现象可用钠黄光具有双线波长来解释. 原理如图5所示. 根据不确定度均分原理，可推导出至少需要测量50个条纹才能满足设计要求.图5 干涉法测细丝直径本小题考查的不确定度均分原理是物理实验的基础知识，干涉法测细丝直径实验在很多高校都有开设. 但从考试结果来看，74%的考生不能正确推导出干涉法测细丝直径的公式，余下的考生中，只有2人能根据不确定度均分原理进行实验方案的设计. 由于本题的实验现象不常见，操作时，80%的考生超过1 h也没有调出干涉条纹，看到条纹的同学均未能用钠黄光双线波长对实验现象进行解释. 这说明部分考生对物理实验的基础知识掌握不够扎实，对劈尖干涉法的理解不够深入. 这部分的成绩统计见图6.图6 第4小题成绩分布第5小题，当考生对着康铜丝的一端焊点哈气时，会发现电桥的平衡示数增大，朝另一端哈气则示数减小，这可用温差效应来解释. 经统计，有28人发现哈气对桥电压的影响，但只有7人正确解释了实验现象.第6和7小题要求先设计实验方案，再测量康铜丝的杨氏模量、泊松比. 根据式(7)，测出康铜丝的直径d后，用拉伸法很容易测量杨氏模量. 式(8)中，康铜丝直径的变化Δd很小，本实验不能直接测量，但由于Δd会引起康铜丝电阻的变化，因此可通过非平衡电桥测出其阻值的变化间接测量Δd，从而求得泊松比. 相关实验结果见图7和图8.图7 拉伸法测量康铜丝的杨氏模量图8 非平衡电桥法测康铜丝的泊松比最后两小题对考生分析问题、解决问题的能力要求较高. 其难点在于实验设计部分，大部分考生没有清晰的思路，也没有想到移测显微镜除了用来测细丝直径，还能用于监测康铜丝的伸长量. 因此，考生的成绩基本来自于对杨氏模量、泊松比的公式推导及用非平衡电桥测电阻的变化，而无人正确测出这2个物理量. 这两小题总共53分，得分大于10分的有15人，但只有2人成绩超过25分.46位参赛学生的成绩统计如图9所示，成绩普遍不理想，但基本符合高斯分布. 本实验除了要求灵活使用常见的实验仪器之外，设计性内容较多，还要求学生对实验现象进行分析，并给出相应的理论解释或者测出实验数据. 考试的结果表明大部分考生分析问题、解决问题的能力较弱，这警示在以后的物理实验教学中，应减少教师示范、学生依样画葫芦的教学模式，加强了对学生自主设计性实验的训练，切实提高了他们的实验动手能力.图9 基础第2题考生成绩统计图。
大学生物理学术竞赛试题讨论
2．一根坚韧的线和重物可构成一个摆。当 摆的,悬挂点在水平面上作圆周运动的时候, 在某些情况下重物也可开始做圆周运动， 并且半径更小。研究该运动以及重物的稳 定轨迹。
物理实验教学中心
Problems for the 29th IYPT 2016
3．Acoustic Lens
Fresnel lenses with concentric rings are widely used in optical applications, however a similar principle can be used to focus acoustic waves. Design and produce an acoustic lens and investigate its properties, such as amplification, as a function of relevant parameters.
Set a vertically oriented steel needle over a horizontal metallic plate. Place some oil onto the plate. If you apply constant high voltage between the needle and the plate, a cell structure appears on the surface of the liquid. Explain and investigate this phenomenon.
物理学术竞赛作品赛
物理学术竞赛作品赛
以下是一些可能的物理学术竞赛作品赛题目：
1. 制作一个能够简化水的净化过程的设备，以解决淡水短缺问题。
2. 开发一个新型的能够高效转化太阳能为电能的太阳能电池。
3. 设计一个能够有效利用风能的风力发电机。
4. 研究太阳系的行星运动规律，并制作一个准确的行星轨迹模型。
5. 开发一种新型的能够高效传输电能的无线电能传输系统。
6. 设计并制作一个能够抵御自然灾害（如地震、飓风等）的建筑材料。
7. 研究电磁波对人体的影响，并提出一种有效的防护措施。
8. 利用物理原理解决交通堵塞问题，设计一种高效的智能交通系统。
9. 设计一种新型的材料，以吸收和储存大量的太阳能，以应对能源需求的增长。
10. 研究并设计一种可持续发展的能源系统，以取代传统的化石燃料。
以上仅是一些参赛作品的想法，具体的作品赛题目可以根据参赛者的兴趣和实验条件进行选择和调整。
初二物理德旺杯竞赛试题
初二物理德旺杯竞赛试题一、选择题（每题3分，共30分）1. 光在真空中的传播速度是多少？A. 3×10^8 m/sB. 3×10^5 m/sC. 3×10^6 m/sD. 3×10^7 m/s2. 以下哪个物体不属于导体？A. 铁B. 铜C. 塑料D. 银3. 一个物体的密度是2.7 g/cm³，如果它的质量是270克，那么它的体积是多少？A. 100 cm³B. 90 cm³C. 50 cm³D. 30 cm³4. 以下哪个选项是正确的温度单位？A. 摄氏度（°C）B. 华氏度（°F）C. 开尔文（K）D. 所有选项都是5. 一个物体在水平面上受到10牛顿的力，摩擦系数是0.3，那么摩擦力是多少？A. 3牛顿B. 5牛顿C. 9牛顿D. 12牛顿6. 以下哪个是动能的单位？A. 焦耳（J）B. 牛顿（N）C. 米/秒（m/s）D. 米（m）7. 物体的加速度是2 m/s²，初速度是3 m/s，那么在第3秒末的速度是多少？A. 7 m/sB. 9 m/sC. 11 m/sD. 13 m/s8. 以下哪个选项是正确的功率单位？A. 瓦特（W）B. 焦耳（J）C. 牛顿（N）D. 米/秒（m/s）9. 一个物体从静止开始下落，如果忽略空气阻力，它的加速度是多少？A. 9.8 m/s²B. 0 m/s²C. 2 m/s²D. 5 m/s²10. 以下哪个选项是正确的电流单位？A. 安培（A）B. 伏特（V）C. 欧姆（Ω）D. 瓦特（W）二、填空题（每题2分，共20分）11. 牛顿第二定律的表达式是。
12. 物体的惯性大小取决于其。
13. 电流通过导体产生的热量与电流的平方、电阻和通电时间成正比，这个规律被称为。
14. 物体的浮沉条件是。
15. 光的折射定律是斯涅尔定律，其表达式为。
中学生标准学术能力(TDA)诊断性测试2024-2025学年高二上学期9月测试物理试卷(含解析)
标准学术能力诊断性测试2024年9月测试物理试卷本试卷共100分，考试时间90分钟。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。
每小题只有一个选项符合题目要求。
1．关于运动的合成与分解，下列说法正确的是（）A．合速度不可能比两个分速度都小B．两个匀速直线运动的合运动可能是曲线运动C．两个互成角度的匀变速直线运动的合运动一定是匀变速运动D．一个匀速直线运动和一个匀加速直线运动的合运动一定是曲线运动2．“套圈”是夜市中非常受欢迎的游戏。
如图所示，某次游戏中父子俩把圈在同一竖直线上同时水平抛出，恰好套中同一玩具。
若圈离手后的运动可视为平抛运动，下列说法正确的是（）A．父亲的圈先落入碗中B．两人掷出的圈同时落入碗中C．父亲掷出圈的速度大于儿子掷出圈的速度D．儿子掷出圈的速度大于父亲掷出圈的速度3．近年来，“水上飞人”娱乐项目非常火爆，其原理是借助脚下的喷水装置产生向上的反冲动力，使人在空中或静止或匀速运动或变速运动，不计空气阻力，下列说法正确的是（）A．人在空中静止的一段时间内，反冲动力对人做正功B．人在匀速上升的一段时间内，反冲动力对人不做功C．人在加速上升的一段时间内，反冲动力对人做正功D．人在减速上升的一段时间内，反冲动力对人做负功4．2024年4月25日，神舟十八号载人飞船运载的三名宇航员成功与轨道高度为400～450千米的中国空间站实现对接，六名宇航员成功会师。
2020年6月23日，中国在西昌卫星发射中心成功发射北斗系统第55颗导航卫星暨北斗三号最后一颗全球组网卫星，此次发射的卫星属地球静止轨道卫星，至此北斗三号全球卫星导航系统星座部署全面完成。
假设空间站和该卫星都做圆周运动，那么空间站和卫星在各自轨道上运行时（）A ．空间站运行的线速度比卫星小B ．空间站运行的周期比卫星短C ．空间站运行的角速度比卫星小D ．空间站运行的加速度比卫星小5．随着汛期临近，多地举行了抗洪抢险应急演练。
某次演练中，抢险志愿者驾驶摩托快艇到对岸救人，快艇在静水中的航行速度大小为，河流的水流速度大小为，若快艇恰好到达了正对出发点的对岸，河流宽度为，则渡河的时间为（ ）A ．B ．C ．D ．6．用细绳悬挂一个小球由静止开始沿竖直方向运动，如图甲所示。
用纸做物理实验的方法
用纸做物理实验的方法使用纸张进行物理实验可以帮助学生更好地理解物理原理和概念。
纸张是一种常见的材料，容易获得并且成本低廉，因此非常适合用于开展各种物理实验。
下面将介绍一些使用纸张进行物理实验的方法。
1.纸龙升空实验：材料：纸张、剪刀、胶水、细线步骤：首先，使用剪刀将纸张剪成一个长方形，然后在纸张的一个短边上涂抹胶水并将两个短边粘在一起，形成一根纸筒。
接下来，将纸筒的一个端点剪成多个小口，然后将纸龙放在平坦的地面上。
用一根细线将纸龙的另一端绑在地面上，确保纸龙可以自由升空。
然后点燃纸龙的一端，当烟开始出现时，纸龙会升空。
原理：通过点燃纸龙的一端，纸龙内部的空气被加热膨胀，产生向上的推力，从而使纸龙升空。
这个实验可以帮助学生理解空气对物体的推力以及热胀冷缩的原理。
2.纸陀螺实验：材料：纸张、剪刀、图钉、铅笔步骤：首先，使用剪刀将纸张剪成一个正方形，然后从纸张的一个角开始向内依次剪四条直线，但不要剪到正方形中心。
接下来，用图钉将纸张的中心固定在铅笔的一端。
然后用手指轻轻地转动纸陀螺，它就会开始旋转。
原理：通过剪成纸陀螺的四个条状扇叶，可以使纸陀螺的重心不在中心位置，这样在旋转的过程中会产生不平衡的转动力矩，从而使纸陀螺旋转。
这个实验可以帮助学生了解力矩的原理以及旋转运动的特性。
3.纸艇浮力实验：材料：纸张、剪刀步骤：首先，使用剪刀将纸张剪成一个长方形，然后从一个短边开始向内剪一个方形舱室，但不要剪断。
再从舱室短边剪开一条长的直线，形成一个纸艇的开口。
接下来，将纸艇放置在水中，可以看到纸艇漂浮在水的表面。
原理：纸艇可以漂浮在水中是因为它的形状和纸张材料的密度决定了浮力是否能够克服纸艇的质量。
通过这个实验，学生可以了解浮力的概念以及密度对物体浮力的影响。
4.纸风车实验：材料：纸张、剪刀、图钉、铅笔步骤：首先，使用剪刀将纸张剪成一个正方形，然后从纸张的四个角向内剪断一定长度，但不要剪到正方形的中心。
接下来，将纸张的四个角角部分弯曲，然后用图钉将纸张的中心固定在铅笔的一端。
中国大学生物理学术竞赛的实验探究
中国大学生物理学术竞赛的实验探究作者：杨真艳杨文韬祝昆王利娅来源：《科技风》2022年第28期摘要：中國大学生物理学术竞赛对培养高素质人才有着重要作用。
针对实验教学中存在的问题，提出了基于该比赛的创新人才培养方法，利用比赛的模式对大学物理实验教学进行初探。
结合往届的经验，以超声波泵为例，从最初的题目分析，过程中的实验仪器制作，理论结合实验数据对比分析等方面对学生科研素质能力进行培养。
组织学生参与此项比赛，极大提高了学生的数学模型建立能力、仿真能力、实验设计能力，增强了学生探索未知世界的兴趣。
关键词：中国大学生物理学术竞赛；人才培养；创新能力Exploration on Experiment Basedon China Undergraduate physics Tournament——An Illustrating Case of Ultrasonic PumpYang ZhenyanYang Wentao Zhu KunWang LiyaSchool of Physics and Electrical Engineering，Liupanshui Normal UniversityGuizhouLiupanshui553000Abstract：The National Physics Academic Competition for college students plays an important role in cultivating high-quality talents.Aiming at the problems existing in the experiment teaching，this paper puts forward the innovative talent training method based on the competition，and makes a preliminary study on the university physics experiment teaching by using the model of the bined with previous experience，the ultrasonic pump as an example，from the initial topic analysis，experimental instrument production，theory combined with experimental data comparative analysis and other aspects of the students' scientific research quality and ability to anizing students to participate in this competition greatly improved their mathematical model building ability，simulation ability，experimental design ability，and enhanced their interest in exploring the unknown world.Keywords：CUPT；talent training；innovative ability本科生的能力培养是本科教育的重中之重，尤其是创新能［1］、团队合作能力的培养。
初中物理实验竞赛试题
初中物理实验竞赛试题一、实验目的1. 培养学生的实验操作能力。
2. 加深对物理概念和原理的理解。
3. 锻炼学生的观察、分析和解决问题的能力。
二、实验器材1. 弹簧秤2. 刻度尺3. 秒表4. 质量已知的物体5. 滑轮系统6. 细绳7. 钩码三、实验内容实验一：测量物体的重力1. 使用弹簧秤测量不同质量物体的重力。
2. 记录数据并计算重力加速度。
3. 分析数据，讨论重力加速度的实验误差来源。
实验二：探究物体的运动规律1. 使用刻度尺和秒表测量物体在不同力作用下的运动距离和时间。
2. 绘制速度-时间图，分析物体的运动状态。
3. 根据实验数据，推导物体的加速度。
实验三：验证杠杆平衡条件1. 利用滑轮系统和钩码，设置不同的杠杆平衡状态。
2. 测量力臂长度和作用力大小。
3. 验证杠杆平衡条件是否成立。
四、实验步骤1. 仔细阅读实验指导书，理解实验原理和目的。
2. 按照实验要求准备实验器材。
3. 按照实验步骤进行操作，记录实验数据。
4. 根据实验数据进行分析和讨论。
五、实验注意事项1. 实验前要检查器材是否完好，确保实验安全。
2. 实验过程中要严格按照操作规程进行。
3. 实验数据要准确记录，避免误差。
4. 实验结束后要整理器材，保持实验室整洁。
六、实验报告要求1. 实验报告应包括实验目的、原理、器材、步骤、结果和分析。
2. 实验数据要清晰、准确，图表要规范。
3. 分析讨论要深入，能够反映出实验中遇到的问题和解决方法。
4. 实验报告要条理清晰，语言简练。
七、实验总结通过本次物理实验竞赛，同学们不仅加深了对物理知识的理解，而且锻炼了实验操作技能和科学探究能力。
希望同学们能够将所学知识运用到实际生活中，不断提高自己的科学素养。
八、评分标准1. 实验操作规范性（20%）2. 实验数据准确性（30%）3. 实验分析和讨论深度（30%）4. 实验报告的完整性和规范性（20%）请同学们认真准备，积极参与，展现出自己的最佳水平。
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物理学术竞赛论文
题目：纸钳子（Paper vice）
一、研究课题
拿两本类似的平装书然后互相交叉几页，将两本书推在一起。
揪住两本书的书脊并尝试将它们分开。
研究相关参量对分开书临界拉力大小的影响。
二、实验目的
虽然书本每页较薄，但超过一定数量之后每页所产生的摩擦力之和远远大于拉力，导致上图拉不动的现象。
本次实验将主要考虑以下
两种情况，并分析最大摩擦力与纸张数量、书本厚度、及两端拉力之间的关系：
情况一：1书较薄；2.不考虑多页松弛的情况；3.不考虑重力影响。
情况二：1.不考虑纸张弯曲的影响；2.不考虑重力的影响。
三、 方案解释与实施
（一）、实验设计与分析
情况一分析
设书本弯曲长度为L ，如图1所示。
取起始于x 0处的纸张进行分析，设在交叉区该纸上方有k-1页。
当两书拉紧时，交叉区单位厚度纸
张数目近似相等，可认为该页在交叉
区时坐标为2x 0。
弯曲段倾角为 θk =
tan −1x
0L 。
由于θk 较小，近似计算中当作 θ=x 0L 。
图1
取弯曲段一点P 为界，对右
侧部分进行受力分析，如图2
所示。
设P 点处张力为T i ，交
叉区上下的纸张对这张纸的压
力分别记为F N k +、F N k
−。
图2
对情况二分析：设纸张之间的摩
擦因数处处为μ，纸张交叉部分的面
积为S ，大气压强为P 0，无视纸张厚
度。
开始拉时，由于部分纸张紧密贴
合，大气压提供压力，静摩擦力作用下，书页难以拉开。
又由于书本保持自身形态的趋势（书本中的应变形成的应力）以及外界拉力的作用，导致这些紧密接触的书页里合，把中间的其他的书页压紧，形成一部分连续的、紧密接触的书页。
（二）、实验结果与分析小结
对情况一而言，有
T k sin θ=F N k −−F N k
+ 显然
F N k
+=F N k−1−=F N k−1++T k−1sin θk−1 F N k
+=∑T i sin θi k
i=1
由于书本厚度远大于纸张厚度，可进行近似积分运算。
设书本厚度为d ，静摩擦因数为μ，两书交叉总页数为n ，两端拉力T ，则最大静摩擦力为
F f=2∫μnx d
∙
d 2
0x
L
∙
2T
d
∙dx=
μdnT
6L
由于d与L在同一数量级，当n>μd
6L
时，静摩擦力F f恒大于拉力T，形成自锁。
对情况二而言：
我们假设这部分书页总页数
为n，如图3，其中一页纸受到的
静摩擦力为
f=2μP0S
总的静摩擦力为（去除两端外侧
的静摩擦力）
F f=(2n−2)μP0S 图3
故总拉力为
T=F f=(2n−2)μP0S
四、总结分析得出结论
通过本组成员进行实验时对不同因素时拉力的测量进行了广泛的实验与研究，我们知道条件不同，拉力并不一样，而与纸张数量、书本厚度、及两端拉力都有密切的关系。
所以我们不能单纯的说纸钳子是否能分开，而要看具体的参量与条件，计算出拉力。