對于將來打算申請美國大學理工科相關專業的高中生來說,物理碗( Physics Bowl )獲獎的意義還是很大的。尤其是在近幾年美國高校對標化成績以外的東西越來越看重的趨勢下,學術活動證書、課外活動都是重要的加分項。參加美國舉辦的物理學術活動并獲獎,能增加被美國名校錄取的幾率。2023新賽季報名即將開啟!
物理碗 Physics Bowl?
美國的“物理碗Physics Bowl”學術活動是全世界范圍極廣極具影響力的高中物理學科學術活動,那些在學術活動中能獲得獎項的學生,將會在申請美國、加拿大、英國本科理工專業時贏得很大的學術優勢。對物理感興趣擅長理科方向,非常適合報名參加。
物理碗涉及到的知識點內容

我們會發現,無論是AP、IB、A-Level,還是體制內的物理,考的也是這些范疇內的內容,只是考察重點和思維方式上有差別。

這就是物理學術活動的特點,知識范疇是確定的,但是考察的難度,解題的技巧,差別會很大,學習過程中要時刻注意。
重難點分析
縱觀歷年物理杯考試試題,運動學與動力學(包括轉動部分)的題目始終占據著最主要的內容,為考試的重點,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)以考查基本概念為主。
通常而言,物理杯考試也會出一些難度相對較高的題目,用以區分不同層次的考生。對于備考Division 1部分的考生應重點關注轉動部分,而對于備考Division 2部分的考生,還應重點關注熱學和狹義相對論的部分題目。這三部分的內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。
關于轉動部分,考生可以采用類比法加強記憶,即將轉動簡單的類比為一維平動,只需將物理量進行簡單的替換即可,如表1所示。
表1? 轉動與平動物理量的對應關系

關于熱學和狹義相對論部分,我們各舉一道真題,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,理想氣體狀態方程,單原子理想氣體的等壓、等容摩爾熱容。
要點解析:
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對于單原子理想氣體:
. 由理想氣體狀態方程可得:
. 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,鐘慢效應和固有時, 尺寸收縮效應
要點解析:分析物理過程可知,clock B的讀數
應該包含兩部分,即飛船走距離
的時間
和光返回的時間
,
,解得此時
。于是,
.由于飛船測量其行走距離
歷時
為固有時,根據鐘慢效應則有
. 或者根據尺寸收縮效應,飛船測得的距離??
2023物理碗考試須知
比賽時間:2023 年 3 月 25 日,星期六,下午 14:00-14:45(45 分鐘)
報名截止時間:2023年3月15日
比賽方式:個人比賽,試卷筆試,沒有實驗考試。
字典和計算器:可以攜帶紙質版的英漢字典、無編程功能的計算器。
考試形式:在線考試,英文卷作答(線上考試需配備帶有攝像頭的電腦及手機移動設備。)
參賽費用:人民幣300元(含資料)
比賽結果公布時間:比賽結束后6周內公布。
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備考建議
建議考生有一定的物理學習基礎,再報名參加物理碗學術活動。比如學過完整的高一物理課程,可以考慮報名參加物理碗Division 1的學術活動。學過高二物理課程,可以考慮參加物理碗Division 2的學術活動。
課程大綱
1. 誤差與測量,有效數字,量綱(國際單位制),矢量
2. 運動學和動力學
3. 平衡,力矩,與轉動
4. 萬有引力,簡諧振動
5. 材料性質
6. 流體力學
7. 波的基本性質,光學(幾何,波動),聲學
8. 物態與熱,熱力學
9. 電磁學
10. 原子物理
11. 近代物理(量子力學,光電效應,相對論)
12. 費米問題
13. 物理前沿進展
14. 真題解析
授課班型:
線上6人,線下6-12人或1V1

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