第40届物理竞赛复赛试题独家点评

昨日,第40届全国中学生物理竞赛复赛完成了理论部分的考试,学姐第一时间为大家带来真题及标答。 机构物理竞赛教研组的老师们也针对今年的复赛试题做出独家点评。下面我们就一起来看看,在老师们眼中,今年的复赛试题质量如何吧。

整套试卷模型经典,回归38届复赛的命题风格,大部分题目容易入手,但想拿高分不易。主要是因为试卷对于模型熟练度计算能力的要求较高,对于基础扎实、训练到位的学生极为有利,而对于知识储备较大,但训练量没有跟上的学生,有可能会与省队失之交臂。不过此类学生可以依据自身优势,着重考虑卓越计划/攀登计划,这两个计划对于知识考查较广。

我们认为本试卷作为一套复赛试卷,无疑是成功的,原因有二,其一是整张试卷没有明显的争议,且符合物理竞赛考纲;其二是虽然模型看上去较为传统,但计算量仍然可以筛掉轻度竞赛选手,符合国家队的选拔的需求。 以下为逐题分析。

T1:理想光具组理论的实际应用

思维量:⭐⭐

计算量:⭐

阅读量:⭐⭐⭐

结合生活实际应用场景,考查理想光具组理论的主点等概念,从实际判卷情况来看,该题得分率全场最高,即使没有学过理想光具组理论,只要能够读懂题目,简单利用高斯成像公式、计算成像放大率计算即可。

值得一提的是,近三年复赛第一题均为光学题目,38届T1几何光学,39届T1波动光学,40届T1几何光学,这或许可以为41st复赛备考提供一定的参考

T2:等温过程微振动的若干计算

思维量:⭐⭐

计算量:⭐⭐⭐⭐

阅读量:⭐

本题属于“一读就会,一算就废”的类型,本题对于小量近似要求较高,例如第(2)问,如果没有展到三阶小量,仅猜出稳定平衡是没有分数的。

T3:刚体球滚下斜面的动力学过程

思维量:⭐

计算量:⭐⭐⭐⭐

阅读量:⭐

本题同样属于“一读就会,一算就废”的类型,高分率/满分率与T2近似。能化简到标准答案的学生极少,就如同1000个读者有1000个哈姆雷特,这道题1000份试卷有1000个不同的表达形式。

典型的错误有:1、第一问直接f=μN;2、转动惯量写错;3、计算错误

T4:多物体接触的静力学平衡问题

思维量:⭐⭐

计算量:⭐⭐⭐⭐⭐

阅读量:⭐⭐

本题在“编木拱桥模型”的背景下,考查经典的多物体接触体系的静力学模型。其中第(3)问中需要求解出摩擦力和支持力的具体表达式,并给出数值结果,本题的难度主要在于方程组的求解,同时需要学生熟练的掌握计算器的使用。

第(1)问不少学生想复杂了,实际上只是一个平面几何问题,我们发现即使200分的选手也出现了本小问没有算对的情况,这可能是由于静力学属于复赛冷门考点,不少学生缺乏这部分内容的练习。

T5:电偶极场中粒子的运动

思维量:⭐⭐⭐

计算量:⭐⭐⭐

阅读量:⭐⭐⭐

本题考查带电粒子在电偶极子电场中的运动,题干中给出了电偶极子的电势与电场表达,彰显本届出题人的良苦用心,本题难点为第二问对角动量不守恒情况的处理,需要积分寻找守恒量。

本题易失分的点在于分类讨论的时候是否周全,考试时间紧张情况下可能有丢分情况,总的来说本题难度适中,属于平日有一定训练量的竞赛学生可以拿到接近满分的题目。 值得一提的是,第一问不少学生考虑了重力,在北京赛区判卷时考虑重力且写出正确结果的情况下第一问是给分的,但若考虑重力,第二问几乎无法处理。

T6:交变磁场中的导体球

思维量:⭐⭐⭐⭐

计算量:⭐⭐⭐

阅读量:⭐⭐

本题主要考查的是导体球在磁化场中的磁化,需要用到导体球内部磁场为零的性质,学生可以类比导体球在电场中的极化进行分析,分析的过程可以直接套用我们在2022机构CPhO赛前模拟(一)第四题、2022年刷题营第七套第四题、2023机构物理竞赛题选电磁部分第三题、第二十三题的方式。同时需要学生能够在短时间内理解趋肤深度内电流平均分布这一知识。

T7:绝热大气模型

思维量:⭐⭐⭐

计算量:⭐⭐

阅读量:⭐⭐⭐⭐

经典绝热大气模型,并且直接给出声速表达式,后两问考查全反射,说是高考难度也不过分,但考虑到本题阅读量是有的,以及前六道题目计算量比较大,不少学生写不到这里,所以实际判卷情况来看,该题空白率较高。

列举典型的错误

1、第一问按等温大气模型处理;

2、漏掉了第二问在不同温层的速度变化分析;

3、漏掉了作图,作图值4分,只要别画的太丑都是有分的。

T8:近代物理若干问题

思维量:⭐⭐⭐

计算量:⭐⭐

阅读量:⭐⭐⭐

本题考点覆盖较为全面,以X射线光谱和光电子能谱的表征技术为背景,研究了X射线的产生与散射过程,考点涉及类氢原子模型、康普顿散射和关于原子物理、相对论的基本理解,计算量和难度适中,重点在于将实际过程转化为熟悉的物理模型。

同样的由于前面的计算量较大,本题空白率较高,值得注意的是,从预赛到复赛,近几年大量的出现了玻尔原子模型的考察,同时参考答案有微调,如下图。

想拿高分不容易!第40届物理竞赛复赛试题独家点评

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