唐昌琳

[摘 ? 要]每年高考，理科綜合試題第25題，不僅是物理學(xué)科的壓軸題，也是理科綜合的壓軸題，擔(dān)負(fù)著高考選拔功能。能否輕快地解出這道20分的試題，是取得理科綜合高分的關(guān)鍵。

[關(guān)鍵詞]高考;物理;壓軸題

[中圖分類號(hào)] ? ?G633.7 ? ? ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] ? ?A ? ? ? ?[文章編號(hào)] ? ?1674-6058（2020）26-0032-04

一、三道壓軸題賞析

二、三道壓軸題對(duì)比

1.涉及知識(shí)點(diǎn)

Ⅰ卷壓軸題是帶電粒子在有界勻強(qiáng)電場(chǎng)中做勻加速直線運(yùn)動(dòng)、類平拋運(yùn)動(dòng)。涉及的知識(shí)點(diǎn)是牛頓第二定律、勻加速直線運(yùn)動(dòng)、類平拋運(yùn)動(dòng)、動(dòng)能定理、動(dòng)量定理。

Ⅱ卷壓軸題是一個(gè)球在管中隨管自由下落，管與地面碰撞后反彈球與管發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。涉及的知識(shí)點(diǎn)是牛頓第二定律，勻變速直線運(yùn)動(dòng)（部分過程也可以用動(dòng)能定理解決）。

Ⅲ卷壓軸題是一個(gè)載物箱在水平傳送帶上運(yùn)動(dòng)，箱滑上傳送帶后，加速運(yùn)動(dòng)、減速運(yùn)動(dòng)、勻速運(yùn)動(dòng)三種運(yùn)動(dòng)形式均有出現(xiàn)。涉及的知識(shí)點(diǎn)是牛頓第二定律、直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律（部分過程也可以用動(dòng)能定理解決）、沖量的概念（或動(dòng)量定理）。

今年三套全國(guó)卷的壓軸題均側(cè)重考查運(yùn)動(dòng)與力這兩個(gè)主干知識(shí)。雖然Ⅰ卷涉及動(dòng)能、動(dòng)量，Ⅲ卷涉及沖量，但兩題的落點(diǎn)均比較低，只要求理解動(dòng)能定理、動(dòng)量定理、沖量的概念而已。從解答上看，三道題的主體部分用牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律均能解決。

2.難易度

Ⅰ卷壓軸題是一種帶電粒子從一個(gè)方向以不同的速度進(jìn)入有界勻強(qiáng)電場(chǎng)。第一問是速度為0的粒子做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，已知運(yùn)動(dòng)的位移與末速度，求電場(chǎng)強(qiáng)度，由牛頓第二定律與運(yùn)動(dòng)學(xué)公式就能輕松解決。第二問是初速度不為0的粒子做類平拋運(yùn)動(dòng)，要求在有界勻強(qiáng)電場(chǎng)中動(dòng)能增量最大的粒子的初速度，這就需要找到粒子在電場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)的最大距離的出射點(diǎn)，需要簡(jiǎn)單的平面幾何知識(shí)就可以解決。第三問是求穿過電場(chǎng)前后動(dòng)量變化量的大小為mv0的粒子進(jìn)入電場(chǎng)的初速度，有兩個(gè)解，第一個(gè)解在第一問中已經(jīng)告知了，另一個(gè)解就需要找到與初速度為0的粒子在電場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)相同距離的粒子的出射點(diǎn)，過C點(diǎn)作垂線就能很輕松找到。第二、三問找到粒子的出射點(diǎn)，再應(yīng)用類平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律就很容易解決。

Ⅱ卷壓軸題是一個(gè)球在管中隨管自由下落，管與地面碰撞后反彈，球與管發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的物理情景。第一問是求管第一次與地面碰撞后的瞬間，管和球各自的加速度大小，只要能判別管彈起時(shí)，球相對(duì)管向下運(yùn)動(dòng)，從而確定管、球各自所受摩擦力方向，再畫出各自受力圖，用牛頓第二定律可輕松解決。第二問是管第一次落地彈起后，在上升過程中球沒有從管中滑出，求管上升的最大高度。解決這一問的關(guān)鍵是要知道球不滑出，在管上升的過程中管與球會(huì)共速，在共速前各自做勻減速運(yùn)動(dòng)，共速后兩者一起做豎直上拋運(yùn)動(dòng)。共速時(shí)的速度及從反彈到共速所需的時(shí)間是突破此問的關(guān)鍵點(diǎn)，其余用運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律可輕松解決。第三問，只要理解管從反彈到與球等速過程中管的位移大小與球位移大小之和就是二者在管內(nèi)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的距離，用第二問的方法就可以解決第三問了。

Ⅲ卷壓軸題是一個(gè)載物箱在水平傳送帶上運(yùn)動(dòng)，箱滑上傳送帶后，加速運(yùn)動(dòng)、減速運(yùn)動(dòng)、勻速運(yùn)動(dòng)均有出現(xiàn)。第一問，箱沖上傳送帶時(shí)速度比傳送帶速度大，在摩擦力作用下先做減速運(yùn)動(dòng)，到與傳送帶等速后摩擦力消失，之后隨傳送帶勻速運(yùn)動(dòng)到右側(cè)，用牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律很好解決。第二問是求載物箱到達(dá)右側(cè)平臺(tái)時(shí)所能達(dá)到的最大速度和最小速度。因?yàn)閭魉蛶У拈L(zhǎng)度一定，當(dāng)傳送帶運(yùn)動(dòng)的速度足夠大時(shí)，箱一直加速到右側(cè)有最大速度;當(dāng)傳送帶運(yùn)動(dòng)的速度足夠小時(shí)，箱一直減速到右側(cè)有最小速度。不管是加速還是減速，其加速度大小一樣，用運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律直接計(jì)算就可以了。第三問是求箱從左側(cè)到右側(cè)的過程中，傳送帶給箱的沖量。箱以比傳送帶小的速度沖上傳送帶，先做加速運(yùn)動(dòng)，在[Δt]之前已經(jīng)與傳送帶等速，勻速運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間，在[Δt]時(shí)傳送帶停止運(yùn)動(dòng)，之后箱做勻減速運(yùn)動(dòng)，能否運(yùn)動(dòng)到右側(cè)，可假設(shè)能到，用運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律列式，就能求解。這一問的拐點(diǎn)是箱加速到與傳送帶等速之后勻速運(yùn)動(dòng)，在這段時(shí)間內(nèi)無(wú)摩擦力。由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律求出箱滑上傳送帶到與傳送帶等速的時(shí)間t3、傳送帶停止運(yùn)動(dòng)到箱滑到右側(cè)平臺(tái)的時(shí)間t4，然后由沖量的定義可求出傳送帶對(duì)箱的沖量。

從以上分析看，Ⅱ卷壓軸題是多體多過程問題。在管彈起后球與管做相對(duì)運(yùn)動(dòng)，之后有個(gè)等速的拐點(diǎn)，這道題難度最大;Ⅲ卷壓軸題為單體多過程問題，難度其次。Ⅰ卷壓軸題主要考查類平拋知識(shí)，難度最小。

3.學(xué)科核心素養(yǎng)

（1）從物理觀念角度看

Ⅰ卷壓軸題：帶電粒子在電場(chǎng)力作用下，在有界勻強(qiáng)電場(chǎng)中做勻變速直線運(yùn)動(dòng)或者類平拋運(yùn)動(dòng)，考查了考生的相互作用觀念、運(yùn)動(dòng)觀念，考查考生能否會(huì)用牛頓第二定律、類平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律解決具體問題。粒子在電場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)的距離最大，電場(chǎng)力做功最多，粒子穿過電場(chǎng)后的動(dòng)能增量最大，考查考生的能量觀念，檢查考生對(duì)功能關(guān)系的理解。

Ⅱ卷壓軸題：球在管中開始與管保持相對(duì)靜止，在重力作用下自由下落，管與地面碰后反彈，管向上做減速運(yùn)動(dòng)、球向下做減速運(yùn)動(dòng)，考查了考生的相互作用觀念、運(yùn)動(dòng)觀念，檢查考生能否會(huì)用牛頓第二定律、勻變速運(yùn)動(dòng)規(guī)律解決具體問題。

Ⅲ卷壓軸題：箱以大于傳送帶的速度滑上傳送帶做減速運(yùn)動(dòng)，以小于傳送帶的速度滑上傳送帶做加速運(yùn)動(dòng)，等速后摩擦力消失?？疾榱丝忌南嗷プ饔糜^念、運(yùn)動(dòng)觀念，檢查考生能否會(huì)用牛頓第二定律、勻變速運(yùn)動(dòng)規(guī)律解決具體問題。

（2）從科學(xué)思維角度來(lái)看

Ⅰ卷壓軸題，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中初速度為0的帶正電粒子只在電場(chǎng)力作用下必沿電場(chǎng)方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，從而確定電場(chǎng)沿AC方向，初速度不為0的粒子垂直AC進(jìn)入電場(chǎng)做類平拋運(yùn)動(dòng);Ⅱ卷壓軸題，管碰地反彈后，相對(duì)于球向上運(yùn)動(dòng)，球給管的摩擦力向下，在重力與摩擦力作用下管向上做勻減速運(yùn)動(dòng)，同理球向下做勻減速運(yùn)動(dòng);Ⅲ卷壓軸題，箱以比傳送帶大的速度滑上傳送帶做減速運(yùn)動(dòng)，以比傳送帶小的速度滑上傳送帶做加速運(yùn)動(dòng)，與傳送帶等速后，做勻速運(yùn)動(dòng)，均考查考生建立運(yùn)動(dòng)模型的能力。

Ⅰ卷壓軸題，粒子在圓形有界電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)動(dòng)能增量最大，則要求考生推理出粒子在電場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)最遠(yuǎn)，并用等勢(shì)面、幾何知識(shí)推理找到這個(gè)最遠(yuǎn)距離;Ⅱ卷壓軸題，管反彈后向上做勻減速運(yùn)動(dòng)，加速度較小，球向下做勻減速運(yùn)動(dòng)，加速度較大，要求考生能分析出球減速到0后向上加速運(yùn)動(dòng)，兩者等速后共同做豎直上拋運(yùn)動(dòng)。并能推理出球與管相對(duì)運(yùn)動(dòng)期間兩者的相對(duì)位移;Ⅲ卷壓軸題，載物箱在傳送帶上運(yùn)動(dòng)，要求考生能推理出：箱以大于傳送帶的速度滑上傳送帶做減速運(yùn)動(dòng)，以小于傳送帶的速度滑上傳送帶后，做加速運(yùn)動(dòng)，等速后摩擦力消失，做勻速運(yùn)動(dòng)，傳送帶停止運(yùn)動(dòng)后，箱做勻減速運(yùn)動(dòng)。載物箱從左側(cè)平臺(tái)向右側(cè)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)的過程中，傳送帶對(duì)它的沖量問題則要求考生能根據(jù)傳送帶對(duì)載物箱有摩擦力、支持力作用這一事實(shí)，分別找到這兩個(gè)力的沖量，然后通過矢量合成推出傳送帶對(duì)箱的沖量。三道題均能考查考生的科學(xué)推理能力。

（3）從科學(xué)態(tài)度角度看

三道壓軸題均要求考生能根據(jù)客觀事實(shí)進(jìn)行分析推理，并能選用相關(guān)物理規(guī)律對(duì)各個(gè)物理過程進(jìn)行如實(shí)描述。

（責(zé)任編輯 易志毅）