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[组图]张海:08全国物理竞赛真题分析及09命题趋势
张海:08全国物理竞赛真题分析及09命题趋势
作者:张海    文章来源:本站原创    点击数:    更新时间:2009-01-02    

 

第一部分:全国物理竞赛的时间、程序

 

全国中学生物理竞赛是应国际中学生物理奥林匹克竞赛二产生,全国中学生物理竞赛在1984年举行了第一届全国中学生物理竞赛,以后每年举行一届,到2006年已举行了23届。竞赛组织单位是中国物理学会组织和各省(直辖市)学会。在过去的二十几年中,经过不断完善,全国中学生物理竞赛现已形成了规范、完整的竞赛程序。每一届竞赛是由中国物理学会下属的各省(直辖市)学会首先提出申请,由中国物理学会确定比赛地点。全国中学生物理竞赛分三个阶段:第一阶段:每年的9月份的第一个星期天上午八点半到十一点半在全国同时进行预赛,此次考试只进行理论笔试,全国统一命题(由组织举办的省学会提供试题)由各省(直辖市)学会组织各地市学会安排考试;由各地市学会按参赛总人数的二十五分之一选出参赛选手参加由省(直辖市)学会统一组织的全国中学生物理竞赛复赛,复赛安排在9月份第三个星期六上午八点半到十一点半在省(直辖市)学会指定地点进行理论考试(笔试,各阶段均可使用计算器),全国统一试题;然后由各省(直辖市)学会自行命题、自行安排进行试验考试,最后将理论考试和试验考试成绩相加确定代表省(直辖市)学会参加全国中学生物理竞赛决赛的学生名单。决赛地点在组织举办的省(直辖市)学会指定的地点进行,时间在十月底到十一月底之间(按通知时间为准)。省(直辖市)学会选出的参赛选手一般是4——8人,参赛学生不限年级。

 

第二部分:25届全国物理竞赛决赛试题(力学部分)分析

 

 

 

点评:本题是通过对一个现实问题进行合理简化,运用初等数学的基本知识分析解决问题。试题难度不大,要求学生善于从现实生活中的现象中,体会物理规律,强调理论联系实际,这也是近年来各类物理试题的一大特点。

225届决赛)、卫星的运动可由地面观测来确定,而已知了卫星的运动,又可以用它来确定空间飞行体或地面上物体的运动。这都涉及时间和空间坐标的测定。为简化分析和计算,不考虑地球的自转和公转,把它当作惯性系。

1)先来考虑卫星运动的测定。设不考虑相对论效应。在卫星上装有发射电波的装置和高精度的原子

钟。假设从卫星上每次发出的电波信号,都包含该信号发出的时刻这一信息。

    Ⅰ、地面观测系统(包含若干个观测站)可利用从电波中接受到的这一信息,并根据自己所处的已知位置和自己的时钟来确定卫星每一时刻的位置,从而测定卫星运动。这种测量系统至少需要包含几个地面观测站?列出可以确定卫星位置的方程。

 

3)再来考虑根据参照卫星的运动来测定一个物体的运动。设不考虑相对论效应。假设从卫星持续发出的电波信号包含卫星运动状态的信息,即每个信号发出的时刻及该时刻卫星的位置。再假设被观测物体上有一台卫星信号接收器(设其上没有时钟),从而可获知这些信息。为了利用这种信息来确定物体的运动状态,即物体接受到卫星信号时物体当时所处的位置,以及当时的时刻,一般来说物体至少需要同时接收到几个不同卫星发来的信号电波?列出确定物体的位置和当时时刻的方程。

    (4)根据狭义相对论,运动的时钟比静止的时钟慢。根据广义相对论,钟在引力场中变慢。现在来考虑在上述测量中相对论的这两种效应。已知天上卫星的钟与地面观测站的钟零点已经对准。假设卫星在离

 

 

 

 

 

初等数学知识,只要学生掌握好基本的“数学近似”方法,还是有把握解决这一问题。本题容量很大,是效仿了国际奥赛试题的特点,学生在平时的训练中,应注重对“大容量”试题的分析,不断积累经验。本题涉及到广义相对论,但试题做了明确的说明,在全国物理竞赛中,只要求掌握狭义相对论的基础性内容,不考广义相对论,学生不必专门学习广义相对论。

325届决赛)、根据广义相对论,光线在星球的引力场中会发生弯曲,在包含引力中心的平面内是一条在引力中心附近微弯的曲线。它距离引力中心最近的点,称为光线的近星点。通过近星点与引力中心的

 

 

2007年第24届全国物理竞赛决赛结束后,全国物理竞赛委员会对今后的竞赛章程做了一定的改革。改革后的方案对各省(直辖市)参加决赛的人数、初赛试题的格式和难度进行了一些改变。初赛试题从2008年第25届全国物理竞赛开始,降低难度,其难度比当今高考试题难度略大点,试题格式也有原来的以综合题为主变为选择题、填空题和综合题并存的格式,从25届初赛试题看,选择题、填空题较过去明显增多,综合题数量略有减少,试题个数明显增加,但总体难度降低。复赛试题和决赛试题难度不减,甚至有所增加。从近几年全国物理竞赛复赛试题和决赛试题来看,复赛试题和决赛试题的格式没有变化,仍然是68个大题,一般是:力学23个、电学2个、热学1个、光学1个、近代物理学1个。近年来复赛试题和决赛试题表现出下列特点:①试题注重理论联系实际,试题往往与现代科技发展、科技动态相关;②试题容量增加。试题总量还是6——8个大题,但每一个题的容量都很大,往往一个题有很多个问题。如上述所列25届决赛试题,第1个题有3个小问题,第2个题有4个小问题。这一点很像国际奥赛试题;③试题运算量增大。在近几届复赛试题和决赛试题中,试题的数学运算都很复杂,且常有一些题目的数据运算量很大,虽有计算器,但相对学生三个小时的考试时间,仍然显得工作量很大。

在准备2009年第26届全国物理竞赛的过程中,学生应注重打好基础,特别注意对物理竞赛中的传统数学处理方法、典型解题方法的归纳总结。还应注重提高解决复杂数学运算问题的能力,提高复杂数据计算的能力。在学习中关注科技发展和科技动态。全国物理竞赛是有考试大纲的,学生应对此有所了解。从全国物理竞赛的历史来看,复赛试题和决赛试题基本符合竞赛大纲。特别需要指出的是,在物理竞赛试题中,大纲部要求学生掌握高等数学知识(如微积分、微分方程等),在复赛试题和决赛试题中,还没有出现一个题必须用高等数学知识解答。如果学生在学习中已经掌握了一定的高等数学知识,这对理解复杂的物理问题有一定的帮助,但不了解高等数学知识,并不影响解决复赛试题和决赛试题,只要掌握好初等数学的处理技巧并加以灵活运用,如微元法、极限观点、常用的一些数学近似公式等,就完全可以解决好复赛试题和决赛试题,竞赛大纲上也特别指明,全国物理竞赛的的数学工具是初等数学。在准备全国物理竞赛中,学生不必要花费大量精力学习高等数学知识。

 

文章录入:张涛    责任编辑:张涛 
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