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2011年全國新課標理綜物理試題評析 ──知識與能力齊飛 時尚與經(jīng)典共舞 陜西省寶雞市陳倉區(qū)教育局教研室 邢彥君 試題評價
2011年全國新課標理綜物理試題體現(xiàn)了從生活及實踐中學習物理,運用物理知識與方法解決生活與實際問題的理念,倡導動手動腦學物理,倡導將物理學習與生活生產(chǎn)及其它實踐活動經(jīng)驗相結合;引導學生用物理的眼光觀察世界,從物理的角度思考生活與生產(chǎn)實踐、思考世界。有效發(fā)揮了高考試題對學生學習方式及行為的導向作用。試題注重對基礎知識與基本能力的考查,注重對定性分析、定性定量相結合分析能力的考查,注重綜合能力的考查,注重圖象的運用。體現(xiàn)了高考試題“能力立意”的宗旨。必將有力引導中學物理教學,要注重基礎知識與基本能力的教學,要注重學生對基本概念、規(guī)律、法則的理解,要注重學生對物理過程的參與與體驗,要注重物理方法的創(chuàng)新與變通,要注重綜合分析能力與物理思維能力的培養(yǎng)。
試題情境熟悉,敘述直白,體例、排列在平穩(wěn)的前提下有所創(chuàng)新,試題情境既經(jīng)典又時尚,既傳統(tǒng)又新潮,整卷透著一股清新之氣和溫馨之情。
試題不過分追求對知識面的全面覆蓋,必答試題中沒有單獨涉及共點力平衡、法拉第電磁感應定律、萬有引力定律等考點的試題,將對這些知識或與這些知識有關的方法、思想的考查滲入其它題目的分析與解答之中。
試題總體難度下降,特別是實驗題、選考題較易,個別試題難度有所增加。選考題的33(1)、34(1)有五個備選項。必答題中的多選題增至3道,且可選項出現(xiàn)了3項。選擇題中涉及純粹定量計算的題目只有2道,有涉及理想變壓器公式機能量守恒定律的17題,涉及勻速直線運動及質點模型的19題。其它6道選擇題均為定性分析或定性、定量結合分析題,這些題目主要考查學生的綜合分析能力,考查學生多角度、多方位思考物理現(xiàn)象的物理思維能力,考查學生分析物理問題中思維的深度與廣度,引導學生對物理“理”的參透和感悟。
試題14將對經(jīng)典物理史料的考查放在具體物理知識的應用背景下,不就物理史考物理史,突出了物理特點。15題考查受力分析與運動分析能力,思維的發(fā)散性較大,且涉及到了勻加速、減速曲線運動的分析,有利于考查學生的創(chuàng)新意識和能力。16題試題情境是年輕人特別青睞的蹦極運動,驚險刺激,是時尚的運動項目,設問涉及做功、能量等知識及守恒思想等經(jīng)典物理的基礎知識與方法,時尚與經(jīng)典再此題中珠聯(lián)璧合。17題涉及理想變壓器問題,這是變壓器問題在全國課標卷中蟄伏兩年后的又一次亮相,這也可能是交流電在生活中的地位與作用及新課程基本理念體現(xiàn)的必然。18題涉及安培力這一古老話題,電磁炮又是軍事武器中的后起之秀,屬新武器之前衛(wèi)。在考查建模能力的同時,又一次實現(xiàn)了傳統(tǒng)與現(xiàn)代的交融。19題將估算問題中的模型簡化放在了天體運動與萬有引力背景中,且題中又看似畫蛇添足的給出一些“可能”用到的數(shù)據(jù),考查了學生運用模型簡化問題的能力,獲取并運用有效信息的能力。其實,學習物理是從簡化開始的,高中物理一開始學的“質點”就是對物體的簡化,運動的分解就是對復雜過程的簡化,整個物理學的發(fā)展過程、物理的學習無不充斥著簡化思想與方法。20題將對曲線運動力學模型的考查放在了非勻強電場中,在考查力學方法中綜合考查電場及電場力,實現(xiàn)了力與電的完美組合。21題試題情境很經(jīng)典,但設問很新潮,考查了運用數(shù)學思想與方法解決物理問題的能力,是數(shù)與形、理與形的完美組合。
22題是一道很傳統(tǒng)的實驗問題,卻全面考查了電學實驗中“選擇實驗原理、設計實驗方案、測量數(shù)據(jù)、得出結論”的基本思路與方法的具體運用。試題立意靈活,傳統(tǒng)而不死板。23題背景是古老得不能再古老的測勻加速運動加速度實驗,但光電門的運用、
24題情境傳統(tǒng),但物理量的給予與設置卻是鬼斧神工,整題沒有一個數(shù)據(jù),這才是對學生的閱讀理解能力,獲取有用信息,建立模型能力的真正考驗。25題情境新穎,可以說將對磁偏轉問題的成功創(chuàng)新,有力的考查了學生綜合運用力學、電磁學知識與方法及數(shù)學方法的能力,是一道能有效區(qū)分學生能力與智力的好題。
總覽整卷,可以看出,今年的試題繼續(xù)體現(xiàn)回歸意識:物理考試,回歸對中學所學物理知識、方法、思想、能力的考查,回歸中學生智力、認知水平的實際,回歸物理對“理”的追尋及注重“理”的運用。
試題解析(選擇題與實驗題)
14.為了解釋地球的磁性,19世紀安培假設:地球的磁場是由繞過地心的軸的環(huán)形電流I引起的。在下列四個圖中,正確表示安培假設中環(huán)形電流方向的是( ?。?/span>
答案:B。
解析:本題主要考查地磁場及安培定則。地磁的N極在地理南極附近,地磁的S極在地理北極附近。地球自轉形成的環(huán)形電流在垂直于地軸的平面,此電流形成的地磁N極在地理南極附近,因此用右手握住環(huán)形電流時,拇指應指向地理南極。因此,選項B正確。
15.一質點開始時做勻速直線運動,從某時刻起受到一恒力作用。此后,該質點的動能可能( )
A.一直增大
B.先逐漸減小至零,再逐漸增大
C.先逐漸增大至某一最大值,再逐漸減小
D.先逐漸減小至某一非零的最小值,再逐漸增大
答案:ABD。
解析:本題主要考查運動分析方法,涉及牛頓第二定律、速度、動能等規(guī)律與概念。若恒力方向與速度方向在同一條直線上且相同,則質點勻加速直線運動,速度一直增加,動能一直增加。A選項正確;若恒力方向與速度方向在同一條直線上但相反,則質點勻減速速直線運動,速度將減小到零,動能將減小到零;接著做反方向的勻加速直線運動,速度、動能將一直增加。選項B正確;若恒力方向與速度方向不在同一條直線上,開始時恒力方向與速度方向小于90o,則質點做勻加速曲線運動,速度一直增加。如果開始時恒力方向與速度方向大于90o,則質點勻減速曲線運動,動能減小,當速度方向與恒力方向垂直時速度最小,接著勻加速曲線運動,速度、動能減小。選項C錯D對。
【點評】合力的方向決定加速度的方向,加速度方向與速度方向的夾角決定是直線運動還是曲線運動,決定是加速運動還是減速運動。由受力情況判斷運動情況,一是看力的方向,二是看受力質點的初始狀態(tài),即初速度。加速度速度方向同線時,是直線運動,同向是加速直線,反向是減速直線運動;加速度速度方向不同線時,是曲線運動。
16.一蹦極運動員身系彈性蹦極繩從水面上方的高臺下落,到最低點時距水面還有數(shù)米距離。假定空氣阻力可忽略,運動員可視為質點,下列說法正確的是( ?。?/span>
A.運動員到達最低點前重力勢能始終減小
B.蹦極繩張緊后的下落過程中,彈性力做負功,彈性勢能增加
C.蹦極過程中,運動員、地球和蹦極繩所組成的系統(tǒng)機械能守恒
D.蹦極過程中,重力勢能的改變與重力勢能零點的選取有關
答案:ABC。
解析:本題考查機械能守恒定律及功能關系,涉及重力勢能、重力做功、彈力做功、彈性勢能等。不管選那個位置為重力勢能參考平面,運動員到達最低位置前高度總是減小的,因此重力勢能一直是減小的。選項A對;繩緊張后,隨著運動員的下降,繩伸長,對運動員作用向上的彈力,此力做負功,同時伸長量增大,彈性勢能增加。選項B對;由于空氣阻力可以忽略,蹦極過程中,對于運動員、地球、繩系統(tǒng)來說,只有重力與彈力做功,系統(tǒng)的機械能守恒。選項C對;重力勢能與重力勢能參考平面的選取有關,而重力勢能的變化量則與此無關。選項D錯。
【點評】做功不做功,決定能量是否變化,功的正負決定能的增減。重力做正功(或負功)重力勢能減少(或增加);彈簧的彈力做正功(或負功)彈簧的彈性勢能減少(或增加)。機械能守恒定律適用于系統(tǒng),其條件是系統(tǒng)內(nèi)只有重力或彈力(有彈簧時)做功。
17.如圖,一理想變壓器原副線圈的匝數(shù)比為1:2;副線圈電路中接有燈泡,燈泡的額定電壓為220V,額定功率為22W;原線圈電路中接有電壓表和電流表?,F(xiàn)閉合開關,燈泡正常發(fā)光。若用U和I分別表示此時電壓表和電流表的讀數(shù),則( ?。?/span>
A.U=110V ,I=0.2A B.U=110V ,I=0.05A
C.U=110
答案:A。
解析:本題考查理想變壓器公式、能量守恒等。燈泡正常發(fā)光,說明燈泡的工作電壓,即變壓器的副線圈電壓U2=220V。燈泡的實際功率,即變壓器的輸出功率P2=22W。由變壓器公式可知,原線圈的電壓為:
【點評】理想變壓器中,輸出功率等于輸入功率。變壓器中,輸入電壓固定不變,輸出量決定著輸入量。
18.電磁軌道炮工作原理如圖所示。待發(fā)射彈體可在兩平行軌道之間自由移動,并與軌道保持良好接觸。電流I從一條軌道流入,通過導電彈體后從另一條軌道流回。軌道電流可形成在彈體處垂直于軌道面得磁場(可視為勻強磁場),磁感應強度的大小與I成正比。通電的彈體在軌道上受到安培力的作用而高速射出?,F(xiàn)欲使彈體的出射速度增加至原來的2倍,理論上可采用的方法是( ?。?/span>
A.只將軌道長度L變?yōu)樵瓉淼?/span>2倍
B.只將電流I增加至原來的2倍
C.只將彈體質量減至原來的一半
D.將彈體質量減至原來的一半,軌道長度L變?yōu)樵瓉淼?/span>2倍,其它量不變
答案:BD。
解析:本題主要考查安培力及勻加速直線運動。設導軌間距為d,電流為I,則B=kI。故安培力為:
【點評】力的恒定與否決定加速度恒定與否,加速度與初速度決定運動性質。電磁炮模型中,不計感應電流的影響。電磁炮模型中,彈體的運動是初速度為零的勻加速直線運動。
19.衛(wèi)星電話信號需要通地球同步衛(wèi)星傳送。如果你與同學在地面上用衛(wèi)星電話通話,則從你發(fā)出信號至對方接收到信號所需最短時間最接近于(可能用到的數(shù)據(jù):月球繞地球運動的軌道半徑約為3.8×105km,運行周期為27天,地球半徑為6400km,無線電信號的傳播速度為3.0×108m/s)( )
A.0.1s B.25s C.0.5s D.1s
答案:B。
解析:本題主要考查估算能力與技巧。涉及勻速直線運動及近似計算。對月球繞地球的運動、衛(wèi)星繞地球的運動分別運用開普勒定律有: 【點評】估算問題中,關鍵是模型的建立。相比地球表面到衛(wèi)星距離,兩同學在底面的距離可忽略。
20.一帶負電荷的質點,在電場力作用下沿曲線abc從a運動到c,已知質點的速率是遞減的。關于b點電場強度E的方向,下列圖示中可能正確的是(虛線是曲線在b點的切線)( ?。?/span>
答案:D。
解析:帶點質點在電場力作用下做曲線運動,電場力方向沿電場強度的反方向,又要指向指向曲線的凹測(相當于圓的圓心),又由于速率遞減,合力方向與速度方向(軌道切線)的夾角要大于90o。只有D選項所示符合條件。選項D對。
【點評】一般曲線可近似看成圓,圓心在曲線的凹測。曲線運動中,具有向心加速度,必有向心力。電場方向及粒子正負決定電場力方向,電場力方向及初速度方向決定軌跡是直線還是曲線。
21.如圖,在光滑水平面上有一質量為m1的足夠長的木板,其上疊放一質量為m2 的木塊。假定木塊和木板之間的最大靜摩擦力和滑動摩擦力相等?,F(xiàn)給木塊施加一隨時間t增大的水平力F=kt(k是常數(shù)),木板和木塊加速度的大小分別為a1和a2,下列反映a1和a2變化的圖線中正確的是( ?。?/span>
答案:A。
解析:本題考查受力分析與運動分析,涉及牛頓第二定律、靜摩擦力、非勻加速直線運動、a-t圖象等。由于F由零開始隨時間正比增大,當還未達到最大靜摩擦力之前,兩者一起運動,加速度相同,為:
【點評】疊放在水平面的兩物體,一個物體受到水平拉力后,兩物體可能以同一加速度運動,也可能以不同的加速度運動。建立縱軸物理量與橫軸物理量的函數(shù)關系,然后用關系式來建立圖象,是圖象問題的一般思路與方法。
22.(5分)為了測量一微安表頭A的內(nèi)阻,某同學設計了如圖所示的電路。圖中,A0是標準電流表,R0和RN分別是滑動變阻器和電阻箱,S和S1分別是單刀雙擲開關和單刀開關,E是電池。完成下列實驗步驟中的填空:
(1)將S撥向接點1,接通S1,調(diào)節(jié)________,使待測表頭指針偏轉到適當位置,記下此時_____的讀數(shù)I;
(2)然后將S撥向接點2,調(diào)節(jié)________,使________,記下此時RN的讀數(shù);
(3)多次重復上述過程,計算RN讀數(shù)的________,此即為待測微安表頭內(nèi)阻的測量值。
答案:(1)Ro,Ao;(2)RN.,電流表Ao的示數(shù)為I;(3)平均值。
解析:以等效法測電流表電阻為背景考查電學實驗的一般思路與方法,涉及閉合電路歐姆定律。(1)將S合向1,閉合S1,將Ro調(diào)至使Ao表指針偏轉到接近滿偏值的某值I,記下此示數(shù)。保持Ro不變;閉合S1將S合向2,調(diào)節(jié)RN使Ao表示數(shù)恢復到I。由于電源的電動勢E、內(nèi)阻r、Ro不變。因此,待測電流表的電阻等于RN.。
【點評】確定實驗原理,控制兩次總電流相等。等效法是測量小電阻的常用方法。
23.(10分)利用圖1所示的裝置可測量滑塊在斜面上運動的加速度。一斜面上安裝有兩個光電門,其中光電門乙固定在斜面上靠近底端處,光電門甲的位置可移動,當一帶有遮光片的滑塊自斜面上滑下時,與兩個光電門都相連的計時器可以顯示出遮光片從光電門甲至乙所用的時間t。改變光電門甲的位置進行多次測量,每次都使滑塊從同一點由靜止開始下滑,并用米尺測量甲、乙之間的距離s,記下相應的t值;所得數(shù)據(jù)如下表所示。
完成下列填空和作圖:
(1)若滑塊所受摩擦力為一常量,滑塊加速度的大小a、滑塊經(jīng)過光電門乙時的瞬時速度vt測量值s和t四個物理量之間所滿足的關系式是_______;
(2)根據(jù)表中給出的數(shù)據(jù),在圖2給出的坐標紙上畫出
答案:(1) 解析:本題以測量勻加速直線運動的加速度實驗考查力學實驗的基本思路與方法。由于摩擦力恒定,因此滑塊沿斜面的運動是勻加速直線運動,故有:
【點評】建立相關量的線性關系,選擇出函數(shù)及自變量,才能確定坐標所代表的物理量。函數(shù)、及自變量的選擇應使函數(shù)關系是線性關系。建立相關線性圖象,利用圖象的截距及斜率計算待測量,是數(shù)據(jù)處理的有效方法,不但簡便而且誤差較小。
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