王超良

(浙江省義烏中學(xué),浙江義烏 322000)

2011年浙江高考理綜(物理)試題題目新穎有特點(diǎn),著眼基礎(chǔ)、重視實(shí)踐、注重建模,著意能力考查,很多試題低起點(diǎn)、要求高,粗看比較眼熟,但細(xì)看能力要求較高.無(wú)論從高校選拔人才的角度,還是從對(duì)中學(xué)物理教學(xué)的導(dǎo)向方面來(lái)看,都將產(chǎn)生非常積極的影響.

仔細(xì)分析2011年浙江高考理綜(物理)試題,可以發(fā)現(xiàn)以下幾個(gè)亮點(diǎn).

1 試題中注重基礎(chǔ)知識(shí)與基本技能的考查,沒有偏題、怪題,沒有物理知識(shí)點(diǎn)的重復(fù),也沒有繁雜的數(shù)學(xué)計(jì)算,卻有效地對(duì)力、電、磁、光和原子物理等知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行了較為全面的考查

2011年的浙江高考理綜(物理)試題的第1個(gè)亮點(diǎn)是,在內(nèi)容的選擇上,在注重主干知識(shí)、核心內(nèi)容檢測(cè)的同時(shí),突出了對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)與基本技能的考查.也不回避陳題與教材上直接呈現(xiàn)的內(nèi)容,通過(guò)改變、調(diào)整和重組等方式,使之舊貌變新顏,提高了對(duì)考生理解能力的要求.

例如,第14題原本是個(gè)非常經(jīng)典的陳題,但通過(guò)“在光滑冰面上拔河”的限定后,給人眼睛一亮的感覺,它既考查了平衡力與相互作用力的區(qū)別,也考查了牛頓運(yùn)動(dòng)定律在一個(gè)具體問(wèn)題情境中的應(yīng)用.在這里,一部分對(duì)有關(guān)物理概念與規(guī)律的理解原本就不夠敞亮的考生,其頭腦中原有的知識(shí)與經(jīng)驗(yàn),幾乎被顛覆了,其認(rèn)知能力遇到了強(qiáng)烈的挑戰(zhàn).第15、17、18、19題立足于考查學(xué)生對(duì)天然放射現(xiàn)象、光的反射定律與折射定律、機(jī)械波及天體運(yùn)動(dòng)等基本概念和規(guī)律的理解與應(yīng)用能力.第16題,要求學(xué)生在探究變壓器規(guī)律時(shí)要關(guān)注理想變壓器應(yīng)該滿足的條件,著意引導(dǎo)學(xué)生不死記公式,要關(guān)注分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的過(guò)程.第20題,是教材中粒子選擇器的改編題,著重考查考生對(duì)物理情境的識(shí)別能力、分析綜合物理問(wèn)題的能力和運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題的能力.第23題,是將一些考生非常熟悉的力電綜合的常規(guī)題進(jìn)行重組整合而成的,考生必須在“邊走邊想邊計(jì)算邊看”中充分展示清楚物理情境后,才能順利闖關(guān),對(duì)考生處理具體問(wèn)題時(shí)的應(yīng)變策略進(jìn)行了有效的考查,并對(duì)考生的動(dòng)力學(xué)知識(shí)、磁通量的概念、感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件和法拉第電磁感應(yīng)定律等概念與規(guī)律進(jìn)行了較為系統(tǒng)的考查,是一個(gè)非常給力的好題.這樣的試題,有利于扭轉(zhuǎn)中學(xué)教學(xué)中進(jìn)行大容量練習(xí)的局面,切實(shí)減輕學(xué)生的課業(yè)負(fù)擔(dān).

2 試題中生活氣息濃郁、時(shí)代特征明顯,很好地體現(xiàn)了物理學(xué)理論聯(lián)系實(shí)際的特點(diǎn)

2011年的浙江高考理綜(物理)試題的第2個(gè)鮮明的特點(diǎn)是,重視與科技、生產(chǎn)和生活實(shí)際的聯(lián)系.試題的設(shè)計(jì)注重考查考生運(yùn)用所學(xué)物理知識(shí)解決生活中實(shí)際問(wèn)題的能力.許多試題情境和設(shè)問(wèn)角度新穎獨(dú)到,構(gòu)思巧妙,不落俗套.如第17題,把光的反射與折射現(xiàn)象跟用“B超”探測(cè)人體內(nèi)臟糅在一起,讓考生體味到了“學(xué)以致用”的樂(lè)趣.第18題,精心設(shè)置了“已知地震波的縱波波速大于橫波波速,此性質(zhì)可用于橫波的預(yù)警”的選項(xiàng),這就需要考生具有較寬的知識(shí)面和一定的分析綜合問(wèn)題的能力.第21題,要求學(xué)生能從試題提供的照片中正確選取實(shí)驗(yàn)必需的實(shí)驗(yàn)儀器,并說(shuō)明所選器材的作用.第22題,要求學(xué)生以良好的實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)處理能力為基礎(chǔ),根據(jù)被測(cè)物理量的性質(zhì)正確作圖,并得出結(jié)論.這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)試題都源于教材中的學(xué)生實(shí)驗(yàn),關(guān)注知識(shí)的獲取過(guò)程,著重于考查考生對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡睦斫狻?shí)驗(yàn)原理的把握、實(shí)驗(yàn)儀器的選擇、實(shí)驗(yàn)操作的過(guò)程與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理等方面能力的考查,考查的角度有所創(chuàng)新.盡管題目本身并不難,比往年高考實(shí)驗(yàn)題的難度降低了不少,但對(duì)于沒有認(rèn)真經(jīng)歷整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程體驗(yàn)的考生,是很難答在點(diǎn)子上的.這樣的實(shí)驗(yàn)題,可以有效地甄別考生是真正動(dòng)手認(rèn)真做過(guò)實(shí)驗(yàn)還是僅僅停留在“紙上談兵”的層面上,有利于引導(dǎo)學(xué)生重視實(shí)驗(yàn)過(guò)程,認(rèn)真踏實(shí)地做好每個(gè)實(shí)驗(yàn),這正是命題者的良苦用心所在.第24題、25題,以當(dāng)前的熱點(diǎn)問(wèn)題新能源汽車及靜電除塵為背景,要求學(xué)生在理解相關(guān)問(wèn)題的物理過(guò)程與本質(zhì)的基礎(chǔ)上,建立物理模型,運(yùn)用相應(yīng)的物理規(guī)律和方法解決問(wèn)題,體現(xiàn)了物理學(xué)與科學(xué)技術(shù)和社會(huì)生活的緊密聯(lián)系.這些題目,都以學(xué)生比較熟悉的內(nèi)容為背景,經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)耐卣拐铣深},起點(diǎn)低、入手易,又不失靈活性與區(qū)分度,以考查考生運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力,對(duì)幫助學(xué)生形成“學(xué)以致用”的觀念具有非常積極的意義,較好地體現(xiàn)了高考命題中“源于教材,又不拘泥于教材”的理念,為當(dāng)前的中學(xué)物理教學(xué)指明了方向.

3 試題中探究之處俯拾可見,能很好地甄別學(xué)生的分析綜合能力,新課程理念與高考的選拔功能都得到充分的體現(xiàn)

2011年的浙江高考理綜(物理)試題的第3個(gè)可圈可點(diǎn)的地方是,注重新穎物理情境的創(chuàng)設(shè).試題在注重對(duì)基本概念、基本規(guī)律和基本思維方法考查的同時(shí),也充分地注意到了繼承與發(fā)展的關(guān)系.如第17題的用“B超”探測(cè)人體內(nèi)臟,第18題中關(guān)于地震預(yù)警的選項(xiàng),第24題的“節(jié)能混合動(dòng)力車”以及第25題的“靜電除塵裝置”,都是將書本上的知識(shí)進(jìn)行巧妙包裝后的產(chǎn)品,著力于考查考生分析問(wèn)題與解決問(wèn)題的能力.

下面,通過(guò)幾個(gè)典型題的分析來(lái)體會(huì)2011年浙江高考理綜(物理)試題對(duì)學(xué)生能力考查的特點(diǎn).

例1.節(jié)能混合動(dòng)力車是一種可以利用汽油及所儲(chǔ)存電能作為動(dòng)力來(lái)源的汽車.有一質(zhì)量 m=1 000 kg的混合動(dòng)力車,在平直公路上以 v1=90 km/h勻速行駛,發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率為P=50 kW.當(dāng)駕駛員看到前方有80 km/h的限速標(biāo)志時(shí),保持發(fā)動(dòng)機(jī)功率不變,立即啟動(dòng)利用電磁阻尼帶動(dòng)的發(fā)電機(jī)工作給電池充電,使轎車做減速運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)L=72 m后,速度變?yōu)?v2=72 km/h.此過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)功率的用于轎車的牽引,用于供給發(fā)電機(jī)工作,發(fā)動(dòng)機(jī)輸送給電動(dòng)機(jī)的能量最后有50%轉(zhuǎn)化為電池的電能.假設(shè)轎車在上述運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受阻力保持不變.求:

(1)轎車以90 km/h在平直公路上勻速行駛時(shí),所受阻力F阻的大小;

(2)轎車從90 km/h減速到72 km/h過(guò)程中,獲得的電能 E電;

(3)轎車僅用其在上述減速過(guò)程中獲得的電能 E電維持72 km/h勻速運(yùn)動(dòng)的距離L′.

解析:(1)汽車牽引力與輸出功率關(guān)系為P=F牽v,將P=50 W,v1=90 km/h=25 m/s,代入得2×103N,轎車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),牽引力與阻力大小相等,有F阻=2×103N.

(3)根據(jù)題設(shè),轎車在平直公路上勻速行駛時(shí)受到的阻力仍為 F阻=2×103N.在此過(guò)程中,由能量轉(zhuǎn)化與守恒定律可知,僅有電能用于克服阻力做功 E電=F阻L′,代入數(shù)據(jù)得 L′=31.5 m.

點(diǎn)評(píng):本題情境設(shè)置新穎,所涉及到的背景材料內(nèi)容豐富,數(shù)據(jù)眾多,只有當(dāng)考生能真正把握“節(jié)能混合動(dòng)力車”在行駛過(guò)程中所發(fā)生的物理過(guò)程的本質(zhì)時(shí),才能準(zhǔn)確無(wú)誤地運(yùn)用相應(yīng)的物理規(guī)律順利解決問(wèn)題.

例2.如圖1甲所示,靜電除塵裝置中有一長(zhǎng)為 L、寬為b、高為 d的矩形通道,其前、后面板使用絕緣材料,上、下面板使用金屬材料.圖1乙是裝置的截面圖,上、下兩板與電壓恒定的高壓直流電源相連.質(zhì)量為 m、電荷量為-q、分布均勻的塵埃以水平速度 v0進(jìn)入矩形通道,當(dāng)帶負(fù)電的塵埃碰到下板后其所帶電荷被中和,同時(shí)被收集.通過(guò)調(diào)整兩板間距d可以改變收集效率.當(dāng) d=d0時(shí),η為81%(即離下板0.81d0范圍內(nèi)的塵埃能夠被收集).不計(jì)塵埃的重力及塵埃之間的相互作用.

(1)求收集效率為100%時(shí),兩板間距的最大值 dm;

(2)求收集效率η與兩板間距d的函數(shù)關(guān)系;

(3)若單位體積內(nèi)的塵埃數(shù)為n,求穩(wěn)定工作時(shí)單位時(shí)間下板收集的塵埃質(zhì)量與兩板間距d的函數(shù)關(guān)系,并繪出圖線.

圖1

解析:(1)收集效率 η為81%,即離下板 0.81d0的塵埃恰好到達(dá)下板的右邊緣,設(shè)高壓電源的電壓為 U,則在水平方向有 L=v0t,在豎直方向有其中.當(dāng)減小兩板間距時(shí),能夠增大電場(chǎng)強(qiáng)度,提高裝置對(duì)塵埃的收集效率.收集效率恰好為100%時(shí),兩板間距即為dm.如果進(jìn)一步減小 d,收集效率仍為100%.因此,在水平方向有 L=v0t,在豎直方向有 dm=,其 中.聯(lián)立以上方程可得 dm=0.9d0.

(2)通過(guò)前面的求解可知,當(dāng) d≤0.9d0時(shí),收集效率 η均為100%.當(dāng) d＞0.9d0時(shí),設(shè)距下板處 x的塵埃恰好到達(dá)下板的右端邊緣,此時(shí)有根據(jù)題意,收集效率為聯(lián)立以上方程及問(wèn)題(1)中的幾個(gè)式子可得

圖2

點(diǎn)評(píng):該題是以靜電除塵為背景構(gòu)建起來(lái)建模題.是對(duì)帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的題目進(jìn)行調(diào)動(dòng)、整合與創(chuàng)新后的精品題.它要求考生具有較強(qiáng)的通過(guò)力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系展示物理情境的能力,具有較強(qiáng)的獲取信息與對(duì)各種信息進(jìn)行分析綜合的能力,具有運(yùn)用從特殊到一般的思維策略把握思維方向的能力和用數(shù)形結(jié)合的方法構(gòu)建相關(guān)物理量間關(guān)系的能力及駕馭全局的能力.這樣的題目,對(duì)發(fā)揮優(yōu)秀考生的主觀能動(dòng)性,提高考試的區(qū)分度,對(duì)高校選撥人才來(lái)說(shuō)都能發(fā)揮積極的作用.

當(dāng)然,2011年的浙江高考理綜(物理)試題也有美中不足的地方.如第16題,從選拔性考試必須考慮的區(qū)分度方面來(lái)看,該題就很容易淪落為廢題.第22題,通過(guò)表格提供的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并不科學(xué)合理,表格中所給的電壓過(guò)高,根據(jù)題中的有關(guān)數(shù)據(jù),稍加計(jì)算就可發(fā)現(xiàn)金屬絲中消耗的熱功率過(guò)大,電阻絲的溫度過(guò)高.在移動(dòng)金屬絲上可移動(dòng)的接觸點(diǎn)P的過(guò)程中,金屬線的溫度變化非常明顯,當(dāng)電流表中的讀數(shù)還沒有調(diào)到1.2 A時(shí),就已經(jīng)可以聞到漆包線燒焦的氣味了,這是實(shí)驗(yàn)所不允許的.因此,參加高考命題的專家真的有必要實(shí)實(shí)在在地去做一做實(shí)驗(yàn),用自己獲得的第一手實(shí)驗(yàn)資料作為擬題的依據(jù),使題中的出現(xiàn)數(shù)據(jù)科學(xué)合理,也努力創(chuàng)造出一些“讓不做實(shí)驗(yàn)的考生得不到高分”的好題.另外,第25題的“靜電除塵裝置”問(wèn)題,從壓軸的角度來(lái)看,也有一種難擔(dān)大任的感覺.

但是,從總的感覺來(lái)看,2011年的浙江高考理綜(物理)試題的命題是非常成功的.無(wú)論從考試內(nèi)容,還是從考試形式來(lái)看,都在延續(xù)近幾年來(lái)浙江高考理綜(物理)試題風(fēng)格的基礎(chǔ)上,進(jìn)行了有益的嘗試與創(chuàng)新.注重了對(duì)基本概念、基本規(guī)律和基本思維方法的考查,題目設(shè)計(jì)思路清晰,難度設(shè)置較為合理,符合當(dāng)前中學(xué)教學(xué)的實(shí)際情況.這樣的試題,既有利于高校選拔新生,也有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣,培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的態(tài)度,形成正確的價(jià)值觀,促進(jìn)“知識(shí)與技能”、“過(guò)程與方法”、“情感態(tài)度與價(jià)值觀”三維教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn),對(duì)今后的中學(xué)物理教學(xué)能起到很好地導(dǎo)向作用.