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2013年国际青年物理学家竞赛IYPT题目


2013 年第 26 届国际青年物理学家竞赛 IYPT 题目(参考翻译)
1.自己创造 如果一张纸被“手风琴式”折叠或者被卷成筒,那么它将更加难以弯曲。使 用一张单一的 A4 纸和少量胶水,如果需要的话,构建一座跨越 280 毫米间隙的 桥梁。介绍相关参数,用以描述该桥梁的强度,并优化其中的部分参数或全部参 数。

2.弹性空间 大球在水平拉伸膜上滚动的动态效果和它们之间明显的相互作用通常用于 说明引力场。进一步探究该系统。在这样一个“引力场世界”确定和测量明显的 “引力常数”是否可能?

3.弹力球 如果你站在地面上拿着乒乓球,并释放它,它会反弹。如果乒乓球内含有液

体, 碰撞的性质会发生变化。 探究碰撞的性质如何取决于球内液体的含量和其他 相关参数。

4.孤子 沿水平轴等距离安装一链相似的摆,相邻的摆用轻绳相连接。每一个摆可以 绕轴旋转,但不能侧向移动(见图) 。探究沿着这样一条链的一种旋转的传播。 当各摆都经历 360?旋转时,孤立波的速度是多少?

5.悬浮空中 一个轻球(如乒乓球) ,可以被向上的气流所支撑。气流的方向可以倾斜, 然而它仍然可以支撑球。探究气流倾斜的影响,并优化该系统,得出在保持球处 于稳定状态的情况下,气流倾斜的最大角度。

6.彩色塑料 在明亮光线的照射下,一个透明的塑料物体(如一张空白的 CD 外壳)有时 可以呈现各种不同的颜色(见图) 。研究和解释这种现象。确定一下,当使用各 种不同颜色的光源时,是否也可以看到这些颜色。

7.聆听光的声音 将一个罐子内表面的一半涂一层锅灰,并在它的盖子上钻一个孔(见图) 。 当连接交流电的灯泡发出的光线射到罐子的黑墙(锅灰层)时,可以听到明显的 声音。解释和探究这种现象。

8.喷射和薄膜 喷射的细液体流对肥皂薄膜的作用(见图) 。喷射的液体流可以渗透通过薄 膜或者与薄膜合并,产生有趣的形状,这取决于相关参数。解释和探究这种相互 作用,以及由此产生的形状。

9.碳麦克风 一个麦克风的设计已经涉及碳颗粒的使用很多年了。入射声波在颗粒上产生 的压力变化会产生电的输出信号。探究这样一个装置的组成,并确定其特性。

10.水上升

在一个装有水的碟子中间垂直放置一根蜡烛。点燃蜡烛 ,然后罩上一个透明 的烧杯。探究并解释发生的现象。

11.滚珠轴承电机 一种被称为“滚珠轴承电机”的装置通过使用电能产生转动。该电机的效率 和转速取决于哪些参数?( 高电流工作时一定要小心!)

12.亥姆霍兹旋转木马 在低摩擦的装置上 ( 如旋转木马 ) 系上圣诞树球 , 每个球都有沿切线方向的 洞。如果将这个装置放在合适频率和强度的声音环境里,该装置会开始旋转。解 释这一现象并研究使该装置达到最大转速的参数。

13.蜂蜜线圈 一种细的,向下流动的粘稠液体,如蜂蜜,往往会形成圆形线圈。研究和解释 这一现象。

14.会飞的烟囱 用一张轻的纸(例如一个空的茶叶袋) 制成一个空心圆筒。当点燃该圆筒的 上端时,它会飞起来。 解释这种现象, 并探究影响圆筒起飞的参数和动力的参数。

15.半月板光学 在一张薄片状的不透明材料上剪切一条狭缝。把该材料浸泡在液体(如水) 中。从液体中拿出该材料后,你将看到狭缝里有液膜。照亮该狭缝并研究液膜上 的图案。

16.弹性环 将一个弹性圆环压在硬表面上,然后突然释放。圆环可以跳起来。探究圆环 跳起的高度如何取决于相关参数。

17.消防水带 有一根带有喷嘴的软管,水流从喷嘴射出。释放该软管并观察其后续运动。 研究影响该运动的相关参数。


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