2015年高考浙江物理聯(lián)系實(shí)際類試題評(píng)析及對(duì)教學(xué)的啟示

游海女

(浙江省臨海回浦中學(xué)　浙江 臺(tái)州　317000)

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2015年高考浙江物理聯(lián)系實(shí)際類試題評(píng)析及對(duì)教學(xué)的啟示

游海女

(浙江省臨海回浦中學(xué)浙江 臺(tái)州317000)

摘 要：2015年浙江省理綜命題是以“立足基礎(chǔ)、聯(lián)系實(shí)際、突出方法、考查能力”為命題總思路．而聯(lián)系實(shí)際類試題，是突出考查學(xué)生能力的亮點(diǎn)所在．本文針對(duì)今年的聯(lián)系實(shí)際類試題進(jìn)行分析，希望能對(duì)高中物理教學(xué)有所啟示．

關(guān)鍵詞：高考聯(lián)系實(shí)際試題評(píng)析

2015年浙江省高考是浙江省自主命題的第7個(gè)年頭．今年的浙江仍延續(xù)了浙江理綜自主命題的風(fēng)格，以“立足基礎(chǔ)、聯(lián)系實(shí)際、突出方法、考查能力”為命題的總思路．而聯(lián)系生活、生產(chǎn)、科技等實(shí)際設(shè)置試題情境，以考查考生的能力仍是命題的亮點(diǎn)所在，依然成為引領(lǐng)今后高考復(fù)習(xí)的指揮棒．

聯(lián)系實(shí)際類問題，是以熟知的自然現(xiàn)象、體育運(yùn)動(dòng)和生活、生產(chǎn)及高新技術(shù)所涉及的物理知識(shí)為題材而進(jìn)行命制的．在功能上，不僅考查了學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的理解和掌握程度，而且能更好地檢查學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際，靈活應(yīng)用知識(shí)解決實(shí)際問題的能力．筆者就2015年浙江省理綜卷物理試題中聯(lián)系實(shí)際類試題進(jìn)行如下分析．

1聯(lián)系實(shí)際類試題涉及的知識(shí)內(nèi)容及難度分布

表1　聯(lián)系實(shí)際類試題涉及的知識(shí)內(nèi)容及難度分布

從表1看出：2015年浙江高考物理聯(lián)系實(shí)際類試題總分達(dá)60分，占物理滿分120分的50%，這是自主命題以來占比最高的一年．中等難度試題為38分，占60分的63.3%，較難試題為22分，占60分的36.7%．從難度上看，聯(lián)系實(shí)際類試題沒有送分題，主要是考查學(xué)生的能力，突出了試題的考查功能和區(qū)分中等以上水平考生的功能．

2聯(lián)系實(shí)際類試題分析

2015年浙江高考聯(lián)系實(shí)際類試題強(qiáng)調(diào)理論聯(lián)系實(shí)際，例如第17，18，19，24，25題都強(qiáng)調(diào)了在實(shí)際問題中建立物理模型，考查考生對(duì)實(shí)際問題的分析、思考及物理建模的能力，運(yùn)用物理概念及規(guī)律解決實(shí)際問題的能力，倡導(dǎo)“讓物理走進(jìn)生活，讓生活體現(xiàn)物理”的理念．

【例1】(2015年高考浙江卷第17題)如圖1所示為足球球門，球門寬為L(zhǎng)．一個(gè)球員在球門中心正前方距離球門s處高高躍起，將足球頂入球門的左下方死角(圖中P點(diǎn))．球員頂球點(diǎn)的高度為h，足球做平拋運(yùn)動(dòng)(足球可看成質(zhì)點(diǎn)，忽略空氣阻力)，則

圖1

考點(diǎn)分析:考查平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律以及空間思維中的幾何關(guān)系．

解析:選項(xiàng)A考查足球的空間位移，由幾何關(guān)系可知，足球的水平射程

足球的位移即拋出點(diǎn)與落地點(diǎn)之間的距離

所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤．

選項(xiàng)B考查平拋運(yùn)動(dòng)的初速度，由足球豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)滿足

得

沿水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，由x=v0t,可知

所以選項(xiàng)B正確．

選項(xiàng)C求解足球的末速度，考查運(yùn)動(dòng)的合成與分解的規(guī)律，豎直方向的速度

由速度的合成與分解可知

所以選項(xiàng)C錯(cuò)誤．

選項(xiàng)D考查初速度方向與球門夾角的正切值，需要轉(zhuǎn)化到具體的三角形關(guān)系中進(jìn)行求解，即拋出點(diǎn)在地面的投影點(diǎn)E與P的連續(xù)線與球門線的夾角θ，作出投影點(diǎn)到球門線的垂線，垂點(diǎn)F、投影點(diǎn)E和P構(gòu)成一個(gè)直角三角形，再由幾何關(guān)系可知

所以選項(xiàng)D錯(cuò)誤．

【例2】(2015年高考浙江卷第18題)我國科學(xué)家正在研制航母艦載機(jī)使用的電磁彈射器．艦載機(jī)總質(zhì)量為3.0×104kg，設(shè)起飛過程中發(fā)動(dòng)機(jī)的推力恒為1.0×105N；彈射器有效作用長(zhǎng)度為100m,推力恒定．要求艦載機(jī)在水平彈射結(jié)束時(shí)速度大小達(dá)到80m/s．彈射過程中艦載機(jī)所受總推力為彈射器和發(fā)動(dòng)機(jī)推力之和，假設(shè)所受阻力為總推力的20%，則

A.彈射器的推力大小為1.1×106N

B.彈射器對(duì)艦載機(jī)所做的功為1.1×108J

C.彈射器對(duì)艦載機(jī)做功的平均功率為8.8×107W

D.艦載機(jī)在彈射過程中的加速度大小為32 m/s2

考點(diǎn)分析：考查力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系及功和功率問題．本題以航母艦載機(jī)起飛時(shí)使用的電磁彈射器為背景，要求靈活運(yùn)用牛頓第二定律、運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律以及功和平均功率的計(jì)算式．

解析：由題意知，發(fā)動(dòng)機(jī)的推力

F1=1.0×105N

設(shè)彈射器的推力為F2，阻力為

Ff=(F1+F2)×20%

由牛頓第二定律

F1+F2-Ff=ma

又

v2=2ax

得

F2=1.1×106N

即選項(xiàng)A，D正確．彈射器對(duì)艦載機(jī)所做的功

W2=F2x=1.1×108J

因此選項(xiàng)B正確．由

所以選項(xiàng)C錯(cuò)誤．

【例3】(2015年高考浙江卷第19題)如圖2所示為賽車場(chǎng)的一個(gè)水平“U”型彎道，轉(zhuǎn)彎處為圓心在O點(diǎn)的半圓，內(nèi)外半徑分別為r和2r．一輛質(zhì)量為m的賽車通過AB線經(jīng)彎道到達(dá)A′B′線，有如圖2所示的①、②、③ 3條路線，其中路線③是以O(shè)′為圓心的半圓，OO′=r．賽車沿圓弧路線行駛時(shí)，賽車以不打滑的最大速率通過彎道(所選路線內(nèi)賽車速率不變，發(fā)動(dòng)機(jī)功率足夠大)，則

A.選擇路線①，賽車經(jīng)過的路程最短

B.選擇路線②，賽車的速率最小

C.選擇路線③，賽車所用時(shí)間最短

D.①、②、③ 3條路線的圓弧上，賽車的向心加速度大小相等

圖2

考點(diǎn)分析:考查賽車做圓周運(yùn)動(dòng)的最短路程、最小速率、最短運(yùn)動(dòng)時(shí)間及向心加速度大小比較，考查考生的建模能力、觀察能力、圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律的運(yùn)用能力，運(yùn)用對(duì)比和計(jì)算的能力．

解析:由題可知，賽車所受的靜摩擦力提供做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，由“賽車以不打滑的最大速率通過彎道”知，賽車所受的最大靜摩擦力是相同的，那么最大向心力也是相同的．因此，圓弧的半徑不同相應(yīng)的最大速率也會(huì)不同．可以直觀地從圖像中判斷路程長(zhǎng)短，很明顯路線②中的路程最長(zhǎng)，路線①中的路程最短，所以A正確；

【例4】(2015年高考浙江卷第24題)小明同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)“電磁天平”，如圖3(a)所示，等臂天平的左臂為掛盤，右臂掛有矩形線圈，兩臂平衡．線圈的水平邊長(zhǎng)L=0.1 m，豎直邊長(zhǎng)H=0.3 m，匝數(shù)為N1．線圈的下邊處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B0=1.0 T，方向垂直線圈平面向里．在線圈中通有可在0～2.0 A范圍內(nèi)調(diào)節(jié)的電流I．掛盤放上待測(cè)物體后，調(diào)節(jié)線圈中電流使天平平衡，測(cè)出電流即可測(cè)得物體的質(zhì)量．(重力加速度取g=10 m/s2)

(1)為使電磁天平的量程達(dá)到0.5 kg，線圈的匝數(shù)N1至少為多少?

(a)　　　　　　　　　(b)

(2)此問提供了垂直于線框平面向內(nèi)的均勻變化磁場(chǎng)新情境，導(dǎo)體中的電流通過電磁感應(yīng)產(chǎn)生，使天平平衡．由法拉第電磁感應(yīng)定律

【例5】(2015年高考浙江卷第25題)使用回旋加速器的實(shí)驗(yàn)需要把離子束從加速器中引出，離子束引出的方法有磁屏蔽通道法和靜電偏轉(zhuǎn)法等．質(zhì)量為m，速度為v的離子在回旋加速器內(nèi)旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)軌道是半徑為r的圓，圓心在O點(diǎn)，軌道在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B．

為引出離子束，使用磁屏蔽通道法設(shè)計(jì)引出器．引出器原理如圖4所示，一對(duì)圓弧形金屬板組成弧形引出通道，通道的圓心位于O′點(diǎn)(O′點(diǎn)圖4中未畫出)．引出離子時(shí)，令引出通道內(nèi)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度降低，從而使離子從P點(diǎn)進(jìn)入通道，沿通道中心線從Q點(diǎn)射出．已知OQ長(zhǎng)度為L(zhǎng)．OQ與OP的夾角為θ．

圖4

(1)求離子的電荷量q并判斷其正負(fù)；

(2)離子從P點(diǎn)進(jìn)入，Q點(diǎn)射出，通道內(nèi)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)降為B′，求B′；

(3)換用靜電偏轉(zhuǎn)法引出離子束，維持通道內(nèi)的原有磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變，在內(nèi)外金屬板間加直流電壓，兩板間產(chǎn)生徑向電場(chǎng)，忽略邊緣效應(yīng)．為使離子仍從P點(diǎn)進(jìn)入，Q點(diǎn)射出，求通道內(nèi)引出軌跡處電場(chǎng)強(qiáng)度E的方向和大小．

考點(diǎn)分析:本題以使用回旋加速器需引出離子束為背景，設(shè)計(jì)了磁屏蔽通道法和靜電偏轉(zhuǎn)法引出回旋加速器中的離子束，不管以哪一種方法引出離子束，離子束在引出通道中均做圓周運(yùn)動(dòng)．第(1)問考查離子束在原磁場(chǎng)中的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，利用牛頓第二定律和左手定則，即可求出離子的電荷量及帶電性．第(2)問考查對(duì)磁屏蔽通道法引出離子束這一原理的理解，難點(diǎn)是如何利用幾何關(guān)系求解軌跡半徑．第(3)問引入一個(gè)新的情境即在原來的磁場(chǎng)中增加一個(gè)徑向電場(chǎng)，產(chǎn)生的效果與(2)上的軌跡相同，即勻速圓周運(yùn)動(dòng)．在這個(gè)新情境中，要求學(xué)生能夠分析提供圓周運(yùn)動(dòng)的向心力來源，從而建立圓周運(yùn)動(dòng)模型來解決相關(guān)的問題．本題的3個(gè)問題層層遞進(jìn)，第(1)問是基礎(chǔ)，第(2)問是過渡，第(3)問則是升華．

總之，本題考查學(xué)生建立離子束在磁場(chǎng)和電場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)模型的能力，以及靈活遷移運(yùn)用圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律的能力和應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問題的能力．

解析:

(2)要求學(xué)生建立一個(gè)離子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)模型，如圖5所示，并用幾何方法求解半徑R．當(dāng)磁場(chǎng)為B時(shí)，其軌跡是以O(shè)為圓心、以O(shè)P=r為半徑的圓．當(dāng)需要引出離子束時(shí)，則引出通道內(nèi)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度降低為B′，使離子從P點(diǎn)進(jìn)入通道,沿通道中心線從Q點(diǎn)射出，其軌跡是以O(shè)′為圓心、以O(shè)′Q=R為半徑的圓．已知OP=r，OQ=L，O′Q=R，根據(jù)ΔO′OQ的幾何關(guān)系

R2=(R-r)2+L2+2(R-r)Lcosθ

可得

再根據(jù)圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律

得

圖5

(3)要求建立一個(gè)離子在輻向電場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)模型．由于原磁場(chǎng)不變，要使離子束半徑增大而被引出，在兩板間加徑向電場(chǎng)，是為了減少向心力．因此，電場(chǎng)力應(yīng)該指向圓心O′．根據(jù)向心力

3聯(lián)系實(shí)際類試題特點(diǎn)及對(duì)教學(xué)的啟示

2015年浙江省高中物理《考試大綱》堅(jiān)持以能力立意的指導(dǎo)思想，注重對(duì)學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能和思想方法的考查，突出考查理解能力、運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)分析解決物理問題的能力和實(shí)驗(yàn)探究能力．理論聯(lián)系實(shí)際，有利于學(xué)生主流價(jià)值觀的形成、有利于高校選拔高素質(zhì)新生、有利于中學(xué)物理教學(xué)改革，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣．

從2015年的命題來看，實(shí)際類問題難度適中，更加注重對(duì)本質(zhì)問題的分析．從上述這些實(shí)際類試題的容量來看，2015年浙江卷每道實(shí)際類試題所給的信息量并不大，文字?jǐn)⑹鲆膊欢啵}干字符數(shù)適中，一改以往讓人一看就感到費(fèi)力難解的狀況．特別是最后一題，看似深?yuàn)W的高科技，其涉及的物理知識(shí)和原理就是我們高中物理學(xué)過的．在這樣的實(shí)際問題情境中，沒有了復(fù)雜的運(yùn)算，更有利于學(xué)生去分析問題的本質(zhì)．也更加突出考查學(xué)生的建模能力和靈活運(yùn)用基本規(guī)律、物理方法解決問題的能力．

命題的情境與STSE(科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)、環(huán)境)相聯(lián)系，更加貼近學(xué)生的實(shí)際．不再是那種建立在理想化模型基礎(chǔ)上的命題思路，而是用不同的情景、問題、知識(shí)、方法考查學(xué)生的理解能力、推理能力、應(yīng)用能力和探究能力，同時(shí)能夠很好地保證試卷的效度和區(qū)分度．

因此，高中物理教學(xué)應(yīng)該更加注重聯(lián)系實(shí)際，培養(yǎng)建模能力．當(dāng)然建模能力并不能一蹴而就，而是需要在平時(shí)的教學(xué)中加以滲透，需要有一個(gè)逐漸提高的過程．特別是在高考一輪復(fù)習(xí)中要更加注重學(xué)生在現(xiàn)實(shí)生活的背景中復(fù)習(xí)知識(shí)．通過聯(lián)系科技或生活實(shí)際情景的設(shè)計(jì)，減少復(fù)雜運(yùn)算，培養(yǎng)從背景材料中建立物理模型的能力，著力提升靈活運(yùn)用基本規(guī)律、基本方法解決問題的能力．引領(lǐng)他們?cè)诮鉀Q實(shí)際問題的過程中去分析問題的本質(zhì)，從而深入地理解和牢固地掌握所學(xué)知識(shí)．

收稿日期：(2015-08-07)