芝麻物理第二届高中物理竞赛联考考试已经结束,试题和答案解析也随即出炉,成绩已经上传至公众号,扫描下方二维码查询本次成绩,此外我们还对本次联考试题做了独家分析,我们一起来看。
芝麻物理联考介绍
芝麻物理第二届联考(复赛)总共参与报名的人数为1902,来自210所公立学校,共122所学校提交了共831份试卷。最高分240分,前50名146分,100分以上共228位,150分以上共37位。整套试卷难度与复赛类似(同学们可以自行用本次联考分数一比一去对照各自省份分数线),保持了复赛每道试题前几问都会“送”10分左右的传统,但是每道试题想要得到30分以上都非常不容易,着重考察了同学们的基础功和试题的完成度。考虑到现在距离复赛仍有8个月的时间,笔者认为本套试卷达到150分以上(意味着整套试卷得有2题左右接近满分,这也是省队和省一的差距:在知识点没有明显短板的基础上有部分试题冲击满分。)的同学比较有希望冲击强省省队。
联考试题
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芝麻物理团队解析
第一题
延续了39,40届复赛的”传统”,将光学放在了第一题。整体难度和39,40届的第一题难度类似,只不过侧重于光的干涉理论,稍微涉及双折射理论。要求同学们对相干光干涉理论,偏振理论有深入透彻的理解。至于题目中提及的双折射其实只是来“吓人”的。
本题的两大难点:
1.想明白到底是什么光束在相互干涉,光束之间的相位差是什么,光强的定义是什么(电场振幅的平方对时间的平均值)
2.双折射的两个折射率导致了折射角的不同,因此导致了不同的光路带来的几何相位差
第二题
第一到第三问基本都是预赛难度的热学题,所以在阅卷过程中,增加了第四问的比重。第四问是比较困难,主要难点在于同学们应该想不出活塞运动带来的附加项如何处理(或者压根没想到有这一项),总体上第四问就是能量守恒加粒子数守恒,也算是老套路了。实际阅卷中,如果考生压根没想到附加项的,但是答案正确,也拿到了大部分分数。
第三题
非常传统的刚体运动题,两个关键步骤:
1.正确写出刚体的动能和势能
2.在第四问小量近似的时候不应当直接对第三问的结论泰勒展开,而是应该回代到能量的表达式中从而得到简谐振动的能量形式。
这道题目非常锻炼同学们的计算功底,反倒没什么特别物理的部分,强烈建议同学们茶余饭后好好自己算一遍。
第四题
整套试卷为数不多美中不足的地方:本题的地方应该放一道其他板块的力学题,但无伤大雅。
本题算是整套试卷中最简单的了,对于低年级同学应该尝试花30-60mins的时间去努力完成本体。唯一需要注意的地方:不要写错答案中的第9式,对分数影响很大,甚至从而影响整套试卷的得分。
第五题
答案更正:第17式第一项应当有2/3次方。
比较难的一道题,以下几点需要注意:
1.1/iii问中的第二个边界条件比较难想,需要考虑电子的动态平衡。
2.其实微分方程的解(幂函数)应该在题干中提示,是出题时的疏忽
3.第二问的第四小问非常难,主要难点是需要把17式中先提出一个电流密度平方分之一然后用15式取z=D(同时认为v=0)带入,于是得到17式的第三个等号。然后再用16式能量守恒带入17式得到19式。由于题目要求是最低阶,所以这样近似并不会有问题。(如果不这样近似,计算量会爆炸)。所以主要难点是按照出题人的思路近似,并不好想。但是17式的处理是比较美观的(幂函数的形式),所以要求同学们有自己的“审美”。
第六题
题目更正:最后一问强磁场应当是弱磁场条件(不然最后一问的积分复赛范畴内积不出来)
答案更正:
1.第5式最后一项s上没有一点
2.第14式子应当是s随着B减小而增大。
比较传统的一道电磁学范畴的运动学试题,特别地,强烈不推荐同学们直接默写正则动量解决,容易正负号出错。第一个分水岭在14式,通过观察可以得到,在c趋于正无穷的情况下,既然s不能趋于无穷小(不然不满足最大距离),那么等号右边也只能趋于无穷大,所以s趋于无穷大。第二个有趣的点在于最后一问积分的处理,答案认为既然积分近似为从1积分到无穷大,那么可以忽略积分在1附近的行为。事实上这一处理缺乏严谨的论证,比如在z=1的时候积分事实上是0/0,要讨论其渐进行为,不然很容易犯错(比如朗道在讨论平行光过透镜聚焦的相位突变,就用相似手法处理的积分,但结果是错的)。但是好在结果足够优美,令人信服。
第七题
题目更正:最后一问应当是dP/dE。
没什么计算量也没有什么难度的题目。并且第一问和第二问完全没有任何关联,聪明的同学应该都尝试一下。第一问基本都是程电的默写内容,但是同学请不要直接默写结论,会扣很多分。第二问是考察了自发对称性破缺导致的相变,如果同学们之前完全没接触过类似的概念可能会一头雾水。同学们可以看看40届复赛第二题,如果你能找出复赛第二题和该小问之间的联系,那么你就懂了什么叫自发对称性破缺。
(相变这几年一直很火,38决的离谱难的最后一题,40复第二题都是不同的相变理论,38决的拓扑相变,是薛其坤做的量子反常霍尔效应的理论基石)
第八题
比较有趣的一道题,看上去吓人其实不怎么难,前几问类似于国际赛的风格,算是缝合怪。
但是第三问的第二第三小问有点超纲,尤其是第三小问,事实上核子在动量空间均匀分布这个处理既超纲从物理上来说也不是很合理。同学做不对很正常,哪怕有同学正经学过统计力学,就应当直接用Fermi统计做了,也和标准答案不一样。但是阅卷时酌情给分了。其他的部分计算量不大,物理上略微新奇一些,其实这道题算是“软柿子”,如果不是放在最后一题,应该同学们分数会高一些。所以同学们考试时其实不要像高考一样从头做到尾,应该是按照由易到难(第一保证了自己会做的不会因为来不及做而失分,其次也有助于三小时内整体心态的提升,反而帮助同学们可以更好的完成难题)的顺序自己安排的,只要把控好每道题完成的时间即可。
参考答案
本次芝麻物理将在2025.2.5-2.12举办复赛刷题班,试题难度与本次联考类似,笔者认为本次联考在100分以上的同学参加刷题班提升效果较大。而低于50分的同学则需要先学习基础知识,不适宜参加刷题班。同时对于本次联考前三名的同学,欢迎参加本次刷题班,学费全免(食宿自理),第四名到第十名则学费7折优惠(食宿自理)。以下是本次联考的试题和答案链接,本次未及时报名联考的同学可以自测,权当寒假刷题班的入营测试。有关本次联考的未尽事宜,和寒假刷题班的报名事项,请联系下方教务人员。