物理碗考什麽？物理碗考試內容公布

考試內(nei) 容

物理杯考試以知識點“多”和“雜”而著稱，試題整體(ti) 難度適中，考試內(nei) 容涉及初中物理部分知識點、高中物理全部知識點、部分大學課程內(nei) 容、以及基本的物理常識。  

具體(ti) 內(nei) 容如下 ↓

1、物理量的測量

基本物理量（7個(ge) ）

單位換算與(yu) 量綱分析

有效數字及其運算規則、Prefix表述

不確定度

矢量與(yu) 標量的概念

2、運動學

運動的合成與(yu) 分解（獨立性、同時性、等效性）

拋體(ti) 運動（上拋、下拋、平拋、斜拋）

勻變速直線運動與(yu) 勻速圓周運動（公式）

圖像工具的熟練應用（如圖，斜率和麵積的含義(yi) ）

3、動力學

牛頓三定律

受力分析

動量、衝(chong) 量、及動量守恒（典型應用：碰撞和爆炸過程）

動能、勢能、功能關(guan) 係

4、轉動

角位移、角速度和角加速度的大小及方向（右手定則）

轉動慣量與(yu) 力矩（torque）、轉動的牛頓第二定律

角動量及角動量守恒

轉動能

注意轉動與(yu) 平動的類比及其之間的聯係

5、機械振動與(yu) 波

簡諧振動的概念（典型事例：單擺、彈簧-物體(ti) 係統）

振動曲線中各量的物理含義(yi)

行波與(yu) 駐波的概念

波的普適方程：

幹涉相長和幹涉相消的條件

管中不同類型駐波形成的條件（半開半閉、全開）

惠更斯原理

多普勒效應

6、光學

透鏡成像方程：，及成像規律（虛實、放大縮小）

反射、折射定律：全反射的概念

反射波產(chan) 生180°反相的條件：

雙縫幹涉（明暗條紋出現的條件）、單縫衍射

偏振、馬呂斯定律

電磁波譜（真空速度均為(wei) 光速c，不同波段的排序）

7、電磁學

電荷、庫侖(lun) 定律

電場、電勢的概念（以點電荷為(wei) 例）

金屬導電的原因、靜電平衡

歐姆定律、串並聯電路、複雜電路的等效電路分析

基爾霍夫定律（節點、閉環）

平行板電容器、RC電路的充放電

電場線和磁場線的概念

電流產(chan) 生磁場的判定（右手螺旋定則）

電荷在電磁場中的受力情況：

電磁感應：感應電場（楞次定律）和感應磁場方向的判斷

8、熱學

開氏溫標和攝氏溫標的轉換

熱容、比熱容、潛熱的概念

熱機的效率和COP定義(yi)

理想氣體(ti) 的狀態方程：

宏觀與(yu) 微觀物理量的聯係（分子動力學理論）：

均方根速率：

內(nei) 能、熱力學三定律

P-V圖像，等壓、等容/等體(ti) 、等溫、絕熱過程

能量均分定理、不同氣體(ti) 分子（單原子、雙原子、多原子）等壓和等容過程的摩爾熱容

9、近現代物理

狹義(yi) 相對論：尺寸收縮效應、鍾慢效應、固有時的概念、質能方程

量子力學：光電效應、德波羅意物質波（光子的能量與(yu) 動量）、量子態的描述（4量子數）、海森堡測不準原理、泡利不相容原理

核物理：

三種類型衰變、衰變常數與(yu) 半衰期的概念、核反應方程的配平（電荷守恒和質量守恒）

10、流體(ti) 力學

阿基米德原理

流體(ti) 的連續性方程：

流體(ti) 的伯努利方程：11、物理常識

物理名詞的解釋（如LED、NMI、LHC、PET等）

諾貝爾獎相關(guan) 事跡（重點關(guan) 注前一年的情況）

月相、楊氏模量、暗物質、誇克等

在考試臨(lin) 近之際，考生可針對以上知識點進行查漏補缺。

學習(xi) 方法

物理學習(xi) 重在理解基本物理概念。在此基礎上，要能夠把握兩(liang) 條主線和兩(liang) 種基本思想.

兩(liang) 條主線

矢量線   位移→速度→加速度→力→衝(chong) 量→動量   掌握矢量叉乘（cross product）運算：

（右手定則判斷方向）   典型應用舉(ju) 例：

 標量線  

功→動能→勢能   掌握矢量點乘（dot product）運算：   典型應用舉(ju) 例： 兩(liang) 種基本思想

力與(yu) 運動

根據牛頓第一定律，靜止或勻速運動等效於(yu) 合外力為(wei) 0，也即靜平衡。根據牛頓第二定律，力是產(chan) 生加速度的原因。

這裏所涉及的力可以表現為(wei) 多種形式，如萬(wan) 有引力、重力、拉力、支持力、電場力、磁場力等等，因此該部分可以融合電場、磁場等一起考查，是物理杯考試的重點。

功與(yu) 能

功與(yu) 能之間的轉換、能量守恒的思想在解決(jue) 具體(ti) 物理問題時能夠起到事半功倍的效果。  

重難點分析

縱觀曆年物理杯考試試題，運動學與(yu) 動力學（包括轉動部分）的題目始終占據著最主要的內(nei) 容，為(wei) 考試的重點，其他知識點（如物理量測量、波動、光學、電磁學、熱學、近現代物理等）以考查基本概念為(wei) 主。

通常而言，物理杯考試也會(hui) 出一些難度相對較高的題目，用以區分不同層次的考生。

對於(yu) 備考Division 1部分的考生應重點關(guan) 注轉動部分，而對於(yu) 備考Division 2部分的考生，還應重點關(guan) 注熱學和狹義(yi) 相對論的部分題目。

這三部分的內(nei) 容除了要求考生能夠準確理解基本物理概念，還要求考生能夠進行一定的分析和運算，才能得出最終結果。

關(guan) 於(yu) 轉動部分，考生可以采用類比法加強記憶，即將轉動簡單的類比為(wei) 一維平動，隻需將物理量進行簡單的替換即可，如表1所示。

表1  轉動與(yu) 平動物理量的對應關(guan) 係

 

關(guan) 於(yu) 熱學和狹義(yi) 相對論部分，我們(men) 各舉(ju) 一道真題，備考Division 2的考生自己分析求解一下來感受難度。

2012#44

A monatomic ideal gas is the working substance for a refrigerator that undergoes the cyclic process (ABCDA) shown in the PV diagram. The processes are all isochoric or isobaric with pressures between and and volumes between and . What is the coefficient of performance for this refrigerator?

(A)1/4  (B)1/3  (C)4/3  (D)11/2  (E)13/2

本題考查知識點：COP的概念，理想氣體(ti) 狀態方程，單原子理想氣體(ti) 的等壓、等容摩爾熱容。

要點解析：

. 對於(yu) 單原子理想氣體(ti) ：. 由理想氣體(ti) 狀態方程可得：. 因此，COP=11/2.

2014#50

Two clocks, A and B, are synchronized on Earth. Clock A is placed onto a space ship that leaves Earth in a straight line with a speed of . On Earth, a scientist with clock B has her telescope fixed directly on clock A. If each clock started at , what time does the scientist observe on clock A when clock B reads

? Assume the time of acceleration for the ship leaving the Earth was negligible.   (A) 24 s    (B) 30 s   (C) 50 s   (D) 54 s   (E) 72 s

本題考查知識點：物理過程的分析，鍾慢效應和固有時, 尺寸收縮效應

要點解析：分析物理過程可知，clock B的讀數應該包含兩(liang) 部分，即飛船走距離的時間和光返回的時間，，解得此時。於(yu) 是，.由於(yu) 飛船測量其行走距離曆時為(wei) 固有時，根據鍾慢效應則有. 或者根據尺寸收縮效應，飛船測得的距離 常犯錯誤總結

物理杯考試中，考生常犯錯誤主要有以下幾種類型，舉(ju) 例說明如下：

01、審題不嚴(yan) 謹

2013#35

For the figure shown, the variable resistance of the inner circuit, , is increasing at a constant rate. While this is occurring, in which direction is the magnetic field associated with the inner circuit at the point P in the plane of the circuit and in which direction is the flow of electrons through the resistor labeled _. 解析：電子流動的方向而非電流的方向

2014#33

An object moves with constant acceleration starting with velocity and ending with a velocity of in a time of 3.00s. For this motion, what is the average speed associated with the object?  

(A) 2.00 m/s

(B) 2.17 m/s

(C) 2.50 m/s 

(D) 2.83 m/s

 (E) 3.00 m/s  

解析：平均speed而非平均velocity 

02、思維定式

2013#23

A small object of mass 11.0 g is at rest 30.0 cm from a horizontal disk's center. The disk starts to rotate from rest about its center with a constant angular acceleration of 4.50 rad/s². What is the magnitude of the net force acting on the object after a time of t=1/3 s if the object remains at rest with respect to the disk?

解析：該轉動具有角加速度，不是勻速，因此合力應該由徑向（向心）和切向兩(liang) 部分組成。

2018#20

A frictionless, solid disk pulley has a mass of 7.07 kg, a radius of 66.0 cm, and is free to rotate vertically about an axle. A rope is wrapped around the disk, a 1.53 kg mass is attached to the end of the rope, and the mass is allowed to fall vertically. What is the angular acceleration of the pulley?

  (A) 4.58 rad/s²

(B) 7.98 rad/s²

(C) 9.87 rad/s²

(D) 2.25 rad/s²

(E) zero

解析：對於(yu) 繩子連接的兩(liang) 個(ge) 物體(ti) ，它們(men) 的運動具有一致性，應該分別做受力分析，而不應該想當然的認為(wei) 繩子的拉力即為(wei) 懸掛物體(ti) 的重力。 

03、概念掌握不牢

2012#16

A constant force

(as shown in the figure) is applied for the 6.0 meter motion of the box upward along the incline. The mass of the block is

. Which one of the following choices best represents the work done by the force on the box for the motion?

(A)300J  (B)282J  (C)260J  (D)193J  (E)150J

解析：功的定義(yi) 中 角度沒有掌握，不知道對應於(yu) 該題中的哪個(ge) 角度。

2014#11

A crate gains 36.0J of kinetic energy while its speed is increased from 2.00 to 4.00. Which one of the following choices best represents the mass of the crate?   (A) 36.0 kg  (B) 18.0 kg  (C) 6.0 kg  (D) 3.0 kg  (E) 1.5 kg  

解析：記錯動能的公式，

，正確公式應為(wei) 。  

04、知識點欠缺

2013#24

Which one of the following statements best describes Huygens’s Principle?  

(A) An additional pressure is transmitted undiminished to all points in the fluid and to the walls of the container.

(B) Each point on a wavefront acts as a source of secondary spherical wavelets (new waves).

(C) For every action force, there is an equal but opposite reaction force.

(D) It is impossible to have a process which has the sole result of transferring energy from a low temperature reservoir to a high temperature reservoir.

(E) A time-changing magnetic field has an associated induced electric field.

解析：沒學過惠更斯原理

2013#36

The principal quantum number of an electron is How many possible values of the orbital magnetic quantum number are there for this electron?

(A) 25 

(B) 11 

(C) 9 

(D) 5 

(E) 4  

解析：沒學過量子數的概念  

高分技巧

夯實基礎，熟記物理概念和公式樹立全局意識，合理分配考試時間，不拘泥單一題目的得失提高正確率，會(hui) 做的題目一定要能夠做正確