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第38次物理期末理论实验试卷和正式答案发布!

近日,第38届物理竞赛决赛考试结束,我们为大家同步更新了理论及实验试题(详情点击查看:关注!第38届物理决赛理论及实验试题发布!),今天我们为大家收集到了官方答案一起来看吧:

本次决赛理论部分一共五道大题,每题64分,单题多段计分,整体风格接近国际比赛。多段计分的优点是不需要担心思路大方向出错导致整题丢掉,即使第一问没有做出来,也可以提前看后续的提问而明确出题人的意图,总而言之,可以更全面的考察学生的能力,增加容错率。接下来我们逐题进行分析。

第一题

本题考察了半波带法近似计算衍射现象的应用。该知识点在物理竞赛中比较偏门,反而更多学生是对衍射积分的计算更加熟练,因此属于剑走偏锋的题目。在之前的学习中涉猎范围比较广的同学作答本题会有较大优势。

本题作为第一题计算量方面不算太大,没有认真学过波带片的同学在解决本题的时候第一重要的就是快速理解题意,顺着题目的思路利用干涉知识去计算。

第二题

本题考察了天体运动中关于椭圆轨道的相关知识。涉及到的知识点很全面,要求学生基本功扎实,对于能量角动量这些物理量和椭圆参数等数学量之间的关系掌握熟练。后续几个小问更多的是对数学计算能力的考查。本题没有出现新名词和新知识,静心按部就班解答可以拿到可观的分数。

第三题

这是一道以原子物理为背景的题,通过暗物质与靶物质的碰撞来探测暗物质。题目中规中矩,第一问是我们熟悉的碰撞模型,占了整题一半左右的分数,正常发挥可以拿下。其余四个小问是一些拓展,但是难度并不大,静下心好好分析是可以求解出正确答案。

第四题

本题是以生物膜为背景,利用泊松方程玻尔兹曼分布综合求解的题目。主要的难点是理解物理模型并写出边界条件和微分方程。因为题目当中给出特解,所以只要边界条件和微分方程列对,后续计算没有太大的难度。整道题的计算量较大,非常考验同学们的耐心。值得一提的是,如果今年有参加爱培优物理竞赛集训营,第十二套模考卷的第七题出现了类似的问题,区别是该题背景放在了等离子体中,且考查的是球对称模型。

第五题

本题第一部分考察了铁磁体相关的知识,对于不少经常参加刷题班的学生来说应该属于“常见”模型了。而第二部分开始基本进入了“现学现考”的节奏,需要学生基于已有的物理知识处理新的模型,没错,有一些做科研的意思。可见这次决赛的出题人花了很多功夫,确确实实希望筛选出思维能力强,对新知识包容收纳快、处理能力强的人才。

实验题分析

第一题为四个常规的电学测量、迈克尔逊干涉仪和刚体转动惯量实验。

第二题为同轴电缆的题目。非常考验实验数据处理基本功。因为有大量的数据需要处理,所以时间非常紧张,需要同学熟练掌握数据处理方法以及敲计算器的手速要快。

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值得注意的是:本次决赛实验为历史首次以理论笔试形式考察,出题风格、题目计算量都是对后续命题的一个重要参考。从实验笔试题来看,本次题目侧重实验数据的分析和处理,有写大物实验报告的味道。同时需要注意的是,本次笔试时间为一小时,而光答题纸就有足足八页,这意味着学生基本上没有太多思考的时间,否则一定无法完成所有题目。

总之,第38届全国中学生物理竞赛决赛相比以往变化较大,是一次大胆的创新。题目更注重理论与实践相结合,例如模型涉及神州十二号、暗物质、细胞的电磁学问题、铁磁性等,都是我们日常能够接触到的概念。命题质量较高,具有较强的筛选性,对于基础知识扎实,思维能力强的学生来说有较大的优势。

官方答案

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