备赛指南｜美国物理碗【2021】

文章导读

01 参赛意义

（1）计划申请美国大学
" j: L0 N: `8 l. F5 g7 w! `美国顶尖高校更看重标化成绩以外的课外活动和竞赛成绩，对于计划申请美国大学理工科专业的同学来说，物理碗获奖证书毫无疑问是重要的加分项。能取得4门AP物理5分或A Level物理A*成绩的优秀同学不在少数，但都不像物理碗竞赛这样对学生成绩进行排名。因此，排名更靠前、获得更高等级奖项的同学更容易受到美国大学的青睐，从而大大增加被美国名校录取的几率。
+ q8 s7 M9 k; ]& ~$ o（2）计划申请英国大学
物理碗尚未在英国大范围开展，因而英国大学不会将美国的物理碗竞赛成绩作为录取参考因素。但对于申请物理、工程相关专业的同学而言，在申请文书中表明积极参与相关物理竞赛并取得优秀成绩，也能在一定程度上证明其物理学术水平。
此外，物理碗和英国高级物理挑战赛(Senior Physics Challenge，原名AS物理挑战赛)的难度和考查知识范围相近，而且两项赛事在国内的比赛日期也很接近，都在每年3月中下旬。因此，积极备赛物理碗也能促进高级物理挑战赛的准备，可以说是一石二鸟之举。
5 q# _( R& J; G+ b. h( f（3）计划申请国内大学
' U) P1 K  T9 e2 e0 j5 S对于计划申请国内大学的高中生来说，尽管相关奖项不会被国内大学认可，但感受物理碗竞赛的难度、挑战全英文试卷和解题速度极限也是一种相当不错的体验，并且物理碗会有一些比较新颖的题目、考查国内高中物理没有涉及的知识，多接触、多见识一下或多或少会对将来物理考试有些帮助。
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02 获奖条件

03 难度分析

! N. G+ m2 c9 K0 @6 H有这类疑问的同学多数都忽略了一个限制：考试时间只有45分钟。
尽管物理碗多数题目都很简单，但越往后题目越难。很多同学会在前20道简单题把45分钟的时间消耗掉一半左右，而等做到后面难题的时候就已经没有时间了。这也是为什么物理碗竞赛的平均分很少超过20、甚至只有16分左右的原因，且不论Division 1还是Division 2都如此。
下面从三个方面来讨论这个问题。
（1）题目难度分布
40道题45分钟完成，如果不算涂答题卡、填答案的时间，相当于平均67.5秒做1道题。而通常对于物理知识掌握的非常扎实的同学来说，最后几道题一般2-3分钟可以完成。这种难度跟高考物理选择题难度差不多，与国内高中物理竞赛难度更是没有可比性。换句话说，只要没有英语语言作为屏障，国内高二高三同学参加物理碗竞赛很容易拿到25+的成绩，从而大幅拉高平均分。
（2）解题熟练程度
就算前面的题目再简单，多数同学完成前25道题一般也需要15-20分钟。而剩下的15道题要在25-30分钟之内完成，且是难度越来越大的题，其挑战难度可想而知。所以，如果没有足够的解题熟练度，比如还需要查表、思考用什么公式，那基本上就没有可能上30分了。而事实上绝大多数同学在考场上都没有机会看到最后几道题长什么样。
所以，物理碗其实没有各位想象的那么容易。想要拿到非常高的分数，在解题熟练度方面的训练其实已经跟参加国内物理竞赛的同学相差无几了。
% y$ K* N, m  T% |（3）物理学科素养
美国物理竞赛强调对物理现象和规律的深入理解和思考，注重对基本物理过程的分析熟练程度和思维方法，而不是强调对计算技巧、解题技巧的考查。
* o5 B4 M  k- `% B! w例如：有道题问摩擦力属于四种力中的哪一种？选项有：引力、电磁力、强作用力、弱作用力。其实绝大多数高中生都不知道有这四种力，少数同学知道好像有这么四种力，但却不知道摩擦力该怎么归类，也需要想想然后猜一个结果。就这么看似简单的一个问题，得分率却非常低。而这个问题对于平时就对物理很有兴趣、经常主动思考力的本质这类问题的同学一般很快就能答出来，几秒钟就能做出正确的答案。就这么一道简单题其实就可以将物理学科素养较高的优秀同学区分出来。

04 备赛策略

（1）美高课程体系学生备考策略
参赛期间，多数10年级的同学正在学习AP物理1的力学部分或刚刚学完力学部分，少数教学进度快的学校能讲完电学内容。虽然力学部分占物理碗Dvision 1的40道题的一半还不到，但仍然是占比最大的知识板块。而即便是能做对所有力学题，再做对一部分初中学过的电学、磁学和光学题，得25分以上还是会有难度，进入前10%获得金奖的把握不大。因此，10年级同学如果从12月份或者寒假1月份开始准备，需要在2个月里尽可能多的学习AP物理1和2的基础知识，尤其是物理碗中占比不小的电磁学、光学、近代物理这部分知识。
5 l3 v2 I; m/ z6 r8 W" ?而11年级年级的同学多数都已经学完了力学、热学、电学、磁学和光学，而近代物理可能还没开始学习。这些同学如果参加Division 1会非常有优势，一般稍微做做准备、刷刷历年真题、准备一下，就可以轻松在Division 1里取得20分以上、25分左右的成绩。但如果想拿到30分以上或是在Division 2里拿到25分甚至更高的分数，那就需要提前学完近代物理、天文学相关章节，补齐AP物理里没有涉及的知识。此外，要达到接近满分的水平还要有平时积累物理学常识的良好习惯。由此可见，想拿到接近满分的要求还是相当高的。
高三同学一般不建议参加这项竞赛，意义不大。
对于想申请美国大学证明自己学术水平的同学，建议在确保银奖(全国排名前25%)的基础上，再努力争取拿到金奖(全国排名前10%)，甚至拿到赛区前10名。也就是要确保拿到30分以上，不管是Division 1还是Division 2。达到这个水平，需要付出的努力和准备时间都不会太少。所以建议各位有志得金奖以上奖项的同学从10年级就开始准备，争取在11年级取得理想的奖项。
- @) Y# I" |: G6 y4 T（2）英国A Level课程体系学生备考策略
部分10年级同学还处于学习IGCSE物理阶段。虽说IGCSE物理覆盖了力、热、光、电、磁，但毕竟难度还属于初中水平，这跟高中物理的难度还是有不小差距的。如果打算在10年级参加物理碗，那么寒假期间需要补上的高中物理知识就比较多、压力也会非常大。所以建议仅仅学习了IGCSE物理的同学以练兵作为参赛目的，等11年级学完AS物理、或者提前学习大部分A2物理课程的同时准备冲刺物理碗的更高奖项会比较有把握。
! Y( A' q) r& M7 ]6 S. S如果10年已经开始学习AS物理，那备赛期间需要做的准备跟美高课程体系的同学差不多，也需要提前学习一部分A2物理知识，并补充学习物理碗竞赛超出A Level物理考纲的知识。
学习A2物理的同学与美高11年级同学的备赛策略相似。
尽管物理碗对于申请英国大学的同学意义不大，但如果能把参加物理碗竞赛作为练兵，对提高英国物理高级挑战赛的成绩会有非常积极的作用。因此，仍然建议学有余力的同学积极备赛物理碗。
（3）国内高中课程学生备考策略
对于学习国内高中课程的同学来说，英语语言问题只是准备物理碗的问题之一，另一个问题则是校内所学物理课程知识内容不能完全覆盖物理碗的考点——有相当一部分知识是国内课程不涉及的。如果想拿高分，建议在课外学习AP物理12、能力更强的同学可以学习AP物理C。这样一方面可以熟悉美高物理课程知识，另一方面也可以适应英文物理表达，在提升英文阅读水平、提高读题速度的同时，还能感受美式物理课程的思维方式，体会中美两国高中物理课程的差异，会反过来促进国内物理课程的学习。
（4）学习和刷题参考策略
备考时间比较充裕的情况下，建议各位同学选择系统化的备赛课程、按照循序渐进的原则学习，或者按照一定的分类刷题。在课程学习到后期的时候，一般赛前1个月的时候就可以开始同步按照年份顺序刷真题。一共有13套题，建议每周刷两套题，不断查漏补缺、总结知识点，然后针对尚存在薄弱环节的知识点进行分类刷题练习。
$ S5 ]) [8 L) |0 ]  s4 R3 j% T备考时间比较紧张的情况下，建议先迅速刷1-2套真题，查找自身存在较大知识漏洞的专题，然后按照分类专题的方式刷题、强化学习课本相关章节的基础知识，这样效率相对会高一点。但由于时间有限，不可能把所有的知识漏洞和薄弱环节都解决，因此要按照“抓大放小”的原则进行训练，这样才能确保在有限的时间里取得最高的分数。赛前一个月平均每周刷2-3套题，用4-5周时间即可刷完全部13套真题，刷完之后应该大致能对物理碗的考试形式、题目难度做到心中有数，从而增强自信心。
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05 备赛资源

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图2 物理碗2019年全球Division 2考生成绩分布
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2019年各个奖项的获奖分数段

个人奖项 7 M, u5 F% u; Y. Q, W; `2 D	Div. 1 最低分 1 k# t! O& x8 v2 g# Q/ F	Div. 1 - @) R  X' i" T$ A2 |. D- I/ _$ w最高分	Div. 2 # B+ c4 H4 G2 |7 f; U+ y: T* P/ D, E& T最低分 & s2 U" X' ?5 g& F1 m	Div. 2 " R+ ]3 X! L+ ^$ ?最高分
全球前100	29	40 1 d9 X" W5 @7 i	29	40 & }# U) K, X7 d" Y# Z" t0 q2 C
全国前10 7 J/ X! W2 o1 L3 Q- t; o% r; u	33	40	37   j7 q/ l/ ?- i- b& B# }$ l	40
华北前10 $ M# V3 e8 u/ j3 T% Q0 m	31 7 e/ }2 A5 p" B2 u  c6 i	33 - A7 g7 Z" |0 V  `# f  H( q5 k	29 $ d  `: y( K! j9 \' L, p	36
华南前10 7 E9 w2 R, y) n, P1 v( D, N	26 % e6 Z/ V  {% j( i) q2 M	30 + K# G# J/ d% D: q, u  U7 Y- c$ J	24   ^: L/ e0 ]  z/ S% e& a" f	28 0 P2 ?3 C' a* t+ j/ T* |; H
华东前10	30	33	31	37
华中前10 $ m% k5 i! ~4 W  v/ |9 f	29 - N% B$ w( _. V( P) T	32 ) o0 m3 V# i, y  N* h3 V	25	31 $ _0 U5 ^0 L6 L- N1 G
西部前10	26 ; z3 F3 Y( s1 S8 _- P8 v. Q	32 5 D0 L9 M: B7 d) q	20 5 z, C# H5 j) T0 G' D	30

根据上面的成绩分布图和获奖分数段等数据可以看出，不论是Division 1还是Division 2，30分以上的同学所占比例都非常小。在绝大多数赛区取得30分以上的成绩就可以进入赛区前10乃至全球前100名。所以如果想拿到赛区前10、全球前100，基本上要确保拿到30分以上。
而如果想拿到较高的奖项，如全国金奖(排名前10%)一般需要25分以上的成绩，全国银奖(排名前25%）一般需要20分以上的成绩。

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Physics Principles with
Applications (7th Edition)
4 N, t' t  m, v/ ^, m/ r# j% `  aAuthor：Douglas C. Giancoli
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# n" _0 V# i+ a- v; z0 P+ C$ b College physics (10th Edition)
Author：Raymond A. Serway, Chris Vuille

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. v1 }$ G- ?( v( X5 u Physics for Scientists and Engineers-A Strategic Approach with Moden Physics (4th Edition)
) S: n4 D9 f( b  X5 I# S+ _Author：Randall D. Knight
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