沈阳31中学|31届全国中学生物理竞赛决赛快评

更新时间：2020-04-06 来源：学生工作总结手机版 字体：大中小

31届全国中学生物理竞赛决赛快评

清北学堂教研部

啦啦啦，紧张的决赛理论考试已经结束啦，看着高三前辈们在决赛赛场上挥洒着汗水，各位高二的物理竞赛er是不是也已经跃跃欲试，摩拳擦掌了？莫急莫急，下面让小编以一位接受过26届决赛洗礼过的学长的视角，为大家试析之，由于小编能力所限目前只有扫描版，大家凑合着看吧。

本次决赛题可以说是近年来决赛题比较难的一次。相比于以往的物理竞赛决赛试题，这届的决赛题无论是在难度还是在模型方面，都平衡的很好。其中不乏一些传统竞赛所熟知的运动学热学问题，重点考察选手的数学运算能力和对模型掌握水平；同时也有一些关于波动光学，电磁学等非常新颖的模型，重点考察选手们建模能力。对于各种物理思想，物理模型，数学工具的考查也可以说是恰到好处，可以说本次决赛的选拔性非常强，命题的水平也很高。

让我们来进入具体的题目吧，话说一开头我们就看到了那熟悉的弹簧，熟悉的转轴，熟悉的电荷。不熟悉的是，这道题把三者紧密地联系在了一起，而且转动不再是固定角速度的了，因此大家需要对其做出一点更加仔细的分析，才能更好地得分。这道题十分厚道地给出了第一问，求劲度系数和转动角频率，在求解的过程中我们发现，角速度虽然会随着球的径向运动发生变化，但全部都是有心力，因此角动量守恒。这样就可以列出角速度和小球位置的关系式了。至于第二问，分析清楚径向受力与位移的关系即可（注意角速度不是恒定的）。

第二题是运动学的问题，这道题“看上去”更加简单，这是我们非常熟悉抛体运动，正当大家撸起袖子，开始在水平沿河，水平垂直于河，竖直三个方向列方程求解时，大家突然发现，不对劲啊！为啥方程未知量这么多，各个方向上物理量交错，求解异常麻烦，很难判断成立的条件？就在此时小编发现了命题人的意图，大家请想象一下，如果我们在河面上，让分裂前的炮弹始终在自己头顶上，那么整个运动由会呈现一个如何的过程呢？小编在此向大家提示两个关键点，首先是以炮弹投影为参考系，其次是爆炸相对角度固定，大家会发现，结合这两点，整个运动轨迹会形成一个比较规则的几何图形，利用简单的几何关系就能求解。

第三题让小编很是自豪啦！这类热学题目清北学堂10月的网课中给过深入的分析。这道题本身比较简单，第一问是自由膨胀过程，对于理想气体来说，其实也就是等温过程啦。第二问是孤立热交换过程，第三问是混合过程。清北学堂在国庆模拟试题的网络课中，对混合气体的绝热过程有着深入的分析，也是这道题的关键。

从第四题开始，试题的难度就开始飙升了，从分值的变化也可以看出这一点。这是一道波动光学的试题，其重点在于考察光的波动方程，用传统的方法处理会产生正弦级数之和这样会使得处理变得很困难。如果使用光波的复数表达形式，会对最终的分析帮助很大，因为如果引入了复数的表达方式，反射光波的电场就变成了一个复等比数列，利用等比数列求和就可以得到反射波电场强度和宽度的关系表达式啦。本题计算过程比较复杂，但是原理比较简单，只使用了电场的叠加原理。

第五题的本质是一道传统粒子运动的问题，只是在第二问引入了小量分析，整体来说，还是比较简单的，只要把握好什么情况下，电子会再次汇聚这一关键（注意对称性），画好图像，求出高度h2剩下的问题便可迎刃而解。第四问是近年来竞赛中越来越常见的类型，提建议，这样的问题考查了同学们灵活运用知识的能力。

第六题和第七题的模型都是本次决赛中比较难的题，在此作为一个过来人，不得不多说两句，竞赛毕竟不同于高考，不可能考满分，因此得分才是第一要务，这两道题前一半的问题都非常简单，大家在面临这样的问题时，一定要把该得的分拿到手。第六题前两问只需要把握好单位面积上的涡旋线数量即可，而第七题第一问利用质心系角动量定理也可以很快求解。至于第六题的第三问，小编建议可以取一个包含若干个涡旋线的单元来对电子流受力进行分析，只要分析出了电子流受力，就可以推出相应的电阻率。第七题小编建议结合碰撞情况分析，利用动能定理，求出最终结果。

第八题则是一道近代物理的试题，第一问非常简单，按照理想气体的定义即可求出，但是也给大家了一个非常重要的结论，那就是粒子在发生反应时的平均动能，在误差允许的(已提示)的范围内，可以认为忽略不计！！这是一个非常重要的结论，因为第二问、第三问都是在这个前提下进行，值得注意的是，第二问考察了大家对于各个粒子的性质的掌握，值得注意！第四问重点考察了康普顿散射的相关性质，康普顿散射是非常传统的物理竞赛中近代物理模型，小编就不再赘述啦，但是小编要多说一句，虽然说电子本身的运动，可以忽略不计，不过还是要简单说明一下，在多碰撞的统计意义下电子的速度对最后结果没有影响，直接按照静止状态下的康普顿散射计算能量关系即可，最后的处理需要求倒数后计算等差数列。

好了经过上文深入细致的分析，大家是否已经对明年的物理竞赛跃跃欲试了，我们可以从今年的物理竞赛决赛试题中看到一些未来命题的方向与变化。今年的决赛试题中，传统的模型下考察的复杂度变得越来越简单，越来越考察大家的思维方式，而非数学运算能力。比如第二题，第三题，第八题，如果不以适当的方式，建立合适的模型，是无法准确快速地求解的，而一些不常涉及的模型问题，比如阻尼模型，超导模型，波动光学问题，则反而成了考察的热点，这一点，从26届复赛开始已经日趋明显。另外本次决赛题对于数学技巧的要求明显提高，在整个过程需要使用到小量分析，级数分析，复指数，微积分初步等知识，个别地方还需要一些技巧。小编建议，在打好高中物理和竞赛物理的基础下，一定要注重以往冷门模块的学习，如波动光学，电磁波，近代物理等方面，同时一定要注重题量的积累。对于有实力冲击决赛的这部分同学，应当适当学习一些大学的知识点比如分析力学，麦克斯韦方程，熵，晗，物理光学，薛定谔方程，复变函数，微积分初步等，会对于决赛试题中的规范表达和开阔思路有着重要的帮助。31届物理竞赛即将过去，在未来的一年中，清北学堂也会与大家一起为竞赛而奋斗，也许明年站在决赛舞台上奋笔疾书的人就是你！

本文来源：http://www.cyloushi.cn/gongzuozongjie/143594.html

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