初中階段的物理競(jìng)賽有許多,以下列舉其中幾個(gè)比較重要的:
1. 全國(guó)物理學(xué)奧林匹克競(jìng)賽:這是最高級(jí)別的初中生物理競(jìng)賽,旨在考察學(xué)生綜合運(yùn)用物理學(xué)基本理論、基本知識(shí)和基本技能的能力。
2. 全國(guó)中學(xué)生力學(xué)競(jìng)賽:這是中國(guó)物理學(xué)會(huì)力學(xué)會(huì)主辦的全日制考試,旨在考察學(xué)生對(duì)力學(xué)基本知識(shí)和基本技能的掌握情況,考察學(xué)生的綜合運(yùn)用力學(xué)基本理論和方法解決實(shí)際問(wèn)題的能力。
3. 全國(guó)中小學(xué)牛頓科學(xué)創(chuàng)新大賽:這是面向中小學(xué)生的以力學(xué)、光學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)等自然科學(xué)為主的全國(guó)性競(jìng)賽活動(dòng),旨在培養(yǎng)孩子們對(duì)科學(xué)的興趣,提高孩子們的科學(xué)素養(yǎng)。
4. 英國(guó)物理挑戰(zhàn)賽:這是一個(gè)國(guó)際性的競(jìng)賽,適合初中生參與。它考察學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)物理的理解和運(yùn)用,同時(shí)也有一些趣味性和創(chuàng)新性的題目。
需要注意的是,參加這些競(jìng)賽需要一定的物理基礎(chǔ)和科學(xué)素養(yǎng),同時(shí)需要提前了解和準(zhǔn)備。除了以上幾個(gè)競(jìng)賽,可能還有一些地方或者學(xué)校自己舉辦的物理競(jìng)賽,具體情況可以咨詢(xún)當(dāng)?shù)貙W(xué)校或者教育部門(mén)。
題目:設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的機(jī)械式溫度計(jì)
要求:
1. 能夠測(cè)量溫度范圍在 -5℃ 到 50℃ 的液體或氣體溫度。
2. 使用簡(jiǎn)單機(jī)械原理,如杠桿、輪軸等,不能使用電子元件或電池。
3. 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,易于制作和攜帶。
設(shè)計(jì)思路:
1. 選取一根長(zhǎng)杠桿,一端固定,另一端掛一個(gè)重物(如水銀球),使杠桿在水平位置平衡。
2. 在杠桿中間懸掛一根細(xì)絲,細(xì)絲下掛一個(gè)浮標(biāo),浮標(biāo)體積較大,能夠自由浮沉。
3. 當(dāng)溫度升高時(shí),液體膨脹或氣體熱脹冷縮,導(dǎo)致液柱上升或下降。通過(guò)觀察浮標(biāo)位置的變化,可以讀出溫度的變化。
制作過(guò)程:
1. 將重物固定在支架上,調(diào)節(jié)杠桿的長(zhǎng)度和重心,使杠桿在水平位置平衡。
2. 將細(xì)絲穿過(guò)固定在支架上的重物下方,并在細(xì)絲上系一根浮標(biāo)。
3. 將細(xì)絲固定在支架上,調(diào)整浮標(biāo)的位置和高度,使浮標(biāo)能夠自由浮沉。
4. 在浮標(biāo)下方放置一個(gè)容器,容器內(nèi)注入待測(cè)液體或氣體。
5. 當(dāng)浮標(biāo)上升時(shí),通過(guò)細(xì)絲將浮標(biāo)拉起,使杠桿恢復(fù)平衡。通過(guò)觀察杠桿的平衡位置變化,可以判斷液體或氣體的溫度變化。
例題:
1. 當(dāng)戶(hù)外溫度降低時(shí),水銀柱的位置如何變化?請(qǐng)解釋原因。
2. 如果小明發(fā)現(xiàn)水銀柱的位置沒(méi)有發(fā)生變化,可能的原因是什么?請(qǐng)?zhí)岢鰞煞N可能的解決方案。
參考答案:
1. 當(dāng)戶(hù)外溫度降低時(shí),水銀柱的位置會(huì)下降。這是因?yàn)樗y球的重力不變,而液柱下降導(dǎo)致杠桿失去平衡,使水銀柱的位置下降。同時(shí),由于液體熱脹冷縮的性質(zhì),液體的體積會(huì)減小,導(dǎo)致液柱下降。
2. 如果水銀柱的位置沒(méi)有發(fā)生變化,可能的原因是液體膨脹系數(shù)太小或容器內(nèi)液體太少。解決方案包括選擇膨脹系數(shù)較大的液體、增加液體的體積等。例如,可以選擇酒精作為測(cè)量液體,因?yàn)榫凭呐蛎浵禂?shù)較大;或者增加容器內(nèi)的液體體積,使水銀球受到的壓力增大,從而引起液柱的變化。