合理設定沖獎目標
BPhO 1作為英國物理奧賽國家隊的初選賽,其目的主要是為國際物理奧林匹克(IPhO)選拔頂尖選手,因而其難度遠超英國物理挑戰賽系列賽事。這也意味著該項賽事的獎項有著極高的含金量,獲獎等級越高說明物理學術水平也越高。盡管如此,還是建議保持良好的心態、設定合理的沖擊獎項目標,畢竟參賽學生都是同齡人中的佼佼者。
在設定沖獎目標時,建議參考以下幾點:
目標申請大學和專業
所學課程體系,如A Level、AP、IB等
已掌握的高中物理、數學知識
是否有準備過其他高中物理學術活動
對于希望沖擊英國G5大學物理類、工程類專業的學生來說,爭金保銀是最基本的目標。而對于目標是沖擊牛津、劍橋的學生來說,拿銀獎的意義不大,只有金獎、甚至超級金獎才能體現其在物理學術水平上的超強優勢、受到牛劍招生官的青睞。
對于剛步入高中(國內高一、英國11年級)的學生來說,在僅僅學習了兩、三個月高中物理知識的情況下,參加BPhO 1并獲得高等級獎項的可能性不大。這類學生不宜設定過高的沖獎目標,建議最好能調整心態、把參賽作為一次練兵機會,積累經驗為下一年沖擊更高獎項做準備。
對于有高中物理學術活動備賽經驗、對物理學科有濃厚興趣的學生,將擴展視野、體驗學習物理的樂趣作為參賽目的也不失為一種選擇。建議這類學生可以設定中等以上的獎項等級作為沖獎目標,獲獎后能正向激勵自己在物理學科方面的興趣。
下表給出了BPhO 1全球獎項的設置及獲獎比例。
| 全球獎項 | Awards | 獲獎比例 |
| 超級金獎 | Top Gold | 前2% |
| 金獎 | Gold | 前8% |
| 銀獎 | Silver | 前15% |
| 銅獎I | Bronze I | 前25% |
| 銅獎II | Bronze II | 前40% |
注:獲獎比例按照英國本土學生的成績劃分。中國大陸的學生獲獎比例普遍高于上述獲獎比例。
命題特點分析
近幾年BPhO 1試題的題型和難度變化都不大,下面以2020年的真題為例分析BPhO 1的命題特點。
Section 1, BPhO 1, 2020
卷面分數:88分
滿分:50分
時間:80分鐘
題量:1道大題,包含20道小題
分值:每題2-7分不等,多數為4-5分
| 題號 | 分值 | 考查知識點 | 知識板塊 |
| a) | 4 | 拋體運動 | 力學 |
| b) | 3 | 二維運動,向量 | 力學 |
| c) | 2 | 估測方法 | 實驗 |
| d) | 2 | 量綱計算,機械波 | 物理學常識 |
| e) | 5 | 電阻率,電阻并聯 | 電學 |
| f) | 4 | 密度 | 熱學 |
| g) | 5 | 溫度和熱 | 熱學 |
| h) | 7 | 相對運動 | 力學 |
| i) | 4 | 恒定功率、牛二 | 力學 |
| j) | 5 | 浮力 | 力學 |
| k) | 4 | 量綱、流體 | 物理學常識、力學 |
| l) | 5 | 核反應中的動量和能量 | 近代物理 |
| m) | 5 | 等效加速度 | 力學 |
| n) | 5 | 理想氣體定律 | 熱學 |
| o) | 5 | 基爾霍夫定律 | 電學 |
| p) | 4 | 光電效應方程 | 近代物理 |
| q) | 5 | 靜電平衡 | 電學 |
| r) | 5 | 熱傳導 | 熱學 |
| s) | 4 | 駐波 | 力學 |
| t) | 5 | 牛頓冷卻定律 | 熱學 |
下表為各大知識板塊的分值統計。
| 序號 | 知識板塊 | 分值小計 |
| 1 | 力學 | 34 |
| 2 | 熱學 | 24 |
| 3 | 電學 | 15 |
| 4 | 近代物理 | 9 |
| 5 | 物理學常識 | 4 |
| 6 | 實驗 | 2 |
| 合計 | 88 |
Section 2, BPhO 1, 2020
卷面分數:125分
滿分:50分
時間:80分鐘
題量:5道大題選做2道大題
分值:每題25分
| 題號 | 分值 | 考查知識點 | 知識板塊 |
| 2 | 25 | 能量、壓強、力矩、質心、波的反射和折射 | 力學 |
| 3 | 25 | 圓周運動、機械能守恒定律 | 力學 |
| 4 | 25 | 靜電場的分布、電勢能、光的折射 | 力學、光學 |
| 5 | 25 | 雙星問題、引力勢能、碰撞、溫度和熱 | 天體物理 |
| 6 | 25 | 雙縫干涉、薄膜干涉、X光衍射 | 光學 |
選題策略
第一原則:得力學者得天下。
結合上述表格中的數據,再縱觀全卷,不難發現約40%的分值都歸類為力學知識板塊,而其他的天體物理、近代物理題中也有若干小問本質上還是力學計算題,所以力學知識在整個試卷中的占比其實已經超過了50%。
力學板塊中的運動學、動力學、能量、動量等問題都是平時課內學習的重點。學生對多數公式、定理的運用都很熟練,因而盡可能多的嘗試做力學題毫無疑問是選題策略第一原則。
第二原則:物理學常識、測量題必做。
這兩類題分值不高,但計算量少、耗時少,是分值耗時比最高的題。遺憾的是這兩類題數量最少、總分值最低,一般加起來都不超過5分。其實越是這種題,越是應該全做、爭取拿下全分。
第三原則:靜態/瞬態分析題優先做。
通常靜態分析的題包括靜力平衡、靜態電路、熱平衡等,瞬態分析諸如對某些時刻的運動狀態、熱狀態、能量狀態的分析,這類題涉及的狀態變化不多或者變化過程不復雜,對應需要求解的方程也不多,屬于計算量中等、比較容易得分的題型。這類題要優先做。
第四原則:基于微積分的計算題少做。
基于微積分的計算題都不簡單,而且計算量都還不小,所以這類題是拉開差距、區分超級金獎和金獎的關鍵。
這類題型常見的考點如牛頓運動定律、熱力學過程、變力做功、非均勻質量/電荷量模型分析等。但是通常這類題的分值并沒有顯著的比基于代數計算的題分值高,所以這類題的分值耗時比很低,不建議優先做。
此外,微積分計算以及基于微積分描述物理學模型本身對高中生來說就是很難掌握的知識點和方法。絕大多數學生的水平和能力還不足以應對BPhO中基于微積分的計算題,因此非常不建議多數學生選做基于微積分運算的題。但對于想拿超級金獎的學生來說,這類題是獲得目標獎項的關鍵,屬于必須拿下一定分數的題型。
備賽建議
其實從選題策略上就可以看出:多數學生在備賽過程中把主要精力放在力學強化上是最佳方案。一方面因為中學生對力學知識的學習時間最長、力學知識體系更完備,對解決力學問題的方法和技巧也最熟悉、最擅長。另一方面,力學本身也是其他知識板塊的基礎,學好力學的學生在其他知識板塊也不會處于劣勢。
但也需要注意,僅僅只準備力學還不夠,還需要在熱學、力學、光學和天體物理方面有所涉獵和加強。這樣能有效避免因為個別力學難題卡殼而導致總分不高的情況出現。此外,有些熱學題、光學題比大部分力學題還簡單、更容易拿分。所以備賽時還是要適當分配一些時間和精力用于強化其他幾大知識板塊。
還有一點:2020年的題沒有考查磁學,其實往年考查磁學的題也很少。因此在備賽時不建議在磁學上分配時間和精力。如果考試遇到這類題,除非特別有把握,否則請放棄。
備賽資源
畢竟BPhO是難度較高的學術活動,到了這個級別的學術活動,相應的備賽資源已經為數不多,最有價格的還是歷年真題。當然其他國家和地區,如美國、中國等,同級別的物理奧賽題,也是可以參考的。而有些學生可能會嘗試做BPhO 2的題,這也未嘗不可。
其實能參加這項學術活動的學生大都具備比較扎實的高中物理知識和較強的分析和解決問題的能力。對于這類學生而言,根據歷年真題進行分專題訓練和強化也足以提升其水平和能力。只是要強調一點,合理的分類專題和系統的訓練才能保證更有效的提高水平,避免浪費過多時間在無效刷題上

2019-2020BPhO部分真題截圖
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