摘要:本文是在2006年[1]、2007年[2]、2008年[3]高考(重庆)理科综合试卷物理试题研究的基础上继续深入研究2009年高考(重庆)理科综合试卷物理试题,并进一步发掘重庆高考物理自主命题的规律,指导重庆高三物理复习和高一高二物理教学。
关键词:2009年;物理试题研究;命题规律;高三复习
中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1003-6148(2010)6(S)-0044-5
(接上期)给高2010级的启示与复习建议:重庆高考物理试题每年考一道力学实验题,一般是从重要的五个实验中选考一个。历年试题最常考的是研究匀速直线运动、验证机械能守恒定律、研究平抛物体的运动、验证动量守恒定律、用单摆测重力加速度。这五个实验可以说是力学实验的核心实验,掌握好了、掌握活了,其他设计性力学实验可谓举一反三,水到渠成。一般高考力学实验题从这五个实验中选择一个来考,占6分左右。考生要做对此题,对五个力学核心实验一定要“精通”。
复习迎考时应把课本上基本实验复习透彻,让学生能达到举一反三,同时还应加强对《油膜法测分子直径》和《测定玻璃的折射率》的复习。
22.(2)硅光电池是一种可将光能转换为电能的器件。某同学用题22图2所示电路探究硅光电池的路端电压U与总电流I的关系。图中R0为已知定值电阻,电压表视为理想电压表。
①请根据题22图2,用笔画线代替导线将题22图3中的实验器材连接成实验电路。
②若电压表V2的读数为U0,则I=______mA。
③实验一:用一定强度的光照射硅光电池,调节滑动变阻器,通过测量得到该电池的UI曲线a。见题22图4,由此可知电池内阻______(填“是”或“不是”)常数,短路电流为______mA,电动势为______V。
④实验二:减小实验一中光的强度,重复实验,测得UI曲线b,见题22图4。当滑动变阻器的电阻为某值时,若实验一中的路端电压为1.5V。则实验二中外电路消耗的电功率为______mW(计算结果保留两位有效数字)。
答案:(2)①见22题答案图1;②U0R0;③不是,0.295(0.293-0.297),2.67(2.64-2.70);④0.065(0.060-0.070)。
详解:①先将硅光电池、电键S、滑动变阻器R、定值电阻R0串联;再将电压表V2并联在定值电阻R0的两端;最后将电压表V1并联在电键S的右端、电池的左端。
②由部分电路欧姆定律可知,电流I=U0R0。
③电池内阻r=斜率,由图线可知,电池内阻随电流的增大而增大,不是常数。横坐标截距示数为短路电流,估读为295μA=0.295mA,纵坐标截距示数为电池电动势,估读为2.67V。
④实验一中的路端电压为U1=1.5V时电路中电流为I1=0.21mA,连接a图中点(0.21mA、1.5V)和坐标原点,此直线为此时对应滑动变阻器阻值的外电路电阻(定值电阻)的UI图,和图线b的交点为实验二中的路端电压和电路电流,如22题答案图2所示,电流和电压分别为I=97μA=0.097mA、U=0.7V,则外电路消耗功率为P=UI=0.068mW。
考查的主要知识点:《测量电池的电动势和内阻》实验中的要点、数据处理的图象法。
考查的主要能力:记忆能力、理解能力、识图作图能力、推理能力、分析综合能力、应用数学的能力、实验能力、设计创新能力。
考查的主要方法:连实物图的方法(先串后并)、作图法、图象法、读数法、分析法。
两小题合计情况如下:
平均分:12.25
难度:0.64(中等)
标准差:3.48
区分度:0.71
命题得失:本题考查最重要的电学实验之一《测量电池的电动势和内阻》,情境有创新。各小问难度逐渐增大,区分度很好,尤其第④小问,很多学生不知如何下手,乱做一通,而解题高手则能抓住题目中“当滑动变阻器的电阻为某值时”,整个外电路的总电阻也一定为定值,外电路的总电阻是过原点的直线的斜率,作出过原点的直线,找到与曲线b的交点,问题就迎刃而解了,此小问有利名牌高校选拨人才。是一道设计非常成功的好题。
给高2010级的启示与复习建议:重庆高考物理试题每年考一道电学实验,一般是从重要的五个实验中选考一个。历年试题最常考的是测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)、描绘小电珠的伏安特性曲线、把电流表改装为电压表、测定电源的电动势和内阻、欧姆表的使用。这五个实验可以说是电学实验的核心实验,掌握好了、掌握活了,其他设计性电学实验可举一反三,水到渠成。一般高考电学实验题从这五个实验中选择一个来考。考生要做对此题,对这五个核心电学实验一定要“精通”。
复习迎考时应把课本上基本实验复习透彻,让学生能达到举一反三。
23.(16分)2009年中国女子冰壶队首次获得了世界锦标赛冠军,这引起了人们对冰壶运动的关注。冰壶在水平冰面上的一次滑行可简化为如下过程:如题23图,运动员将静止于O点的冰壶(视为质点)沿直线OO′推到A点放手,此后冰壶沿AO′滑行,最后停于C点。已知冰面与各冰壶间的动摩擦因数为μ,冰壶质量为m,AC=L,CO′=r,重力加速度为g。
(1)求冰壶在A 点的速率;
(2)求冰壶从O点到A点的运动过程中受到的冲量大小;
(3)若将BO′段冰面与冰壶间的动摩擦因数减小为0.8μ,原只能滑到C点的冰壶能停于O′点,求A点与B点之间的距离。
详解:(1)由动能定理可得:
-μmgL=0-12mvA2①
解得:vA=2μgL②
(2)由动量定理可得:
I=mvA-0③
由②、③式结合解得:I=m2μgL④
(3)由动能定理可得:
考查的主要知识点:动能定理、动量定理。
考查的主要能力:记忆能力、理解能力、识图作图能力、推理能力、分析综合能力、应用数学的能力。
考查的主要方法:分析法、动能定理法、动量定理法。
平均分:12.0
难度:0.76(易)
标准差:5.50
区分度:0.72
命题得失:本题考查“冰壶”在水平方向上的匀减速直线运动。用动能定理和动量定理求解是捷径;用牛顿第二定律与匀变速直线运动的规律结合也可求解,但较复杂。其有利于引导中学物理教师重视对动能定理和动量定理的教学,是一道命得成功的好题。
给高2010级的启示与复习建议:重庆高考物理试题每年考一道关于直线运动的计算题,直线运动的最典型是匀变速直线运动,务必让考生掌握好。此外,关于机动车的起动等直线运动也不可忽视。
24.(18分)探究某种笔的弹跳问题时,把笔分为轻质弹簧、内芯和外壳三部分,其中内芯和外壳质量分别为m和4m。笔的弹跳过程分为三个阶段:
①把笔竖直倒立于水平硬桌面,下压外壳使其下端接触桌面(见题24图a);
②由静止释放,外壳竖直上升至下端距桌面高度为h1时,与静止的内芯碰撞(见题24图b);
③碰后,内芯与外壳以共同的速度一起上升到外壳下端距桌面最大高度为h2处(见题24图c)。
设内芯与外壳的撞击力远大于笔所受重力、不计摩擦与空气阻力,重力加速度为g。求:
(1)外壳与内芯碰撞后瞬间的共同速度大小;
(2)从外壳离开桌面到碰撞前瞬间,弹簧做的功;
(3)从外壳下端离开桌面到上升至h2处,笔损失的机械能。
详解:(1)设外壳与内芯碰撞后的共同速度为v2,它们以v2的速度做竖直上抛运动,弹起的最大高度为h2-h1,此过程机械能守恒,有:
考查的主要知识点:机械能守恒定律、动能定理、动量守恒定律、能量守恒定律。
考查的主要能力:记忆能力、理解能力、识图作图能力、推理能力、分析综合能力、应用数学的能力、设计创新能力。
考查的主要方法:守恒法、模型法(完全非弹性碰撞)。
平均分:6.89
难度:0.38(难)
标准差:6.17
区分度:0.73
命题得失:本题考查竖直平面内的完全非弹性碰撞,与2008年24题属同一个类型。重庆卷命题者从不回避头年同类型的考题。题目是原创的新题,对全体考生很公平。为什么这道题的难度仅0.38?除了部分学生因时间未掌握好未做完之外,更多的学生是未读懂题目,也有部分学生对完全非弹性碰撞的基础知识掌握不扎实。若能在①、②的“外壳”下面加着重符号(外壳)提醒考生注意,在图b指明“碰撞接触点”,则难度会明显降低。本题不失为一道好题。
给高2010级的启示与复习建议:每年高考物理考一道碰撞的计算题。复习迎考时对碰撞的复习应引起高度重视,最好花三周的时间复习《碰撞》。对近四年的重庆卷物理试题有必要让学生做完之后作深入讲评。
25.(19分)如题25图,离子源A产生的初速为零、带电量均为e、质量不同的正离子被电压为U0的加速电场加速后匀速通过准直管,垂直射入匀强偏转电场,偏转后通过极板HM上的小孔S离开电场,经过一段匀速直线运动,垂直于边界MN进入磁感应强度为B的匀强磁场。已知HO=d,HS=2d,∠MNQ=90°。(忽略粒子所受重力)
(1)求偏转电场场强E0的大小以及HM与MN的夹角;
(2)求质量为m的离子在磁场中做圆周运动的半径;
(3)若质量为4m的离子垂直打在NQ的中点S1处,质量为16m的离子打在S2处。求S1和S2之间的距离以及能打在NQ上的正离子的质量范围。
详解:在加速电场中,由动能定理可得:
考查的主要知识点:带电粒子在电场中的偏转(类平抛运动)、带电粒子在磁场中的匀速圆周运动。
考查的主要能力:记忆能力、理解能力、识图作图能力、推理能力、分析综合能力、应用数学的能力、设计创新能力。
考查的主要方法:模型法、作图法(找圆心的半径法)、讨论法。
平均分:6.06
难度:0.32(难,也是全卷最难的试题)
标准差:5.15
区分度:0.74
命题得失:构造情境,把带电粒子在电场中的类平抛运动和带电粒子在磁场中的匀速圆周运动巧妙结合考查,题意清晰,物理味道浓郁,涉及数学的分值不多,是一道颇为新颖的好题,后进生、中等生、尖子生不同层次的学生均有得分点。该题的区分度很好,是命题非常成功的一道压轴题。为什么这道题的难度仅0.32呢?除了部分学生因时间未掌握好未做完之外,更多的学生是基础知识掌握不扎实,(1)式至(6)式、(9)式、(10)式一定让每一个学生掌握扎实。这不能怪试题太难,只能怪考生基础知识不扎实。
给高2010级的启示与复习建议:重庆高考物理每年考一道曲线运动(包括平抛运动和圆周运动)的计算题,复习迎考时对平抛运动和圆周运动的方方面面都要全面复习,不可遗漏。
总之,2009年高考重庆卷是一套设计非常成功的好题,几乎每一道题都是无可挑剔的好题。体现了命题者“以人为本”的命题理念。本套试题既有利高校选拨人才(区分度好),又有利于中学物理教学(难度不太大),在联系考生生活的实际、联系物理学史、联系物理学前沿、联系中学物理实验等各方面兼顾得很好。试题若能进一步降低难度,让市平均分达到或接近84分,更能引导中学物理教学、引领高中物理新课程改革。(2005年的全国卷市平均分是72.0分,今年的市平均分是69.2分)
二、统计研究——兼谈重庆高考物理自主命题的规律
结合近四年的重庆高考物理试题研究[1][2][3],不难得出下列结论:
1.每年高考物理试题考一道热学选择题,如2009年14题。
2.每年高考物理试题考一道光学选择题,如2009年21题。
3.每年高考物理试题考一道原子原子核选择题,如2009年16题。
4.每年高考物理试题考一道振动和波选择题,如2009年15题。
5.每年高考物理试题考一道天体运动选择题,如2009年17题。
6.每年高考物理试题考一道电场选择题,2009年是个例外(未考选择题,考了一道计算题)。
7.每年高考物理试题考一道恒定电流磁场、电磁感应、交流电电磁振荡选择题,2009年是个例外,考了三道,即18、19、20题。
8.每年高考物理试题考一道物体的平衡、直线运动、曲线运动、动量、能量的选择题,2009年是个例外(未考选择题,但纯力学计算题考了两道)。
9.每年高考物理试题考一道电学实验题,如2009年22(2)题。
10.每年高考物理试题考一道力学热学光学实验题,如2009年22(1)题。
11.每年高考物理试题考一道关于直线运动(含静止)的计算题,如2009年23题考查水平面上的直线运动。
12.每年高考物理试题考一道关于曲线运动(含平抛运动和圆周运动)的计算题,如2009年25题考查带电粒子在电场中的类平抛运动和在磁场中的匀速圆周运动。
13.每年高考物理试题考一道关于碰撞(含弹性碰撞和完全非弹性碰撞)的计算题,如2009年24题考查竖直平面内的完全非弹性碰撞。
14.每年高考物理试题均重视对八种能力的考查,即记忆能力、理解能力、推理能力、分析综合能力、应用数学处理物理问题的能力、实验能力、识图作图能力、设计创新能力。2009年对理解能力和应用数学的能力要求有所降低,这是最值得称道的。在高三复习阶段对记忆能力、识图作图能力、设计创新能力一定要加强培养。
15.每年高考物理试题均重视对物理解题方法的考查,2009年考查了记忆法、直选法、图像法、推导法、推算法、守恒法、模型法、讨论法、仪器读数方法、数据处理方法等。务必让学生掌握好能解各类题的通用方法----作图法。
参考文献:
[1]2006年高考(重庆)理科综合试卷物理试题研究——以《高中物理最重要的知识点》为题摘登于《理科考试研究》2008年6期第33页)。获重庆市优秀论文评比一等奖。
[2]2007年高考(重庆)理科综合试卷物理试题研究——全文连载于《物理教学探讨》2008年第5期48页、第6期46页。
[3]2008年高考(重庆)理科综合试卷物理试题研究——以《重庆高考物理试题选析》为题摘登于《理科考试研究》2009年4期36页。
(栏目编辑陈 洁)