第二十二章:竞赛的危险
例行检查过后,徐川进入考场,拿到了试卷。
桌上的摆放的仪器让他猜到了这次考试的大致内容,拾起洁白的试卷一看,果然和他预估的差不多。
“全国中学生物理竞赛实验考试试题。”
试题一:测试同轴电缆的等效电路参数。
引言:在普通电路中,当电流或电压信号的频率较低时,电信号基本上是沿着导线回路传输的。
如果信号频率高达几百kHz以上,即是所谓的射频信号,普通导线就会像天线一样向空间发射电磁波,因而不能成为电信号传输的有效通道。
为了传输射频信号,通常采用一类特殊结构的传输线,如同轴电缆.......,使用时,一端接信号源,另一端接负载
本实验用不同的方法测量同一根均匀同轴电缆的多个特征参数。忽略同轴电缆的损耗。所有结果都不评估不确定度。
实验装置长度为5.00米的待测同轴电缆、信号源(内阻为R0,可以产生不同频率、不同波形的信号)、交流电压表(可以测量交流电压的有效值)两台、双通道数字示波器、电阻、导线等。
实验内容
A.用低频正弦信号测量同轴电缆的等效电容与等效电感(8分)
当正弦信号的频率ƒ₀很低、波长远大于待测同轴电缆的长度时,待测同轴电缆可近似用图2所示电路等效,其中C₁、L₁分别是低频条件下整条待测同轴电缆的等效电容和等效电感,且满足以下关系:
1/2πƒ₀C₁2πƒ₀L₁
B.用脉冲方波信号测量同轴电缆的特征阻抗、波速、单位长度的等效电容和等效电感(32分)
(1)当信号频率较高、波长接近或远小于同轴电缆的长度时,流过中心导体的电流和内外导体间的电压沿电缆呈现波动性变化。如果将同轴电缆分成若干小段,使得每一小段的长度
(2)特征阻抗是同轴电缆的一个基本参数。如果将两根特征阻抗分别为z。和Z₃的同轴电缆连接在一起,如图4(a)所示,则在连接两者的界面上会发生透射和反射。设输入信号通过特征阻抗为Z。的同轴电缆到达界面处的电压为
一道题目,两组实验,三个内容。
徐川花费了几分钟的时间将题目完整的浏览了一遍。
相比较笔试来说,实验题其实并没有太多的新意,无非就是电流、光学、声波、磁场这些高中物理的内容。
和顶尖物理相比,高中物理能留给学生做的实验并不是很多。
哪怕能参加竞赛的学生学识都远超普通高中生,但终究是还没有进入大学,没有走入社会,那些中高端的仪器,以及有危险性的实验,比如高压电流之类的实验是不大可能对他们开放的。
这一次的国决,考的是等效电路、等效电感和脉冲信号。
放到物理实验中,算是比较普通的,题目难度方面并不算很高,但是实验步骤相当繁琐,需要参加考试的学生相当细心。
毕竟步骤多,意味着能扣分的地方也相当多。
哪怕是徐川,也兢兢业业以标准流程来做实验。
“砰~”
忽的,一道像什么东西掉地上的响声在考场中出现,惊得正在做实验的众人纷纷抬头,中断了操作。
徐川也不例外,顺着声音扭头看去,原来是一名同学将桌上的电表扫到了地上。
黑白色电表在地上滚了两圈,砸破了一个角落,溅起两块细小的玻璃碎片。
而电表所属实验桌的考生,大概是第一次参加国决,手抖将仪器摔了后站在那里瑟瑟发抖,一脸菜色,不知道该如何是好。
响声引起了监考老师的注意,径直走了过去,从地上捡起了摔坏的电表,查看了一下。
一旁,瑟瑟发抖的考生看到正检查仪器的老师,感觉自己闯了祸,在国决巨大的压力下,眼前一黑,身体一软竟然直接晕了过来。
这下倒好,轮到监考老师瑟瑟发抖了。
顾不上破烂的电表,他连忙走了过去,将晕倒的考生扶了起来。
“喂!”
“同学,同学。”
“醒醒,醒醒。”
有人晕倒,监考的老师顿时就急了,两三个监考老师立刻走了过来对这名学生展开急救,其他监考老师则继续维持考场继续。
“医护组的人呢,三号考场有学生晕倒了,快过来。”
考场大乱,监考老师一边掐人中按太阳穴进行急救,一边呼叫考场外的医护人员。
很快,收到求助信息的医护人员便赶了过来,将这名晕倒的学生抬了出去。
晕倒的学生送走,监考老师返回考场,继续支持监考工作,不过被这一打岔,整个考场中的气氛就变了。
有人愈发紧张,有人拿电源的手都在发抖
徐川摇了摇头,继续自己的实验。
其实不管是数竞还是物竞,每年在考场上晕倒的人都有。
特别是那些第一次杀入国决,参加国试的学生,在巨大的压力下,任何一点风吹草动都可能导致脑海中那根紧绷的神经断弦。
不过相比较化学竞赛,数学物理还是要好很多的,至少没有外在危险。
数竞没有实验题,物竞的实验题基本没什么危险。
但化学竞赛就不同,化学竞赛的实验题中有时候会出现各类危险物质。
比如多聚甲醛、氨基乙酸、苯二胺、苯酚.....等化学物质。
这些东西在化学竞赛中是常见且常用的材料,但都有毒,有些甚至是剧毒,容易通过皮肤和空气进入人体,造成伤害。
如果有经常在化学实验室做实验的化竞党都应该知道,每年因为化学竞赛而中毒的学生不在少数。
而化竞的老师带竞赛说的最多的话也就是提醒学生注意安全。
所以参加竞赛,其实也是有危险的。
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桌上的摆放的仪器让他猜到了这次考试的大致内容,拾起洁白的试卷一看,果然和他预估的差不多。
“全国中学生物理竞赛实验考试试题。”
试题一:测试同轴电缆的等效电路参数。
引言:在普通电路中,当电流或电压信号的频率较低时,电信号基本上是沿着导线回路传输的。
如果信号频率高达几百kHz以上,即是所谓的射频信号,普通导线就会像天线一样向空间发射电磁波,因而不能成为电信号传输的有效通道。
为了传输射频信号,通常采用一类特殊结构的传输线,如同轴电缆.......,使用时,一端接信号源,另一端接负载
本实验用不同的方法测量同一根均匀同轴电缆的多个特征参数。忽略同轴电缆的损耗。所有结果都不评估不确定度。
实验装置长度为5.00米的待测同轴电缆、信号源(内阻为R0,可以产生不同频率、不同波形的信号)、交流电压表(可以测量交流电压的有效值)两台、双通道数字示波器、电阻、导线等。
实验内容
A.用低频正弦信号测量同轴电缆的等效电容与等效电感(8分)
当正弦信号的频率ƒ₀很低、波长远大于待测同轴电缆的长度时,待测同轴电缆可近似用图2所示电路等效,其中C₁、L₁分别是低频条件下整条待测同轴电缆的等效电容和等效电感,且满足以下关系:
1/2πƒ₀C₁2πƒ₀L₁
B.用脉冲方波信号测量同轴电缆的特征阻抗、波速、单位长度的等效电容和等效电感(32分)
(1)当信号频率较高、波长接近或远小于同轴电缆的长度时,流过中心导体的电流和内外导体间的电压沿电缆呈现波动性变化。如果将同轴电缆分成若干小段,使得每一小段的长度
(2)特征阻抗是同轴电缆的一个基本参数。如果将两根特征阻抗分别为z。和Z₃的同轴电缆连接在一起,如图4(a)所示,则在连接两者的界面上会发生透射和反射。设输入信号通过特征阻抗为Z。的同轴电缆到达界面处的电压为
一道题目,两组实验,三个内容。
徐川花费了几分钟的时间将题目完整的浏览了一遍。
相比较笔试来说,实验题其实并没有太多的新意,无非就是电流、光学、声波、磁场这些高中物理的内容。
和顶尖物理相比,高中物理能留给学生做的实验并不是很多。
哪怕能参加竞赛的学生学识都远超普通高中生,但终究是还没有进入大学,没有走入社会,那些中高端的仪器,以及有危险性的实验,比如高压电流之类的实验是不大可能对他们开放的。
这一次的国决,考的是等效电路、等效电感和脉冲信号。
放到物理实验中,算是比较普通的,题目难度方面并不算很高,但是实验步骤相当繁琐,需要参加考试的学生相当细心。
毕竟步骤多,意味着能扣分的地方也相当多。
哪怕是徐川,也兢兢业业以标准流程来做实验。
“砰~”
忽的,一道像什么东西掉地上的响声在考场中出现,惊得正在做实验的众人纷纷抬头,中断了操作。
徐川也不例外,顺着声音扭头看去,原来是一名同学将桌上的电表扫到了地上。
黑白色电表在地上滚了两圈,砸破了一个角落,溅起两块细小的玻璃碎片。
而电表所属实验桌的考生,大概是第一次参加国决,手抖将仪器摔了后站在那里瑟瑟发抖,一脸菜色,不知道该如何是好。
响声引起了监考老师的注意,径直走了过去,从地上捡起了摔坏的电表,查看了一下。
一旁,瑟瑟发抖的考生看到正检查仪器的老师,感觉自己闯了祸,在国决巨大的压力下,眼前一黑,身体一软竟然直接晕了过来。
这下倒好,轮到监考老师瑟瑟发抖了。
顾不上破烂的电表,他连忙走了过去,将晕倒的考生扶了起来。
“喂!”
“同学,同学。”
“醒醒,醒醒。”
有人晕倒,监考的老师顿时就急了,两三个监考老师立刻走了过来对这名学生展开急救,其他监考老师则继续维持考场继续。
“医护组的人呢,三号考场有学生晕倒了,快过来。”
考场大乱,监考老师一边掐人中按太阳穴进行急救,一边呼叫考场外的医护人员。
很快,收到求助信息的医护人员便赶了过来,将这名晕倒的学生抬了出去。
晕倒的学生送走,监考老师返回考场,继续支持监考工作,不过被这一打岔,整个考场中的气氛就变了。
有人愈发紧张,有人拿电源的手都在发抖
徐川摇了摇头,继续自己的实验。
其实不管是数竞还是物竞,每年在考场上晕倒的人都有。
特别是那些第一次杀入国决,参加国试的学生,在巨大的压力下,任何一点风吹草动都可能导致脑海中那根紧绷的神经断弦。
不过相比较化学竞赛,数学物理还是要好很多的,至少没有外在危险。
数竞没有实验题,物竞的实验题基本没什么危险。
但化学竞赛就不同,化学竞赛的实验题中有时候会出现各类危险物质。
比如多聚甲醛、氨基乙酸、苯二胺、苯酚.....等化学物质。
这些东西在化学竞赛中是常见且常用的材料,但都有毒,有些甚至是剧毒,容易通过皮肤和空气进入人体,造成伤害。
如果有经常在化学实验室做实验的化竞党都应该知道,每年因为化学竞赛而中毒的学生不在少数。
而化竞的老师带竞赛说的最多的话也就是提醒学生注意安全。
所以参加竞赛,其实也是有危险的。
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