大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競賽試題討論課件

大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競賽試題討論2016-04-25大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競賽試題討論2016-04-25主要內(nèi)容物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心P我們能做什么？IYPT與CUPT研究生學(xué)習(xí)博與專大學(xué)生學(xué)術(shù)競賽試題討論主要內(nèi)容物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心P主要內(nèi)容物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心P我們能做什么？IYPT與CUPT研究生學(xué)習(xí)博與專大學(xué)生學(xué)術(shù)競賽試題討論主要內(nèi)容物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心P物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心PWebsiteofIYPT/Home物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心PWebs物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心PWebsiteofCUPTChina

Undergraduate

Physicists’

Tournament全國性賽事，該項活動得到了教育部的支持，是實(shí)踐國家教育中長期發(fā)展規(guī)劃綱要的重要大學(xué)生創(chuàng)新競賽活動之一。物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心PWebs物理與電子工程學(xué)院實(shí)驗(yàn)技能大賽物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心P物理與電子工程學(xué)院實(shí)驗(yàn)技能大賽物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心Phylab.物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心P研究性學(xué)習(xí)定義及特點(diǎn)什么是研究性學(xué)習(xí)？例1：中學(xué)生研究性學(xué)習(xí)開題報告例2：中學(xué)生研究性學(xué)習(xí)結(jié)題報告例3：一個博士后的自制微波探測器

物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心P研究性學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心P一個物理的博士后自制的儀器/u/aeinstein不動手，永遠(yuǎn)不知道自己掌握了多少知識！物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心P一個物理主要內(nèi)容物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心P我們能做什么？IYPT與CUPT研究生學(xué)習(xí)博與專大學(xué)生學(xué)術(shù)競賽試題討論主要內(nèi)容物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心P我們應(yīng)該這樣學(xué)習(xí)我們應(yīng)該這樣學(xué)習(xí)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心P我們的學(xué)習(xí)接收式學(xué)習(xí)研究性物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心P我們的學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心P我們的學(xué)習(xí)——接收式教學(xué)計劃教材教法聽抄背考完忘這不是我想要的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心P我們的主要內(nèi)容物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心P我們能做什么？IYPT與CUPT研究生學(xué)習(xí)博與專大學(xué)生學(xué)術(shù)競賽試題討論主要內(nèi)容物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心PProblemsforthe29thIYPT20161．InventyourselfTrulyrandomnumbersareaveryvaluableandrareresource.Design,produce,andtestamechanicaldeviceforproducingrandomnumbers.

Analyse

towhatextenttherandomnessproducedissafeagainsteringtamp.真實(shí)隨機(jī)數(shù)是一種很有價值而且稀有資源。請設(shè)計、制造并測試一個可以產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)的機(jī)械設(shè)備并分析隨機(jī)性抵御惡意攻擊的能力。物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心PProblemsforthe29thIYPT201Problemsforthe29thIYPT20162．LaggingPendulumApendulumconsistsofastrongthreadandabob.Whenthepivotofthependulumstartsmovingalongahorizontalcircumference,thebobstartstracingacirclewhichcanhaveasmallerradius,undercertainconditions.Investigatethemotionandstabletrajectoriesofthebob.2．一根堅韌的線和重物可構(gòu)成一個擺。當(dāng)擺的,懸掛點(diǎn)在水平面上作圓周運(yùn)動的時候,在某些情況下重物也可開始做圓周運(yùn)動，并且半徑更小。研究該運(yùn)動以及重物的穩(wěn)定軌跡。物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心PProblemsforthe29thIYPT201Problemsforthe29thIYPT20163．AcousticLensFresnellenseswithconcentricringsarewidelyusedinopticalapplications,howeverasimilarprinciplecanbeusedtofocusacousticwaves.Designandproduceanacousticlensandinvestigateitsproperties,suchasamplification,asafunctionofrelevantparameters.3．聲學(xué)透鏡菲涅耳透鏡在光學(xué)中很常用，而利用相同的原理可以匯聚聲波。請設(shè)計并制造一個聲學(xué)菲涅耳透鏡并研究其性質(zhì)（例如放大率）作為相關(guān)參量的函數(shù)。物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心PProblemsforthe29thIYPT201Problemsforthe29thIYPT20164．SuperBallThrowahighlyelasticballintothespacebetweentwoplates.Theballstartsbouncingandundersomecircumstancescanevenbeprojectedbacktoyou.Investigatethemotionoftheballandparameters

influencingthemotion,includingtheorientationoftheplates.4．超級球向兩個平板間的空隙扔一個彈性很好的球。球開始彈，在某些情況下甚至可以彈回到你手上。研究球的軌跡以及影響運(yùn)動包括平板方向在內(nèi)的參量。物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心PProblemsforthe29thIYPT201Problemsforthe29thIYPT20165．UltrahydrophobicWaterSetadishfilledwithsoapywaterontoaloudspeakerorothervibrator.Whenitoscillates,itispossibletoholdsmalldropletsonitssurfaceforalongtime.Explain

andinvestigatethephenomenon.5．不易打濕東西的水把一個裝滿肥皂水的盤子放在揚(yáng)聲器或者震動臺上，當(dāng)它震動的時候，它有可能會把一小滴液滴留在上面很長時間，解釋并研究這一現(xiàn)象。物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心PProblemsforthe29thIYPT201Problemsforthe29thIYPT20166．ElectricHoneycombSetaverticallyorientedsteelneedleoverahorizontalmetallicplate.Placesomeoilontotheplate.Ifyouapplyconstanthighvoltagebetweentheneedleandtheplate,acellstructureappearsonthesurfaceoftheliquid.Explainandinvestigatethisphenomenon.6．電制蜂巢將一個垂直的金屬針放在一個水平的金屬盤子上方，在盤子上放一些油，假如你對金屬針和盤子施加恒定的高電壓，可以產(chǎn)生格狀蜂巢結(jié)構(gòu)。請解釋并研究這一現(xiàn)象.。物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心PProblemsforthe29thIYPT201Problemsforthe29thIYPT20167．HotWaterFountainPartiallyfillaMohrpipettewithhotwater.Coverthetopofthepipettewithyourthumb.Turnthetipupwardsandobservethefountainexitingthetip.Investigatetheparametersdescribingtheheightofthefountain,andoptimize

themtogetthemaximumheight.7．熱水噴泉用熱水部分裝填一個莫爾吸量管。用你的大拇指蓋住其上端并倒置，可觀察到從尖部噴出的水噴泉。請研究決定水噴泉高度的參量，并改變它們以獲得噴泉最大的高度。物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心PProblemsforthe29thIYPT201Problemsforthe29thIYPT20168．MagneticTrainButtonmagnetsareattachedtobothendsofasmallcylindricalbattery.Whenplacedinacoppercoilsuchthatthemagnetscontactthecoil,this"train"startstomove.Explainthephenomenonandinvestigatehowrelevantparametersaffectthetrain'sspeedandpower.8．磁力小火車兩個扁圓柱形磁鐵與一個柱狀的電池兩端相接，當(dāng)這個體系放在銅線圈內(nèi)部且與銅接觸的時候，它會開始運(yùn)動。解釋這個現(xiàn)象并且研究相關(guān)參量怎么影響火車的速度和功率。物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心PProblemsforthe29thIYPT201Problemsforthe29thIYPT20169．WaterWavesGenerateawaterwavewithaverticallyoscillatinghorizontalcylinder.Whenvaryingtheexcitationfrequencyand/oramplitude,thewaterseemstodriftawayfromortowardsthecylinder.Investigatethephenomenon.9．水波用一個豎直振動的水平圓柱來產(chǎn)生水波，當(dāng)改變激勵頻率和振幅的時候水波會看起來流向或背離圓柱。請研究這個現(xiàn)象。物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心PProblemsforthe29thIYPT201Problemsforthe29thIYPT201610．LightRingsLetaliquidjetfallontoasurface.Ifthecontactpointisilluminatedbyalaserbeam,ringsoflightaroundthejetcanbeobserved(seeFigure).Investigatethelightringsanddeterminehowtheydependonrelevant

parametersofthewholesystem.10．光環(huán)讓一個液體噴向一個平面，當(dāng)接觸點(diǎn)被激光照明的時候，可觀測到環(huán)繞水柱的光環(huán)。研究這個光環(huán)和相關(guān)參量對整個系統(tǒng)的影響。物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心PProblemsforthe29thIYPT201Problemsforthe29thIYPT201611．RollingonaDiscIfyouputalightrollingobject(e.g.aring,adisc,orasphere)onahorizontalrotatingdisc,itmaystartmovingwithoutbeingexpelledfromthedisc.Explainhowdifferenttypesofmotiondependontherelevantparameters.11．在一個光盤(Disc)上旋轉(zhuǎn)假如你把一個輕的旋轉(zhuǎn)著的物體放在一個水平旋轉(zhuǎn)的盤子上，它可以不離開盤子地開始運(yùn)動。解釋相關(guān)參量如何影響各種不同形式的運(yùn)動。物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心PProblemsforthe29thIYPT201Problemsforthe29thIYPT201612．VanderPauwMethodItisknownthatconductivityofamaterialcanbemeasuredindependentlyofthesampleshape,aslongasthesamplehasoneborder(noholes).Towhatextentcansuchamethodbeapplied?Investigateandexplainsuchmeasurementsifthesamplehasholes.12．范德堡方法大家都知道材料的導(dǎo)電率可以獨(dú)立于樣品形狀地被測量，只要樣品沒有孔。這種方法的應(yīng)用條件是什么?研究并解釋這種方法應(yīng)用于有孔物體的行為。物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心PProblemsforthe29thIYPT201Problemsforthe29thIYPT201613．PaperViceTaketwosimilarpaperbackbooksandinterleaveafewpagesatatime.Pushthebookstogether.Holdthetwobooksbytheirspinesandtrytopullthemapart.Investigatetheparametersthatsetthelimitsofbeingabletoseparatethebooks.13．紙鉗子拿兩本類似的平裝書然后互相交叉幾頁，將兩本書推在一起。揪住兩本書的書脊并嘗試將它們分開。研究相關(guān)參量對分開書臨界拉力大小的影響。物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心PProblemsforthe29thIYPT201Problemsforthe29thIYPT201614．SensitiveFlameAcombustiblegas(pane)streamsverticallyoutofafinenozzleandthenthroughafinemetallicmeshatadistanceofabout5cm.Thegasislitandproducesaflameabovethemesh.Undersomecircumstances,thisflamereactsverysensitivelytosound.Investigatethephenomenonandtherelevantparameters.14．敏感的火焰一種可燃性氣體（如丙烷）從一個氣嘴里垂直的流出然后穿過一個很好的金屬網(wǎng)格?？扇?xì)怏w被點(diǎn)燃并在金屬網(wǎng)格上方形成一個火焰。在某些情況下，這火焰會對聲音極其靈敏。研究這個現(xiàn)象和相關(guān)參量的影響。物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心PProblemsforthe29thIYPT201Problemsforthe29thIYPT201615．ContactlessCalliperInventandconstructanopticaldevicethatusesalaserpointerandallowscontactlessdeterminationofthickness,refractiveindex,andotherpropertiesofaglasssheet.15．非接觸千分尺請利用一個激光筆發(fā)明并制造一個做的光學(xué)儀器，使其可以不接觸地測量一個玻璃片的厚度、折射率以及其他屬性。物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心PProblemsforthe29thIYPT201Problemsforthe29thIYPT201616．FrisbeeVorticesWhenaverticalplateispartiallysubmergedinwaterandpulledinadirectionnormaltotheplate,apairofvorticesiscreatedinthesurfaceofthewater.Undercertainconditions,thesevorticestravelalongthesurfaceforalongdistance.Investigatetheparametersinfluencingthemotionandstabilityofthesevortices.16．飛盤漩渦當(dāng)一個垂直的盤子部分沉在水中并作垂直于盤面的移動時，一對水渦會在水面上出現(xiàn)。在一定情況下，這些水渦可以在水面上運(yùn)動很長一段距離。研究相關(guān)參量對水渦運(yùn)動和穩(wěn)定性的影響。物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心PProblemsforthe29thIYPT201Problemsforthe29thIYPT201617．CrazySuitcaseWhenonepullsalongatwowheeledsuitcase,itcanundercertaincircumstanceswobblesostronglyfromsidetoside