2013年cupt题目及评分规则

中国的学生物理学术竞赛（CUPT）最新比赛评分标准

IYPT 2013 in Taipei, Taiwan The IYPT 2013 will take place in Taipei, Taiwan. Further information will be announced in due time. CUPT 2013 将于2013年8月在兰州大学举行。

1. Invent yourself It is more difficult to bend a paper sheet, if it is folded “accordion style” or rolled into a tube. Using a single A4 sheet and a small amount of glue, if required, construct a bridge spanning a gap of 280 mm. Introduce parameters to describe the strength of your bridge, and optimise some or all of them.

2. Elastic space The dynamics and apparent interactions of massive balls rolling on a stretched horizontal membrane are often used to illustrate gravitation. Investigate the system further. Is it possible to define and measure the apparent “gravitational constant” in such a “world”?

3. Bouncing ball If you hold a Ping-Pong ball above the ground and release it, it bounces. The nature of the collision changes if the ball contains liquid. Investigate how the nature of the collision depends on the amount of liquid inside the ball and other relevant parameters.

4. Soliton A chain of similar pendula is mounted equidistantly along a horizontal axis, with adjacent pendula being

connected with light strings. Each pendulum can rotate about the axis but can not move sideways (see figure). Investigate the propagation of a deflection along such a chain. What is the speed for a solitary wave, when each pendulum undergoes an entire 360º revolution?

5. Levitation

A light ball (e.g. a Ping-Pong ball) can be supported on an upward airstream. The airstream can be tilted yet still support the ball. Investigate the effect and optimise the system to produce the maximum angle of tilt that results in a stable ball position.

6. Coloured plastic

In bright light, a transparent plastic object (e.g. a blank CD case) can sometimes shine in various colours (see figure). Study and explain the phenomenon. Ascertain if one also sees the colours when various light sources are used.

7. Hearing light Coat one half of the inside of a jar with a layer of soot and drill a hole in its cover (see figure). When light

from a light bulb connected to AC hits the jar’s black wall, a distinct sound can be heard. Explain and investigate the phenomenon.

8. Jet and film

A thin liquid jet impacts on a soap film (see figure). Depending on relevant parameters, the jet can either penetrate through the film or merge with it, producing interesting shapes. Explain and investigate this interaction and the resulting shapes.

9. Carbon microphone

For many years, a design of microphone has involved the use of carbon granules. Varying pressure on the granules produced by incident sound waves produces an electrical output signal. Investigate the components of such a device and determine its characteristics.

10. Water rise

Fill a saucer up with water and place a candle vertically in the middle of the saucer. The candle is lit and then covered by a transparent beaker. Investigate and explain the further phenomenon.

11. Ball bearing motor

A device called a “Ball Bearing Motor” uses electrical energy to create rotational motion. On what parameters do the motor efficiency and the velocity of the rotation depend? (Take care when

working with high currents!)

12. Helmholtz carousel Attach Christmas tree balls on a low friction mounting (carousel) such that the hole in each ball points in a tangential direction. If you expose this arrangement to sound of a suitable frequency and intensity, the carousel starts to rotate. Explain this phenomenon and investigate the parameters that result in the maximum rotation speed of the carousel.

13. Honey coils A thin, downward flow of viscous liquid, such as honey, often turns itself into circular coils. Study and explain this phenomenon.

14. Flying chimney Make a hollow cylindrical tube from light paper (e.g. from an empty tea bag). When the top end of the cylinder is lit, it takes off. Explain the phenomenon and investigate the parameters that influence the lift-off and dynamics of the cylinder.

15. Meniscus optics

Cut a narrow slit in a thin sheet of opaque material. Immerse the sheet in a liquid such as water. After removing the sheet from the liquid, you will see a liquid film in the slit. Illuminate the slit and study the resulting pattern.

16. Hoops

An elastic hoop is pressed against a hard surface and then suddenly released. The hoop can jump high in the air. Investigate how the height of the jump depends on the relevant parameters.

17. Fire hose Consider a hose with a water jet coming from its nozzle. Release the hose and observe its subsequent motion. Determine the parameters that affect this motion.

Authors of the original proposals: Ivan Antsipau, John Balcombe, Samuel Byland, Jürgen Durst, Lukasz Gladczuk, Gavin Jennings, Heinz Kabelka, Rudolf Lehn, Maciej Malinowski, Ilya Martchenko, Björn Miksch, Florian Ostermaier, Stanislau Piatru a, Martin Plesch, Qian Sun, Hassan Bagheri Vloujerdi.

The selection of problems was prepared and suggested on July 12, 2012 by the IYPT Committee for Problem Selection (John Balcombe, Samuel Byland, Ilya Martchenko, Feng Song.) The problems were discussed, edited and approved by the IYPT IOC on July 28, 2012.

Pictures:

"Soliton" © 2012 Andrei Klishin "Coloured plastic" © 2012 Evgeny Oleinik "Hearing light" © 2012 Kathryn Zealand "Jet and film" © 2012 Stanis a Piatru a

References Below, find a link to supporting materials concerning the problems.

These materials are provided by independent persons or organizations, for the benefit of everyone who is interested. If you want your material listed here, contact the Executive Committee.

The IYPT wants to stress that any information found on any of these sites shall in no way be considered binding and authoritative.

We kindly remind all readers that the IYPT guidelines clearly stand for standard scientific conduct and proper procedures for citing material that is not one's own work, while the grading has a focus on the novelty and consistency of the original research results presented.

1。创造自己

这是更难以弯曲的纸张，如果它是“手风琴式”折叠或卷成筒。如果需要的话，使用一个单一的A4纸和少量胶水，构建的桥梁，跨越280毫米的间隙。介绍参数来描述你的桥的强度，优化其中的部分或全部。

2。弹性空间

的动态和大规模滚动的球上的拉伸水平膜的明显的相互作用通常用于说明引力。进一步调查系统。是否可以界定和衡量明显的“引力常数”在这样一个“世界”？

3。弹力球

如果您持有的是乒乓球在地面之上，并释放它，它反弹。碰撞的性质变化，如果球包含液体。调查的碰撞的性质如何依赖于在球内部的液体的量和其他相关参数。

4。孤子

类似垂A链等距离沿水平轴被安装，连接相邻的垂灯串。每一个钟摆可以旋转的轴，不能侧身移动（见图）。调查的偏转沿着这样一条链的传播。孤立波的速度是多少时每摆经历了整个360º革命的吗？

5。磁悬浮

一个光球（如乒乓球），可以支持向上的气流。可倾斜的气流，但仍然支持球。调查的效果，和优化的系统，以产生最大的倾斜角度，在一个稳定的球的位置的结果。

6。彩色塑料

在明亮的光线，透明的塑料物体（如一张空白的CD的情况下）有时可以在各种颜色的光芒（见图）。研究和解释的现象。确定是否也看到时所使用的各种光源的颜色。

7。听光

外套的一半里面的jar包一层锅灰，钻一个孔，在它的封面（见图）。当光线从灯泡连接到AC命中JAR的黑墙，可以听到明显的声音。解释和研究的现象。

8。 Jet和电影

薄肥皂膜液体射流的影响（见图）。根据相关参数，喷射可以渗透通过薄膜或合并，产生有趣的形状。解释和研究这种相互作用，以及由此产生的形状。

9。碳麦克风

对于许多年，一个设计的麦克风已经涉及的碳颗粒的使用。于颗粒上产生的入射声波的压力变化产生的电输出信号。调查这样的装置的组成部分，并确定其特性。

10。水上升

填充茶托与水和垂直飞碟中间放置一个蜡烛。蜡烛点燃，然后盖上透明烧杯中。调查和进一步解释的现象。

11。滚珠轴承电机

的设备被称为“球轴承马达使用电能产生旋转运动。在什么样的参数的旋转电机的效率和速度的依赖？ （高电流工作时一定要小心！）

12。亥姆霍兹旋转木马

附加圣诞树上的低摩擦球安装（传送带），使得每个球点的切线方向中的孔。如果你暴露安排一个合适的频率和强度的声音，转盘开始转动。解释这种现象，和调查结果的参数中的最

大旋转速度的传送带。

13。亲爱的线圈

薄，向下流动的粘稠液体，如蜂蜜，，经常将成为圆形线圈。研究和解释这一现象。

14。飞行烟囱

一个中空的圆柱形管光纸（例如，从一个空的茶叶袋）。当气缸的上端被点亮时，起飞。解释这种现象，调查的剥离和气缸的动力学参数的影响。

15。半月板光学

在薄片状的不透明材料剪切一个狭窄的缝隙。片材浸泡在诸如水的液体。从液体中取出纸张后，你会看到一个液膜的缝隙。照亮狭缝和研究模式。

16。篮球

按压的弹性箍在坚硬的表面上，然后突然释放。箍可以跳在空中。调查的跳跃的高度如何取决于有关参数。

17。消防水带

考虑用喷水来自其喷嘴的软管。松开软管，并观察其随后的议案。确定的参数影响这项议案。

1。创造自己

这是更难以弯曲的纸张，如果它是“手风琴式”折叠或卷成筒。如果需要的话，使用一个单一的A4纸和少量胶水，构建的桥梁，跨越280毫米的间隙。介绍参数来描述你的桥的强度，优化其中的部分或全部。

2。弹性空间

的动态和大规模滚动的球上的拉伸水平膜的明显的相互作用通常用于说明引力。进一步调查系统。是否可以界定和衡量明显的“引力常数”在这样一个“世界”？

3。弹力球

如果您持有的是乒乓球在地面之上，并释放它，它反弹。碰撞的性质变化，如果球包含液体。调查的碰撞的性质如何依赖于在球内部的液体的量和其他相关参数。

4。孤子

类似垂A链等距离沿水平轴被安装，连接相邻的垂灯串。每一个钟摆可以旋转的轴，不能侧身移动（见图）。调查的偏转沿着这样一条链的传播。孤立波的速度是多少时每摆经历了整个360º革命的吗？

5。磁悬浮

一个光球（如乒乓球），可以支持向上的气流。可倾斜的气流，但仍然支持球。调查的效果，和优化的系统，以产生最大的倾斜角度，在一个稳定的球的位置的结果。

6。彩色塑料

在明亮的光线，透明的塑料物体（如一张空白的CD的情况下）有时可以在各种颜色的光芒（见图）。研究和解释的现象。确定是否也看到时所使用的各种光源的颜色。

7。听光

外套的一半里面的jar包一层锅灰，钻一个孔，在它的封面（见图）。当光线从灯泡连接到AC命中JAR的黑墙，可以听到明显的声音。解释和研究的现象。

8。 Jet和电影

薄肥皂膜液体射流的影响（见图）。根据相关参数，喷射可以渗透通过薄膜或合并，产生有趣的形状。解释和研究这种相互作用，以及由此产生的形状。

9。碳麦克风

对于许多年，一个设计的麦克风已经涉及的碳颗粒的使用。于颗粒上产生的入射声波的压力变化产生的电输出信号。调查这样的装置的组成部分，并确定其特性。

10。水上升

填充茶托与水和垂直飞碟中间放置一个蜡烛。蜡烛点燃，然后盖上透明烧杯中。调查和进一步解释的现象。

11。滚珠轴承电机

的设备被称为“球轴承马达使用电能产生旋转运动。在什么样的参数的旋转电机的效率和速度的依赖？ （高电流工作时一定要小心！）

12。亥姆霍兹旋转木马

附加圣诞树上的低摩擦球安装（传送带），使得每个球点的切线方向中的孔。如果你暴露安排一个合适的频率和强度的声音，转盘开始转动。解释这种现象，和调查结果的参数中的最

大旋转速度的传送带。

13。亲爱的线圈

薄，向下流动的粘稠液体，如蜂蜜，，经常将成为圆形线圈。研究和解释这一现象。

14。飞行烟囱

一个中空的圆柱形管光纸（例如，从一个空的茶叶袋）。当气缸的上端被点亮时，起飞。解释这种现象，调查的剥离和气缸的动力学参数的影响。

15。半月板光学

在薄片状的不透明材料剪切一个狭窄的缝隙。片材浸泡在诸如水的液体。从液体中取出纸张后，你会看到一个液膜的缝隙。照亮狭缝和研究模式。

16。篮球

按压的弹性箍在坚硬的表面上，然后突然释放。箍可以跳在空中。调查的跳跃的高度如何取决于有关参数。

17。消防水带

考虑用喷水来自其喷嘴的软管。松开软管，并观察其随后的议案。确定的参数影响这项议案。

1。创造自己

这是更难以弯曲的纸张，如果它是“手风琴式”折叠或卷成筒。如果需要的话，使用一个单一的A4纸和少量胶水，构建的桥梁，跨越280毫米的间隙。介绍参数来描述你的桥的强度，优化其中的部分或全部。

2。弹性空间

的动态和大规模滚动的球上的拉伸水平膜的明显的相互作用通常用于说明引力。进一步调查系统。是否可以界定和衡量明显的“引力常数”在这样一个“世界”？

3。弹力球

如果您持有的是乒乓球在地面之上，并释放它，它反弹。碰撞的性质变化，如果球包含液体。调查的碰撞的性质如何依赖于在球内部的液体的量和其他相关参数。

4。孤子

类似垂A链等距离沿水平轴被安装，连接相邻的垂灯串。每一个钟摆可以旋转的轴，不能侧身移动（见图）。调查的偏转沿着这样一条链的传播。孤立波的速度是多少时每摆经历了整个360º革命的吗？

5。磁悬浮

一个光球（如乒乓球），可以支持向上的气流。可倾斜的气流，但仍然支持球。调查的效果，和优化的系统，以产生最大的倾斜角度，在一个稳定的球的位置的结果。

6。彩色塑料

在明亮的光线，透明的塑料物体（如一张空白的CD的情况下）有时可以在各种颜色的光芒（见图）。研究和解释的现象。确定是否也看到时所使用的各种光源的颜色。

7。听光

外套的一半里面的jar包一层锅灰，钻一个孔，在它的封面（见图）。当光线从灯泡连接到AC命中JAR的黑墙，可以听到明显的声音。解释和研究的现象。

8。 Jet和电影

薄肥皂膜液体射流的影响（见图）。根据相关参数，喷射可以渗透通过薄膜或合并，产生有趣的形状。解释和研究这种相互作用，以及由此产生的形状。

9。碳麦克风

对于许多年，一个设计的麦克风已经涉及的碳颗粒的使用。于颗粒上产生的入射声波的压力变化产生的电输出信号。调查这样的装置的组成部分，并确定其特性。

10。水上升

填充茶托与水和垂直飞碟中间放置一个蜡烛。蜡烛点燃，然后盖上透明烧杯中。调查和进一步解释的现象。

11。滚珠轴承电机

的设备被称为“球轴承马达使用电能产生旋转运动。在什么样的参数的旋转电机的效率和速度的依赖？ （高电流工作时一定要小心！）

12。亥姆霍兹旋转木马

附加圣诞树上的低摩擦球安装（传送带），使得每个球点的切线方向中的孔。如果你暴露安排一个合适的频率和强度的声音，转盘开始转动。解释这种现象，和调查结果的参数中的最

大旋转速度的传送带。

13。亲爱的线圈

薄，向下流动的粘稠液体，如蜂蜜，，经常将成为圆形线圈。研究和解释这一现象。

14。飞行烟囱

一个中空的圆柱形管光纸（例如，从一个空的茶叶袋）。当气缸的上端被点亮时，起飞。解释这种现象，调查的剥离和气缸的动力学参数的影响。

15。半月板光学

在薄片状的不透明材料剪切一个狭窄的缝隙。片材浸泡在诸如水的液体。从液体中取出纸张后，你会看到一个液膜的缝隙。照亮狭缝和研究模式。

16。篮球

按压的弹性箍在坚硬的表面上，然后突然释放。箍可以跳在空中。调查的跳跃的高度如何取决于有关参数。

17。消防水带

考虑用喷水来自其喷嘴的软管。松开软管，并观察其随后的议案。确定的参数影响这项议案。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/sotq.html