物理竞赛题

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物理竞赛题范文第1篇

一、以“水瓶琴”为题材考声学知识

例（1999年全国初中物理知识竞赛）如图1所示，四个相同的玻璃瓶里均装有水，水面高度不同。用嘴贴着瓶口吹气，如果能分别吹出“dou（1）”“ruai（2）”“mi（3）”“fa（4）”四个音阶，则与这四个音阶相对应的瓶子的序号依次是__________、__________、___________、__________。

答案：丙；乙；甲；丁。

变式一（2007・大连）如图2所示，相同的瓶子里装入了不同的水量，用棒敲击瓶子时，可发出不同音高。那么，发声体是____________，发出的声音音调从左至右是______________。

答案：瓶子和水；音调降低。

变式二（2008・恩施）当我们向暖水壶内倒开水时，能听到从壶内发出的声音。天翔同学对此作了专门的探究。

（1）刚开始，瓶内传出低沉的轰鸣声，随着水越来越多，声音逐渐变得尖细。请你用专业的物理语言来描述这个现象：随着瓶内水的增多，声音的__________________

________________________________________________。

（2）天翔想：这个声音是什么物体振动发出来的呢？他猜想，可能是水从高处落下时冲击瓶内水引起振动而产生的，也可能是水的振动引起瓶内空气柱振动产生的。你认为还有其他的可能吗？请把你认为可能的原因填在后面的空格处____________________（只填一种可能）。

解析：本题是“水瓶琴”的雏形，难度不大。在向瓶中注水时，随着水越来越多，声音逐渐变得尖细。答案为（1）音调越来越高。（2）可能是由于暖水壶壁振动产生的（或可能是水在下落过程中振动产生的，意合却可）。

点评：例题（竞赛题）、变式一和变式二（中考题）都是以“水瓶琴”为题材，主要考查声音是由什么物体振动产生的、声音的音调与什么因素有关。这类问题既是重点、难点，也是中考热点，同学们要多留意。

二、以“空间技术”为题材考热学知识

例（2006年全国初中物理知识竞赛）火箭点火发射时，若高温火焰向下喷射到发射台上，发射台就会被烧毁。为了保护发射台，在它的底部建造一个大水池，从而巧妙地解决了这个技术问题。

（1）火箭发射时，底部出现的庞大的白色气团（图3）是由什么组成的？它是怎样形成的？

（2）分析“大水池”对发射台起到保护作用的道理。

解析：（1）庞大的白色气团是由小水珠组成的。它是由水池里的水汽化后又降温液化成小水珠，飘浮在空中形成的。（2）高温的火焰喷到水中，水吸收热量汽化成水蒸气，从而起到保护发射台的作用。

变式（2008・重庆）2008年5月27日11时02分，“风云三号”精确预报气象卫星在太原卫星发射中心升空，这颗世界上最先进的对地观测卫星将在抗震救灾和北京奥运会期间发挥重要作用。图4是运载火箭携带卫星发射升空的情景。在火箭点火时，只见火箭底部的水池中涌现出大量的“白气”，火箭和卫星就逐渐加速向上腾空而起，场面蔚为壮观。

（1）这些“白气”实质上是水蒸气____________而成的（填物态变化的名称），水蒸气在发生这一变化的过程中需要____________热量（选填“吸收”、“放出”）。

（2）根据这个过程中的现象，请参照下面的示例，说出两个与能量相关的物理知识。

示例：火箭点火时，燃料的化学能转化为内能。

①__________________________________________；

②__________________________________________。

解析：（1）液化；放热。（2）①火箭上升的过程中内能转化为机械能；②在空中太阳能电池板将太阳能转化为电能；③火箭在大气层中高速飞行，摩擦生热；④火箭头部的特殊物质在高温下熔化并汽化吸热，保护火箭头部温度不致过高。

点评：例题（竞赛题）、变式（中考题）都是以空间技术为题材，主要考查热学知识。“神七”已于2008年9月从酒泉卫星发射中心发射升空。预计在2009年的中考物理试题中，“神七”将是一道亮丽的风景线。

三、以“千手观音”为题材考光学知识

例（2006年全国初中物理知识竞赛）2005年春节晚会上，一群聋哑青年用精美绝伦的舞蹈“千手观音”给人以美的享受，善的启迪。

（1）如图5所示，观众看不见领舞者邰丽华身后站着的其他舞蹈者，这是因为光是____________传播的。

（2）在观看演出的过程中，我们虽然没有看到乐队却能分辨出是何种乐器在发声，这主要是因为不同乐器所发声音的___________是不同的。

（3）电视观众看到莲花座上的千手观音身披绚丽霞光，这些光是由________、________、_______三原色依不同的比例混合而成的。

解析：（1）沿直线。（2）音色。（3）红；绿；蓝。

点评：河北石家庄市2006年中考物理第24题与例题完全相同。春节晚会上，舞蹈“千手观音”给人以美的享受，是人们关注的新闻热点。估计与“汶川地震”有关的考题将走进2009年的中考物理。

四、以“电器铭牌”为题材考电学知识

例（2006年全国初中物理知识竞赛）李明同学家要买一个烧水用的水壶。超市里有两种容积相同但品种不同的铝质水壶可供选购，一种是放在液化气灶上用的，另一种是壶内装有电热器的，如图6所示。李明想比较哪一种水壶烧水更省钱。他首先进行了调查，得到如下资料：当地居民用电的价格是0.5元/度，瓶装液化气的价格是60元/瓶（每瓶中液化气的质量约为15kg，液化气的热值为（2×107J/kg）；用液化气烧水的热效率约为30%，用电热水壶烧水的热效率约为90％。根据以上信息，请你通过计算分析一下用哪种水壶烧水更省钱。

×106 J×90%=6.48×106 J； 消费1元钱用液化气烧水得到的有效热量为：0.25 kg×4.2×107 J/kg×30%=3.15×106 J。消费1元钱用电烧水比用液化气烧水得到的有效热量更多，可见用电热水壶烧水更省钱。

变式（2008・台州）图7所示是家庭、宾馆常用的电热水壶及其铭牌。

（1）该电热水壶正常工作时的电阻为______欧。

（2）该电热水壶正常工作时、烧开一壶水需要5分钟，其消耗的电能是多少？

（3）在用电高峰期使用，如果电压只有200伏，这时电热水壶的实际功率有多大？（不考虑电阻的变化）

解析：（1）电热水壶正常工作时的电阻

（2）W=Pt=1 100 W×5×60 s=3.3×105 J

点评：例题（竞赛题）、变式（中考题）都是以“电器铭牌”为题材，主要考查电学知识。由此看来理解“电器铭牌”参数的物理意义及有关计算，对于中考复习非常重要。

五、以“吊瓶”为题材考压强知识

例（2008年全国初中物理知识竞赛）图8所示是医院为病人输液时用的吊瓶，瓶中插入两条管子，A管是输液管、B管是空气管。在输液的过程中，如果发现病人的血液沿输液管回流，可将吊瓶适当地升高，血液就会随着药液重新流入患者的血管而不再回流。这是因为当吊瓶升高后，增大了流入患者血管药液的________，阻止了血液的流出。B管的作用是_____________________。

解析：当吊瓶升高后，输液管中药液的深度增加，由液体压强公式p=ρgh可知，流入患者血管药液的压强增大。B管与大气相通，使瓶内保持一定的气压。答案为压强；使瓶内保持一定的气压。

变式一（2008・河南）物理知识在生活中有广泛的应用，病人输液时用的吊瓶就是一例。如图9所示，A管是输液管、B管是空气管。在输液过程中，如果发现病人的血液沿输液管回流，可将吊瓶适当地升高，使流入患者血管处药液的压强变______________。B管的作用是保持瓶口C处的压强始终等于______________。

解析：大；大气压强。

变式二 （2008・大连）医生为了给患者输液，用网兜把药瓶倒挂在支架上，瓶口插有输液管和空气管，如图10所示。输液过程中，下列说法正确的是（）

A． 如果血液回流到输液管中，可将药瓶适当地升高

B． 瓶内药液对瓶盖的压强越来越大

C． 瓶内上方气体的压强始终不变

D． 空气管中的空气与药液接触处的压强等于大气压

物理竞赛题范文第2篇

第四天，她终于来学校了。面无表情地踹开门，不顾老师那张有些扭曲的面孔，径直走到座位上。“林浅！你…旷课三天。现在又迟到40分钟，你到底还有没有把学校的纪律放在眼里！？”物理老师‘啪’地放下手中的书，开始训斥起她来。我抬起头看了眼林浅，她不耐烦地抬了抬眼皮，苍白的脸上掠过一丝不屑的神情。

下面又是一阵窃笑。

老师似乎被这一神情给激怒了，她大概没有想到，这个女孩居然会不把他放在眼里吧。“你！放学后到我办公室来。”这一次，她把主语说的特别重。

……

“林浅，她可真不简单啊…”

“还没有谁敢用这种态度对她呢…快气疯了。”

“她要倒霉了。”

下面的议论声此起彼伏。林浅把头埋在臂弯里不会理会他们。不过，她这次真的闯祸了。物理老师故意针对他似的点了名。“林浅，你起来回答这题。”

她依旧把脸贴在手臂上，丝毫没有站起来的想法。我推了推她的手“喂！她叫你呢！”。许久，她才不情愿地站起来。我发誓，如果那种姿势也可以叫站的话。

物理老师顿了顿，继续说。“你上来把这些题目做一下。”她指了指黑板上的竞赛题。我有些诧异地看着她，这不是故意刁难吗？她几天都没来学校了，怎么可能会做！林浅倒是比我想象的要从容很多，很快就把黑板上所有的竞赛题都做完了。不顾大家诧异的目光，回到了座位上。

结果，所有的题目都是对的。

大家都对她投来难以置信的目光，羡慕，嫉妒，佩服。她仿佛很难适应这么多的眼神，继续把手埋在臂弯里。脸上依旧苍白得没有任何血色。我对她扬了扬嘴角，虽然我也不知道这代表什么，或许，只是下意识的一个动作。但至少不会显得尴尬。她意味深长地看了我一眼，眸子很清澈。

放学后，她没有留下来。大概物理老师也有些难以置信她在课堂上的表现吧，居然没有再去找她。那以后，她照例每天迟到。有时10分钟，有时40分钟，甚至更长。然后，习惯地踹开班级的门，让一阵冷风灌进来。她就在大家异样的目光中淡定地坐下来。

这么一来班上什么传言都有了。

“啧啧…有什么了不起啊。”

“就是，就是…根本没把学校放在眼里嘛。”

“她算什么啊….”

物理竞赛题范文第3篇

【关键词】数学思路 数学方法 物理应用

【中图分类号】G633.7 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）36-0152-01

在物理学科学习过程中，数学的应用极为广泛，不仅物理规律和定理的确定与推理都需要数学的参与，而且高中物理竞赛过程涉及到很多数学思路和数学方法。根据物理问题的实际情况和所给条件，恰当运用数学方法进行分析、表达，既丰富了物理问题的分析思路，更为复杂物理竞赛问题的处理提供了简捷、方便的解题途径。巧妙运用数学工具可以使物理竞赛题目大大简化，有利于迅速准确解决物理竞赛中的问题。

一、韦达定理在物理中的应用

一元二次方程中根与系数的关系定理，通常称韦达定理，它是应用十分V泛的定理，而在高中物理竞赛中也可以巧用。

本例中准准确判断石头的速度垂直其位置矢量时，石头距离原始位置最远，进而得出 时刻的二次方程，这是巧妙运用韦达定理的关键一步。

二、几何极值在物理中的应用

在物理竞赛中求临界问题与极值问题时，一般而言用物理方法（通过临界分析与极值分析确定极值状态）求极值直观、形象，但对构建模型及动态分析等方面的能力要求较高，而用数学方法求极值思路严谨，但又对数学能力要求较高，若将二者融合则相得益彰，可以大大提高解题能力。

由上例可知，用物理方法解这道题很复杂，但通过几何极值的运用可以大大简化运算过程。当然，求极值的通常情况是需要把物理与数学知识很好的综合运用，这样才能灵活的用数学的思想来考虑物理问题。

三、微积分在物理中的应用

微积分是物理竞赛中巧妙解题的一种思维方法，尤其是竞赛中求极值问题用得最普遍的方法之一。只要物理中的问题能够抽象划归成微分与积分，就可以引入微积分解题。利用微积分方法，可以将复杂的思维过程简化。

由此例可以看出，在理解本题的含义后，巧妙地引入微分运算符，这是引入微积分解题的关键思路。

四、应用数学方法来解决物理问题时的注意事项

1. 在运用数学方法解决物理问题时，不但要考虑数学方面的定理、规律、方法，还要考虑具体物理量的物理意义，各种表达物理规律的公式都有特定的适应条件，首先搞清楚物理公式的适用条件和应用范围[3，4]。

2.运用数学求得解后，一定要再从物理的角度进行具体分析讨论，要把数学的解还原成符合物理实际情况的解。

五、结束语

数学思想、数学方法是研究解决物理问题的基础。很多物理问题的解决是数学方法与物理思想相结合的产物，但在运用数学知识解决物理问题时，首先必须确保数学公式、定理、规律正确性，其次要注意所计算物理量的物理意义，这样才能得出正确的、符合客观实际的结果。

参考文献：

[1] 江四喜.物理竞赛解题方法漫谈[M].合肥：中国科学技术大学出版社，2014：393，399.

[2] 舒幼生，胡望雨，陈秉乾.物理学难题集萃（下册）[M].合肥：中国科学技术大学出版社，2014：102.

[3] 温景民.浅说数学知识在物理中应用的注意事项[J].中学物理，2015，33（2）：44-45.

物理竞赛题范文第4篇

关键词 数学建模 计算机技术 计算机模拟

一、引言

计算机科学技术的迅猛发展，给许多学科带来了巨大的影响。它不但使问题的求解变得更加方便、快捷和精确，而且使解决实际问题的领域变得更加广泛。计算机适合于解决那些规模大、难以解析的数学模型。在历届国际和中国大学生的数学建模（MCM）竞赛中，学生经常用计算机模拟方法求解，然后解释验证以及指导实际问题。这个过程如果用人工实现，费时费力且短时期内可能得不到很好的解决，如果借助计算机来完成这些过程，就从根本上加快了数学建模全过程的进度，使数学建模的发展如虎添翼[1]。因此，计算机技术是数学建模过程中不可缺少的工具和手段，数学建模也把大学生学习计算机技术与研究数学科学两者紧密结合在一起。

二、计算机技术在数学建模中的重要性

众所周知，计算机是数学建模的产物，同时计算机技术的发展又极大地推动了数学建模活动，计算机高速的运算能力，非常适合数学建模过程中的数值计算；它的大容量贮存能力以及网络通讯功能，使得数学建模过程中资料存贮、检索变得方便有效；它的多媒体化，使得数学建模中一些问题能在计算机上进行更为逼真的模拟；它的智能化，能随时提醒、帮助我们进行数学模型求解[2]。近年来的数学建模竞赛对学生的计算机技术的要求是越来越高，几乎所有的竞赛题目都涉及大量的数值计算或逻辑运算，因此不掌握计算机技术和相关数学软件的使用很难取得较好成绩的。因此，计算机技术和数学建模之间具有密不可分的联系，两者只有有机结合，才能有效地提高学生灵活运用理论知识的能力、知识迁移的能力、实际应用能力以及分析问题和解决问题的能力[3]。

三、数学建模竞赛中计算机技术的应用分析

（一）运用网络查询有关数据和资料

计算机信息检索有助于我们理解题意。数学建模竞赛中的题目涉及的领域广泛，从传统的力学、物理等领域扩展到生物、化学、经济、金融、信息、材料、环境、能源……等自然科学乃至社会科学领域[4]。参赛者不可能事先对竞赛题目中出现的专业问题都有较深入的了解，大多是通过计算机网络检索获得相关资料，通过文献资料的检索可以知道别人在这个方面做的工作，取得了哪些进展，还存在什么没有解决的问题，问题的难点、关键点在哪里等。因而计算机信息检索能力的高低直接影响着数学模型建立的效果。

（二）运用数学应用软件进行数据分析

随着计算机技术的发展，数学应用软件的出现为大家提供了有效的工具。目前比较流行的数学软件有MATLAB、Mathematica、Maple、SAS、SPSS等它们的功能十分强大，对在数学建模竞赛中涉及到的数学方面的计算，利用这些软件大部分能得到很好的解决。

（三）运用图像处理软件对结果进行模拟

有些竞赛的题目涉及到图像处理的问题，即对事物的结构或构建方法进行描述或动态演示，如2012年全国大学生数学建模竞赛中的B题是关于太阳能小屋的设计问题，题目给出了小屋的外观尺寸图，要求在考虑多方面因素影响下，为建筑物外表面铺设光伏电池，并画出小屋的外形图。通过详细的分析和多次的数据处理后得到建立模型的思路，光有方法还不行，还要利用计算机和图形处理软件Photoshop、Flash、3D Max等建立图形。这种用图形来模拟的方法简单、直观，可将数学模型的求解结果用可视化、动态化的形式表现出来，还能够以视觉图像方式对模型的结果进行进一步的分析。

（四）运用计算机编程解决复杂问题

在数学建模过程中，如果所要求解的问题在数学软件中没有现成的工具来求解，或者出现原始实验数据格式不正确，质量不高，甚至无法直接导入计算机专业软件，也就无法进行进一步的处理和分析，我们可以利用计算机语言（如C、Visual BASIC等）编程完成对模型的求解，这样能避免低水平的重复劳动，从而节省时间，提高效率。（以下是2012全国大学生数学建模竞赛中A题的部分代码）

Private Sub M_New_Click（）

cdlFile.CancelError = True

cdlFile.Filter = “EXCEL数据文件|*.xls"

cdlFile.ShowSave

If cdlFile.FileName "" Then

Set xlsApp = CreateObject（"excel.application"）

Set xlsWorkbook = xlsApp.Workbooks.Add

Set xlsSheet = xlsWorkbook.Sheets（1）

For i = 1 To 27

For j = 1 To 8

xlsSheet.Cells（i， j）.Value = jg（i， j）

Next j

Next i

xlsWorkbook.SaveAs （cdlFile.FileName）

Set xlsSheet = Nothing

Set xlsWorkbook = Nothing

xlsApp.Quit

Set xlsApp = Nothing

End If

End Sub

四、结束语

计算机技术的应用在整个数学建模中十分重要，从信息检索、模型计算到论进学生使用计算机解决实际问题能力的文的编辑和打印都离不开计算机。在计算机技术的支持下进行数学建模，可以使数学模型的建立、求解、演算和表达更加方便，也能促培养，增强学生的自主学习意识和实践创新能力[5]。同时，使用计算机进行辅助数学建模，也在客观上促进了计算机技术的发展，两者是相得益彰的。因此，计算机技术与数学建模的融合，极大地推动了数学建模的发展，使其跨入了一个新的时代。

参考文献：

[1]刘来福，曾文艺.数学模型与数学建模[M].北京：北京师范大学出版， 1997： 28-39.

[2]朱光军.计算机在数学建模比赛中的应用[J].广西大学学报，2003年10月 第28卷 增刊：50-53.

[3]刘华.加强培养学生在数学建模中运用计算机的能力[J].甘肃联合大学学报（自然科学版，2009，23（4）：121-125.

[4]李大潜.数学建模与素质教育[J].中国大学教育，2002（10）：41-43.

[5]韦程东.指导学生参加全国大学生数学建模竞赛的探索与实践[J].高教论坛，2007（1）：27-29.

物理竞赛题范文第5篇

解析 如图1所示,设树的长为L，重心在O处，BO长为x。若将粗端B支住，将细端A稍抬离地面，杆秤向上的提力为F1，L、x近似可视为力臂，根据杠杆平衡条件有：Gx=F1L。①

同理，将细端A支住，抬起粗端B，杆秤向上的提力为F2，可得

G(L-x)=F2L。②

由①、②式可得GL=(F1+F2)L，即G=F1+F2。

而G=mg，F1=m1g，F2=m2g，

所以m=m1+m2。

以上称量方法，是用一把杆秤对换挂点和着地点测量物体质量的方法，我们称之为换位法。

例2 某同学要知道家里一袋近两百斤的粮食质量，而家里常用的杆秤一般只能称百把斤，无法直接称出；他向邻居借了一把同样的杆秤，于是他用一质量不计的木杆和两把杆秤按如图2所示的测量方法进行测量，结果得到了满意的结果，试说明其中的道理。

解析 设m1和m2分别表示两秤称物时的读数，两秤称物时向上的提力分别为F1和F2，左边秤钩到重物处的距离为L1；右边秤钩到重物处的距离为L2,根据杠杆平衡条件，以B为支点得①式；以A为支点得②式。

F1（L1+L2）=GL2，①

F2（L1+L2）=GL1。②

解①和②两式得

G=F1+F2，而G=mg，F1=m1g，F2=m2g，所以m=m1+m2。

以上称量方法是把两把杆秤读数相加即表示物体的质量，我们称之为迭加法。此法不论其几何外形是否规则，物体抬的水平与否，秤的挂点只要在物体重心的两边，都不影响结果的准确度。但是，操作时两秤必须竖直向上抬起物体。

例3 (2006年濮阳市油田教育中心初中理竞赛题)仓库里有一个很大的货箱,想用一把杆秤称出货箱的质量，因为货箱的质量超出了杆秤的称量范围，用杆秤不能直接测量,若提供一根质量为2kg的粗细均匀的直木棒作为杠杆使用,你能称出货箱的质量吗?简述测量方法和原理。

分析 货箱的长度较短，不能像例l那样测量.题中提出使用一根直木棒作为杠杆使用，要好好利用这一点。

测量方法 先将杆秤悬吊起来，然后把直木棒的一端搭在秤钩上，正中间挂上待称货箱，另一端搭在人的肩上如图3所示，再用手移动砣绳，直至杆秤水平平衡，若砣绳对应的读数为50kg，则货箱质量为98kg。

解析 在图3所示中，杠杆ABO平衡时，由杠杆平衡条件,以O为支点得：

FA×OA=（G货+G棒）×OB，

即mAg×OA=(m货g+m棒g)×OB。

解得m货=OA×mAOB-m棒=2mA-m棒=2×50-2＝98kg。

以上称量方法是借助木棒称出物体质量的，我们可称之为复合法。

物理竞赛题范文第6篇

不久前，斯洛文尼亚一家电视台策划了一套专门嘲弄超级名模的娱乐赛节目，以证明她们只是“漂亮无脑”的“花瓶”，然而，令主办者大吃一惊的是，一名前环球小姐的智商竟高达156，超过著名核物理学家。

在很多人的眼中，选美佳丽和超级名模虽然光彩照人，但都只是“花瓶”。为了证明这个“真理”，斯洛文尼亚一家电视台日前策划了一个别出心裁的智力竞赛节目，邀请包括顶级模特和著名核物理学家在内的社会各界精英参加。

在物色超级名模时，他们看中了斯洛文尼亚的选美皇后、现年22岁的艾丽丝・姆勒姬。

电视台专门邀请几位著名科学家精心设计了一套智力竞赛题，包括逻辑测验、空间感测验、数学测验以及解决问题的能力测验。经过一番激烈较量，结果却令主办者大吃一惊：艾丽丝竟然是一个聪明绝顶的女人，她的智商高达156，超过参加节目的核物理学家。

老爱取悦别人是一种毛病

你是否有时在答应某件事或某个人后又后悔了呢？那你可能患了取悦别人的毛病。无法说不，是一种控制力差的表现。因此按照我们的忠告去做，可以重新得到对自己时间的控制。

确定界线我们需要明确的界线以确定我们在何处结束和从何处开始。如果你觉得很难说不，那你的界线可能是动摇不定的。你可能太在乎他人了。考虑你自己的需要，并在外表上也要做到。要记住，你有一切权利说“不”。

在工作时说“不”你本来计划晚上出去娱乐，而你的老板要你加班处理文件，你怎么办？用“三明治技术”说不――先说同意，然后说不，然后再说些同意的话。例如：“我应该加班，但我今晚实在无法办，我明天早一点上班替你办，怎么样？”

对家人和朋友说“不”拒绝自己亲近的人可能很难，但这仍然不意味着你在任何时候都要说是。如果你的家人想要来看你而你又有别的安排，你必须确定界线。例如，可以对父母说：“是的，我非常希望马上就见到你们，但是这个周末不行了。下个周末怎么样？”他们可能会很失望，但是他们并不是非本周来看你不可，改在下周其实无所谓。

学会说不，并享用你所得到的剩余的时间、精力和空间。如果你办不到，只是为了取悦别人而勉强答应，其结果往往很糟糕。请记住，一味地取悦别人，是一种心理病。（摘自《英语沙龙》）

研究显示：脑部差异致男女行为能力有别

为什么男性更擅长逻辑推理，而女性则在保持身体平衡方面优于男性？葡萄牙科学家的研究表明，由于男性与女性的大脑结构存在差异，造成他们在行为能力上各有所长，该研究为教育领域有关“因材施教”的探索提供了一定的科学参考。

物理竞赛题范文第7篇

关键词：冰冻；除冰；掌声；短路熔冰

作者简介：侯中柱（1981-），男，江苏宝应，硕士研究生在读，中学一级教师，注重初中物理课堂教学与实践，关注动态性物理习题在初中物理教学中的作用等.课题：“动态性物理习题在初中物理教学中的作用”（县级）研究过程中.笔者为了迎接本届初三期末模拟调研检测，在复习过程中专门安排了一节物理生活题课，通过“物理与生活、社会”的紧密联系，培养学生解决物理实际问题的能力，增强学生冲刺期末调研检测的信心.

下面是其中一节物理生活题课的具体内容，以2012年全国竞赛中最后一题为例，通过投影将试题展示给学生，下面是本节课师生共谈的具体展示：

【典例】如图甲所示，冰冻是造成高山地区冬季输配电线路倒塔（杆）断线的重要原因.为了避免这类事故的发生，一方面电力工人要及时对输电线路进行除冰作业，另一方面要加强输电线的抗拉能力. 一般高压输电线每根都是由一股位于中间的钢质线芯和六股相同粗细的铝质线芯绞在一起组成的，其横截面如图乙所示.这种输电线通常被称为钢芯铝绞线（代号LGJ）.已知该钢芯铝绞线所能承受的最大安全拉力为其正常工作情况下拉力的5倍.下表是该种钢芯铝绞线的相关技术数据.

铝线

（股数×直径）mm钢线

（股数×直径）mm导线

外直径（mm）电阻

（Ω/km）安全载流值70℃80℃90℃6×3.801×3.8011.40.5194A228A255A1.该电力线路采用钢芯铝绞线而不采用与之同样结构尺寸的铝绞线，其主要目的是什么？

2.输电线路结冰后，输电线（连同上面的冰）变粗、变重.为了保证输电线路的安全，防止输电线被拉断，在冰冻的钢芯铝绞线（连同上面的冰，其横截面可以看作圆）的直径D增大到一定值时就必须进行除冰作业，试估算需要进行除冰作业时冰冻的钢芯铝绞线的直径D.（ρ铝=2 .7×103kg/m3，ρ钢=7 .9×103kg/m3，ρ冰=0.9×103kg/m3，取1141=107）

3.有种输电线路除冰作业的方法叫“短路熔冰”.所谓“短路熔冰”，就是在短时间内，输电线不经过用电器而直接接通，输电线中通过比平时大许多的电流，利用导线本身发热熔冰以完成除冰作业的方法.短路熔冰时，若根这种钢芯铝绞线每米的发热功率为200W，刚短路熔冰时通过一根钢芯铝绞线的电流大约是多大？（取1032）

教师：这是一道“从生活走向物理、从物理走向社会”的物理生活题，主要是解决高山地区冬季输配电线路由于冰冻造成倒塔（杆）断线的方法，下面我们一起边阅读试题、边分析问题，同时教师在引领学生分析试题时思考本题考查我们什么样的知识点.

学生：边阅读试题、边分析问题，如输配电线上的冰冻是怎么来的？为什么采用高压输电？有什么好处？高压电力线路采用钢芯铝绞线的目的是什么？“短路熔冰”为什么可以熔冰？……

教师：上面部分同学在分析问题时提出的问题，你们可以小组合作交流并解决：高压输电可以减小电能在输电线上的损失，提高电能的利用率，“短路熔冰”可以在短时间内提高输电线的电流，根据焦耳定律Q=I2Rt，产生较多的热量，从而对输电线上的冰进行熔化，……

教师：本题属于一道物理生活题，充分体现“从生活走向物理、从物理走向社会”的紧密联系，综合考查了热学、力学、电学等学科间多部分知识，属于学科间综合题，在近几年中考中经常出现这样的试题[1].为了验证上面所提到的考查知识点，下面就针对本题涉及问题进行分析：

奋进组中学生1：立即站了起来，我可以解答第一问：高山地区需要架设高压输电线，同时冬天温度较低，空气中的水蒸气会在电线上凝华成冰冻，导致输配电线变重，达到一定程度会导致输配电线断线，所以采用钢芯铝绞线可以增强输配电线间的拉力.

全班热烈掌声，学生1对这个问题分析较为到位，他高兴地坐了下来.

梦想组中学生3：他也积极站了起来，他说需要对上面的学生1进行补充，因为钢承受拉力的能力比X强，所以采用钢芯铝绞线可以提高输电线的抗拉能力，所以相邻两根电线杆的距离会增大，节约成本，同时这种电线也会增强导电能力，美观.

全部同学给予点赞、掌声，肯定上述两位同学的分析，全班气氛热烈.

教师：对上述两位同学的分析也给了较好的点赞，谁可以对这个问题进行总结归纳.

智慧组中物理课代表：这种电力线路采用钢芯铝绞线而不采用与之同样结构尺寸的铝绞线，主要目的是为了提高输电线的抗拉能力，从而可以适当地增大杆距，节省杆材及人工等.

教师：点赞，你总结的比较全面，能够从原理上分析出采用钢芯铝绞线的原因，全班给予热烈掌声，给予较高肯定，谢谢.第1问我们谈论的非常好，希望各小组再相互讨论，积极思考，完成第2问和第3问.

各小组学生积极分析教师提出的问题，找出达到除冰的临界条件，解决除冰时问题的突破口，怎样求除冰作业时冰冻的钢芯铝绞线的直径D，……，小组交流5min后.

创新组中学生6：他主动举手站了起来，要求上讲台同学生分析，（教师允许），对于要求除冰作业时冰冻的钢芯铝绞线的直径D，必须找出这个问题的突破口，我打算采用“逐渐逆推法”，即除冰时钢芯铝绞线的直径D除冰时的临界条件钢芯铝绞线承受的拉力达到其正常工作时拉力的5倍即导线上结冰质量为该段钢芯铝绞线质量的4倍m冰=4m导线m=ρv.所以我打算根据上面的关系式对这个问题进行分析.

取一根长为L的结冰钢芯铝绞线作为研究对象，其横截面积如图所示.当该钢芯铝绞线所承受的拉力达到其正常工作时拉力的5倍时，即该段导线上所结冰的质量达到该段钢芯铝绞线质量的4倍时，就必须对钢芯铝绞线进行除冰作业.

设单股线芯的横截面积为S，直径为d，长为L的结冰钢芯铝绞线中铝的质量为m铝，钢的质量为m钢，冰的质量为m冰，冰的横截面积为S冰；则有：

冰的质量：m冰=4（m铝+m钢）

又因为m冰=ρ冰S冰Lm铝+m钢=（6ρ铝+ρ钢）SL

所以有：S冰=4×（6ρ铝+ρ钢）Sρ冰=

4×（627×103+79×103）S09×103=1071S

该钢芯铝绞线连同上面的冰，总的横截面积为：S总=S冰+7S=114.1S

即S总S=1141又因为S总S=D2d2，

所以D=S总S×d=1141×38mm=406mm

即该钢芯铝绞线直径D增大到40.6mm之间必须进行除冰作业.

该同学6对问题分析完成后，全班响起雷鸣般热烈的点赞掌声，全班同学都向同学6投向敬佩的眼光、对同学6佩服的五体投地.

教师：同学6对问题分析的比较的全面，比较到位，让我们再次以热烈的掌声给同学6和他所在的创新组所有同学，这也是他们组所有同学相互交流，相互合作的结果.其实我们班还有一些组，一些同学也是按照上面问题分析的突破口进行分析，最终计算出除冰作业时冰冻的钢芯铝绞线的直径D，我们也给他们一个大大的点赞表示祝贺.

此时教师和学生交流的气氛达到最，气氛活跃、主动学习.

教师：同学6对问题分析的方法是我们分析问题的一种常见方法（反向推理法），这种方法一般适用于难度稍大的问题，通过从问题开始入手，逐步推理到所给出的已知条件，分析过程清晰，容易理解、易于接受.好的，同学们对刚才的第2问是否全部掌握，还有什么疑惑的地方？

学生：对问题分析的方法基本掌握，分析过程也全部理解，我们相信以后遇到相同的题型也基本会解决了，老师，我们可以一起来分析下面的第3问.

矫健组中学生4：学生4积极而快速地站了起来，对问题进行了分析，“短路熔冰”是输电线路除冰作业的另一种有效方法，就是在短时间内，输电线不经过用电器而直接接通，此时输电线中通过的电流比平时大很多，根据焦耳定律Q=I2Rt可知，此时电流通过输电线产生较多的热量，从而使输电线上的冰冻快速熔化，即达到快速除冰效果，这就是“短路熔冰”的基本原理.下面介绍“短路熔冰”时通过一根钢芯铝绞线的大致电流：

取一根长为1m的该种结冰钢芯铝绞线作为研究对象，短路熔冰时通过的电流为I，其发热功率为P，对应的电阻为R，考虑到该种钢芯铝绞线表面为冰所覆盖，其温度与常温偏差不大，故不考虑温度对电阻的影响，其电阻可以看作为R=0.5Ω/km×1m=0.5×10-3Ω

所以根据P=I2R可知：I=PR=20005×10-3=640A

即短路熔冰时通过一根钢芯铝绞线的电流大约为640A.

教师：学生4对这个问题的分析也是正确的，他分析出了短路熔冰的原理，根据原理分析并计算出短路熔冰时的大致电流，请同学们对同学4也给予热烈掌声，还有同学们是否还有其它分析这个问题的方法呢？

智慧组中同学4：我有另外一种分析问题的方法，大家请看题目中钢芯铝绞线的相关技术数据，其中电阻R=0.5Ω/km，所以我打算取1km这种结冰钢芯铝绞线作为研究对象，分析原理、计算方法和上面一样，只是此时其发热功率P=200w/m×103m=2×105w，

也是根据P=I2R可知：I=PR=2×10505=640A′

即短路熔冰时通过一根钢芯铝绞线的电流大约为640A.

此时全班学生相互讨论、相互交流上面两位同学对问题的分析方法，原理一样，只是对问题计算的途径，过程略有差别，最终两位同学对问题分析和计算所达到的效果是一样的，非常好，让我们再次以热烈的掌声，点赞上面两位同学，向他们学习.

教师：我们全班同学相互学习、互补互助，充分发挥了全班同学的智慧和能力，让这道物理生活题在我们同学的分析下逐渐、层层地展现在我们大家面前，使驮拥纳活问题变成简单的物理问题，真正体现了“从生活走向物理、从物理走向社会”的紧密联系，使我们解决物理问题的科学素养得到了一定程度的提高.

此时各个小组同学相互讨论，在本节课学习到的知识？和学习本节课存在的疑惑？

创新组中班长总结：通过今天的课的学习，我学到了以下几点：①高山地区冬季输配电线经常结冰，学会怎样除冰，其中的原理分别是什么？②对于复杂问题的求解，可以采用“逐渐反推法”，这样可以使所求问题简单化；③在非纯电阻电路中，欧姆定律不再适用，此时导线的发热功率只能用P=I2R进行分析.

存在的疑惑：①短路熔冰可以除去输电线上的冰块，短路可以产生较大的电流，那么我们应该设置短路的时间是多长才不至于烧毁整个高压电路系统？②短路熔冰这项技术除了在高压输电线上除冰外，还可能在哪些领域有所应用？或者将来可能用于哪些领域？

教师总结：班长对本节课总结的非常全面，对问题分析的也比较的深刻，请同学们对班长提出的两点疑惑课后相互讨论，或上网查询进行解答[2].其实冬天路面结冰是常有的事，为了避免出现“夜冻昼化”的现象，常常在路面撒上大量的工业用盐，这样可以降低冰的熔点，使冰在低温下也能快速熔化，所以请同学们课后利用身边器材探究一下“在冰上撒盐，可以降低冰的熔点？”.

参考文献：

物理竞赛题范文第8篇

1对电子设计竞赛高职组试题的探讨

大学生电子设计竞赛命题一般是以电子电路（含模拟和数字电路）应用设计为主要内容，可以涉及模-数混合电路、单片机、可编程器件、EDA软件工具和PC机（主要用于开发）的应用。题目包括“理论设计”和“实际制作与调试”两部分，着重考核学生综合运用基础知识进行理论设计的能力，考核学生的创新精神和独立工作能力，考核学生的实验技能（制作、调试）。具体的竞赛试题一般具有特定工程背景，其涉及的专业知识面广，综合应用性强。在给定功能和性能参数要求的情况下，由一个参赛队在四天内共同设计、制作完成。起初在竞赛的选题上，高职院校的参赛选手与本科生没有什么区别，都是从同一组试题中进行选题，其竞赛的成绩与本科生差距明显，多数参赛队伍都难以按要求完成其中的理论设计部分。从2007年开始，组委会采用了本科生组（甲组）和高职高专学生组（乙组）分开的两组竞赛题目，高职组的题目相对本科组除难度小些，要求降低外，其他方面并没有多大区别，仍然是以电路的综合设计与制作为主，评分标准也大体相同。从今年9月份举办的竞赛来看，仍是这种情况，给人的感觉只是本科生试题要求的缩水。竞赛对高职生在理论设计上的要求分量显得过重，与当前高职教学改革的方向似乎有些偏离。

高职教育在我国经历了十多年的发展，全国各类高职院校成立之初，课程的设置与本科院校同类专业差别不大，许多课程只是本科课程的压缩。随着高职教学改革的深入开展，其培养目标和职业岗位定位越来越清晰。教育部对高职生的培养目标是要求学生具有较强的动手能力与实践能力，要求学生毕业后从事生产第一线的设备维护、维修、安装、调试等工作，这与就业市场对高职生的需求是相符的。高职的课程改革也逐渐走上了以就业为导向，校企合作、工学结合的道路。在这种趋势下，大学生电子竞赛对高职生在电路综合设计方面的要求则难以发挥导向作用，以至于一些院校为了应付竞赛而另外为参赛选手开设培训课程的情况。既然竞赛专门开设了高职高专组，在题目的设计和要求上是否能多考虑高职教育的特点和职业岗位的要求，不仅在难度上与本科组有所区别，在竞赛的侧重点和评分标准也应有所不同。例如本科组可侧重综合设计，高职组侧重制作和测试，这样更符合不同层次的高等院校对人才培养的定位要求。

2综合设计型人才难以成为高职教育的培养目标

虽然高职生也是从每年的高考中录取的，但是在入学分数上毕竟比本科生差了一个等次，这个差距反映出他们的中学知识基础和学习能力与本科生的差距。许多学生读高职是想学一门专业技术，希望在动手能力上强于本科生，在今后的就业市场上找到属于自己的位子。基础、能力和心理上的定位预期决定了他们中的大多数人难以在电子电路的综合设计上有所作为。电子信息技术是现代科学技术中的高新技术，其理论抽象、高深，初学者不容易理解和掌握。高职生由于中学的物理和数学基础较差，教学中他们普遍反映专业理论课程的学习难度大，感到内容抽象、难以掌握，理论考试不及格的情况在各高职院校都较为普遍。另外，高职生在校学习时间短，也制约了他们深入、全面地学习电子信息技术和相关知识。许多高职生实际在校学习时间为2年或2年半，最后一年或半年学校安排到企业实习。所以每届参赛的高职生，多以二年级的学生为主，以他们的课程安排来说，还只是学了一些基础理论，加上近年来的高职教学改革更侧重于培养学生的动手实操能力，许多理论课程被压缩，或降低要求，有设计要求的课程很少。在这种情况下，培养的高职生大多数不具备综合全面的设计能力。因此，课程难度与学习时间的限制决定了难以将高职生培养成为电子电路方面的设计型人才。就业市场对高职生的需求和定位也越来越清晰，多数电子企业并不要求高职生具备设计开发电子产品的能力。以我校应用电子技术专业多年来毕业生的就业情况来看，在电子行业工作的大多数毕业生都是从事电子产品的生产制造与维修工作，只有极个别的学生有机会从事电子产品的设计开发。因此，就业的导向也决定了高职电子信息类专业教学不能以培养设计开发型的人才为目标。

3以专业职业岗位技能要求为导向设计高职竞赛题目

高职院校的办学目标定位就是要培养出符合区域经济发展需求的高素质技能型人才，其核心任务就是要提高学生的职业技能与综合职业素质。在电子产品的设计、制造和服务领域，职业岗位对高职生技能的要求是能够从事更高级、更复杂、更精细的工作。如果考虑到目前高职教育的特点，以电子专业职业岗位技能要求为导向设计高职电子竞赛试题，可以从两方面考虑出题，一是以电子电路的制作与测试为主；二是以电子产品故障的分析与维修为主。这两方面是电子信息专业的高职生要掌握的主要职业技能，把这两方面的职业技能要求引入到竞赛中，通过赛项的设计将引导高职泛信息类相关专业课程设置和教学改革、人才培养模式改革与创新方向。大学生电子设计竞赛高职高专组的命题设计，可以侧重考核参赛者的电路制作与测试能力，降低对电路综合与程序设计要求，甚至不做要求，直接给出电路原理图和控制程序，变设计制作为分析、制作和测试为主。让高职生在识读电路原理功能、弄清信号流程、读懂程序设计的基础上，进行PCB电路板的设计制作；元器件的选择安装；程序的输入调试；电路功能的实现；整机性能参数的测量。以充分反映参赛的高职生对电路的理解和将图纸变为实物的技能水平。

全国职业院校技能大赛高职电子信息类的选题，可以以电子产品故障的分析与维修为主。今年全国职业院校技能大赛高职组的“芯片级检测维修与信息服务”试题，就是按照完整的芯片级维修工作过程设计竞赛题目，竞赛内容体现实际工作过程的真实性。今后的竞赛若能以电子产品整机的维修作为竞赛项目（如数字电视、手机、电脑、数码产品等），在一个产品上设置多种故障，能涉及更多更全面的维修知识和技能。对高职生的维修技能要求应与经验型维修有所区别，应重点要求能从硬件和软件原理分析，仪器检测等分析复杂故障，写出故障分析报告。对于一般的维修技能也应有所要求，如根据电路板绘出局部电路图、软件的擦写、芯片的拆焊、元器件的代换、维修工具的使用等。

4高职电子信息专业培养的能力目标定位