1、2018年上海市第四屆中學(xué)生物理學(xué)術(shù)競(jìng)賽競(jìng)賽規(guī)則.競(jìng)賽的背景國(guó)際青年物理學(xué)家錦標(biāo)賽(International Young Physicists Tournament,簡(jiǎn)稱IYPT)起源于莫斯科大學(xué)選拔優(yōu)秀學(xué)生的活動(dòng)，被各國(guó) 物理教育學(xué)家廣泛認(rèn)可，演變?yōu)閲?guó)際青年物理學(xué)家錦標(biāo)賽。競(jìng)賽側(cè)重各國(guó) 學(xué)子間的學(xué)術(shù)交流，針對(duì)17個(gè)開(kāi)放性的問(wèn)題各參賽團(tuán)隊(duì)各抒己見(jiàn)、友好討論、展示風(fēng)采、相互學(xué)習(xí)、共同提高。上海市中學(xué)生物理學(xué)術(shù)競(jìng)賽(Shanghai YoungPhysicists Tournament ,簡(jiǎn)稱SYPT旨在鍛煉學(xué)生解決復(fù)雜科學(xué)問(wèn)題 的能力，并且能夠針對(duì)這些問(wèn)題給出令人信服的解決方案。競(jìng)賽內(nèi)容及其形

2、 式參考和采納國(guó)際青年物理學(xué)家錦標(biāo)賽(International Young Physicists Tournament,簡(jiǎn)稱IYPT)的模式。采取團(tuán)隊(duì)辯論方式進(jìn)行，在國(guó)際賽事 17道題 中選用12個(gè)題目，中學(xué)生針對(duì)這些開(kāi)放性物理問(wèn)題的基本知識(shí)、理論分析、實(shí) 驗(yàn)設(shè)計(jì)、研究方案、結(jié)果討論等進(jìn)行辯論，深具科學(xué)教育價(jià)值。該項(xiàng)賽事提倡知 識(shí)學(xué)習(xí)與實(shí)驗(yàn)探索相結(jié)合，將物理問(wèn)題與日常生活相結(jié)合，有助于培養(yǎng)參賽學(xué)生 運(yùn)用物理學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)和技術(shù)以及物理實(shí)驗(yàn)的研究方法解決與日常生活相關(guān)的 某些實(shí)際問(wèn)題，注重學(xué)術(shù)研究能力，以及流暢的表達(dá)學(xué)術(shù)觀點(diǎn)與人際交往的能力， 注重個(gè)人能力與團(tuán)隊(duì)合作相結(jié)合，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)意識(shí)和協(xié)同研究

3、的能力。在 2015年 成功舉辦了上海市首屆中學(xué)生物理學(xué)術(shù)競(jìng)賽之后，2018年將繼續(xù)辦好上海市第四屆中學(xué)生物理學(xué)術(shù)競(jìng)賽。.競(jìng)賽的有關(guān)事宜競(jìng)賽題目2018年上海市中學(xué)生物理學(xué)術(shù)競(jìng)賽題目參考同年國(guó)際青年物理學(xué)家錦標(biāo)賽 題目，在力、熱、光、電等物理分支下的17個(gè)題目中選擇12題作為上海市中學(xué)生物理學(xué)術(shù)競(jìng)賽的試題，第1、3、4、5、6、7、9、11、12、14、15、17題,以此通知附件一的原文題目為準(zhǔn)，中文翻譯僅供參考。參賽隊(duì)組成與報(bào)名(1)參賽隊(duì)以團(tuán)隊(duì)形式報(bào)名，不接受個(gè)人報(bào)名；(2)每支隊(duì)伍由5名學(xué)生組成和1位指導(dǎo)教師(區(qū)聯(lián)隊(duì)可以增加2或3 位指導(dǎo)教師)組成；(3)上海市各區(qū)選拔一支隊(duì)伍參賽，浦東

4、新區(qū)可以選拔二支隊(duì)伍參賽，靜 安閘北兩區(qū)合并，只能選拔一支隊(duì)伍參賽；另外，上海市教委直屬學(xué)校的高中可 以自愿組隊(duì)參賽，不占所在區(qū)的名額。裁判本屆裁判由高校教師和中學(xué)教師聯(lián)合擔(dān)任，每個(gè)裁判組設(shè)裁判組長(zhǎng)一人，由高校教師擔(dān)任，負(fù)責(zé)主持競(jìng)賽進(jìn)程。競(jìng)賽規(guī)則本項(xiàng)競(jìng)賽以普通話為工作語(yǔ)言，以抽簽分組、團(tuán)隊(duì)辯論的方式進(jìn)行。賽前通 過(guò)抽簽分組，每支隊(duì)伍參加三輪對(duì)抗賽，每輪對(duì)抗賽由三支或四支隊(duì)伍參加。 抽 簽過(guò)程中要避免兩隊(duì)重復(fù)相遇。每一輪對(duì)抗賽分為三個(gè)階段，若有三支隊(duì)伍參加，這三支參賽隊(duì)在不同的階 段扮演三種不同角色，即：正方、反方和評(píng)論方 ，進(jìn)行三個(gè)階段的競(jìng)賽。每一輪對(duì)抗賽中角色的轉(zhuǎn)換順序如下:三支隊(duì)伍在一輪對(duì)

5、抗賽中三個(gè)階段的角色轉(zhuǎn)換順序:隊(duì)1隊(duì)2隊(duì)31階段正力反方評(píng)論方2階段評(píng)論方正力反方3階段反方評(píng)論方正力每一階段競(jìng)賽定時(shí)45分鐘，具體流程如下:流程限時(shí)（分鐘）反方向正方挑戰(zhàn)競(jìng)賽題目1正方接受或拒絕反方挑戰(zhàn)的題目正方準(zhǔn)備1正方進(jìn)行所選題的報(bào)告12反方向正力提問(wèn)，正力回答2反方準(zhǔn)備2反方的報(bào)告（最多3分鐘），正反方討論，13評(píng)論方提問(wèn)，正、反方回答3評(píng)論方準(zhǔn)備2評(píng)論方報(bào)告4正力思結(jié)發(fā)百1裁判提問(wèn)4總計(jì)45對(duì)抗賽中對(duì)不同角色的要求：正方就某一問(wèn)題做陳述時(shí)，要求重點(diǎn)突出，包括實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果、理論分析以及討論和結(jié)論等。反方就正方陳述中的弱點(diǎn)或者謬誤提出質(zhì)疑， 總結(jié)正方 報(bào)告的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)。但是，反方的

6、提問(wèn)內(nèi)容不得包括自己對(duì)問(wèn)題的解答， 只能討 論正方的解答，評(píng)論方對(duì)正反方的陳述給出簡(jiǎn)短評(píng)述。觀摩方不發(fā)表意見(jiàn)。在每一階段的競(jìng)賽中，每支隊(duì)伍只能由一人主控發(fā)言，其他隊(duì)員只能做協(xié)助 工作，可以和主控隊(duì)員交流，但不能替代主控隊(duì)員進(jìn)行陳述。在三輪分賽場(chǎng)比賽中，每位隊(duì)員作為正方主控隊(duì)員進(jìn)行陳述只能出現(xiàn)一次，每位隊(duì)員總共只有兩次主控機(jī)會(huì)（即每名隊(duì)員最多出場(chǎng)兩次），決賽不受限制。題目挑戰(zhàn)和拒絕規(guī)則：在同一輪對(duì)抗賽中，選用題目不能相同。反方可以向正方挑戰(zhàn)任何一道題目，但有以下情況除外：A）正方在先前競(jìng)賽及本輪中已經(jīng)拒絕過(guò)的題目B）正方在先前競(jìng)賽及本輪中已經(jīng)陳述過(guò)的題目C）反方在先前競(jìng)賽及本輪中作為反方挑戰(zhàn)過(guò)的

7、題目D）反方在先前競(jìng)賽及本輪中作為正方陳述過(guò)的題目如果可供挑戰(zhàn)的題目小于5道，則上述限制按照DCBA的順序予以解除。在一支隊(duì)伍的全部競(jìng)賽中正方對(duì)于可供挑戰(zhàn)的題目，總計(jì)可以拒絕三次而不被扣 分，之后每拒絕一次則從正方的加權(quán)系數(shù)中扣去 0.2分。評(píng)分與成績(jī)?cè)谝惠唽?duì)抗賽中，每一次階段賽過(guò)后，每位裁判就各隊(duì)承擔(dān)的角色表現(xiàn)打分， 分?jǐn)?shù)為1至10分的整數(shù)分?jǐn)?shù)，裁判組的平均分?jǐn)?shù)（一個(gè)最高分和一個(gè)最低分的 加權(quán)系數(shù)為0.5,其他分?jǐn)?shù)加權(quán)系數(shù)為1.0）作為該階段賽的成績(jī)（角色成績(jī)）。即:角色成績(jī)=（每個(gè)裁判打分總和-（最高分+最低分）/2） /（ 裁判數(shù)-1）計(jì)算參賽隊(duì)的一輪競(jìng)賽成績(jī)時(shí)，不同角色的加權(quán)系數(shù)不同。

8、具體如下：正方：X 3.0 （或者少于3.0,見(jiàn)競(jìng)賽規(guī)則）反方：X 2.0評(píng)論方：x 1.0各參賽隊(duì)在一輪對(duì)抗賽中的成績(jī)?yōu)楦麟A段賽成績(jī)的加權(quán)總和，并把結(jié)果四舍五入保留2位小數(shù)。各參賽隊(duì)的總成績(jī)?yōu)樵撽?duì)在所有三輪對(duì)抗賽中取得的成績(jī)總 和。以參賽總成績(jī)最后排名。為了競(jìng)賽的公平、公正，在前期的三輪競(jìng)賽中，每個(gè)參賽隊(duì)在服裝、道具、 制作PPT以及辯論等各個(gè)環(huán)節(jié)中，都不能出現(xiàn)學(xué)校的信息。只在前三名的表演賽 時(shí)可以使用學(xué)校的LOGO獎(jiǎng)勵(lì)辦法本次競(jìng)賽設(shè)特等獎(jiǎng)、一等獎(jiǎng)、二等獎(jiǎng)、三等獎(jiǎng)等獎(jiǎng)項(xiàng)和若干單項(xiàng)獎(jiǎng)。每支獲 獎(jiǎng)隊(duì)伍將獲得相應(yīng)的證書。附：Problems for the 31st IYPT 2018Releas

9、ed by the IOC on July 13th, 2017The originator of a new concept finds, as a rule, that it is much more difficult to find out why other people do not understand him, than it was to discover the new truth.Hermann von Helmholtz1.Invent YourselfConstruct a simple seismograph that amplifies a local distu

10、rbance by mechanical, optical or electrical methods. Determine the typical response curve of your device and investigate the parameters of the damping constant. What is the maximum amplification that you can achieve?你來(lái)發(fā)明構(gòu)造一個(gè)簡(jiǎn)單的地震儀，能通過(guò)機(jī)械、光學(xué)或電氣方法放大局部干擾。確定 設(shè)備的典型響應(yīng)曲線并調(diào)查阻尼常數(shù)的參數(shù)。您可以實(shí)現(xiàn)的最大放大倍數(shù)是多 少？*2.Colour

11、 of PowdersIf a coloured material is ground to a powder, in some cases the resulting powder may have a different colour to that of the original material. Investigate how the degree of grinding affects the apparent colour of the powder.粉末的顏色如果將有色材料研磨成粉末，在某些情況下，所得到的粉末可能具有與原始 材料不同的顏色。調(diào)查研磨程度如何影響粉末的表觀顏色。

12、.Dancing CoinTake a strongly cooled bottle and put a coin on its neck.Over time you will hear a noise and see movements of the coin. Explain this phenomenon and investigate how the relevant parameters affect the dance.跳舞的硬幣拿一個(gè)強(qiáng)烈冷卻的瓶子，然后把一個(gè)硬幣放在瓶頸口上。一段時(shí)間后你會(huì)聽(tīng) 到噪音并觀察到這個(gè)硬幣的運(yùn)動(dòng)。解釋這一現(xiàn)象，并調(diào)查相關(guān)參數(shù)如何影響這個(gè) 舞蹈。.Her

13、ons FountainConstruct a Heron fountain and explain how it works.Investigate how the relevant parameters affect the height of the water jet.海倫噴泉構(gòu)造一個(gè)海倫噴泉并解釋它怎樣工作。研究相關(guān)參數(shù)是如何影響水柱高度 的。.Drinking StrawWhen a drinking straw is placed in a glass of carbonated drink, it can rise up, sometimes toppling over the

14、 edge of the glass. Investigate and explain the motion of the straw and determine the conditions under which the straw will topple.吸管當(dāng)一根吸管放在一杯碳酸飲料里的時(shí)候，它可以升高，有時(shí)翻倒在玻璃杯的邊 緣。研究并解釋吸管的運(yùn)動(dòng)，并判斷在哪種條件下，吸管會(huì)倒下。.Ring OilerAn oiled horizontal cylindrical shaft rotates around its axis at constant speed. Make a ring

15、 from a cardboard disc with the inner diameter roughly twice the diameter of the shaft and put the ring on the shaft. Depending on the tilt of the ring, it can travel along the shaft in either direction.Investigate the phenomenon.環(huán)形潤(rùn)滑器一根涂了油的水平圓柱軸能繞著它的軸以恒速旋轉(zhuǎn)。 用硬紙板盤做一個(gè)內(nèi)徑 大概為軸直徑兩倍的環(huán)，并把它放在軸上。根據(jù)傾斜程度，它可以沿

16、著軸向兩個(gè)方 向運(yùn)動(dòng)。研究這個(gè)現(xiàn)象。.Conical PilesNon-adhesive granular materials can be poured such that they form a cone-like pile. Investigate the parameters that affect the formation of the cone and the angle it makes with the ground.錐形堆倒下一些不具有黏性的顆粒材料，使它們能形成一個(gè)錐型的堆。研究影響錐 的形成和錐與地面形成的角度的相關(guān)因素。*8.Cusps in a CylinderA

17、horizontal cylinder is partially f川ed with a viscous fluid.When the cylinder is rotated aroundits axis, unusual fluid behaviour can be observed, such as cusp-like shapes on the walls of the cylinder. Investigate the phenomenon.筒中尖一個(gè)水平圓柱筒被一種黏性流體部分充滿。當(dāng)圓筒繞著它的軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，可以觀察到不尋常的流體現(xiàn)象，如筒內(nèi)壁上的尖銳形狀。研究該現(xiàn)象。9.Candle

18、 in WaterAdd some weight to a candle such that it barely floats in water. As the candle burns, it may continue to float. Investigate and explain this phenomenon.水中蠟燭給一根蠟燭加點(diǎn)重量，使其幾乎無(wú)法浮在水里上。當(dāng)蠟燭燃燒時(shí)，它可能會(huì)繼 續(xù)漂浮。研究并解釋這一現(xiàn)象。*10.Tesla ValveA Tesla valve is afixed-geometry, passive, one-direction valve. A Tesla

19、 valve offers a resistance to flow that is much greater in one direction compared to the other. Create such a Tesla valve and investigate its relevant parameters.特斯拉閥特斯拉閥是一種幾何形狀固定的被動(dòng)單向閥。特斯拉閥對(duì)單方向流動(dòng)的阻礙要比對(duì)另一方向的阻礙大得多。制造這樣一個(gè)特斯拉閥，并研究它的相關(guān)參數(shù)。.Azimuthal-Radial PendulumFix one end of a horizontal elastic rod

20、to a rigid stand. Support the other end of the rod with a taut string to avoid vertical deflection and suspend a bob from it on another string (see figure). In the resulting pendulum the radial oscillations (parallel to the rod) can spontaneously convert into azimuthal oscillations (per pendicular t

21、o the rod) and vice versa. Investigate the phenomenon.方位角-徑向擺將一根彈性棒的一端水平固定在硬支架上。用一根繃緊的繩吊起棒的另一端 以避免豎直方向的偏差，并用另一根繩在上面懸掛一個(gè)擺錘。 得到的擺的徑向振 動(dòng)(與棒平行)能自發(fā)地轉(zhuǎn)變成有方位角的振動(dòng)(與棒垂直)，反之亦然。研究這個(gè)現(xiàn)象。.Curie Point EngineMake a nickel disc that can rotate freely around its axis.Place a magnet near the edge of the discand heat th

22、is side of it. The disc starts to rotate. Investigate the parameters affecting the rotation and optimize the design for a steady motion.居里點(diǎn)引擎制作一個(gè)可以圍繞它的軸心自由旋轉(zhuǎn)的鍥盤。在靠近鍥盤邊緣的地方放置一塊磁鐵并對(duì)這一側(cè)進(jìn)行加熱。鍥盤開(kāi)始旋轉(zhuǎn)。研究影響鍥盤轉(zhuǎn)動(dòng)的因素，并優(yōu)化 你的設(shè)計(jì)，使之穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)。*13.Weighing TimeIt is commonly known that an hourglass changesits weight(as m

23、easured by a scale) while flowing.Investigate this phenomenon.稱量時(shí)間眾所周知，沙漏在流沙時(shí)，它(用秤稱出來(lái)的)重量會(huì)發(fā)生變化。研究這個(gè) 現(xiàn)象。14.Radiant LanternWhen taking a picture of a glowing lantern at night, a number of rays emanating from the centre of the lantern may appear in the pictures. Explain and investigate this phenomenon.燈光四射晚上拍攝發(fā)光的燈籠，照片上可能會(huì)出現(xiàn)一些從燈籠中心放射出來(lái)的光線。 解釋并研究這一現(xiàn)象。15.Blowing BubblesWhen blowing on a soap film in a ring, a bubble may beformed. The liquid film may pop or continue to exist.Investigate how the number of bubbles produced from