英国物理奥赛BPhO 1备赛指南

合理设定冲奖目标BPhO 1

作为英国物理奥赛国家队的初选赛,其目的主要是为国际物理奥林匹克(IPhO)选拔顶尖选手,因而其难度远超英国物理挑战赛系列赛事。这也意味着该项赛事的奖项有着极高的含金量,获奖等级越高说明物理学术水平也越高。尽管如此,还是建议保持良好的心态、设定合理的冲击奖项目标,毕竟参赛学生都是同龄人中的佼佼者。在设定冲奖目标时,建议参考以下几点:

  1. 目标申请大学和专业
  2. 所学课程体系,如A Level、APIB
  3. 已掌握的高中物理、数学知识
  4. 是否有准备过其他高中物理竞赛

对于希望冲击英国G5大学物理类、工程类专业的学生来说,争金保银是最基本的目标。而对于目标是冲击牛津、剑桥的学生来说,拿银奖的意义不大,只有金奖、甚至超级金奖才能体现其在物理学术水平上的超强优势、受到牛剑招生官的青睐。对于刚步入高中(国内高一、英国11年级)的学生来说,在仅仅学习了两、三个月高中物理知识的情况下,参加BPhO 1并获得高等级奖项的可能性不大。这类学生不宜设定过高的冲奖目标,建议最好能调整心态、把参赛作为一次练兵机会,积累经验为下一年冲击更高奖项做准备。对于有高中物理竞赛备赛经验、对物理学科有浓厚兴趣的学生,将扩展视野、体验学习物理的乐趣作为参赛目的也不失为一种选择。建议这类学生可以设定中等以上的奖项等级作为冲奖目标,获奖后能正向激励自己在物理学科方面的兴趣。

下表给出了BPhO 1全球奖项的设置及获奖比例。

全球奖项 Awards 获奖比例
超级金奖 Top Gold 前2%
金奖 Gold 前8%
银奖 Silver 前15%
铜奖I Bronze I 前25%
铜奖II Bronze II 前40%

注:获奖比例按照英国本土学生的成绩划分。中国大陆的学生获奖比例普遍高于上述获奖比例。

命题特点分析

近几年BPhO 1试题的题型和难度变化都不大,下面以2020年的真题为例分析BPhO 1的命题特点。Section 1, BPhO 1, 2020卷面分数:88分满分:50分时间:80分钟题量:1道大题,包含20道小题分值:每题2-7分不等,多数为4-5分

题号 分值 考查知识点 知识板块
a) 4 抛体运动 力学
b) 3 二维运动,向量 力学
c) 2 估测方法 实验
d) 2 量纲计算,机械波 物理学常识
e) 5 电阻率,电阻并联 电学
f) 4 密度 热学
g) 5 温度和热 热学
h) 7 相对运动 力学
i)
4 恒定功率、牛二 力学
j)
5 浮力 力学
k)
4 量纲、流体 物理学常识、力学
l)
5 核反应中的动量和能量 近代物理
m)
5 等效加速度 力学
n)
5 理想气体定律 热学
o)
5 基尔霍夫定律 电学
p)
4 光电效应方程 近代物理
q)
5 静电平衡 电学
r)
5 热传导 热学
s)
4 驻波 力学
t) 5 牛顿冷却定律 热学

下表为各大知识板块的分值统计。

序号 知识板块 分值小计
1 力学 34
2 热学 24
3 电学 15
4 近代物理 9
5 物理学常识 4
6 实验 2
合计 _ 88

Section 2, BPhO 1, 2020

卷面分数:125分满分:50分时间:80分钟题量:5道大题选做2道大题分值:每题25分

题号 分值 考查知识点 知识板块
2 25 能量、压强、力矩、质心、波的反射和折射 力学
3 25 圆周运动、机械能守恒定律 力学
4 25 静电场的分布、电势能、光的折射 力学、光学
5 25 双星问题、引力势能、碰撞、温度和热 天体物理
6 25 双缝干涉、薄膜干涉、X光衍射 光学

选题策略

第一原则:得力学者得天下。

结合上述表格中的数据,再纵观全卷,不难发现约40%的分值都归类为力学知识板块,而其他的天体物理、近代物理题中也有若干小问本质上还是力学计算题,所以力学知识在整个试卷中的占比其实已经超过了50%。力学板块中的运动学、动力学、能量、动量等问题都是平时课内学习的重点。学生对多数公式、定理的运用都很熟练,因而尽可能多的尝试做力学题毫无疑问是选题策略第一原则。

第二原则:物理学常识、测量题必做。

这两类题分值不高,但计算量少、耗时少,是分值耗时比最高的题。遗憾的是这两类题数量最少、总分值最低,一般加起来都不超过5分。其实越是这种题,越是应该全做、争取拿下全分。

第三原则:静态/瞬态分析题优先做。

通常静态分析的题包括静力平衡、静态电路、热平衡等,瞬态分析诸如对某些时刻的运动状态、热状态、能量状态的分析,这类题涉及的状态变化不多或者变化过程不复杂,对应需要求解的方程也不多,属于计算量中等、比较容易得分的题型。这类题要优先做。

第四原则:基于微积分的计算题少做。

基于微积分的计算题都不简单,而且计算量都还不小,所以这类题是拉开差距、区分超级金奖和金奖的关键。这类题型常见的考点如牛顿运动定律、热力学过程、变力做功、非均匀质量/电荷量模型分析等。但是通常这类题的分值并没有显著的比基于代数计算的题分值高,所以这类题的分值耗时比很低,不建议优先做。此外,微积分计算以及基于微积分描述物理学模型本身对高中生来说就是很难掌握的知识点和方法。绝大多数学生的水平和能力还不足以应对BPhO中基于微积分的计算题,因此非常不建议多数学生选做基于微积分运算的题。但对于想拿超级金奖的学生来说,这类题是获得目标奖项的关键,属于必须拿下一定分数的题型。

备赛建议

其实从选题策略上就可以看出:多数学生在备赛过程中把主要精力放在力学强化上是最佳方案。一方面因为中学生对力学知识的学习时间最长、力学知识体系更完备,对解决力学问题的方法和技巧也最熟悉、最擅长。另一方面,力学本身也是其他知识板块的基础,学好力学的学生在其他知识板块也不会处于劣势。但也需要注意,仅仅只准备力学还不够,还需要在热学、力学、光学和天体物理方面有所涉猎和加强。这样能有效避免因为个别力学难题卡壳而导致总分不高的情况出现。此外,有些热学题、光学题比大部分力学题还简单、更容易拿分。所以备赛时还是要适当分配一些时间和精力用于强化其他几大知识板块。还有一点:2020年的题没有考查磁学,其实往年考查磁学的题也很少。因此在备赛时不建议在磁学上分配时间和精力。如果考试遇到这类题,除非特别有把握,否则请放弃。

备赛资源

毕竟BPhO是难度较高的竞赛,到了这个级别的竞赛,相应的备赛资源已经为数不多,最有价格的还是历年真题。当然其他国家和地区,如美国、中国等,同级别的物理奥赛题,也是可以参考的。而有些学生可能会尝试做BPhO 2的题,这也未尝不可。其实能参加这项竞赛的学生大都具备比较扎实的高中物理知识和较强的分析和解决问题的能力。对于这类学生而言,根据历年真题进行分专题训练和强化也足以提升其水平和能力。只是要强调一点,合理的分类专题和系统的训练才能保证更有效的提高水平,避免浪费过多时间在无效刷题上。

【竞赛报名/项目咨询请加微信:mollywei007】

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