CAP 加拿大物理竞赛，全称为 Canadian Association of Physicists High School Prize Exam，又被称为加拿大高中物理大奖赛 ，自 1995 年正式举办以来，便在加拿大高中物理竞赛领域占据着举足轻重的地位，是代表加拿大最高水平的高中生物理竞赛。该竞赛由加拿大物理学会（Canadian Association of Physicists，简称 CAP）联合英属哥伦比亚大学（UBC）物理系和天文系举办。加拿大物理学会作为加拿大物理领域的权威组织，汇聚了来自学术、政府和工业等领域的 1700 多名物理学家 ，一直致力于突出加拿大物理学方面的成就，在科学、教育、公共政策和传播倡议等方面发挥着重要作用，其目标是提高公众对物理意义的认识，鼓励年轻人学习物理，充分挖掘物理学和物理学家的潜能。CAP 竞赛的目的，一方面是为了激发和挑战高中学生的物理知识，提升他们的逻辑思维和创造性思维；另一方面，作为加拿大物理国家代表队选拔的第一轮，每年的优胜者中会诞生 5 位学员，代表加拿大参加 IPhO 国际物理奥林匹克竞赛。也正因如此，该竞赛成绩获得了加拿大以及北美地区名校的高度认可，在众多物理竞赛中脱颖而出，成为学生展示物理学科能力、增加名校申请竞争力的重要平台。
2024 赛事关键信息速览
（一）基础信息
2024 年 CAP 加拿大物理竞赛的比赛时间为 4 月 7 日（星期日）9：30 - 12：30，共计 3 个小时。竞赛语言为英语，采用个人笔试的形式进行，不涉及实验操作。试卷题型丰富，包括 25 道选择题及 3 道解答题，全面考查学生对物理知识的理解、应用和分析能力。
（二）参赛要求
该竞赛面向 9 - 12 年级对物理感兴趣的高中在读学生 ，无论你是刚接触物理不久，还是已经在物理领域有一定积累，都能在这个舞台上一展身手。
对于中国赛区的学生来说，报名方式主要有以下几种：一是直接联系所在学校（若学校为考点学校），通过校内统一进行报名；二是通过阿思丹小程序报名（仅限考点学校的学生）；三是寻求机构代报名 。需要注意的是，报名截止时间为 2024 年 3 月 26 日，千万不要错过这个关键节点。报名费用方面，通常在包含考务费、考务系统使用费、学术资料费等项目后，总计为 480 元。
（三）赛区与地点
中国赛区根据地域划分，共分为中西部赛区、华南赛区、华北赛区和华东赛区。其中，中西部赛区的考点学校有合肥一中、合肥市第六中学、长沙艾博剑桥学校等；华南赛区包括深圳中学、深大师范学院国际高中、深圳市枫叶学校等；华北赛区有淄博实验中学、北京大学附属中学、北京王府学校等；华东赛区涵盖海亮外国语学校、北京外国语大学附属杭州橄榄树学校、上海诺美学校等。同学们可根据自己所在地区，选择对应的考点学校参加考试。若所在学校并非考点学校，可咨询当地的教育机构或阿思丹官方，了解就近的考试地点。
（四）特殊规则
在竞赛过程中，允许携带简单的、无任何编程功能的计算器，帮助学生进行一些复杂的数值计算，但要注意不能使用具有存储、通讯、编程等功能的高级计算器，以免违反竞赛规则。
评分标准上，选择题每题 1 分，共计 25 分；简答题每题 20 分，共计 60 分。最终成绩并不是简单的两者相加，而是按照 40% 选择题分数 + 60% 的简答题分数重新计算成 100 分制的成绩。这种独特的成绩计算方式，既保证了对学生基础知识的考查，又突出了对学生分析和解决问题能力的重视，鼓励学生全面发展，灵活运用所学物理知识。
奖项设置与荣耀时刻
（一）中国赛区奖项
在 CAP 加拿大物理竞赛中，中国赛区设立了多个奖项，以表彰在竞赛中表现出色的学生。金奖获得者为总分排名前 10% 的选手，他们凭借扎实的物理知识、卓越的解题能力和出色的思维能力，在众多参赛者中脱颖而出，成为物理领域的佼佼者，金奖荣誉不仅是对他们个人努力的高度认可，更是他们未来学术道路上的一块闪亮基石。
银奖颁发给总分排名前 20% 的选手，这些同学在物理学习上也展现出了较高的水平和潜力 ，在竞赛过程中对物理问题有着深刻的理解和独特的见解，能够灵活运用所学知识解决复杂问题，他们的优秀表现同样值得称赞。
总分排名前 35% 的选手将获得铜奖，他们在物理知识的掌握和应用上也达到了相当不错的程度，通过竞赛，他们进一步提升了自己的物理素养，为今后在物理领域的深入学习打下了坚实基础。
此外，各赛区（除全国奖项外）前 15% 的选手将获得赛区优秀奖。这一奖项旨在鼓励那些在本赛区表现突出的学生，尽管他们未能获得全国性奖项，但在各自的赛区中，他们依然凭借自己的努力和才华，展现出了物理学习的热情和天赋，成为了当地的物理学习榜样 。
（二）全球奖项说明
由于 CAP 竞赛是加拿大物理奥林匹克国家队选拔赛，在奖项评定上存在一些特殊规则。加拿大国籍参赛者将优先阅卷与排名，这是因为该竞赛在一定程度上肩负着选拔加拿大本国物理人才的重任。而中国选手则根据加拿大选手的获奖成绩分数线评奖 ，这种方式既保证了竞赛的公平性，又考虑到了不同参赛群体的实际情况。例如，如果加拿大选手的金奖分数线是 80 分（假设），那么中国选手的成绩达到或超过 80 分，同样可以获得金奖。这就要求中国选手在备考过程中，不仅要掌握扎实的物理知识，还要熟悉竞赛的题型和难度，了解加拿大选手的整体水平，以便在竞赛中取得优异成绩，与全球的物理爱好者一较高下，争夺全球优异奖这一荣誉。
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深度剖析：竞赛的价值与挑战
（一）学术价值
CAP 加拿大物理竞赛对学生学术能力的提升有着不可忽视的作用，首当其冲的就是对思维能力的锻炼。在竞赛过程中，学生需要面对各种复杂的物理问题，这些问题往往不能直接套用公式解决，而是需要深入分析、推理和判断。例如，在一道关于电磁感应的竞赛题中，可能会涉及到多个导体在变化磁场中的相互作用，学生需要运用逻辑思维，逐步梳理各个物理量之间的关系，才能找到解题思路。这种训练能够有效提升学生的逻辑思维能力，让他们在面对其他学科问题时，也能更加有条理地思考 。
创造性思维同样至关重要，竞赛中常常会出现一些开放性问题，鼓励学生从不同角度思考，提出独特的解决方案。以光学部分的题目为例，可能会要求学生设计一个特殊的光学系统，满足特定的成像要求，这就需要学生发挥创造性思维，突破常规的光学知识框架，探索新的光学原理应用。通过这样的训练，学生的创新意识和创造力能够得到极大的激发，为未来在科研等领域的发展奠定坚实基础 。
在物理知识体系构建方面，CAP 竞赛覆盖的知识点全面，包括力学、热力学、光学、电磁学、现代物理学等高中和大学基础物理课程的全部内容。这使得学生在备考过程中，能够对物理知识进行系统的梳理和深入的学习，弥补课堂学习中的薄弱环节，完善自己的知识体系。例如，在学习现代物理学部分时，学生不仅要掌握相对论、量子力学等基本概念，还要理解它们与经典物理学的区别和联系，这种深度和广度的学习有助于学生建立起完整的物理知识大厦 。
（二）大学申请助力
对于计划申请加拿大及北美名校的学生来说，CAP 竞赛成绩无疑是一块极具分量的敲门砖。在竞争激烈的大学申请中，优异的竞赛成绩能够让学生脱颖而出，展示出他们在物理学科上的卓越能力和潜力 。许多北美名校，如英属哥伦比亚大学、多伦多大学、麦吉尔大学等，在招生时都会对学生的竞赛经历和成绩给予高度关注。这些学校的招生官认为，能够在 CAP 竞赛中取得好成绩的学生，具备较强的学习能力、创新思维和解决问题的能力，更适合在顶尖学府中接受高等教育 。
以一位曾参加 CAP 竞赛的同学为例，他在竞赛中获得了金奖，凭借这一优异成绩，在申请英属哥伦比亚大学的物理专业时，从众多申请者中脱颖而出，顺利获得了录取通知书。他在申请文书中详细阐述了自己参加竞赛的经历、在竞赛中遇到的挑战以及如何克服这些挑战，这些内容让招生官对他的学术能力和个人品质有了更深入的了解，也成为他成功申请的关键因素之一 。
（三）竞赛挑战
CAP 竞赛的难度相较于日常课堂知识有着显著提升，其考试内容不仅涵盖了高中物理的各个方面，还涉及到部分大学基础物理课程的知识点，这就要求学生具备更广泛的知识储备。例如，在热力学部分，竞赛可能会考查到熵的概念及其在实际物理过程中的应用，这一内容在高中课堂上可能只是简单提及，但在竞赛中则需要学生深入理解并能运用相关公式进行计算和分析 。
竞赛的重点和难点主要集中在对物理概念的深入理解和应用上。考试重点考察学生提炼物理概念，构建物理模型的能力，试题应用题型强，强调逻辑思维和创造性思维的考察。比如在力学部分，常常会出现一些需要学生建立复杂物理模型的题目，如多个物体组成的系统在不同外力作用下的运动情况分析，学生需要准确地分析每个物体的受力情况，运用牛顿定律等知识建立物理模型，进而求解问题 。同时，电磁学部分的难点在于电场、磁场和电磁波的综合应用，学生需要熟练掌握各种电磁学公式，并能在复杂的情境中灵活运用，如分析带电粒子在复合场中的运动轨迹等问题 。
此外，竞赛对学生的数学能力也有较高要求，尤其是微积分基础。在解决一些物理问题时，需要运用微积分的知识进行推导和计算，例如在求解变力做功、物体的加速度随时间变化等问题时，微积分能够帮助学生更准确地描述物理过程，得出精确的结果 。这就要求学生在备考过程中，不仅要扎实掌握物理知识，还要具备良好的数学运算和应用能力，才能在竞赛中应对自如 。
备考指南：从新手到竞赛达人
（一）知识储备
备考 CAP 加拿大物理竞赛，扎实的知识储备是基础。竞赛涵盖力学、热力学、光学、电磁学、现代物理学等高中和大学基础物理课程的全部内容 ，因此，学生需要对这些知识板块进行系统梳理。
力学部分，要深入理解牛顿运动定律、动量守恒定律、机械能守恒定律等核心概念，掌握各种运动形式的分析方法，如直线运动、曲线运动、圆周运动等 。例如，在分析物体的圆周运动时，需要考虑向心力的来源，以及线速度、角速度、周期等物理量之间的关系。
热力学方面，要熟悉热力学三大定律，理解温度、热量、内能等概念，掌握理想气体状态方程和热力学循环的相关计算 。以卡诺循环为例，需要明确其工作过程，以及在各个阶段中热量、功和内能的变化情况。
光学部分，重点掌握光的反射、折射定律，理解干涉、衍射、偏振等光的波动性现象 。比如，在研究双缝干涉实验时，要清楚条纹间距与波长、双缝间距、光屏到双缝距离之间的关系。
电磁学是竞赛的重点内容之一，要掌握电场、磁场的基本性质，熟悉库仑定律、安培定律、法拉第电磁感应定律等重要规律，能够分析带电粒子在电场和磁场中的运动 。如分析带电粒子在匀强磁场中的圆周运动时，需要运用洛伦兹力提供向心力的公式进行计算。
现代物理学部分，虽然概念较为抽象，但也不容忽视，要对相对论、量子力学等基本概念有初步的理解 。例如，了解狭义相对论中的时间膨胀和长度收缩效应，以及量子力学中的能级、波粒二象性等概念。
为了更好地进行知识储备，学生可以参考 IB 物理 HL 课程大纲，这是 CAP 竞赛官方给出的参考资料，能够帮助学生明确学习重点和方向 。此外，还可以结合大学基础物理教材，如《大学物理学》等，对知识点进行深入学习和拓展，加深对物理概念的理解。
（二）技能提升
在掌握知识的基础上，提升解题能力和思维能力至关重要。解题能力的提升需要通过大量的练习来实现，学生可以选择一些经典的物理竞赛辅导书，如《物理学难题集萃》《国际物理奥赛的培训与选拔》等，书中的题目具有一定的难度和代表性，能够有效锻炼学生的解题能力 。在做题过程中，要注重总结解题方法和技巧，学会分析题目中的物理过程，找到解题的关键思路 。例如，在解决力学问题时，常常需要运用隔离法和整体法对物体进行受力分析；在处理电磁学问题时，要善于利用对称性和叠加原理简化问题。
思维能力的培养则需要学生在日常学习中多思考、多提问，尝试从不同角度去理解物理问题 。比如，对于一个物理现象，可以思考其产生的原因、影响因素以及与其他物理知识的联系 。同时，要积极参加物理实验和课外活动，通过实践操作，增强对物理知识的感性认识，培养创新思维和实践能力 。例如，参加学校的物理社团，与同学们一起进行物理实验探究，共同解决实验中遇到的问题，在这个过程中，思维能力能够得到有效锻炼。
值得注意的是，由于竞赛中会涉及到一些需要用微积分知识解决的物理问题，所以学生要具备一定的微积分基础 。要掌握导数、积分的基本运算方法，以及如何运用微积分来求解物理量的变化率、极值等问题 。例如，在求解变力做功时，就需要运用积分的知识，将变力做功转化为微元功的累加进行计算 。
（三）实战演练
实战演练是备考的关键环节，通过做真题和模拟题，学生能够熟悉竞赛的题型、难度和考试时间，提高答题速度和准确性 。学生可以从网上搜索或购买历年的 CAP 竞赛真题，按照考试时间和要求进行模拟考试，让自己提前适应考试节奏 。在做完真题后，要认真分析答案，找出自己的错误原因，总结答题技巧和经验 。比如，对于选择题，可以采用排除法、代入法等技巧提高答题效率；对于解答题，要注意答题规范，步骤清晰，书写工整，尽量做到逻辑严谨，计算准确 。
此外，还可以参加一些线上或线下的模拟考试，与其他考生进行交流和竞争，了解自己在考生群体中的水平和位置，发现自己的不足之处，及时调整备考策略 。同时，在模拟考试过程中，要注意合理分配时间，根据题目难度和分值，制定答题顺序，确保在规定时间内完成所有题目 。例如，对于难度较大的题目，可以先标记下来，等完成其他题目后再回过头来思考，避免在一道题上花费过多时间，导致后面的题目来不及作答 。
CAP 加拿大物理竞赛不仅是一场知识的较量，更是一次对自我的挑战和超越。它为学生提供了一个展示物理才华的舞台，无论是对学术能力的提升，还是对未来大学申请，都有着不可估量的价值 。在这里，鼓励每一位对物理感兴趣的学生勇敢地迈出这一步，积极参与到 CAP 竞赛中来。无论你是希望挑战自我、提升物理素养，还是为了增加大学申请的竞争力，CAP 竞赛都将是一个绝佳的选择 。随着时间的推移，相信 CAP 加拿大物理竞赛将不断发展和完善，吸引更多的学生参与其中。未来，竞赛可能会在题型设置、考察内容等方面进行创新，更加注重对学生综合能力的考查，为物理领域培养和选拔出更多优秀的人才，在全球物理教育领域发挥更加重要的作用 。
