2022年cap加拿大物理奧林匹克競賽開賽倒計時！往屆試題剖析及備賽攻略分享

距離cap加拿大物理奧林匹克學術活動正式開賽越來越近，相信報名參賽的小伙伴此時此刻都在忙著備賽沖刺，期待大家都能取得一個好成績！
首先，讓我們一起來簡要地了解一下CAP物理學術活動！

賽事簡介

加拿大物理奧林匹克，又名加拿大高中物理奧林匹克(CAP High School Prize Exam)，是加拿大物理國家隊第一輪選拔活動。由加拿大物理學家協會(CAP)聯合英屬哥倫比亞大學物理和天文系共同舉辦，主要針對高中生，問題難度超過課堂知識范圍，強調邏輯思維和創造性思維。
CAP Prize Exam強調邏輯思維和創造性思維，其作為加拿大物理國家代表隊選拔的第一輪，難度遠超課堂的知識范圍，每年優勝者中會誕生5位學員代表加拿大參加IPhO國際物理奧林匹克學術活動。因此，該學術活動的成績獲得加拿大以及北美地區名校的高度認可。如果最終獲獎，則該學生進入加拿大各大名校的幾率大大增加。

賽事規則

學術活動語言：英語
學術活動形式：個人筆試
學術活動題型：25道選擇題及3道解答題組成
學術活動地點：全國各大城市考點學校
學術活動要求：
可以帶簡單的，無任何編程功能的計算器
評分標準：
選擇題一題一分，共25分；簡答題一題20分，共60分。最終成績將按照40%選擇題分數+60%的簡答題分數重新計算成100分制的成績。

學術活動大綱

CAP加拿大奧林匹克學術活動的考察知識點包括力學，熱力學，光學，電磁學，現代物理學等高中和大學基礎物理課程的全部內容，主要考察重點放在力學，光學，電學和磁學上。
雖說CAP Prize Exam難度遠高于校內的物理課程水平，但學生在備賽時可以參考IB Physics物理 Higher level的核心課程大綱加上一些geometric optics幾何光學的內容，其主要強調mechanics力學, optics光學, electricity and magnetism電磁學以及elementary thermodynamics基本熱力學。

考題難度

總體而言，CAP知識點考察范圍與英國向和美國向的物理碗類似，3小時考25道選擇題和3道大題(題量可能有略微浮動），但選擇題難度略高于物理碗，大題難度略高于BPhO Round 1，接近BPhO Round 2，含大量典型的學術活動元素。
對于中國理科中，上等水平以上的高中學生來說，認真備考后加拿大物理奧林匹克學術活動難度上倒是不是很大。考試重點考察學生提煉物理概念，構建物理模型的能力，試題應用型強，試題強調邏輯思維和創造性思維的考察。同時需要考生有一定的微積分基礎才能很好的完成物理試題的解答。

試題剖析

這項比賽作為加拿大國家隊的選拔比賽，難度較“物理杯”學術活動要高不少，從知識模塊來說，力學，電磁學，熱學，光學以及近代物理，樣樣不少。即使和常見的AP物理1+AP物理2相比，也是只多不少，所以建議有一定物理基礎的同學參加。
接下來，我們以近幾年的CAP真題進行分析：

一、力學?
首先，我們來看力學。力學題目是CAP Prize Exam中占比很大的一部分，幾乎占Section A部分選擇題的1/3，并且Section B計算題中也會有一題考察力學問題。
此處，我們以2019年的真題為例，Section A加Section B一共考察了8道力學題目，7道選擇題，1道大題。這個比例在往年的情況也比較類似，一般會有8至12題，有時甚至會有一半左右的選擇題考察力學。整體而言，力學題目整體難度并不會太大，快速解答這些問題是考生拿分的關鍵，也是確保能夠得獎的關鍵部分。
力學專題具體考察點：
①基礎運動的相關概念問題，如位移和路程、速度、加速度等，對運動圖象的理解及應用；
②一維和二維運動的相關計算，自由落體運動、上拋運動、平拋運動、斜拋運動等，尤其要掌握拋體運動中滯空時間，射程，最大高度的推導公式；
③受力問題計算，力的合成與分解，需要熟練掌握重力，彈力，浮力和摩擦力的相關計算；牛頓運動定律的綜合應用，理解失重和超重；
④曲線運動的分析，解決天體運動的問題；
⑤動量和沖量的相關計算式，動量守恒定律的理解與應用；
⑥機械能及去守恒定律的計算與應用；
⑦振動和機械波問題，機械波，單擺問題的考察。
力學部分的題目需要保證速度和準確率，需要花費大量時間一一練習熟練，每年的考察內容相差不大。
CAP力學部分考察的形式多樣，并且與實際的結合比較緊密，比如下例：
本題是一道圓周運動的題目，代入波音747飛機的背景，考察圓周運動的受力分析及加速度，題目難度不高，求解也比較簡單，這類是考生快速拿分的關鍵。
本題是一道典型的拋體運動題目，考生如果熟練掌握相關的運動規律，對于解題大有幫助。本題將運動分解為水平方向和豎直方向，分別列出表達式進行求解，整體思路上并沒有太大的難度，但是在計算過程中多次涉及到三角函數的變化，對于數學上的要求較高，要熟練掌握三角函數計算才能準確地解出此題，解析如下圖所示：
SOLUTIONS：
二、電磁學?
下一個部分，電磁學，在2019年的CAP學術活動試題中，前25道選擇題中有7道，集中在庫侖力計算和電場、磁場中帶電粒子的運動問題，這部分題目計算較多，不過整體難度不?，除了電磁感應的考察題目外，其他題目都比較基礎。在大題中，有時會考察電磁學的問題，在2018年就有出現，不過考察頻率不高且整體計算難度中等。

這道題目就是綜合運用電學和磁學，考察了速度選擇器velocity selector的原理，只要學過AP物理C電磁學就能做，還是比較簡單的。在電磁學部分，考生要重點掌握電勢，電勢能的計算，以及洛倫茲?，電場?、磁場?的平衡問題，除此之外，電場、磁場中帶電粒子的運動問題更要引起重視。

三、熱學?
下面一個板塊是熱學。熱學部分的話，2019年Section A選擇題有6道，其中2道題考察的是理想?體變化過程，這一部分的題目相對而言比較簡單，要重點掌握PV圖，VT圖的分析，比如 PV圖像的不同?體變化過程的計算以及做功，內能等。還有部分題目考察熱傳導，受熱膨脹等問題。
除了考察了一些常規的熱學問題，還考察了一道卡諾循環問題，不過考查形式非常簡單，僅僅是對于公式的理解應用，屬于理解了對應的熱學內容就會做的情況。
總體而言，熱學部分多與生活相聯系，不僅需要考生掌握知識點，還要有一定的理解，能夠將題目與知識點快速對應起來。

四、光學?
下?個，光學。光學在CAP學術活動中選擇題的占比很少，一般只有1-2題，但有時會在大題中出現，并且會有一定的難度，需要引起考生的注意。
在大題中，光學問題是常考的題型，這道考的就是光學的內容，知識點只涉及到折射與反射，關鍵在于理解題目隱含的意思，還是不難的。
SOLUTION：
在光學方面，可能涉及的考點有：
①光學的概念問題。
②光的干涉問題。
③光的反射，折射，全反射問題。

五、近代物理?
最后，2019的CAP學術活動中，考察了4道近代物理學的題目，3道選擇題，1道大題，這一部分占比還是比較大的。選擇題部分，2道題目和原?物理有關，主要的考察重點是氫原子的能量及其變化問題和原子的能級躍遷問題，所以今年的話考察重點應該也會是這兩部分內容。大題方面，主要會涉及相對論中碰撞，或者時間、?度的計算以及光電效應相關問題。
那么對于目標是獲獎甚至是沖刺最高獎項的同學來說，面臨的主要困難有哪些，又該如何進行準備呢？

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備考建議

官方給出的考試范圍是IB物理higher level的核心內容+幾何光學的相關知識，從下面IB物理higher level的大綱就可以發現，面臨的最大困難顯然就是考試范圍廣泛，考試內容繁多，所以這就需要同學們提前開始準備，建議至少要留出三個月的準備時間。根據歷年真題的分析，準備的重點當然還是高中物理的力學，光學以及電磁學這三塊內容。

CAP作為知名度極高的世界級賽事，成績受到加拿大以及北美名校的高度認可，這也就意味著每年都會有大量的參賽選手角逐賽場。而且現在已經是CAP的關鍵沖刺點，希望同學們能在上文中有所收獲，把握好備賽的機會。最后，祝即將踏上賽場的學子們都能超常發揮！勇奪佳績！