2023年AP物理C、力學、電磁學考試難度及真題分析

“題好難,做不完,要算一堆數”。如果你今年考完AP物理C力學時有以上這類感受中的任意一個(ge) ,相信我,你並不孤單。有很多人也會(hui) 與(yu) 你感同身受。那麽(me) 麵對這個(ge) 難度異常的考試,其難點在什麽(me) 地方呢?

力學

一.考試內(nei) 容分析

1.“題讀起來困難,不明白要幹嘛”

其實,CB曆年考察知識點的時候,往往是以複合的形式考察,即一道題裏涵蓋多個(ge) 知識點。而且,在某些情況下,考察知識點時往往不會(hui) 直截了當的提出,而是利用各種各樣的模擬場景來提問。以這道2019年的選擇題為(wei) 例:

AP物理C,力學難度爆炸,電磁學平淡如水

這道題當年的正確率僅(jin) 為(wei) 15%。根據題目前半部分文字對圖中係統的描述,會(hui) 讓人覺得該題是單純分析靜態平衡。但題目後麵卻筆鋒一轉,問該係統被移到一顆平均密度與(yu) 地球一致,但半徑是地球2倍的某顆行星表麵後,其水平方向繩子拉力的大小。乍一看題幹內(nei) 容前後毫不相關(guan) ,但其實這道題除了靜態平衡以外,更多是考我們(men) 對萬(wan) 有引力的理解。

首先,通過求圖中物塊在水平和垂直方向的合力,我們(men) 發現水平方向繩子所受的拉力,與(yu) 其所處位置的重力加速度呈正比。而當係統移到新的行星表麵時,其所處位置的重力加速度發生了變化。

通過萬(wan) 有引力公式,結合新星球的密度與(yu) 半徑,我們(men) 可知新行星表麵的重力加速度為(wei) 地球的兩(liang) 倍。因此水平方向繩子的拉力會(hui) 變為(wei) 原先的2倍,選D。

2.“題幹很長,閱讀困難”

CB每年出的題裏都有用長文字描述的場景,然後再讓你對此進行判斷。有圖的時候大家還可以配合圖理解。沒有圖的時候,就隻能硬著頭皮讀文字了。以下麵這道2019年的選擇題為(wei) 例:

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該題當年的正確率為(wei) 65%,還是蠻高的。隻不過部分同學初次見到該題時,出於(yu) 種種原因對文字描述感到“頭疼”,一時不了解題目所描述的內(nei) 容。

其實如果掌握題目中的關(guan) 鍵詞,如terminal velocity, air resistance, 等式F=-kv, 以及magnitude,就不難判斷出題中的物體(ti) 在墜落中受到阻力的影響,加速度在逐漸下降直至歸零。因此該題最終選B。

3.簡答題分析:質量-彈簧係統

本次考試的大題中,其中一道是關(guan) 於(yu) 質量彈簧係的,並結合能量守恒定律。這類問題也屬於(yu) 經典問題,一般會(hui) 考察對質量-彈簧係統能量變化的理解以及質量彈簧係統的動力學分析,有時候會(hui) 夾帶斜麵或圓周運動的內(nei) 容。同類的題目可參考下麵這道題(2021):

AP物理C,力學難度爆炸,電磁學平淡如水

另外一道簡答題是有關(guan) 質量塊-滑輪係統的。這類問題也在以往的考試中經常出現。但不同的是,本次考題中滑輪係統要考慮其半徑和質量。因此隻要繩索與(yu) 滑輪處於(yu) non-slip的狀態下,必須要考慮滑輪自身轉動慣量對整個(ge) 係統加速度的影響。應對這樣的問題,需要對牛頓第二定律在平動和轉動方麵有深入了解,並能夠掌握將二者關(guan) 聯的方法。同類的題目可參考下題(2019):

AP物理C,力學難度爆炸,電磁學平淡如水

最後一道是有關(guan) 天體(ti) 運動的,大體(ti) 是關(guan) 於(yu) 衛星繞天體(ti) 公轉時,求衛星在軌速度,以及分析其在變軌後運動狀態的變化。一般來說,這類問題的考察點是萬(wan) 有引力與(yu) 圓周運動的關(guan) 聯,以及衛星在變軌時,其動能和勢能的變化。同類的題目可以參考下題(2014):

AP物理C,力學難度爆炸,電磁學平淡如水

4.其它關(guan) 於(yu) 力學的反饋

有一部分同學反映簡答題部分問題多,且部分問題的解需要名目繁多的物理量表達。這樣的套路,CB在以往也是經常做的。不過由於(yu) 每道簡答題的平均答題時間隻有15分鍾,因此無論再怎樣出題,也不會(hui) 把題的計算過程設置得過於(yu) 複雜,數也不會(hui) 過於(yu) 難算。隻要我們(men) 將相關(guan) 的知識點掌握牢固,並且理解題目所問的內(nei) 容,這些是有辦法解決(jue) 的。

至於(yu) 部分同學反饋考試內(nei) 容中“多半是圓周運動加轉動”,也有可能是個(ge) 人第一印象所致。原則上講,CB每屆考試,各個(ge) 知識點的考察權重大體(ti) 上與(yu) 其考綱所公布的(見下圖)是一致的。

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二.考試技巧與(yu) 備考建議

1.考題做不完怎麽(me) 辦?

AP物理C力學的考試時間非常緊張。做不完考題很正常。在這種情況下,我們(men) 必須要保證足夠正確率的情況下,提高做題速度。因此,考前的套題套題練習(xi) +錯題複盤是非常有必要的。一般情況下,建議考前6-8周,每周刷一套題,並注意把控時間。刷題完成後,對錯題進行針對性複盤。

2.什麽(me) 時候開始學?

一般來說,知識點的學習(xi) 建議從(cong) 秋季9月開始,並在次年寒假2月末前完成。自學的同學有條件的話,可從(cong) 暑假開始通過看書(shu) 或上網課的形式開始學習(xi) 。但無論如何,需要在考前留出2個(ge) 月的複習(xi) 時間。

另外,部分內(nei) 容由於(yu) 對空間想象力以及對牛頓第二定律的理解要求較高(比如用微積分計算物體(ti) 的轉動慣量,以及用微分方程結合牛頓第二定律研究係統的動力學問題),因此需要在進入複習(xi) 階段前,通過反複練習(xi) 掌握相應的技巧。

三.未來學習(xi) 的展望

1.AP物理C力學考什麽(me) ?

AP物理C力學對應的是大學物理力學的入門內(nei) 容,而該課程是理工類專(zhuan) 業(ye) 在大一的通識基礎課,屬於(yu) 核心課程。因此對於(yu) 申請理工類專(zhuan) 業(ye) 的同學而言,AP物理C力學不僅(jin) 能貢獻相應的核心課程學分,還能加快後續專(zhuan) 業(ye) 課的進度,很適合申請這類專(zhuan) 業(ye) 的同學。

另外,由於(yu) 部分專(zhuan) 業(ye) (比如物理、機械工程、土木工程、航空航天工程等)的許多專(zhuan) 業(ye) 課是直接基於(yu) 物理C力學的知識點展開的(比如靜力學和動力學)。因此學好物理C力學部分的內(nei) 容,在後續學習(xi) 相關(guan) 專(zhuan) 業(ye) 的專(zhuan) 業(ye) 課時,會(hui) 打下良好的基礎,提高學習(xi) 效率,有助於(yu) 獲得更好的核心GPA。

2.拿5分對我毫無壓力,我後麵該往哪些方向學習(xi) ?

首先,恭喜你已經擺脫考試焦慮的問題,可以放心大膽地進行拓展學習(xi) 了。如同前麵提到的,除了物理專(zhuan) 業(ye) 以外,AP物理C力學與(yu) 很多專(zhuan) 業(ye) 的專(zhuan) 業(ye) 課其實是有非常密切地聯係。

因此我們(men) 可以在AP物理C力學知識點的基礎上進行延申,為(wei) 將來的專(zhuan) 業(ye) 課打基礎而進行學習(xi) 。比如,可以考慮在三維空間下,計算一些形狀更複雜物體(ti) 的轉動慣量;分析一些複雜和特殊係統的簡諧運動模型(例如,計算質量塊與(yu) 多套連杆和彈簧構建的係統的振動周期);探究力矩與(yu) 分布式載荷之間的關(guan) 係;甚至可以考慮可變質量係統(例如火箭)的受力分析等。

電磁學

相對於(yu) 被很多人吐槽好難的力學,今年的電磁學倒顯得中規中矩。題目沒有比往年難,也沒有比往年簡單。那麽(me) ,這個(ge) 看起來平平淡淡的考試,有哪些看點呢?

一.考試內(nei) 容分析

選擇題部分很常規,知識點考察的比例與(yu) 往年比也並沒有什麽(me) 大的差異。簡答題部分,第一題與(yu) 兩(liang) 個(ge) 帶電平板有關(guan) 。通常這類題會(hui) 考察兩(liang) 個(ge) 帶電平板內(nei) 的電場分析、帶電平板所構建的電容器的電容變化、平板的電荷密度、以及相關(guan) 的測量等。同類的題可參考下麵這道(2018):

AP物理C,力學難度爆炸,電磁學平淡如水

第二題是一道測量實際電池內(nei) 阻的問題。雖然這類題在以往的簡答題中未曾重現,但在選擇題中會(hui) 有所提及。除了選擇元器件,構建電路,根據電流-電壓圖像求電池內(nei) 阻以外,題目中還涉及了誤差分析的內(nei) 容。

本質上相當於(yu) 把測電池內(nei) 阻實驗中的重要環節都考一遍。鑒於(yu) 本次考試已在大題中出現過測電池內(nei) 阻,因此我們(men) 今後的複習(xi) 過程中,也應重視測電池內(nei) 阻實驗的原理和流程。第三題是與(yu) 電磁感應有關(guan) 的。

這類題也是個(ge) 經典問題,本質上是在考我們(men) 關(guan) 於(yu) 磁通量、感應電動勢、以及楞次定律的運用。預設的背景可以是感生電動勢有關(guan) ,也可以與(yu) 動生電動勢有關(guan) 。涉及到電動勢計算環節,往往需要用到微積分中的鏈式法則求解。同類的題可參考下麵這一道(2016):

AP物理C,力學難度爆炸,電磁學平淡如水

二.考試技巧與(yu) 備考建議

1.考題做不完怎麽(me) 辦?

與(yu) AP物理C力學一樣,AP物理C電磁學的考試時間也非常緊張。做不完考題很正常。所以,我們(men) 必須要在保證足夠正確率的情況下,提高做題速度。因此,考前的套題套題練習(xi) +錯題複盤非常必要。

一般情況下,建議考前6-8周,每周刷一套題,並注意把控時間。刷題完成後,對錯題進行針對性的複盤。另外,AP物理C電磁學在考試中,經常會(hui) 用到一些公式表裏沒有列出的公式,例如通電長直導線周圍磁場場強公式、通電圓形線圈中心磁場場強公式、RC電路與(yu) RL電路的時間常數、以及LC電路的角頻率等。因此,我們(men) 需要額外背這些考試經常用到,但不在公式表內(nei) 的公式,以便提高答題速度。

2.什麽(me) 時候開始學?

雖說按照AP物理C力學的學習(xi) 周期,從(cong) 秋季9月份開始倒次年寒假2月末完成,原則上是沒問題的。但相對於(yu) AP物理C力學而言,學習(xi) AP物理C電磁學的同學往往要學習(xi) 許多額外知識點(例如高斯定律、安培定律、自感現象與(yu) 電感器、以及RL、RL、LC電路的時域分析)。而掌握知識點往往需要大量的練習(xi) 。

另外,電磁學所涉及到的微積分計算往往要比AP物理C力學複雜,需要一段時間適應。因此,部分對自己代數階段電磁學不夠自信的同學,可以考慮在暑假期間初步接觸AP物理C電磁學的內(nei) 容,給自己更多上手的時間。

三.未來學習(xi) 的展望

1.AP物理C電磁學考什麽(me) ?

AP 物理C電磁學對應的是大學物理電磁學的入門內(nei) 容,而該課程是不少理工類專(zhuan) 業(ye) 在大一的通識基礎課,是算在核心課程內(nei) 的。因此對於(yu) 申請理工類專(zhuan) 業(ye) 的同學而言,AP物理C電磁學不僅(jin) 能貢獻相應的核心課程學分,還能加快我們(men) 後續專(zhuan) 業(ye) 課的進度,很適合申請這類類專(zhuan) 業(ye) 的同學。

另外,由於(yu) 部分專(zhuan) 業(ye) (比如物理、機械工程、電子工程、核工程、化工等)的許多專(zhuan) 業(ye) 課是直接基於(yu) 物理C電磁的知識點展開的(比如電動力學、線性電路等)。因此學好物理C電磁學部分的內(nei) 容,在我們(men) 後續學習(xi) 相關(guan) 專(zhuan) 業(ye) 的專(zhuan) 業(ye) 課時,會(hui) 打下良好的基礎,提高學習(xi) 效率,有助於(yu) 我們(men) 獲得更好的核心GPA。

2.拿5分對我毫無壓力,我後麵該往哪些方向學習(xi) ?

首先,恭喜你已經擺脫考試焦慮的問題,可以放心大膽地進行拓展學習(xi) 了。如同前麵所提到的,除了物理專(zhuan) 業(ye) 以外,AP物理C電磁學與(yu) 很多專(zhuan) 業(ye) 的專(zhuan) 業(ye) 課其實是有非常密切的聯係。

因此我們(men) 可以基於(yu) 現有的數學水平,在AP物理C電磁學知識點的基礎上進行延申,為(wei) 將來的專(zhuan) 業(ye) 課打基礎而進行學習(xi) 。比如,電路分析的疊加原理、複雜RC/LR電路的時域分析(例如,電容器或電感器與(yu) 多個(ge) 電阻器處於(yu) 串/並聯關(guan) 係,且初始狀態非零)等。

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