2022年BPhO競賽考試真題解析及難度分析

在昨天AMC10/12落下帷幕後,今天英國物理奧林匹克BPhO在中國區的考試也已結束結束。

昨天的AMC數學競賽難度猛增,那麽(me) 今年BPhO物理競賽的戰況如何呢?

機構的競賽大佬們(men) 就立刻開始了奮筆疾書(shu) !一起來看看今年都有哪些新變化?出題又有什麽(me) 新趨勢?

難出了新高度

題目隱藏坑點多多

今年BPHO又難處了新高度,很多同學考完後吐槽今年的題目是去年的幾何級數的難度,能做對42分估計就是超級金獎,能做對36分基本上就是金獎了。

今年的很多題目,不光題目有些坑,而且有些題目還需要非常仔細。難題分為(wei) 以下幾類?

#01. 不知道使用哪個(ge) 知識點來處理問題

經典題目:section 1 q

題目:一輛汽車沿著有窪地的汽車行駛,窪地間的間距是8.0米,4名80kg重的乘客進入800kg的車廂時,車廂下沉1.8厘米,什麽(me) 速度下,乘坐汽車會(hui) 變得非常不舒服?

有些同學看到這道題之後,不知道應該用哪個(ge) 物理知識,所有有同學就直接用了重力加速度4g來計算,然後把這個(ge) 窪地近似看成一個(ge) 圓形,求在最低點的重力加速度,結果求出來一個(ge) 非常奇異的答案。

這道題的本質還是簡諧振動中的共振問題,求出時間T來。類似的的問題還有:一個(ge) 部隊過橋的時候跑步的頻率不能等於(yu) 橋的固有頻率(出過類似的計算題)、地震儀(yi) 的頻率設計等。

答案:

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#02. 需要用到微積分的技巧來處理複雜問題

經典題目:Section 1的v

題目:一個(ge) 1.0F的電容通過一個(ge) 電阻R隨外加電位差V線性變化的器件放電,因此R=AV+B,其中A和B為(wei) 常數。當 v=6V時,設備的電阻為(wei) 10.0,當 v=0.06V 時,設備的電阻為(wei) 4.0Ω。電容器最初充電到 6.0V 的電勢。確定電容器放電到這個(ge) 初始值的 1%需要多長時間?

因為(wei) R隨著V變化,所以是一個(ge) 微積分形式。

答案:

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#03需要很強的計算技巧

經典題目:Section2 Q3-b

包括三角函數、解方程能力,這是這次考題的特點,對計算能力要求特別高。

題目:在實際操作中使用兩(liang) 種晶體(ti) ,使光進入和離開單色儀(yi) 的方向相同,入射和出射之間的高度h是固定的,利用適當的一階近似,得到了r關(guan) 於(yu) 波長a,晶格間距a和高度h的表達式。

如果考生對三角函數的半角和倍角公式掌握的不熟練,這道題就沒辦法獲得最終的結果。

答案:

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2022 BPhO題目解析

今年BPhO的題目難度提升到了新高度,而且還非常考驗同學們(men) 的英語閱讀能力、做題速度。近20頁的題讓同學們(men) 也是身心俱疲。

先還是來看下今年的題目與(yu) 解析:

Section 1-a

題目:

一個(ge) 鋼球以30ms-1的速度從(cong) 2.0m的高度扔到堅硬的表麵上。它在每次反彈時保留了70%的能量。計算:

(i) 物體(ti) 第一次落地時的速度; 

(ii) 物體(ti) 在反彈4次後達到的最大高度。

答案:

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Section 1-b

題目:

一個(ge) 長途自行車手使用的自行車電腦是雙動力的:它有一個(ge) 內(nei) 部電池和一個(ge) 太陽能電池板。當騎自行車的人在陽光直射下騎車時,電腦上的太陽能電池板提供的能量相當幹電能消耗的1/3。如果一個(ge) 充滿電的自行車電腦可以在晚上騎10個(ge) 小時。計算充滿電的電腦在陽光直射下能運行多長時間。

答案:

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Section 1-c

題目:

一個(ge) 長途自行車手使用的自行車電腦是雙動力的:它有一個(ge) 內(nei) 部電池和一個(ge) 太陽能電池板。當騎自行車的人在陽光直射下騎車時,電腦上的太陽能電池板提供的能量相當幹電能消耗的1/3。如果一個(ge) 充滿電的自行車電腦可以在晚上騎10個(ge) 小時。計算充滿電的電腦在陽光直射下能運行多長時間。

答案:

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Section 1-g

題目:

圓柱體(ti) 內(nei) 裝著n種不同體(ti) 積的液體(ti) ,這些液體(ti) 形成水平層,每層的高度為(wei) h。每個(ge) 液體(ti) 容器的曲麵麵積為(wei) A。

(i)給出力F1的表達式;對頂部液體(ti) 周圍的麵積p,g,h,A的影響。

(ii)在圍繞第二液體(ti) 的表麵A上的力F1是多少?

(iii)給出對圓柱體(ti) 底部Fn液體(ti) 表麵A第n小塊的液體(ti) ,底部的壓力F1的表達式?

答案:

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Section 1-h

題目:

質量為(wei) m1=5000kg的火箭含有質量為(wei) m0=5000kg的燃料。一旦燃料被點燃。以2000ms的速度向下排出50kg/s的熱氣。

(i)計算火箭的推力T。

(ii)求火箭加速度a的表達式,用總質量m,T,g表示。

(iii)求出火箭加速度與(yu) 時間的函數t的表達式,給定T,g,mt,m0和推力作用的總時間t0。

(iv)計算發射後宇航員的體(ti) 重翻倍的時間。

答案:

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Section 1-s

題目:

雙星係統距離地球 2140光年,由兩(liang) 顆像太陽一樣的恒星組成。恒星之間的平均距離是0.00593 光年。如果使用 550 可見波長,請確定分辨它們(men) 所需的放大鏡直徑。

答案:

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由於(yu) 篇幅有限,僅(jin) 展示部分。

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