密切联系实际注重能力考查_谈2010年高考物理江苏卷的命题特点.pdf

高考命题研究 密切联系实际 注重能力考查 谈 2010 年高考物理江苏卷的命题特点 江 山 江苏省江阴高级中学 江苏 江阴 214400 2010 年高考物理江苏卷 是江苏实施新课程改革以来 第 3 年自主命题的高考物理试卷 试题由易到难 有较好的 梯度和区分度 总体难度较去年有所降低 比较切合江苏规 范办学 五严 规定 下的中学教学实际 很好地体现了新 课改方向 综观 2010 年高考物理江苏卷 试卷遵循 课程标准 命题的主要特点是 密切联系实际 注重能力考查 1 密切联系实际 关注科学技术的主要成就和发展趋势以及物理学对 经济 社会发展的影响 能尝试运用有关的物理知识和技 能解释一些自然现象和生活中的问题 尝试运用物理原 理和研究方法解决一些与生产和生活相关的实际问题 有将物理知识应用于生活和生产实践的意识 勇于探究与 日常生活有关的物理学问题 这些都是 课程标准 中规定 的课程具体目标 为此 试卷特别强调理论联系实际 整卷 15 题中联系 实际的试题就有 8 题 主要涉及以下两类问题 1 联系生活实际 试卷紧密联系生活实际 以现实生活中的有关理论问 题和实际问题立意命题 较为真实和全面地模拟了现实 如第 1 题以考生信手可得的橡皮作为自主实验器材 考查了匀速直线运动 速度和速率 运动的合成与分解等知 识点 第 3 题以生活中常见的照相机支架为素材 考查了受 力分析 力的合成与分解 共点力作用下物体的平衡等知识 点 第 7 题通过对与日常生活密切相关的远距离输电电路 的分析 考查了互感 交变电流 变压器 电能的输送 电功 电功率 焦耳定律等知识点 第 12 题 A 小题以潜水员身带 压缩空气瓶潜水为素材 考查了气体实验定律 理想气体 温度和内能 热力学第一定律 阿伏伽德罗常数等知识点 第 14 题以考生喜闻乐见的游乐节目为场景 考查了机械能 守恒定律 圆周运动 向心力 牛顿第三定律 动能定理 抛 体运动 运动的合成和分解等知识点 2 联系科研实际 试卷紧密联系科技热点 把对基础知识和基本技能的 考查放在现代科技的背景之下 体现了试题的时代气息 如第 6 题以航天飞机完成对哈勃望远镜维修任务后的 变轨返航为背景 考查了开普勒行星运动定律 万有引力定 律 圆周运动 向心力等知识点 第 9 题涉及质谱仪中的磁 聚焦 考查了磁场 磁感应强度 磁感线 洛伦兹力 带电粒 子在匀强磁场中的运动等知识点 第 12 题B 小题以科学技 术和日常生活中应用广泛的激光为线索 考查了激光的特 性及应用 横波和纵波 波长波速和频率的关系 光的干涉 光的折射定律 折射率等知识点 C 小题涉及对光电效应和 氢原子能级跃迁的研究 考查了光电效应 光子说 光电效 应方程 动量 氢原子光谱 原子的能级等知识点 第 15 题 以制备纳米薄膜装置的工作电极为背景 涉及电子在正负 电压不等幅的交变电场中的复杂运动 考查了交变电流 带 电粒子在匀强电场中的运动 电场强度 匀强电场中电势差 和电场强度的关系 速度 位移 加速度 匀变速直线运动等 知识点 2 注重能力考查 学习终身发展必备的物理基础知识和技能 了解这些 知识与技能在生活 生产中的应用 关注科学技术的现状及 发展趋势 学习科学探究方法 发展自主学习能力 养成 良好的思维习惯 能运用物理知识和科学探究方法解决一 些问题 这是 课程标准 规定的两项课程总目标 为此 试卷对考生提出了较高的能力要求 除了一般的 理解能力 推理能力和分析综合能力外 还突出体现在以下 几个方面 1 物理建模能力 处理实际问题 往往要抓住问题的关键 建立起相应的 物理模型 试卷对物理建模能力的考查值得关注 图 1 如第 1 题 图 1 为了确定 橡皮运动速度的大小和方向是否 变化 需建立橡皮在水平方向和 竖直方向的分运动模型 由于铅 笔靠着线的左侧水平向右匀速移 动 使橡皮同时参与了水平方向 和竖直方向的两个匀速直线运 动 从而其合运动应是匀速直线 运动 第 3 题 为了求得照相机三脚架每根支架中承受的压 力 需对照相机进行正确的受力分析 建立起共点力平衡的 物理模型 应用共点力的平衡条件或力的合成与分解求解 第 12 题A 2 小题研究瓶中压缩空气内能的变化 需 根据理想气体模型 不考虑气体分子间的作用力 一定质量 某种理想气体的内能仅与温度有关 可以确定等温压缩过 程中气体的内能不变 第 14 题分析游乐节目中选手的运动 需将选手简化为 质点处理 并对选手的运动建立变速圆周运动 匀加速直线 42 Vol 31 No 8 2010 物 理 教 师 PHYSICS TEACHER 第 31卷第 8 期 2010 年 运动与匀减速直线运动 平抛运动等运动模型 另外 第 7 题讨论远距离输电问题 涉及理想变压器模 型 第 8 题分析小物块在倾斜木板上的运动 涉及质点模型 和变速直线运动模型 第 12 题 C 3 小题判断氢原子能级 跃迁中发出的光照射钠板能否发生光电效应 涉及原子结 构的玻尔模型 第 13 题涉及电磁感应中的 滑棒切割 模 型 第 15题涉及带电粒子在交变电场中的往复运动模型等 等 2 过程分析能力 研究物理问题 重在对物理过程的分析 试卷有较多试 题对此能力进行了考查 如第 4 题对自感电路的分析 图 2 理解电路的电流 变化过程是解决本题的关键 闭合开关 S 后 由于电感 L 的自感作用 总电流逐渐增大至某一稳定值 电源内电压逐 渐增大至某一稳定值 导致 UAB逐渐减小至某一稳定值 断 开 S 后 同样由于电感 L 的自感作用 电感 L 电阻 R 与灯 泡 D 形成回路 由于电感 L 所在支路的电阻大于灯泡D 的 电阻 故此时流经灯泡的电流比原先小 且方向相反 最终 变为零 由此 可选出正确的 UAB t 图像 图2 图 3 第 6 题对航天飞机变轨的讨论 图 3 既涉及变轨前 的匀速圆周运动和变轨后的变速椭圆运动两个过程 还涉 及变轨瞬时的中间过程 对于航天飞机在椭圆轨道上两点 的速度大小 可由开普勒第二定律或动能定理作出比较 对 于航天飞机在不同轨道上的运动周期 可由开普勒第三定 律作出比较 对于航天飞机在不同轨道上同一点的加速度 大小 不难由产生加速度的万有引力相等作出比较 至于变 轨时 万有引力不变 而轨道半径变小 由万有引力提供向 心力 故航天飞机的速度需减小 从而可对航天飞机动能变 化作出判断 图 4 第 13 题导体棒切割磁感 线的电磁感应问题 图 4 需 弄清导体棒进入磁场前做自由 落体运动 进入磁场后受安培 力作用 其运动状态通常有 3 种情况 若进入时安培力大于 重力 则导体棒先做减速运动 后做匀速运动 若进入时安培 力等于重力 则导体棒一直做 匀速运动 若进入时安培力小 于重力 则导体棒先做加速运 动 后做匀速运动 本题给 出 导体棒进入磁场后 流经电流表的电流逐渐减小 最终稳 定为 I 说明导体棒的运动状态属第 1 种情况 图5 第 14 题 图 5 涉及选手 运动的 3 个过程 抓住绳索摆 动的圆周运动过程 在最高点 松手后的直线运动过程以及 在最低点松手后的平抛运动 过程 对圆周运动过程 由机 械能守恒定律 牛顿运动定律 可求得选手在最低点对绳的拉力 对直线运动过程 可将空 中的匀加速运动与水中的匀减速运动合二为一 整体应用 动能定理求得选手的落水深度 对平抛运动 可应用运动的 合成与分解 探讨选手落点最远的条件 第 15 题对电子在变化电场中运动过程的分析 则提出 了更高的要求 题中在两平行板间所加的是正负不等幅的 交变电压 图 6 电子从极板 B 开始不断向上加速 减速运 动 再向下加速 减速运动 而总的运动趋势是先靠近 极板 A 再远离极板 A 第 1 问 若 k 5 4 电子在 0 2 时间内不能到达极板A 求 d 应满足的条件 由于在此段时 间内带电粒子先上升再回落 因而需分析此段时间内的最 大位移 而不是总位移 若对运动过程不仔细分析 往往容 易搞错 第 2 问 若电子在 0 200 时间内未碰到极板 B 求此运动过程中电子速度 v 随时间变化的关系 由于电 子在奇数个半周期内与偶数个半周期内速度的增量不同 因而速度表达式需分 0 第 8 题分析小物块在倾 斜木板上的运动 涉及木板颠倒放置前后物块两个运动过 程的比较 第 12 题 A 小题潜水问题 需考虑压缩装瓶时空 气的等温变化过程 潜水员带瓶下水时瓶内气体的等容变 化过程 以及潜水员在岸上与深水中吸气的不同过程 3 科学思维能力 物理教学中 科学思维方法的训练显得尤为重要 试卷 对考生的科学思维能力提出了较高的要求 第 3 题和第 5 题均涉及对称方法的应用 第3 题确定 照相机三脚架每根支架中所承受的压力大小 图 7 属于 空间的共点力平衡问题 在高中物理中并不常见 但根据 3 43 第31 卷第 8 期 2010 年 物 理 教 师 PHYSICS TEACHER Vol 31 No 8 2010 图 7 根支架的对称性 由 3Fcos30 mg 不难 求出每根支架中所承受的压力大小 F F 2 3 9 mg 第 5题比较沿 x 轴对称分布的非匀 强电场中相关点的电势高低 情景较新 颖 由题给 E x 图像 图 8 可知 x 正 半轴场强为正 电场线方向向右 x 负半 图 8 轴场强为负 电场线方向向 左 沿电场 线方向电势降 低 可见 O 点的电势最高 x1和 x3两点的电势不等 结合电场分布的对称性可 知 x1和 x1两点的电势 相等 第 8题分析小物块在动摩擦因数随位置变化的倾斜木 板上的运动 图 9 比较木板 A 端着地和 B 端着地两种情 况下 物块从顶端滑下经过 P 点的动能 以及从顶端滑到 底端的时间 可运用极端分析方法 设木板 A 端的动摩擦 因数大到等于 tan 为木板的倾角 则静止于 A 端的物 块将不可能下滑 这可理解为物块滑到 P 点的动能为零 从顶端滑到底端的时间为无限长 从而不难确定 物块经过 P 点的动能 前一过程较小 物块从顶端滑到底端的时间 前一过程较长 当然 比较两过程中物块从顶端滑到 P 点 产生的热量及滑到底端的速度 可直接应用动能定理分析 图 9 图 10 第 7 题 第 9 题与第 15题均要求有较高的逻辑推理能 力 在第 7 题的远距离输电电路中 图 10 因发电厂的输 出电压不变 故升压变压器的输出电压不变 发电厂输出功 率增大 则输出电流增大 故升压变压器的输出电流增大 又输电线的电阻不变 故输电线上的电压损失及功率损耗 均增大 导致降压变压器的输入电压及输出电压均减小 输 电线上损耗的功率为 P损 I线2R 而总功率 P总 UI I线 I k k 为 升 压变 压器 原副 线 圈匝 数 比 可得 P损 P总 图 11 k2RP总 U2 因 P总增大 其他 物理量不变 故此比值增 大 第 9题研究 3 个速率 相等的质子进入磁场后的 运动 图 11 根据洛伦兹 力不做功 比较 3 个质子 的运动轨迹可知 3个质子从 S 运动到 S 的时间不等 3 个 质子在附加磁场以外区域运动时 运动轨迹的圆心不在一 条直线上 若撤去附加磁场 a 到达 SS 的连线上的位置距 S 点最近 对于附加磁场方向的判断 则对逻辑推理能力的 要求较高 画出未加附加磁场时 3 个质子的运动轨迹 可确 定它们到达 SS 的连线上的不同位置 若附加磁场方向与 原磁场方向相反 则它们到达 SS 的连线上的位置均将向 右移动 而要移至同一点 其中 b 移动的距离最小 则附加 磁场区域的截面形状应是两头宽 中间窄的 凹透镜 形 现 题给加磁场区域的截面形状却是两头窄 中间宽的 凸透 镜 形 说明 b 移动的距离最大 3 个质子均是向左移至同 一点 可见附加磁场方向与原磁场方向相同 4 数学应用能力 应用数学处理物理问题的能力 是高考物理需要考核 的又一项重要能力 试卷中也有这方面的要求 如第 3 题分析照相机三脚架每根支架中所受的压力 需应用立体几何与三角函数关系 第 6 题研究航天飞机的 变轨 第 9 题讨论质子在磁场中的运动 涉及椭圆与圆的知 识 第 12B 3 小题利用光的反射和折射现象求玻璃折射 率 需应用光路图中的几何关系 均考查了对几何图形的运 用与分析能力 第 4 题涉及电压 UAB随时间 t 的变化图像 需结合自 感现象分析和选择图像 第 5 题涉及空间沿 x 轴对称分布 电场的场强E 随 x 变化的图像 需读懂图像 分析电场的 特点 第 8 题比较物块从顶端滑下滑到底端的时间时 除极 端分析法外 也可应用图像法 根据两过程中物块加速度变 化不同及到达底端时速度相等的特点 画出物块的 v t 图像 即可作出正确判断 第 12 题 A 1 小题涉及理想气体 等温压缩过程的 p 1 V 图像 需结合玻意耳定律分析和选 择图像 第 12 题 C 1 小题涉及光电效应实验中的 I UAK 图像 需结合光电效应的实验规律分析和选择图像 第 15 题加在两平行板间的电压变化规律也是由图像给出的 若 能根据不同半周期中电子加速度的不同特点 定性画出电 子在电场中运动的 v t 图像 则对电子运动过程的分析 与问题的求解会更为有利 这几题考查了对函数图像的理 解 分析与应用能力 试卷还涉及一些特殊数学方法的应用 如第 14 题第 3 问 探讨选手如何选择绳长方能落点最远 需采用数学 方法求取极值条件 根据机械能守恒定律和平抛运动规律 推得选手做平抛运动的水平位移 x 与绳长 l 的函数关系式 x 2l H l 1 cos 可用条件不等式或配方法求 解 第 15 题讨论电子在交变电场中的运动 也可采用递推 的方法 先依次写出第 1 2 3 个半周期内电子速度的 表达式 再归纳出电子速度的一般表达式 先依次写出第 1 2 3 个半周期内电子位移的表达式 再归纳出电子位 移的一般表达式 另外 第 2 题研究线框中的感应电动势时 涉及比值的 计算 第 12 题 A 3 小题估算潜水员在海底比在岸上每呼 44 Vol 31 No 8 2010 物 理 教 师 PHYSICS TEACHER 第 31卷第 8 期 2010 年 一道 2010 年高考物理试题的商榷 张世峰 河北省广平县第一中学 河北 广平 057650 2010 年全国高考卷 理综试题第 21 题是这样的 一 简谐振子沿 x 轴振动 平衡位置在坐标原点 t 0 时刻振 子的位移为 x 0 1 m t 4 3 s 时刻 x 0 1 m t 4 s 时刻 x 0 1 m 该振子的振幅和周期可能为 A 0 1 m 8 3 s B 0 1 m 8 s C 0 2 m 8 3 s D 0 2 m 8 s 给出的答案是选项 A 和 D 笔者认为所给出的答案 不全面 A 和 D 固然是正确的 但答案 C 也应该是正确 的 分析如下 图 1 如图1 所示 设振子的振幅为 0 2 m 周期为 8 3 s t 0 时刻振子从 x 0 1 m 处向右运动至最大位移 0 2 m 处 再向左至 0 1 m 处所用时间为半个周期 即 4 3 s 再经一个 周期 8 3 s 振子又运动至 0 1 m 整个过程所用时间为 4 s 也就是 t 4 s 时刻振子位移 x 0 1 m 符合题意 所以选 项 C 也是正确的 所以笔者认为本题答案应是选项 A C D 收稿日期 2010 06 11 吸一次多吸入空气的分子数 12 题B 2 小题分析杨氏双缝 干涉条纹的特征 第 12 题 C 3 小题判断氢原子能级跃迁 发出的光能否使钠板发生光电效应 均须进行较为繁复的 数字运算 第 13 题导体棒切割磁感线产生电磁感应的研 究 第 14题对游乐节目中选手运动的分析 第 15 题对电子 在变化电场中运动的讨论 均须由多个方程联立求解 不少 试题需根据具体问题列出物理量之间的关系式 进行推导 和求解 并根据结果得出物理结论 均体现了对应用数学处 理物理问题能力的考查 5 实验探究能力 物理学是一门以实验为基础的自然科学 试卷必考模 块的两道实验题 对基本实验能力与科学探究能力的考查 有很好的体现 图 12 如第 10 题 用改装后的电流表与电阻箱测定电源的电 动势和内阻 图 12 第 1 问 要求选填实验开始时电阻箱 的阻值 根据实验规范 为确保电路的安全 不难确定应将 串联在干路中的电阻箱阻值调到最大值 此问考查了对实 验电路的识别与基本实验能力 第 2 问 要求选择电阻箱