CIE 物理
CIE Physics P1 Concept Map
18 个知识节点 · P1
1. Measurement & Units
Physical Quantities & SI（物理量与国际单位）
📖 DefinitionP1 常以单位、量纲、scalar/vector 定义做快判，核心是 SI consistency。
🔑 Key单位判别：先看定义式，如 V=\frac{W}{Q}。
vector 有大小+方向，scalar 仅大小。
base unit 高频：kg, m, s, A, K, mol, cd。
🎯 Exam focus题干看似概念题，实则考“定义是否精准”，尤其是 force、work、weight、momentum 的语言陷阱。
🛠️ TechniqueStep 1 \rightarrow 抓关键词（unit / definition / vector）。
Step 2 \rightarrow 用标准定义回代。
Step 3 \rightarrow 排除维度不一致选项。
CIE 9702/12/F/M/25 Q1
Which quantity is a scalar quantity? (force, momentum, velocity, work)
判断 vector/scalar \rightarrow force、momentum、velocity 都有方向 \rightarrow 仅 work 为 scalar。
[B1] 正确选项 D（from MS 9702/12/F/M/25）。
CIE 9702/11/M/J/24 Q1
Which unit is an SI base unit? (ampere, coulomb, degree Celsius, gram)
回忆 SI base units \rightarrow A 属于 base unit，C 是 derived，^\circ C 不是 base，gram 非 SI base 写法。
[B1] 正确选项 A（from MS 9702/11/M/J/24）。
Uncertainty / Precision / Accuracy（不确定度、精密度、准确度）
📖 DefinitionP1 以短算+概念混合考查误差来源，systematic error 与 random error 必须区分。
🔑 Keypercentage uncertainty 叠加：乘除运算近似相加。
precision 看离散程度；accuracy 看接近真值。
systematic error 改变结果偏差，不一定增大离散。
🎯 Exam focus常见陷阱：把 high precision 当 high accuracy，或把单次读数误差直接当最终百分误差。
🛠️ TechniqueStep 1 \rightarrow 先分类误差类型。
Step 2 \rightarrow 读题决定加法/乘法误差传播。
Step 3 \rightarrow 最终四舍五入匹配选项。
CIE 9702/12/F/M/25 Q2
What is the effect of a systematic error on measurement?
systematic error 使结果整体偏离 true value \rightarrow 不是随机分散问题。
[B1] 正确选项 D（MS 9702/12/F/M/25）。
CIE 9702/11/M/J/25 Q2
Which set has high precision but low accuracy for g?
high precision \rightarrow 三次数据彼此接近；low accuracy \rightarrow 全体偏离 9.81。
[B1] 正确选项 D（MS 9702/11/M/J/25）。
2. Kinematics
Vectors & Components（矢量与分量）
📖 Definition二维运动题核心是分解到正交方向，horizontal 与 vertical 分开处理。
🔑 Key矢量加减法：\vec{a}-\vec{b}=\vec{a}+(-\vec{b})。
分量法：v_x=v\cos\theta, v_y=v\sin\theta。
projectile: a_x=0, a_y=-g。
🎯 Exam focus图像/示意图题常不需要完整计算，先做方向判断可以秒杀 2-3 个选项。
🛠️ TechniqueStep 1 \rightarrow 定正方向。
Step 2 \rightarrow 先做方向性判断。
Step 3 \rightarrow 必要时才做数值分量计算。
CIE 9702/11/M/J/25 Q8
Horizontal projectile: choose correct horizontal/vertical velocity-time graphs.
projectile 无空气阻力 \rightarrow v_x 常量、v_y 线性变化 \rightarrow 匹配图组。
[B1] 正确选项 A（MS 9702/11/M/J/25）。
CIE 9702/11/M/J/24 Q3
Given vectors u and v, identify the vector representing change in velocity.
change in velocity 定义为 \Delta \vec{v}=\vec{v}-\vec{u} \rightarrow 图形上找从 u 端到 v 端差矢量。
[B1] 正确选项 C（MS 9702/11/M/J/24）。
SUVAT & Projectile Basics（匀加速方程与抛体）
📖 DefinitionP1 高频是 SUVAT 快算、单位转换与匀加速图像对应。
🔑 Keyv=u+at, s=ut+\frac12at^2, v^2=u^2+2as。
先统一到 SI，避免 km/h 与 m/s 混用。
图像题：a 看 v-t 斜率。
🎯 Exam focus考官常把“最小加速度”“往返光程”“初速度方向”放在同一题里扰动判断。
🛠️ TechniqueStep 1 \rightarrow 明确已知量与目标量。
Step 2 \rightarrow 选最短方程。
Step 3 \rightarrow 单位与数量级 sanity check。
CIE 9702/12/F/M/25 Q4
Aircraft takes off from rest to 85 km h^{-1} in no more than 1.20 km. Find minimum constant acceleration.
先换速到 m/s \rightarrow 用 v^2=u^2+2as 解 a \rightarrow 取满足条件最小值。
[B1] 正确选项 A（MS 9702/12/F/M/25）。
CIE 9702/11/M/J/25 Q5
Ball projected vertically down at 20 m s^{-1}, find displacement after 1.5 s.
取向下为正 \rightarrow s=ut+\frac12gt^2 \rightarrow 代 u=20, t=1.5。
[B1] 正确选项 D（MS 9702/11/M/J/25）。
3. Dynamics & Forces
Newton Laws & Momentum（牛顿定律与动量）
📖 DefinitionP1 对碰撞与第三定律常用“语言定义 + 单步计算”混合方式考查。
🔑 KeyNewton 2nd: F=\frac{\Delta p}{\Delta t}。
isolated system: total momentum conserved。
Newton 3rd pair 作用在不同物体、同线反向等大。
🎯 Exam focus最易错点：把“作用力和反作用力”写成同一物体上的平衡力。
🛠️ TechniqueStep 1 \rightarrow 先定义 system 是否 isolated。
Step 2 \rightarrow 写动量方向符号。
Step 3 \rightarrow 最后取 magnitude 或 signed value。
CIE 9702/11/M/J/25 Q10
Firework and gases: which forces form a Newton’s third law pair?
第三定律成对力需互相作用在不同物体 \rightarrow thrust 与 force on gases 成对。
[B1] 正确选项 C（MS 9702/11/M/J/25）。
CIE 9702/11/M/J/25 Q11
Blocks collide; block L reverses direction. Find average force during contact.
先求 \Delta p（注意反向）\rightarrow 用 F_{avg}=\frac{|\Delta p|}{\Delta t}。
[B1] 正确选项 C（MS 9702/11/M/J/25）。
Equilibrium & Moments（平衡与力矩）
📖 Definition静力题核心是 \sum F=0 与 \sum M=0，优先选 pivot 减少未知量。
🔑 Keymoment: M=F d_\perp。
equilibrium 条件：net force 与 net moment 同时为 0。
重心力作用点常在均匀物体中点。
🎯 Exam focusP1 高发：力图排序题、铰链反力题、“哪条力矩方向正确”判断题。
🛠️ TechniqueStep 1 \rightarrow 画受力图。
Step 2 \rightarrow 选 pivot 并统一顺逆时针符号。
Step 3 \rightarrow 先判方向再代数值。
CIE 9702/12/F/M/25 Q9
Seesaw plank in equilibrium: statement about plank weight.
均匀木板重力作用于中点；若 pivot 在中点则木板自重对 pivot 力矩为零。
[B1] 正确选项 A（MS 9702/12/F/M/25）。
CIE 9702/14/M/J/25 Q11
Picture frame by string and pin: choose correct force vector triangle.
三力平衡 \rightarrow 向量首尾相接闭合三角形 \rightarrow 匹配几何方向。
[B1] 正确选项 D（MS 9702/14/M/J/25）。
4. Energy & Materials
Work / Power / Efficiency（功、功率与效率）
📖 DefinitionP1 常见“公式识别 + 单位量纲 + 实际情境计算”的组合题型。
🔑 Keywork: W=Fs\cos\theta。
power: P=\frac{W}{t}=Fv。
efficiency: \eta=\frac{useful\ output}{input}。
🎯 Exam focus考官常把“恒速”“输出功率”“有用能量”混在同题，要求你先选对物理量。
🛠️ TechniqueStep 1 \rightarrow 先判断求的是 W / P / \eta。
Step 2 \rightarrow 写最直接定义式。
Step 3 \rightarrow 处理单位并核数量级。
CIE 9702/12/F/M/25 Q14
Which relationship is used in deriving power = force \times velocity?
从 P=\frac{W}{t}, W=Fs, 且 \frac{s}{t}=v \rightarrow 关键关系是 s=vt。
[B1] 正确选项 A（MS 9702/12/F/M/25）。
CIE 9702/14/M/J/25 Q15
Lift motor output power 20 kW, raises 1500 kg through 20 m at constant speed. Find time.
恒速上升 \rightarrow useful work =mgh \rightarrow t=\frac{mgh}{P}。
[B1] 正确选项 B（MS 9702/14/M/J/25）。
Deformation / Density / Pressure（形变、密度与压强）
📖 Definition本模块结合材料学与流体基础，P1 常考“比例关系 + 单位维度”快算题。
🔑 Keypressure: p=\frac{F}{A}, hydrostatic p=\rho gh。
density: \rho=\frac{m}{V}。
strain =\frac{\Delta L}{L}, stress =\frac{F}{A}。
🎯 Exam focus高频陷阱：把 strain 与 stress 定义混淆；或忽略浸没体积与受力面积变化。
🛠️ TechniqueStep 1 \rightarrow 先锁定公式结构。
Step 2 \rightarrow 判断比例关系（倍数变化）。
Step 3 \rightarrow 再代入数值。
CIE 9702/12/F/M/25 Q10
Object fully submerged: which single change doubles \frac{upthrust}{weight}?
\frac{\rho_{liq} gV}{\rho_{obj} gV}=\frac{\rho_{liq}}{\rho_{obj}} \rightarrow 令对象密度减半或液体密度加倍可翻倍。
[B1] 正确选项 A（MS 9702/12/F/M/25）。
CIE 9702/14/M/J/25 Q17
What is the definition of strain?
strain 定义为 extension per unit original length。
[B1] 正确选项 B（MS 9702/14/M/J/25）。
5. Waves
Wave Basics & Doppler（波动基础与多普勒）
📖 DefinitionP1 对波速、频率、波长、波形读取与 Doppler 定性定量都高频。
🔑 Keyv=f\lambda。
Doppler（声波）：靠近 \Rightarrow f' 增大。
CRO 读图：period 由 time-base 与格数确定。
🎯 Exam focus题目常给复杂背景，其实只考 v=f\lambda 或“靠近/远离”的符号变化。
🛠️ TechniqueStep 1 \rightarrow 先判哪两个量已知。
Step 2 \rightarrow 统一单位再代 v=f\lambda。
Step 3 \rightarrow Doppler 用方向先判断再算。
CIE 9702/14/M/J/25 Q22
Vehicle moves towards observer: horn 440 Hz, speed of sound 340 m s^{-1}. Find observed frequency.
source approaching stationary observer \rightarrow f'=f\frac{v}{v-v_s} \rightarrow 频率增大。
[B1] 正确选项 D（MS 9702/14/M/J/25）。
CIE 9702/14/M/J/25 Q20
From CRO waveform with y-gain and time-base, identify amplitude and frequency.
读峰值格数得 amplitude \rightarrow 读周期格数得 T \rightarrow f=1/T。
[B1] 正确选项 B（MS 9702/14/M/J/25）。
Superposition & Interference（叠加、干涉与衍射）
📖 DefinitionP1 波学后半主要考 superposition principle、双缝条纹与衍射判断。
🔑 Key双缝：w\propto\frac{\lambda D}{a}。
grating：n\lambda=d\sin\theta。
衍射解释“拐角能听到声音”。
🎯 Exam focus常用参数单改法（只改一项）考你判断 fringe spacing 变化方向。
🛠️ TechniqueStep 1 \rightarrow 识别是双缝还是光栅。
Step 2 \rightarrow 写比例关系。
Step 3 \rightarrow 用增减趋势快速排错。
CIE 9702/14/M/J/25 Q27
Which change increases double-slit fringe separation?
w\propto\frac{\lambda D}{a} \rightarrow 减小 slit separation a 可增大条纹间距。
[B1] 正确选项 B（MS 9702/14/M/J/25）。
CIE 9702/14/M/J/25 Q26
Student hears sound around solid building corner. Which effect explains this?
声音绕射进入几何阴影区 \rightarrow diffraction。
[B1] 正确选项 A（MS 9702/14/M/J/25）。
6. Electricity
Current / Voltage / Power（电流、电压与电功率）
📖 Definition电学基础题在 P1 常与粒子数、电荷量与单位定义联动。
🔑 KeyI=\frac{Q}{t}, V=\frac{W}{Q}, P=IV。
电子数：N=\frac{Q}{e}。
单位换算常见 24 h 与 s 转换。
🎯 Exam focus高错点是把 V 与 W 的定义混用，或漏掉小时到秒的转换。
🛠️ TechniqueStep 1 \rightarrow 先由已知求 I 或 Q。
Step 2 \rightarrow 再转电子数/能量。
Step 3 \rightarrow 单位末检。
CIE 9702/14/M/J/25 Q29
Lamp R=10\,\Omega, V=6.0\,V. How many electrons pass in 24 h?
先 I=\frac{V}{R} \rightarrow Q=It（t=24\times3600）\rightarrow N=\frac{Q}{e}。
[B1] 正确选项 D（MS 9702/14/M/J/25）。
CIE 9702/14/M/J/25 Q30
What is equivalent to one volt?
由定义 V=\frac{W}{Q} \rightarrow 1 volt = 1 joule per coulomb。
[B1] 正确选项 B（MS 9702/14/M/J/25）。
Resistance & Resistivity（电阻与电阻率）
📖 DefinitionP1 常考 I-V 特性趋势与 R=\rho\frac{L}{A} 单步计算。
🔑 KeyR=\rho\frac{L}{A}。
filament lamp 升温 \Rightarrow R 增大。
金属导体在恒温下近似欧姆行为。
🎯 Exam focus题干给出多个器件（LDR, thermistor, filament）时，要抓“变化条件”而非器件名本身。
🛠️ TechniqueStep 1 \rightarrow 判断是材料性质题还是几何电阻题。
Step 2 \rightarrow 代 R=\rho L/A 或温度-电阻关系。
Step 3 \rightarrow 检查数量级。
CIE 9702/14/M/J/25 Q31
Which component’s resistance increases under stated condition?
filament lamp 随温升电阻增大；其余给定条件下并不增大。
[B1] 正确选项 A（MS 9702/14/M/J/25）。
CIE 9702/14/M/J/25 Q32
Gold wire L=2.50\times10^{-3}\,m, A=6.25\times10^{-8}\,m^2, \rho=2.3\times10^{-8}\,\Omega m. Find R.
代 R=\rho L/A \rightarrow 科学记数法运算。
[B1] 正确选项 C（MS 9702/14/M/J/25）。
7. DC Circuits
Kirchhoff & Networks（基尔霍夫定律与网络）
📖 Definition节点电流守恒、回路电势守恒是 P1 电路判断核心。
🔑 KeyKCL: 入流=出流（charge conservation）。
KVL: 回路总电势变化为 0（energy conservation）。
串并联等效需先识别拓扑。
🎯 Exam focus常把“first law / second law”与“守恒对象”交叉设错，需要强记配对。
🛠️ TechniqueStep 1 \rightarrow 先分 node 题或 loop 题。
Step 2 \rightarrow 写守恒对象。
Step 3 \rightarrow 再做等效计算。
CIE 9702/14/M/J/25 Q34
Sum of currents into a point equals sum out. Which statement is correct?
这是 Kirchhoff first law，来源于 charge conservation。
[B1] 正确选项 A（MS 9702/14/M/J/25）。
CIE 9702/14/M/J/25 Q35
Battery and three resistors network, battery current known. Find unknown R.
先做串并联等效 \rightarrow 总电阻 R_{eq}=\frac{V}{I} \rightarrow 反推支路 R。
[B1] 正确选项 B（MS 9702/14/M/J/25）。
Cells / Potentiometer / Sensors（实用电路）
📖 DefinitionP1 在 practical circuits 主要考电路图识别与测量目的匹配。
🔑 Keypotentiometer 用零电流比较法测 e.m.f。
内阻题：端电压 V=\mathcal{E}-Ir。
传感器题关注输入量变化与电阻变化方向。
🎯 Exam focus题图多、文字少，先认“测量对象”和“比较对象”可快速定位正确电路。
🛠️ TechniqueStep 1 \rightarrow 读电路连接关系。
Step 2 \rightarrow 区分 calibration 与 measurement 支路。
Step 3 \rightarrow 检查是否满足零偏条件。
CIE 9702/14/M/J/25 Q36
Which potentiometer arrangement can determine unknown e.m.f. E?
需有已知标准电源沿均匀电阻丝建立电势梯度，并用检流计做平衡点比较。
[B1] 正确选项 B（MS 9702/14/M/J/25）。
CIE 9702/12/F/M/25 Q36
In a cell-resistor circuit, switch S changes from open to closed. How does p.d. V between P and Q change?
闭合后电流增大 \rightarrow 内阻 r 上电压降增大 \rightarrow 外电路端电压 V 减小。
[B1] 正确选项 B（MS 9702/12/F/M/25）。
8. Atomic & Nuclear
Atomic Structure & Decay（原子结构与放射性）
📖 DefinitionAS 端以核衰变、核方程与半衰期基础认知为主，P1 偏概念与简算。
🔑 Key衰变常见：\alpha, \beta^-, \gamma。
半衰期：每过一个 t_{1/2} 数量减半。
核方程守恒：核子数与电荷数守恒。
🎯 Exam focus容易把 activity、number of undecayed nuclei、half-life 图像概念混在一起。
🛠️ TechniqueStep 1 \rightarrow 先写守恒关系。
Step 2 \rightarrow 再判断衰变类型。
Step 3 \rightarrow 半衰期题用倍减法快速估算。
CIE 9702/14/M/J/25 Q38
A nucleus emits \beta^-, then \alpha, then \beta^-. Compare final nucleus Z with initial nucleus W.
依次跟踪 A,Z 变化：\beta^- 使 Z\!+1，\alpha 使 A-4,Z-2，再 \beta^- 使 Z+1 \rightarrow 元素回到相同但核子数更小。
[B1] 正确选项 D（MS 9702/14/M/J/25）。
CIE 9702/11/M/J/25 Q39
Why do \alpha-particles have discrete energies but \beta-particles have continuous energies?
\beta 衰变伴随另一轻子分走部分能量 \rightarrow \beta 动能呈连续分布。
[B1] 正确选项 C（MS 9702/11/M/J/25）。
Photon / Photoelectric / Spectra（光子、光电与谱线）
📖 DefinitionP1 对 quantum 主要考 E=hf、阈频、光电效应定性定量判断。
🔑 Key光子能量：E=hf=\frac{hc}{\lambda}。
photoelectric: 频率决定是否逸出，强度影响光电子数。
line spectra 体现能级差。
🎯 Exam focus高频误区是把“光强变大”误当“单个光子能量变大”。
🛠️ TechniqueStep 1 \rightarrow 区分 frequency 与 intensity 作用。
Step 2 \rightarrow 必要时代 E=hf。
Step 3 \rightarrow 回扣阈频条件。
CIE 9702/12/F/M/25 Q40
What is the charge, in terms of e, on a charm quark?
标准夸克电荷：up-type（u,c,t）均为 +\frac{2}{3}e。
[B1] 正确选项 D（MS 9702/12/F/M/25）。
CIE 9702/14/M/J/25 Q40
How many flavours (types) of antiquark are there?
与 quark flavours 对应，一共 6 种：\bar u,\bar d,\bar s,\bar c,\bar b,\bar t。
[B1] 正确选项 D（MS 9702/14/M/J/25）。
9. Practical Data Skills
Measurement & Percentage Uncertainty（实验测量与百分不确定度）
📖 DefinitionP1 的 practical core 不是操作流程，而是对读数、误差传播与结果可信度的快速判断。
🔑 Key读数不确定度先转百分比。
乘除关系下，总百分不确定度近似相加。
最终答案按题目有效位数与选项粒度匹配。
🎯 Exam focus高频失分：把单个量的不确定度当成最终量；或漏掉直径-体积倍率关系。
🛠️ TechniqueStep 1 \rightarrow 先写每个量的百分不确定度。
Step 2 \rightarrow 按函数关系组合（加总或倍乘）。
Step 3 \rightarrow 与选项区间比对。
CIE 9702/12/F/M/25 Q12
Liquid density from measured mass, beaker diameter and height. Find percentage uncertainty in density.
\rho=\frac{m}{V}, 且 V\propto d^2h \rightarrow 百分不确定度 =\Delta m\%+2\Delta d\%+\Delta h\%。
[B1] 正确选项 D（MS 9702/12/F/M/25）。
CIE 9702/11/M/J/24 Q6
Thermometer accuracy \pm0.5^\circ C, temperature rise from 40^\circ C to 100^\circ C. Find percentage uncertainty in rise.
温差 =60^\circ C；两次读数不确定度相加 \pm1.0^\circ C \rightarrow 百分不确定度 \frac{1.0}{60}\times100\%。
[B1] 正确选项 D（MS 9702/11/M/J/24）。
Graphs, Gradients & Model Reading（图像、斜率与模型判读）
📖 DefinitionP1 图像题重点在“物理意义读图”，不是繁琐计算：斜率、面积与曲线形状对应物理量。
🔑 Keyv\text{-}t 图斜率是 a，面积是 s。
实验图若给线性关系，先识别斜率/截距物理含义。
选项图题优先用端点与单调性排错。
🎯 Exam focus常见陷阱：把 s\text{-}t 斜率和 v\text{-}t 斜率混用，或忽略初始条件 (t=0)。
🛠️ TechniqueStep 1 \rightarrow 先认图轴。
Step 2 \rightarrow 写出斜率/面积物理量。
Step 3 \rightarrow 用单位检查推导式是否成立。
CIE 9702/11/M/J/25 Q7
Which equation of uniformly accelerated motion can be derived using only gradient of a velocity-time graph?
仅用斜率可得 a=\frac{v-u}{t} \rightarrow 变形得到 v=u+at。
[B1] 正确选项 C（MS 9702/11/M/J/25）。
CIE 9702/11/M/J/25 Q8
Horizontal projectile: choose correct pair of velocity-time graphs for horizontal and vertical components.
先判 v_x 常量、v_y 线性变化 \rightarrow 图像匹配。
[B1] 正确选项 A（MS 9702/11/M/J/25）。