2020年10月A-Level物理U3-U5考情回顾及备考指导

　　A-Level物理U3 2020年十月考情分析

　　考试代码及时间：

　　WPH13/01，2020年10月15日

　　Question1

　　(a)

　　(i)改变和调整温度的设备，比如，electrical heator

　　(ii)测量时间的设备，比如，stopwatch

　　(b) 考察的测量工具的precision，以及percentage uncertainty

　　(c)

　　(i)考察的是控制变量，比如，the total volume of oil in the funnel

　　(ii))考察的是控制变量的具体方法，比如，put a marker on the funnel and pour the oil into the funnel to the marker and then release the oil from the funnel

　　(d)

　　(i) avevrage rate of flow=volume of oil/time taken

　　(ii) Repeat and average to reduce the effect of random error;check for zero error.

　　Question2

　　(a) 画曲线，要尽量圆滑。

　　(b)

　　(i) 读图题，1.7v

　　(ii) 考点W=QV

　　(c )

　　考点E=hf

　　(d )

　　单色光的特点是只有一种频率，对应的光子能量也是恒定的。如果不是单色光，则这里的能量和频率则不会完全对应，从而产生误差。

　　(e )

　　考察的是percentage uncertainty=uncertainty/value，当P.d.越大时，percentage uncertainty越小，误差越小。

　　Question3

　　(a) 电路图，体现出可以测量功率的方法。比如，串联的电流表和并联的电压表。

　　(b ) 考察的是如何控制变量。比如，keep the distance between light source and solar cell,as a larger distance can lead to a lower intensity；keep the power of light source constant。

　　(c ) 改变温度的方法。比如，use of room air conditioner to change the room temperature，and the temperature of solar cell will change with it。

　　(d) 考点P=IV。

　　(e) 考点efficiency=useful/total。

　　(f )

　　(i) criticise,比如，d.p. of current is not constant；too few sets of data；no evidence of repetition;

　　(ii) 考点为graphical method，要说清楚是power output against temperature；repeat and average；repeat for a high range of data；提及gradient。

　　Question4

　　(a)

　　(a)Increase the weight of slotted masses gradually,record the value when it begins to move slowly

　　(b)

　　(i) N=total weight of block and mass m,as they are in equilibrium.注意，这是个explain的题目，需要写理由。

　　(ii) 画图题。

　　(c) 计算斜率即可。注意，在取点的时候，要遵循“大三角原则”，即，两个点的距离要足够远，不能低于图像跨度的一半。

　　(d) Suggest类的题目，言之有理即可。比如，as the coefficient of friction increases，the friction increase，so a less distance is requied for braking，which is very important for safety。

　　总结

　　难度不大，没有新题型，也没有考特别偏的知识点。但是，部分题目在回答的时候，一定要结合场景，才能拿到全分。

　　注意，在U3的考试中，偶尔会出现部分题目需要用U2或U1的知识点来回答，比如Question2，需要用到电学和电子能级相关的知识点。

　　A-Level物理U4 2020年十月考情分析

　　考试代码及时间：

　　WPH14/01，2020年10月20日

　　Question1

　　电场的叠加问题，由于Y和Z导致的电场在X点处，水平分量抵消而垂直分量叠加，所以方向应该向下。

　　Question2

　　电子和电子的中微子轻子数都是1，所以不满足轻子守恒。

　　Question3

　　每一个电容上面的电压最终都是电源电压，直接带入电容的定义式计算总电荷即可，需要注意的是在这个问题中第二个情况里面每一个电容的电容值都是种情况中的电容的2倍。

　　Question4

　　利用电容的定义式将法拉展开即可。

　　Question5

　　动量相关的问题，垂直动量没有改变，所以算出水平动量的该变量除以时间就是墙给粒子的平均力。

　　Question6

　　利用重力和电场力相等即可列出等式。

　　Question7

　　质子进入磁场以后，其速度的水平分量并不会导致质子受到力的作用，所以只需要考虑质子速度的垂直分量，再利用左手定则判断受力的方向即可。

　　Question8

　　库仑定律的考察，直接将后一种情况的数据带入计算即可。

　　Question9

　　利用角位移除以时间即可计算得到角速度。

　　Question10

　　利用楞次定律判断，磁铁穿入线圈的时候会受到阻力，所以穿入的过程中X会变成N极，而磁铁在穿出线圈的时候会受到吸引力，所以Y会变成N极。

　　Question11

　　首先利用F=BIL计算每一根导线上的受力，乘以线圈的匝数来得到每一段的总受力，再根据力矩相关的公式计算即可得到最终的合力矩。

　　Question12

　　(a) Annihilation。

　　(b) 查数据得到电子和反电子的质量，再利用质能转化方程判断湮灭反应会释放出来的总能量，由于一共有两个光子生成，所以总能量除以2以后再带入光子能量的计算公式就可以算出来Gamma光子的波长。

　　Question13

　　题目中所面熟的Ace与现在Standard Model中的夸克应该是对应的关系，其中关于Baryon构成，Meson构成所需要的夸克数量是正确的，关于带电的预测也没有问题，但是在Ace数量的判断上则不准确，应该一共有6中不同的夸克。

　　Question14

　　(a) 在alpha粒子的散射实验中大多数alpha粒子直接穿过原子说明了原子内大多数都是空的，而极少alpha粒子能够被偏转甚至反射说明了电荷的集中。

　　(b) 无论原子的中心集中的是正电荷还是负电荷，原子的中心都会对alpha粒子产生力的作用，而这个力会导致alpha粒子的偏转 ，偏转的方向也没有办法帮助我们来判断带电的种类。

　　(c) 利用能量守恒，当动能完成转化成电势能的时候则两个粒子距离最近。在相关公式中带入数据计算即可。

　　Question15

　　(a)

　　(i)带入弹簧的势能公式计算即可，需要注意由于一开始需要的力并不是0，弹簧初始就有一些能量存储，这一部分需要在算完最终能量之后减去。或者也可以利用平均力直接乘以位移来得到做功。位移的计算中则需要注意，位移应该是四分之一圆周的周长。

　　(ii)当输入pd给左线圈的时候，converter会把直流电变成交流电，而交流电通过一个变压器（Transformer）之后电压升高。升高的电压再一次通过Converter变成直流电，由于题目中提到了二极管，所以这里需要我们指出这一部分的交流转直流是通过二极管来实现的。最后升高的电压就可以使得电容进行充电了。

　　(b) 根据题目中的图像我们可以得到角速度和振幅，进而根据公式判断磁通量密度变化率，利用磁通量密度变化率可以计算磁通量变化率（磁通量的变化就是由磁通量密度变化引起的），最后再乘以线圈的匝数就是输出的电压了。

　　(c) 利用图像中的信息我们可以得到时间常数，再根据相关公式计算电容值，最后带入电容能量计算的相关公式就可以得到存储的能量。将能量与之前的机械结构存储的能量进行对比即可。

　　Question16

　　(a) 利用向量的方式推导向心加速度的表达式，这里需要注意的时候使用圆弧的长度来描述速度的变化量，再除以时间以后可以得到角速度，利用角速度和线速度的公式进行转化即可得到最终的答案。

　　(b)

　　(i)受力分析图中应该只有沿着绳的拉力和重力；

　　(ii)利用受力分析算得向心力，利用向心力的公式计算角速度或者线速度，进而得到周期；

　　(iii)学生A的结论并不正确，绳子一定不可能是垂直的，所以如果物体要进行圆周运动，绳子上的拉力要负责来扮演向心力的角色，而垂直的绳子无法提供水平拉力分量。学生B的结论正确，因为增加绳子的长度但是维持角速度不变的时候，根据向心力公式F=mw^2R，由于半径增加，角速度不变，向心力的需求会增大，所以绳子必须倾斜更多的角度来提供更多的水平力分量。

　　Question17

　　(a) 只有带电粒子（或者有电离能力的粒子）才能在Cloud Chamber中留下轨迹。

　　(b)

　　(i) 根据Baryon conservation和Charge conservation计算即可；

　　(ii) 三个动量中两个alpha粒子的动量大小相同，而所有三个动量首尾相连；

　　(iii)利用平面内的动量守恒带入相关数据计算即可。

　　(c) 竖直轨迹的aloha粒子是个释放的alpha粒子，可以观测到竖直轨迹之下有一小段黑色的区域（无轨迹的polonium），这是次的alpha decay，动量守恒。之后polonium立刻发生了第二次alpha衰变，产生向左上方的alpha粒子，动量再次守恒。

　　Question18

　　(a) Thermionic Emission，热放电效应是加热金属丝导致的电子释放现象。

　　(b)

　　(i) 每经历一次gap电子都会获得eV的能量，利用电子的最终能量即可算得电子的最终速度；

　　(ii) 在极高的速度下电子的动能增加不会导致速度进一步增加，又因为电源是固定频率的交流电，所以Tube的长度不再变化。

　　(c) 驻波的形成，套路问题，相向而行的波相遇叠加生成Nodes和Anti nodes。

　　(d) 利用r=p/qb带入数据进行计算即可。

　　总结

　　总体来看这一次的U4试卷题目难度较高，并没有太多跟之前雷同的题目，创新的问题占的比例相对较多。对于物理模型的理解或者知识点的深度掌握是回答问题的关键。利用磁通量密度变化求感应电动势，利用向量方法推导向心力都要求学生对于微积分有一定的使用能力。而在简答题的部分，对于全新场景的分析和理解也是至关重要的，云室图像中的细微差别导致的动量守恒，Standard model的前身等都要求学生能够将学过的知识转化到陌生的场景中进行应用。

　　整体难度：偏难

　　预测A线：65/90

　　预测A*线：72/90

　　A-Level物理U5 2020年十月考情分析

　　考试代码及时间：

　　WPH15/01，2020年10月23日

　　Question1

　　由于纸片挡住之后没有观测到activity的下降，所以sample当中不存在alpha粒子，但是铝箔和铅板都会导致activity的下降，所以sample当中应该含有beta粒子和gamma粒子。

　　Question2

　　两个较轻的原子核聚合的时候结合能升高的最多，所以释放了最多的能量。

　　Question3

　　由于温度相同，所以分子平均动能相同，但是质量上的差别会导致rms速度不同，带入公式计算即可。

　　Question4

　　温度降低会导致热敏电阻阻值升高，所以电路中电流会降低，定值电阻的分压会降低。

　　Question5

　　题目中给出的时间是从一个位移到反向的位移，所以只有完整周期的二分之一。意识到这一点之后再带入钟摆简谐运动的公式计算即可。

　　Question6

　　Background count rate是额外于样本activity的读数，所以需要被减去。

　　Question7

　　越厚吸收能力越强，但是应该遵循相同厚度吸收的比例相同这一原则，而不是简单的让吸收的比例进行加减。

　　Question8

　　融化的过程中温度不变，但是势能会增加。

　　Question9

　　根据弹簧物块系统的简谐运动公式计算即可。

　　Question10

　　共振发生的原因是驱动频率和系统的固有频率接近。

　　Question11

　　分析引力场和电场的相似和区别。相似之处是他们使用类似的公式，场强乘以性质可以计算得到力。不同是引力场总是对质量施加吸引力，而电场可以根据电荷的种类施加吸引力或者排斥力。

　　Question12

　　(a) 因为大质量的行星在围绕着恒星进行运动的时候，恒星也会产生轻微的圆周运动，相对于我们（观测者）来讲，恒星的相对运动就会产生多普勒现象，导致波长改变。

　　(b) 利用多普勒效应的相关公式带入数据进行计算即可。

　　Question13

　　比较套路的问题，需要我们指出聚变反应的条件以及实现这样的条件的难度。

　　Question14

　　(a) 直接带入到Inverse square law中进行计算即可。

　　(b) 利用质能转化公式，带入太阳的luminosity可以算出每一秒太阳质量的损失，再乘以年份就可以得到一年内的质量损失。

　　Question15

　　(a) 为了证明曲线遵循inverse square law，我们需要从曲线上选取至少3组点，说明横坐标的平方与纵坐标的乘积是定值。

　　(b)

　　(i) 公式不能使用的原因是由于高度变化较大，所以g不再是定值；

　　(ii)计算两个不同位置的引力势能做差即可。

　　Question16

　　(a) 由于这些恒星拥有极高的温度和远超太阳的光度，所以他们应该是主序星（大质量），位于HR图像的左上角。

　　(b) 带入Wein‘s Law可以计算峰值能量波长。

　　(c) 使用Stefan-Boltzmann’s law计算半径即可。

　　(d) 利用Inverse square law来计算到达地球的Intensity再进行比较即可。

　　Question17

　　(a) 使用公式PV=NkT进行计算，需要意识到的是，题目中给出的信息（大气压，分子数，半径及通过半径可以计算的体积，温度）并不需要全部带入公式中，而应该假设有一个值是未知的然后计算看等式是否会成立。

　　(b) 套路问题，解释温度在微观上如何影响压强。

　　Question18

　　(a) 利用Baryon conservation和charge conservation来进行判断即可。

　　(b)

　　(i) 利用加速器获得；

　　(ii) 假设质量不变，列出动能相关的等式发现1/2 mv^2并不是245MeV，所以说明这样的速 度已经产生了相对论效应，质量已经增加。

　　(c) 半衰期相关的问题，利用题目中给出的半衰期可以计算衰变常数，再带入时间即可算得原子核的数量。需要注意的是题目给出的是已经经历了衰变减少以后的数量。

　　(d) alpha粒子有比较强的电离能力但是穿透性很弱，必要的防护应该是保持跟alpha粒子放射源的距离，因为alpha粒子无法穿透若干厘米厚的空气。

　　Question19

　　(a) 共振要求的是驱动频率和固有频率接近，从题目中给出的信息来看，驱动频率是2.45GHz，但是能量吸收的峰值发生在大约10GHz附近，所以应该不是共振导致的能量吸收。

　　(b)

　　(i) 分子在旋转的过程中会互相施加力的作用，分子动能会增加，温度会升高；

　　(ii) 冰内部分子无法进行自由运动，受到电磁场影响之后可能无法进行旋转，所以无法产生热量。

　　(c)

　　(i) 计算加热功率再除以总功率得到效率，跟题目中提出的数据进行比较即可；

　　(ii) 首先计算冰的融化所需要的能量，之后利用剩余能量推算最终温度即可。

　　Question20

　　(a) 简谐运动的定义，套路问题。

　　(b) 利用位移处的势能减去平衡位置处的势能计算就可以得到动能。

　　(c) 动能应该是在位移为0的地方，动能不能是负数。

　　(d) 水会增加运动过程中的阻力，所以浸没在水中的物体因为受到阻尼的原因，振幅会迅速减小。

　　总结

　　整体来看这一次U5的考试题目难度中等，前半部分的问题非常基础，按部就班的带入相关公式进行计算即可。后面出现了一些需要思维发散或者对于知识点深度有要求的问题，但是占比不高。计算题目整体来看难度偏低，简答题整体来看难度中等偏高。作为改版之后的次正式U5考试，与之前的试卷相比除了题量增加之外，并没有太多明显的变化。

　　预测A分数线70/90

　　预测A*分数线75/90

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