认识A-Level物理

该单元学习的内容分为两个topics，分别如下：

➮Mechanic （力学1）

力学部分的内容主要包括运动学、力学以及能量功率三部分内容。

➮Materials（材料学）

材料这部分内容主要包括流体以及固体。流体的学习主要涉及到了流体力学中的简单知识；固体部分主要在胡克定律的基础上讨论了固体的形变并重点学习了杨氏模量。

这是国内高中物理中涉及很少的内容，并且此部分的专业单词较多，将会是是中国学生在物理学习中需要突破的一个难点。

该单元有三个topics，分别是Waves（波）、DC circuit （直流电路）、以及Nature of light (光的本质)。

这两个单元分别为AS1-2单元以及A24-5单元所对应的实验单元。对于参加考试的中国学生来说，学生需要自己设计完成一个实验，并说明实验过程中每一步所涉及到的知识点。

三个topics，分别是Further Mechanic（力学2）、Electric and magnetic fields (电磁场) 以及Particle physics （粒子物理）。

四个topics，分别为Thermal energy （热能）、Nuclear decay （核衰变）、oscillation （振动）以及Astrophysics and cosmology (天体物理及宇宙学)。

A-Level物理U1 2020年十月考情分析

考察向量和单位，需要学生知道力的单位是牛顿，力一定是Vector。

考察牛顿第三定律，施力物体和受力物体在第三定律中应该是互换的。

考察能量守恒，使用动能和重力势能互相转化来进行求解。

考察向量的合成，需要注意使用符号来表示与方向。

考察向量合成的三角形法则和平行四边形法则。

考察效率的计算公式。

考察自由落体测量加速度的实验，在该实验中需要我们使用位移和时间带入公式来求解加速度。

考察杨氏模量的公式和力做功公式的结合计算。

考察运动学图像，需要注意的是碰撞结束之后速度的大小有所减少，所以碰撞中有一些动能的损失。

考察运动学图像，碰撞瞬间的位移是没有变化的，但是碰撞结束之后速度再次为0的时候小球应该不能返回之前的出发点，所以位移无法回到0。

(a) 使用燃料总量乘以单位燃料提供的能量求得总能量，再除以时间即可得到平均功率。

(b) 先计算平均速度，再利用P=Fv来计算功率即可。

(c) 效率使用有用功率除以总功率来获得。

(a) 牛顿第三定律要求力的种类相同而且作用在不同物体上，R和W两个力不满足上述要求，所以不是牛顿第三定律描述的作用力和反作用力。

(b) 牛顿定律的考察，由于物体进行的匀速直线运动，所以受到的合外力应该是0。

(a) X，Y，Z应该分别是绳子的拉力，墙的支持力，杆本身的重力。

(b) 力矩的计算，选取O作为pivot带入力矩平衡求解即可。

经典的降落伞下降问题，一开始人的速度较慢，空气阻力不明显，所以合外力较大，加速度较大，随着速度增加，空气阻力逐渐增加，所以合外力下降，这会导致加速度下降。在t1时刻，降落伞打开，空气阻力和突然增大产生减速度。随着速度降低，空气阻力会最终再次和重力相等。

(a)

(i)标记物低于页面是为了让物体先下落一段距离到达Terminal velocity；

(ii)添加额外的标记物可以帮助我们判断两端距离内的平均速度是否相同，今儿判断是否 在个标记物的位置物体就已经到达了Terminal velocity。

(b)

(i)表示球的重力；

(ii)表示浮力；

(iii)表示阻力；

(iv)分析误差产生的原因，粘性测量偏小可能是因为Stokes‘ Law的条件没有满足，小球周围的流体流动不是Laminar Flow。

(a)

(i) K点是Limit of Proportionality。描述的是胡克定律在该点之后不再被满足，力与伸 长量之间不再是线性关系；

(ii) L点是Elastic Limit，该点之后弹簧开始产生塑性形变；

(iii) 斜率不同说明弹簧塑性形变之后Spring Constant的值产生了变化。

(b) 由于忘了减去原长，Extension的值会从正数开始，图像相比于之前的图像会右移。

(c) 通过使用两根弹簧的力相同，列出伸长量的等效关系可得最终结论。

(a)

(i)画抛物线即可；

(ii)利用垂直方向的匀加速直线运动可以得到垂直初速度，再利用三角函数可以得到初速 度的大小；

(iii)利用垂直位移为0解出整个抛物运动的持续时间，再利用水平方向的匀速运动就可 以得到整个抛物运动的水平位移，跟题目中提供的距离进行比较即可得到最终的答案。

(b) 我们在上述解题过程中做的假设就是没有空气阻力。

(a)利用碰撞前后的动量守恒求解即可。

(b) 功能定律相关的问题，在上坡之前物体拥有动能，上坡的过程中动能逐渐减少，变成由摩擦力做功产生的热能和重力势能，列出等式计算即可。

(a)

(i)联系实际的问题，猜测可能会跟湿度/天气相关；

(ii)力的分解问题，电缆拉力的垂直分量必须跟重力抵消，所 以是定值，也就意味着随着 角度的增加，拉力会越来越小。

(b)

(i)杨氏模量的计算一定选取图像中的直线部分，而且要注意坐标轴上的单位；

(ii)带入公式计算杨氏模量即可；

(iii)利用题目中提供的信息可以计算铝线的应变，进而根据之前的图像可以得到铝线中 的应力值。由于铝线总横截面积较大，所以能够提供大量拉力。

总体来看这一次的试卷难度中等偏简单，需要学生自由发挥或者联系实际情况来作答的地方并不多，过去较为常见的问题稍微包装一下重新出题的情况比较多（比如自由落体测粘性，降落伞下落等）。预测A线应该在50/80附近。

A-Level物理U2 2020年十月考情分析

对于波来讲，同时需要用到位移-距离图像和位移-时间图像来获得的信息是波速。

通过路程差来判断相位差，一个完整的周期对于一个波长和360度的相位变化。

考察衍射光栅相关的公式，直接带入题目中的数值即可。

电路中的基本单位是电流。

超声波没有对肺部的影响，但是无法穿透胸腔，所以无法应用在肺部医学影像中。

根据V-I图像判断元器件，从图像中可知随着电压电流的升高，电阻逐渐降低，所以是热敏电阻。

考察电阻率公式，直接带入题目中的数值即可。

能够产生偏振现象的只有横波（Transverse Wave）。

串联导致通过的电流相同，同种材质导致电荷载体密度相同。通过Transport Equation可知Drift Velocity是由于横截面积不同而导致的。

光照会导致LDR的电阻下降，从而使得电阻两端的分压升高。而不管LDR上面分压是多少，LDR的分压和电阻分压之和总是等于电源电动势。

(a) 根据Snell‘s Law带入题目中的数据计算即可。

(b) 利用折射角为90度带入折射公式中计算即可算得临界角。

(a) 根据分压原理，串联电路电压之比等于电阻之比。

(b) 实际测得电压较低的原因可能有两个：个是内阻存在导致分压；第二个是电压表的电阻值不是无穷大。55千欧姆的电阻和电压表的并联部分电阻会小于55千欧姆，导致分压下降。

(a) 从图像中我们可以提取波长相关的信息，再结合题目中给出的波速即可算出波的频率。如果想让两束波进行相消干涉，那么两束波必须拥有相等的频率。

(b) 干涉相关的问题，路径差导致相位差，相位差导致干涉的状态不同。对于人的不同耳朵来讲，两束波传递过来的路径是不同的，所以可能会有不同的路径差，导致在一只耳朵处发生相长干涉而在另一只耳朵处发生相消干涉。

(a) Work Function的定义，电子逃逸出金属板表面所需要的最少能量。

(b) 根据光子能量 = 逃逸功 + 动能，带入题目中提供的数据进行判断即可

(c)  

(i) 根据题目中给出的信息我们可以计算出单位时间内一个原子能够吸收到的能量，再用逃逸功除以刚刚算得的数据就是延迟；

(ii) 由于逃逸的过程没有延迟，所以事实上是原子中的电子直接获得了一个光子的能量，而如果这些能量大于逃逸功则电子直接逃逸，并没有延迟现象的发生。

(a) 直接将题目中的数据带入题目中给出的公式进行计算即可算得。

(b) 从试卷后面的数据中查出中子质量，带入德布罗意波长的公式中即可计算得到中子的波长。再将中子波长与半径进行对比即可。

(a) 从张图中我们可以注意到声波的速度在不同的水深下是不同的，根据学过的知识，波速不同会导致折射现象的发生，所以声波在水中传递的时候，由于发生了折射现象并不是沿着直线传递的。另外从张图中我们注意到，波速是根据深度先减少再增加的，所以折射的方向也会发生改变，这也是为什么下面的B图像中声波先指向水平偏转再指向水下偏转的原因。

(b) 因为如果声波一直沿着同一个深度运行，虽然传播的路程变少，但是平均速度不如向着浅水区域绕了一圈回来的声波。所以反而需要花费更多的时间才能到达同一点。

(c) 导致声音波速不同的原因可能有温度/压强等。

(a) 驻波形成的原因，两束波相向而行，相遇并叠加，如果相位差是0则会导致Anti node生成，而如果相位差是pi则会导致Node的生成。

(b) 根据波速公式推导即可。

(c) 可以统计一段时间内的总的振动次数，再除以总时间来得到周期，最后再利用周期算得频率，将我们自己测得的频率去与仪器的显示进行比较即可。可以通过多种不同的频率下重复实验来提高精度。

(d) 带入相关公式进行计算即可。

(a) 利用串并联相关的公式和电功率公式进行计算即可得到每一个电阻上的电阻率。

(b) D如果移出电路，那么整个并联部分的电阻会升高，导致电路中的电流降低，所以A上面的功率会降低。

(c) 套路问题，温度升高导致原子震动的更加剧烈，进而使得电子在碰撞中损失更多的动能，使得Drift velocity降低，电流降低，所以电阻会升高。

整体来看这一次的U2试卷难度中等偏难。有比较多的创新问题，需要联系实际或者思维发散来回答的问题也比较多。传统的套路问题占的比例有所下降。计算题的部分来看则比较中规中矩没有太多困难的计算。预测A线的分数在50/80左右。