2022年BPhO竞赛考试真题解析及难度分析

在昨天AMC10/12落下帷幕后,今天英国物理奥林匹克BPhO在中国区的考试也已结束结束。

昨天的AMC数学竞赛难度猛增,那么今年BPhO物理竞赛的战况如何呢?

机构的竞赛大佬们就立刻开始了奋笔疾书!一起来看看今年都有哪些新变化?出题又有什么新趋势?

难出了新高度

题目隐藏坑点多多

今年BPHO又难处了新高度,很多同学考完后吐槽今年的题目是去年的几何级数的难度,能做对42分估计就是超级金奖,能做对36分基本上就是金奖了。

今年的很多题目,不光题目有些坑,而且有些题目还需要非常仔细。难题分为以下几类👇

#01. 不知道使用哪个知识点来处理问题

经典题目:section 1 q

题目:一辆汽车沿着有洼地的汽车行驶,洼地间的间距是8.0米,4名80kg重的乘客进入800kg的车厢时,车厢下沉1.8厘米,什么速度下,乘坐汽车会变得非常不舒服?

有些同学看到这道题之后,不知道应该用哪个物理知识,所有有同学就直接用了重力加速度4g来计算,然后把这个洼地近似看成一个圆形,求在最低点的重力加速度,结果求出来一个非常奇异的答案。

这道题的本质还是简谐振动中的共振问题,求出时间T来。类似的的问题还有:一个部队过桥的时候跑步的频率不能等于桥的固有频率(出过类似的计算题)、地震仪的频率设计等。

答案:

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#02. 需要用到微积分的技巧来处理复杂问题

经典题目:Section 1的v

题目:一个1.0F的电容通过一个电阻R随外加电位差V线性变化的器件放电,因此R=AV+B,其中A和B为常数。当 v=6V时,设备的电阻为 10.0,当 v=0.06V 时,设备的电阻为 4.0Ω。电容器最初充电到 6.0V 的电势。确定电容器放电到这个初始值的 1%需要多长时间?

因为R随着V变化,所以是一个微积分形式。

答案:

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#03需要很强的计算技巧

经典题目:Section2 Q3-b

包括三角函数、解方程能力,这是这次考题的特点,对计算能力要求特别高。

题目:在实际操作中使用两种晶体,使光进入和离开单色仪的方向相同,入射和出射之间的高度h是固定的,利用适当的一阶近似,得到了r关于波长a,晶格间距a和高度h的表达式。

如果考生对三角函数的半角和倍角公式掌握的不熟练,这道题就没办法获得最终的结果。

答案:

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2022 BPhO题目解析

今年BPhO的题目难度提升到了新高度,而且还非常考验同学们的英语阅读能力、做题速度。近20页的题让同学们也是身心俱疲。

先还是来看下今年的题目与解析:

Section 1-a

题目:

一个钢球以30ms-1的速度从2.0m的高度扔到坚硬的表面上。它在每次反弹时保留了70%的能量。计算:

(i) 物体第一次落地时的速度; 

(ii) 物体在反弹4次后达到的最大高度。

答案:

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Section 1-b

题目:

一个长途自行车手使用的自行车电脑是双动力的:它有一个内部电池和一个太阳能电池板。当骑自行车的人在阳光直射下骑车时,电脑上的太阳能电池板提供的能量相当干电能消耗的1/3。如果一个充满电的自行车电脑可以在晚上骑10个小时。计算充满电的电脑在阳光直射下能运行多长时间。

答案:

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Section 1-c

题目:

一个长途自行车手使用的自行车电脑是双动力的:它有一个内部电池和一个太阳能电池板。当骑自行车的人在阳光直射下骑车时,电脑上的太阳能电池板提供的能量相当干电能消耗的1/3。如果一个充满电的自行车电脑可以在晚上骑10个小时。计算充满电的电脑在阳光直射下能运行多长时间。

答案:

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Section 1-g

题目:

圆柱体内装着n种不同体积的液体,这些液体形成水平层,每层的高度为h。每个液体容器的曲面面积为A。

(i)给出力F1的表达式;对顶部液体周围的面积p,g,h,A的影响。

(ii)在围绕第二液体的表面A上的力F1是多少?

(iii)给出对圆柱体底部Fn液体表面A第n小块的液体,底部的压力F1的表达式?

答案:

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Section 1-h

题目:

质量为m1=5000kg的火箭含有质量为m0=5000kg的燃料。一旦燃料被点燃。以2000ms的速度向下排出50kg/s的热气。

(i)计算火箭的推力T。

(ii)求火箭加速度a的表达式,用总质量m,T,g表示。

(iii)求出火箭加速度与时间的函数t的表达式,给定T,g,mt,m0和推力作用的总时间t0。

(iv)计算发射后宇航员的体重翻倍的时间。

答案:

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Section 1-s

题目:

双星系统距离地球 2140光年,由两颗像太阳一样的恒星组成。恒星之间的平均距离是0.00593 光年。如果使用 550 可见波长,请确定分辨它们所需的放大镜直径。

答案:

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由于篇幅有限,仅展示部分。

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