应轶群博士评析2017全国中学生物理竞赛

应轶群博士评析2017全国中学生物理竞赛

应轶群博士评析2017全国中学生物理竞赛

应轶群

2017年9月进行的第34届全国中学生物理竞赛各省级赛区刚刚落幕，省队队员陆续选出，选手们将于2017年10月26日至11月2日赴重庆参加全国决赛，选拔国家集训队。

一个奇特的现象是今年不仅仅是上海赛区，全国范围内都普遍存在高水平选手没能进入省队，或甚至没能获得一等奖的情况。读者中的你，如果也是这种情况，那就让应老师帮你分析一下，从赛题和答题的角度，可能存在什么问题？如果备战明年的联赛，该如何改进？让我们边看题目和解答边评析。

第一题的模型非常传统，传统到相当一部分选手都做过或者见过这个图。而且第一问是书上的原题，要正确解答第一问，很明显必须正确理解什么是纯滚动，同时，题目要求学生记住均匀质量圆筒对于自身中心轴的转动惯量，或者学生会

临场推导（应老师建议同学们背出常见对称物体的转动惯量）。

第二问是第一问的拓展，一般理论力学书上的习题会是让大圆筒在地面上纯滚动，如此一来系统的约束更复杂。而本题是让大圆筒绕质心转动，难度不高。大圆本身可以动的情况下，系统的约束性质与第一问固定时不同，小圆柱在动时，大圆筒也动，因此很明显，系统存在两部分动能，即参加振动的质量不同了。显然第二问的结果在M 远大于m 时回到第一问的结果，这也是一种检查对错的方式。

然而就是这一点点小改动，大部分同学该问未能得分，原因是在于对于“约束”的理解不深，或者利用能量展开时发现计算复杂。实际上本问用受力分析和加速度关联来解比较方便，这是竞赛题的经典思路。如果用能量来解，建议选手们学习一些理论力学的初步内容，做到能弄懂经典模型，弄懂理论的逻辑和来龙去脉，而不必要纠结于一些细节。

从标准答案可以看到，出题者要求学生扎实掌握大学普通物理的思维模式，并且任何时候不回避高等数学的应用。这就是复赛与预赛的本质区别，也揭示了为什么预赛150分的选手可能复赛可能只会做1、2道题。

第二题的模型也很传统，运用能量守恒、开普勒第二定律和积分运算可直接得到结果。许多选手此题得了满分！但也有高手在此题上马失前蹄，甚至整个题

目送掉得0分，原因是“一颗彗星绕太阳运动的轨道是抛物线”这句话没看见！

应老师提醒，审题时要仔细，要提高语文水平！因为犯这个错误的人很多！本来是送分的题，你却接了飞刀，有木有？

除了运用题目告知的积分公式以外，解答只有一页纸，可见确实是送分的“良

机”！

第三题的模型传统到“令人发指”，甚至应老师刚一看到题目以为看错了，这是高考卷子吧？确实，第一问极易得分让选手们心情大悦，产生了此题非常简单的错觉，然而，此题全市范围内是没有人得到满分的，原因何在呢？

仔细审题可以发现，第二问和题干中的“重物与车厢前壁不分开”这句话看似简单，有同学直接理解为“粘连”了，因此三下五去二解答了第二问，满心以为得了满分，看到自己小分表上1/3的分数都不到的时候，是否有“哔狗”的感觉呢？

注意这么“简单”的复赛题，必有陷阱，而这里的陷阱就是题目中的各种参数大小没有给定，因此“不分开”这种模棱两可的题文，审题时要特别注意，这是题目要求“讨论”的信号！

还是语文的问题啊！叫你们重视语文！

看看答案吧，洋洋洒洒3页纸。然而分值也就20分，什么？20分不重要？高手之间能差20分？别逗了！应老师赛后采访了此题上海最高分（36），也是理论并列最高分飞同学，得到的评价是——这题太烦了，但思路和物理过程清楚以后耐心把式子写出来就行。

当然这一题也给阅卷老师出了难题，这么复杂的式子，选手们解答时写的形式又各不相同，怎么办呢？好希望看到——空白的卷子啊！这一题查到一些分的同学也不少。

第四题的模型思维比较传统，但几何造型有所创新，是典型的复赛难度电磁

感应问题。解题的过程自然就是平面几何算面积的游戏，本题得分率很高，就不再多分析了，想必选手们一定做得很爽！

学过就会，会就能对，对就得分！

第五题是重庆高考题改编过来的，然而得分率很低。模型不难理解，回旋加速器各位选手也都学过，是典型的带电粒子在电磁场中运动的题目，同样极易上手。闭着眼睛可做出第一问，也就是高考难度的问题。但若高兴太早，势必酿成悲剧。

很明显，粒子的运动不拘一格，此题风格与坑了大多数的第三题一样，再次坑了大多数。存在各种可能的情况，不同的周期性并存，结合几何条件可以实现讨论。应老师提醒各位选手，这样的题目你画图就能分析个八九不离十，不画图脑子里一片混乱，而且答卷时大部分选手画图的习惯不强，是值得深刻反思的！

第六题是命题者希望的送分题，但选手们再次接了飞刀！看起来命题者中不

乏小李飞刀式的神秘人物啊！题目的考点是氢原子光谱的巴尔末公式、非弹性碰撞中的动量守恒和机械能损失，都是非常经典的物理概念。应老师采访了几位得分最高的选手，得到的错误理由五花八门

有说觉得题目太简单考了相对论（原子核外能级是eV的数量级，怎么会有相对论呢？即使考虑了相对论，也马上能通过计算发现粒子是经典范围的）有说第一问就看错，以为可以激发到更高能级的

有说不明白如何碰撞吸收

以上的种种说明，选手们对于近代物理中经典过程的理解还存在问题。

基础不牢，地动山摇！

第七题是许多教材上都会有的一个图，与第一题的情况类似，但问题中做了改动，可以称得上是全卷最容易捏的一个软柿子。直线过程温度最高点和吸放热转换点的求法，需要明确这两者不一致！此题得分率也较高，就不多分析了。再次说明了应老师对选手们的要求：

碰到热学题，必须得分！

第八题看似波动光学，实为几何光学，是全卷唯一的原创性很强的题目。在几何光学日渐式微的情况下，该题无疑是一股清流，是最像竞赛题的题目。从答题的情况下，该题确实起到了区分高水平选手的作用，其中飞同学又一次获得39分。

此题在看懂模型的情况下，利用折射定律，用平面几何计算的方法可以至少获得约20分，看不懂模型的情况下则无法得分。如果你没能解答这题，说明水平还不到家。

少年，继续努力！