曾 斌
(廣東實驗中學 廣東 廣州 510375)
2013年廣東高考理科綜合物理卷以《國家課程標準》為依據(jù),以《廣東省考試說明》為范圍,試題具有一定的區(qū)分度,以有利于高校選拔新生,有利于中學實施素質(zhì)教育和對學生創(chuàng)新精神與實踐能力的培養(yǎng)為指導思想,在考查學生高中物理基礎知識和基本技能的基礎上,重點考查了學生的物理思維能力、物理實驗能力、綜合分析和應用問題能力,運用數(shù)學知識處理物理問題的能力,注重對中學物理教學形成良好的導向作用.
整套試題所考知識點的分布情況如下.
(1)單選題
第13題考查運動學知識.第14題考查萬有引力與天體運動.第15題考查帶電粒子在電場中的運動.第16題考查交流電與變壓器的相關知識.
(2)雙選題
第17題考查原子物理中核裂變、半衰期、鏈式反應知識.第18題考查熱學中的理想氣體狀態(tài)方程、分子的平均動能、氣體做功等知識點.第19題考查力學中的力和運動、動能定理等.第20題考查了物體的平衡.第21題對帶電粒子在磁場中的運動進行了考查.
(3)實驗題
第34題的第1部分是力學實驗,主要考查了研究勻變速運動的實驗步驟與紙帶分析問題;第2部分是電學實驗,主要考查了歐姆定律測電阻、電路圖的連線、實驗原理的建立與實驗數(shù)據(jù)的處理等多方面知識.
(4)計算題
第35題是力學計算題,著重考查了動量守恒定律中的板塊模型,涉及到完全非彈性碰撞、動量守恒、能量守恒定律等重要的知識點.第36題是電學計算題,著重考查了電磁感應定律與電路知識的結(jié)合,涉及到法拉第電磁感應定律、并聯(lián)電路知識、圖像問題、邊界問題等重要的知識點.
全卷力學部分共6題,約46分;電學部分共5題,約42分;物理主干知識力學和電磁學占分比例達86%;熱學1題,6分;原子物理1題,6分.試題基本覆蓋了《廣東高考考試說明》所列出重要的知識點,其中包括了牛頓運動定律、物體的平衡、功和能的知識、閉合電路歐姆定律、法拉第電磁感應定律、交流電等重要知識點,也包括了原子物理、熱學等一些次要知識點.
試卷在考查學生對高中物理基礎知識和基本技能掌握的基礎上,重點考查了學生的物理思維能力、物理實驗能力、綜合分析和應用能力.試題緊密聯(lián)系高中教學實際,以穩(wěn)定為主,同時適度創(chuàng)新,體現(xiàn)新課程理念.試卷結(jié)構(gòu)在保持穩(wěn)定的基礎上,進行了合理優(yōu)化.將學科教學與學生的思維成長緊密結(jié)合,真正實現(xiàn)拓寬思維、培養(yǎng)學生應用知識處理問題能力的目的.以第14和17題為例來說明.
【例1】(2013年高考廣東理綜卷第14題)如圖1,甲、乙兩顆衛(wèi)星以相同的軌道半徑分別繞質(zhì)量為M和2M的行星做勻速圓周運動,下列說法正確的是
A.甲的向心加速度比乙的小
B.甲的運行周期比乙的小
C.甲的角速度比乙大
D.甲的線速度比乙大
圖1
點評:這個題設計得比較新穎,突破了平時訓練中總以一個天體為中心的局限,但考查的知識還是天體運動和萬有引力定律中的知識點,學生要得出正確結(jié)論,必須將原來固化的知識進行遷移與變化.這就是一個具體的應用能力.
解析:由萬有引力提供向心力得
變形得
只有周期T和M成減函數(shù)關系,其他三個a,v,ω和M成增函數(shù)關系.故選項A正確.
【例2】(2013年高考廣東理綜卷第17題)如圖2所示,游樂場中,從高處A到水面B處有兩條長度相等的光滑軌道,甲、乙兩小孩沿著不同軌道同時從A處自由滑向B處,下列說法正確的有
A.甲的切向加速度始終比乙大
B.甲、乙在同一高度的速度大小相等
C.甲、乙在同一時刻總能到達同一高度
D.甲比乙先到達B處
圖2
點評:這是生活中常見的一種現(xiàn)象,即兩個小朋友從不同軌道上滑滑梯,所以,學生對這樣的物理情境并不陌生.但此題考查了運動學中的速度、加速度、運動時間等知識,看似簡單,實則不易.
解析:在曲線上任取一點作切線,設切線與水平方向成的銳角為θ,則由牛頓第二定律得
可以看出,甲的切向加速度一直減小,乙一直增大,在B點時甲的切向加速度小于乙,所以選項A錯誤.
當甲、乙下降相同的高度h時,由動能定理得
選項B正確.
從圖2中可以得出,甲的加速度是由大變小,乙的加速度是由小變大,最終到達B點時的速度一樣大,那么,整個過程中平均速度是
所以,甲比乙先到達B處,選項D正確.
新課程要求學生在物理學習過程中,體驗科學探究過程,了解科學研究方法,培養(yǎng)良好的思維習慣,能發(fā)現(xiàn)問題并運用物理知識和科學探究方法解決問題.試題在這些能力考查中,特別注重了對科學探究能力的考查.以實驗第34題第2小題為例.
【例3】(2013年高考廣東理綜卷第34題第2小題)圖3是測量電阻Rx的原理圖,學生電源輸出電壓可調(diào),電流表量程選0.6A(內(nèi)阻不計),標有長度刻度的均勻電阻絲ab的總長為30.0cm.
圖3
(1)根據(jù)原理圖連接圖4的實物圖.
圖4
(2)斷開S2,合上S1,調(diào)節(jié)電源輸出電壓為3.0 V時,單位長度電阻絲的電壓u=______V/cm.記錄此時電流表A1的示數(shù).
(3)保持S1閉合,合上S2;滑動c點改變ac的長度L,同時調(diào)節(jié)電源輸出電壓,使電流表A1的示數(shù)與步驟(2)記錄的值相同,記錄長度L和A2的示數(shù)I.測量6組L和I值,測量數(shù)據(jù)已在圖5中標出.寫出Rx與L,I,u的關系式Rx=______;根據(jù)圖5用作圖法算出Rx=______Ω.
圖5
點評:此題綜合考查了電學實驗的多種知識,從實驗原理到電路圖連線,從實驗圖像到數(shù)據(jù)處理,這些知識點都是課標與考綱中要掌握的內(nèi)容,但對測電阻的基本實驗進行了變化,并不拘泥于常規(guī)的伏安法測電阻,而是通過電流與變化的電阻來改變電壓,這就要求學生要對書本知識進行遷移才能做好這個題.
解析:(1)連線如圖6所示.
(2)E=3V電壓均勻分布在長為L=30cm的電阻絲上,故有單位長度的電壓u=0.1V/cm.
圖6
(3)設電阻絲每厘米長的電阻為R,當合上S1,斷開S2時,設此時流過電阻絲的電流為I′有
當合上S1,S2時有
由式(1)、(2)得
作圖像如圖7所示,求出L-I的斜率約為k=60.0 cm/A,所以Rx=ku,代入數(shù)據(jù)后為Rx=6.00Ω.
圖7
試卷在命制中重點關注試題與科學、技術(shù)、社會、生活等主題的結(jié)合,關注新教材體現(xiàn)的教學思想、教學理念、教學方法,注意把考查知識與能力、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀滲透在試題中.
為了對中學物理教學有良好的導向作用,試題繼續(xù)保持了近年對課本的重視程度,很多試題的素材均取自高中物理教材.這樣做的目的是,希望高中物理教學或復習不要拋開課本而沉湎于題海之中.例如第36題.
【例4】(2013年高考廣東理綜卷第36題)如圖8所示,在垂直于勻強磁場B的平面內(nèi),半徑為r的金屬圓盤繞過圓心O的軸承轉(zhuǎn)動,圓心O和邊緣K通過電刷與一個電路連接.電路中的P是加上一定正向電壓才能導通的電子元件.流過電流表的電流I與圓盤角速度ω的關系如圖9所示,其中ab段和bc段均為直線,且ab段過坐標原點.ω>0代表圓盤逆時針轉(zhuǎn)動.已知R=3.0Ω,B=1.0T,r=0.2m.忽略圓盤、電流表和導線的電阻.
(1)根據(jù)圖9寫出ab,bc段對應的I與ω的關系式;
(2)求出圖9中b,c兩點對應的P兩端的電壓Ub,Uc;
(3)分別求出ab,bc段流過P的電流IP與其兩端電壓UP的關系式.
圖8
圖9
點評:這個題的模型來源于課本《物理·選修3-2》(粵教版第19頁),法拉第最先做的電磁感應實驗就是用圓盤做電源,即法拉第圓盤發(fā)電機.這個題很多學生在考場中因為不熟悉模型而消耗大量的時間.如果針對書本中的素材進行認真分析,發(fā)現(xiàn)其實是一個很簡單的模型,即一個不計內(nèi)阻的電源和兩個電阻相連而成的一個簡單電路.所以,要對一些新穎題不產(chǎn)生陌生感,還是要回到書本中,要注重物理模型的建立與物理思維過程的訓練.
解析:(1)直接由圖9可得出I與ω關系式
(2)圓盤切割產(chǎn)生的電動勢為
當ω=15rad/s時,代入數(shù)據(jù)得
當ω=45rad/s時,代入數(shù)據(jù)得
忽略電源內(nèi)阻,故UP=E,可得
(3)由并聯(lián)電路知識有
由式(4)、(5)得
將式(1)、(2)中的結(jié)果代入消去ω得
2013年物理試題繼續(xù)采取了生活中的一些重點事件,提煉出來的新穎情境,滲透了科學的思維方法和研究方法,引領學生在生活中悟出物理知識,很好地詮釋了“從生活走進物理,從物理走向社會”的理念.重視理論聯(lián)系實際,重視科學探究是新一輪高中課改提出的新理念,也是廣東高考物理命題一直注重的指導思想之一,這些思想在今年的試題中依然得到很好地體現(xiàn).
【例5】(2013年高考廣東理綜卷第13題)某航母跑道長為200m,飛機在航母上滑行的最大加速度為6m/s2,起飛需要的最低速度為50m/s.那么,飛機在滑行前,需要借助彈射系統(tǒng)獲得的最小初速度為
A .5m/s B .10m/s
C .15m/s D.20m/s
點評:這個題目的生活背景是我國最新投入使用的“遼寧號”航空母艦,所考查的知識是運動學中勻加速運動的規(guī)律.這就引導學生在平日學習之余,應當關注時政,要將知識還原到生活中去.
解析:由v2t-v20=2as,得
代入數(shù)據(jù)得
選項B正確.
2013年物理試題最大的變化是熱學部分,從原來的兩道單選題變?yōu)橐坏蓝噙x題,考查的知識點由原來的分子運動理論與熱力學第一定律轉(zhuǎn)到氣體狀態(tài)變化.
圖10
【例6】(2013年高考廣東理綜卷第18題)圖10為某同學設計的噴水裝置,內(nèi)部裝有2L水,上部密封1 atm的空氣0.5L,保持閥門關閉,再充入1 atm的空氣0.1L,設在所有過程中空氣可看作理想氣體,且溫度不變,下列說法正確的有
A.充氣后,密封氣體壓強增加
B.充氣后,密封氣體的分子平均動能增加
C.打開閥門后,密封氣體對外界做正功
D.打開閥門后,不再充氣也能把水噴光
點評:此題考查到氣體的狀態(tài)方程,并且涉及到氣體質(zhì)量是變化的,所以,學生做起來并不感到熟悉,如果從嚴謹?shù)慕嵌葋砜?,此題還需要做一定量的計算,這是和往年只考定性的分析不一樣的地方.
解析:當再次充入些氣體時,氣體壓強p增大,故選項A對.物體的溫度不變,分子的平均動能就不變,故選項B錯.再充入氣體后,通過公式p1V1+p2V2=pV1計算出封閉氣體壓強變?yōu)?.2atm,大于外界壓強,故打開閥門后氣體就會壓水,把水噴出.氣體對外界做正功,體積變大,壓強變小,當封閉氣體壓強變小,與外界壓強相等時,不再噴水,故選項C正確而選項D錯誤.
2013年的理綜考后,學生的感覺首先是時間不夠,生物試題的難度偏大導致最后的物理部分沒有時間完成,所以,物理最后一題存在大量的空白卷,這種情況是往年沒有出現(xiàn)的.因此筆者做以下幾點建議.
(1)整套題的難度設置上能更科學些,題目的配置上更合理些.廣東省進行新的高考模式改革已經(jīng)3年時間,3年來的數(shù)據(jù)給命題者很大的參考作用.那么,在試題的難易設置上應當能有一個總體上的把握,今年的整套理綜題難度偏大,尤其是生物部分的難度超出任何一年,這就給整套卷的得分上出現(xiàn)不太科學的偶然性.
(2)在選擇題難度的設置上要注意梯度.相比往年試題,今年的選擇題難度明顯加大,計算量偏多,這就讓學生在時間上吃緊,導致沒有時間完成后面的試題.以比速度來達到一個區(qū)分度未必是一個良策.
(3)今后的備考工作,從試題特點看,依然注重于基礎與能力的考查,因此,平時教學備考還是要以基礎為主,重視物理概念、基本技能的提升.注重根據(jù)具體物理情境,加強學生物理思維能力的培養(yǎng),同時加強對具體解題過程中嚴謹性與規(guī)范性的訓練.
總之,2013年高考廣東理科綜合(物理部分)試題依然注重了對基礎知識和基本能力的考查,在考查知識的同時,結(jié)合選擇題、實驗題與計算題的題型功能,全面地考察了《考試說明》的能力要求.試題著重考察了學生對基本概念和規(guī)律理解的準確度和深度,同時,試題加大了對學生的分析綜合能力、運用數(shù)學知識處理物理問題的能力、獲取知識的能力和科學探究能力的考查.試卷對中學物理教學也有較好的導向作用.