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高考物理试题情境分析陕西省宝鸡市陈仓区教育局教研室邢彦君httpwww21cnjycom物理试题总是将物理问题设置在物理情境之中课本中的素材生活生产实践社会热点和往届高考试题是高考物理试题情境的主要来源本文以年高考试题为例加以分析一课本中的素材httpwww21cnjycom物理课本是物理知识与方法的主要载体课本中的正文内容旁批与注释及其他辅助栏目习题与例题等均是高考试题的来源涉及物理史料的试题主要是以课本中记载的史料素材为依据编制有些高考试题就直接来源于课本中的实验案例等全国课标理综第题重庆理综第题就是来源于课本伽利略对落体运动的研究中利用斜面冲淡重力并合理外推的实验上海高考物理试题中也曾多次以此实验为背景编制过试题四川理综第题就是教材中定性探究点电荷间静电力的实验例全国课标理综在物理学发展过程中观测实验假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用下列叙述符合史实的是奥斯特在实验中观察到电流的磁效应该效应揭示了电和磁之间存在联系安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性提出了分子电流假说法拉第在实验中观察到在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中会出现感应电流楞次在分析了许多实验事实后提出感应电流应具有这样的方向即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化答案点评本题主要考查经典物理学形成过程中的重大发现及意义较容易例全国课标理综图httpwww21cnjycom是伽利略年做斜面实验时的一页手稿照片照片左上角的三列数据如下表表中第二列是时间第三列是物体沿斜面运动的距离第一列是伽利略在分析实验数据时添加的根据表中的数据伽利略可以得出的结论是物体具有惯性斜面倾角一定时加速度与质量无关物体运动的距离与时间的平方成正比物体运动的加速度与重力加速度成正比答案点评此题仅从运动的层面考查由实验数据得出结论的能力较容易例重庆理综httpwww21cnjycom图为伽利略研究自由落体运动实验的示意图让小球由倾角为的光滑斜面滑下然后在不同的角条件下进行多次实验最后推理出自由落体运动是一种匀加速直线运动分析该实验可知小球对斜面的压力小球运动的加速度和重力加速度与各自最大值的比值随变化的图像分别对应题图中的21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站httpwww21cnjycom和和和和答案点评本题从力的角度考查共点力平衡条件牛顿第二定律且涉及三角函数图像难度中等例四川理综httpwww21cnjycom在探究两电荷间相互作用力的大小与哪些因素有关的实验中一同学猜想可能与两电荷的间距和带电量有关他选用带正电的小球和球放在可移动的绝缘座上球用绝缘丝线悬挂于玻璃棒点如图所示实验时先保持两电荷量不变使httpwww21cnjycom球从远处逐渐向球靠近观察到两球距离越小球悬线的偏角越大再保持两球的距离不变改变小球所带的电荷量观察到电荷量越大球悬线的偏角越大实验表明两电荷之间的相互作用力随其距离的而增大随其所带电荷量的而增大此同学在探究中应用的科学方法是选填累积法等效替代法控制变量法或演绎法答案减小增大控制变量法点评本题以经典的定性实验考查定性推理能力所蕴含的的物理思想与方法较容易二基本实验高考试题中的实验问题基本上都是以课程标准规定的实验的基本方法为蓝本进行改编组合与创新所用仪器器材实验原理方法等都是在基本实验中所使用过的如海南物理第题完全就是课本中的基本实验全国课标理综的第题就是将课本中利用打点计时器测量加速度实验中的打点计时器成了光电门这一替换实验原理也就由21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站httpwww21cnjycom变成了21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站httpwww21cnjycom全国课标理综的第题就是课本中练习使用多用电表与测量电源电动势与内阻两个基本实验的整合例海南物理httpwww21cnjycom某同学用图所示的实验装置验证机械能守恒定律已知打点计时器所用电源的频率为当地重力加速度为实验中该同学得到的一条点迹清晰的完整纸带如图所示纸带上的第一个点记为另选连续的三个点进行测量图中给出了这三个点到点的距离和的值回答下列问题计算结果保留位有效数字打点计时器打点时重物速度的大小通过分析该同学测量的实验数据判断他的实验结果是否验证了机械能守恒定律简要说明分析的依据答案能验证分析过程略点评本题的创新之处是第问考查的是学生对实验过程的评判能力例全国课标理综图为测量物块与水平桌面之间动摩擦因数的实验装置示意图实验步骤如下用天平测量物块和遮光片的总质量重物的质量用游标卡尺测量遮光片的宽度用米尺测量两光电门之间的距离调整轻滑轮使细线水平让物块从光电门的左侧由静止释放用数字毫秒计分别测出遮光片经过光电门和光电门所用的时间和求出加速度多次重复步骤求的平均值21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站httpwww21cnjycom根据上述实验数据求出动摩擦因数21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站httpwww21cnjycom回答下列问题测量时某次游标卡尺主尺的最小分度为的示数如图所示其读数为物块的加速度可用和表示为动摩擦因数可用21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站httpwww21cnjycom和重力加速度表示为如果细线没有调整到水平由此引起的误差属于填偶然误差或系统误差答案21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站httpwww21cnjycom21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站httpwww21cnjycom系统误差点评本实验是对打点计时器测加速度实验的创新光电仪器及传感器在物理实验中的运用是科技发展对物理学研究的必然影响例全国课标理综某学生实验小组利用图所示电路测量多用电表内电池的电动势和电阻21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站httpwww21cnjycom挡内部电路的总电阻使用的器材有多用电表电压表量程内阻十几千欧滑动变阻器最大阻值导线若干回答下列问题将多用电表挡位调到电阻21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站httpwww21cnjycom挡再将红表笔和黑表笔调零点将图中多用电表的红表笔和填或端相连黑表笔连接另一端httpwww21cnjycom将滑动变阻器的滑片调到适当位置使多用电表的示数如图所示这时电压表的示数如图所示多用电表和电压表的读数分别为和httpwww21cnjycom调节滑动变阻器的滑片使其接入电路的阻值为零此时多用电表和电压表的读数分别为和从测量数据可知电压表的内阻为多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路如图所示根据前面的实验数据计算可得此多用电表内电池的电动势为电阻21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站httpwww21cnjycom挡内部电路的总电阻为答案短接点评本题是多用电表原理与使用测量电源电动势实验的组合测量电动势与内阻的实验原理仍是闭合电路欧姆定律21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站httpwww21cnjycom此题与年全国大纲理综第题类似三生活实际httpwww21cnjycom物理现象就在人类的生产生活实践中及自然现象中以学生的生活实践学习过程中的经典模型为背景编制物理问题是高考试题又一重要来源大量的高考试题来源于此如重庆理综的第题就是以人躺在椅子上休息为背景考查共点力平衡条件上海物理的第题是以汽车经过沙地为背景考查瞬时功率与牛顿定律的综合运用浙江理综的第题则以上现代生活中的刷卡为背景考查电磁感应规律例重庆理综如图httpwww21cnjycom所示某人静躺在椅子上椅子的靠背与水平面之间有固定倾斜角若此人所受重力为则椅子各部分对他的作用力的合力大小为21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站httpwww21cnjycom21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站httpwww21cnjycom答案点评蜀渝人家讲究生活安逸躺在安乐椅上是蜀人喜爱的休闲放松方式此题颇具蜀渝特色例上海物理httpwww21cnjycom汽车以恒定功率沿公路做直线运动途中通过一块沙地汽车在公路及沙地上所受阻力均为恒力且在沙地上受到的阻力大于在公路上受到的阻力汽车在驶入沙地前已做匀速直线运动它在驶入沙地到驶出沙地后的一段时间内位移随时间的变化关系可能是21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站httpwww21cnjycom答案点评汽车越来越多地进入平常家庭成为人们休闲与代步的常用工具此题非常贴近生活实际四体育比赛或游乐活动httpwww21cnjycom体育比赛及游乐活动必然涉及力与运动因此体育比赛及游乐活动常成为力学试题的背景江苏物理第题以旋转秋千为背景考查圆周运动天津理综第题以短道速滑为背景考查动量与功北京理综第题则以蹦床为背景考查胡克定律功与机械能的综合运用例江苏物理如图httpwww21cnjycom所示旋转秋千中的两个座椅质量相等通过相同长度的缆绳悬挂在旋转圆盘上不考虑空气阻力的影响当旋转圆盘绕竖直的中心轴匀速转动时下列说法正确的是的速度比的大与的向心加速度大小相等悬挂的缆绳与竖直方向的夹角相等悬挂的缆绳所受的拉力比悬挂的小答案点评游乐场中的许多项目都很精彩刺激深受青少年的喜爱此题颇具生活气息例天津理综httpwww21cnjycom我国女子短道速滑队在今年世锦赛上实现女子接力三连冠观察发现接棒的运动员甲提前站在交棒的运动员乙前面并且开始向前滑行待乙追上甲时乙猛推甲一把使甲获得更大的速度向前冲出在乙推甲的过程中忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用则甲对乙的冲量一定等于乙对甲的冲量甲乙的动量变化一定大小相等方向相反甲的动能增加量一定等于乙的动能减少量甲对乙做多少负功乙对甲就一定做多少正功答案例北京理综httpwww21cnjycom蹦床比赛分成预备运动和比赛动作两个阶段最初运动员静止站在蹦床上在预备运动阶段他经过若干次蹦跳逐渐增加上升高度最终达到完成比赛动作所需的高度此后进入比赛动作阶段httpwww21cnjycom把蹦床简化为一个竖直放置的轻弹簧弹力大小为床面下沉的距离为常量质量的运动员静止站在蹦床上床面下沉在预备运动中假定运动员所做的总功全部用于增加其机械能在比赛动作中把该运动员视作质点其每次离开床面做竖直上抛运动的腾空时间均为设运动员每次落下使床面压缩的最大深度均为取重力加速度忽略空气阻力的影响求常量并在图中画出弹力随变化的示意图求在比赛动作中运动员离开床面后上升的最大高度借助图像可以确定弹性做功的规律在此基础上求和的值21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站httpwww21cnjycom21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站httpwww21cnjycom21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站httpwww21cnjycom21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站httpwww21cnjycom答案21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站httpwww21cnjycom图像如图所示21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站httpwww21cnjycom点评很多人对竞技体育比赛十分关注五社会热点问题以社会热点问题为背景编制高考试题使得考试题具有时代气息是高考命题的一贯追求交通安全httpwww21cnjycom交通事故是现代社会的一大杀手交通事故发生的原因有车况及驾驶员操作的问题有行人的问题也有路况问题四川理综第题就是以中国式过马路为背景设置问题考查动能定理与直线运动规律的综合运用全国课标理综第题则以汽车通过弯道的运动考查圆周运动的向心力与车速及转弯半径的关系例四川理综httpwww21cnjycom近来我国多个城市开始重点治理中国式过马路行为每年全国由于行人不遵守交通规则而引发的交通事故上万起死亡上千人只有科学设置交通管制人人遵守交通规则才能保证行人的生命安全如图所示停车线httpwww21cnjycom与前方斑马线边界间的距离为质量车长的卡车以的速度向北匀速行驶当车前端刚驶过停车线该车前方的机动车交通信号灯由绿灯变黄灯若此时前方处人行横道路边等待的行人就抢先过马路卡车司机发现行人立即制动卡车受到的阻力为求卡车的制动距离httpwww21cnjycom若人人遵守交通规则该车将不受影响地驶过前方斑马线边界为确保行人安全处人行横道信号灯应该在南北向机动车信号灯变黄灯后至少多久变为绿灯答案点评中国式过马路属于典型的社会热点问题例全国课标理综httpwww21cnjycom公路急转弯处通常是交通事故多发地带如图某公路急转弯处是一圆弧当汽车行驶的速率为时汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势则在该弯道处路面外侧高内侧低车速只要低于车辆便会向内侧滑动车速虽然高于但只要不超出某一最高限度车辆便不会向外侧滑动当路面结冰时与未结冰时相比的值变小答案点评过马路是有学问的交通法规的制定是有科学依据的神舟飞船与天宫一号httpwww21cnjycom从万户飞天到王亚平太空授课嫦娥的后裔们正在逐步实现远古的梦想年高考物理试题中天体运动问题几乎都以神舟飞船与天宫一号的对接为背景编制试题例全国课标理综httpwww21cnjycom年曰日神舟九号飞船与天宫一号目标飞行器在离地面的近圆轨道上成功进行了我国首次载人空间交会对接对接轨道所处的空间存在极其稀薄的空气下面说法正确的是为实现对接两者运行速度的大小都应介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间如不加干预在运行一段时间后天宫一号的动能可能会增加如不加干预天宫一号的轨道高度将缓慢降低航天员在天宫一号中处于失重状态说明航天员不受地球引力作用答案点评飞天是中国人千百年的梦想航天工程将使美梦成真辽宁号航空母舰httpwww21cnjycom建造并使用航母是中国人的强军梦全国课标理综第题以歼舰载机在辽宁号航空母舰上着舰为背景考查图像直线运动规律与瞬时功率等重庆理综第题则以此为背景考查测量速度的实验例全国课标理综httpwww21cnjycom年日歼舰载机在辽宁号航空母舰上着舰成功图为利用阻拦系统让舰载机在飞行甲板上快速停止的原理示意图飞机着舰并成功钩住阻拦索后飞机的动力系统立即关闭阻拦系统通过阻拦索对飞机施加作用力使飞机在甲板上短距离滑行后停止某次降落以飞机着舰为计时零点飞机在时恰好钩住阻拦索中间位置其着舰到停止的速度时间图线如图所示假如无阻拦索飞机从着舰到停止需要的滑行距离约为已知航母始终静止重力加速度的大小为则21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站httpwww21cnjycom从着舰到停止飞机在甲板上滑行的距离约为无阻拦索时的在时间内阻拦索的张力几乎不随时间变化在滑行过程中飞行员所承受的加速度大小会超过在时间内阻拦系统对飞机做功的功率几乎不变答案例重庆理综httpwww21cnjycom我国舰载飞机在辽宁舰上成功着舰后某课外活动小组对舰载飞机利用阻拦索着舰的力学问题很感兴趣他们找来了木板钢球铁钉橡皮条以及墨水制作了如图所示的装置准备定量研究钢球在橡皮条阻拦下前进的距离与被阻拦前速率的关系要达到实验目的需直接测量的物理量是钢球由静止释放时的和在橡皮条阻拦下前进的距离还必须增加的一种实验器材是忽略钢球所受的摩擦力和空气阻力重力加速度已知根据定律定理可得到钢球被阻拦前的速率答案高度刻度尺机械能守恒动能点评辽宁号航母的服役标志着我国海军军力的提升中国海军的国防力量进入到了蓝水海军时代六往届高考试题httpwww21cnjycom将往届高考试题中的好题翻新改造是高考试题的重要来源安徽理综第题全国课标理综的第题试题背景就是电磁感应类力电综合高考试题的常见模型导轨模型江苏物理第题则是改编于年全国理综的第题江苏物理第题则改编于广东物理第题全国课标理综的第题几乎与年上海物理第题相同这样的情况不胜枚举例安徽理综httpwww21cnjycom如图所示足够长平行金属导轨倾斜放置倾角为宽度为电阻忽略不计其上端接一小灯泡电阻为一导体棒垂直于导轨放置质量为接入电路的电阻为两端与导轨接触良好与导轨间的动摩擦因数为在导轨间存在着垂直于导轨平面的匀强磁场磁感应强度为将导体棒由静止释放运动一段时间后小灯泡稳定发光此后导体棒的运动速度及小灯泡消耗的电功率分别为重力加速度取21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站httpwww21cnjycom答案例全国课标理综httpwww21cnjycom如图两条平行导轨所在平面与水平地面的夹角为间距为导轨上端接有一平行板电容器电容为导轨处于匀强磁场中磁感应强度大小为方向垂直于导轨平面在导轨上放置一质量为的金属棒棒可沿导轨下滑且在下滑过程中保持与导轨垂直并良好接触已知金属棒与导轨之间的动摩擦因数为重力加速度大小为忽略所有电阻让金属棒从导轨上端由静止开始下滑求电容器极板上积累的电荷量与金属棒速度大小的关系金属棒的速度大小随时间变化的关系21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站httpwww21cnjycom答案21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站httpwww21cnjycom21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站httpwww21cnjycom例江苏物理httpwww21cnjycom如图所示将小砝码置于桌面上的薄纸板上用水平向右的拉力将纸板迅速抽出砝码的移动很小几乎观察不到这就是大家熟悉的惯性演示实验若砝码和纸板的质量分别为和各接触面间的动摩擦因数均为重力加速度为当纸板相对砝码运动时求纸板所受摩擦力的大小要使纸板相对砝码运动求所需拉力的大小本实验中httpwww21cnjycom砝码与纸板左端的距离取若砝码移动的距离超过人眼就能感知为确保实验成功纸板所需的拉力至少多大21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站httpwww21cnjycom答案21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站httpwww21cnjycom21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站httpwww21cnjycom点评每年的高考试题中都会出现好题它们是命题人智慧的结晶是物理试题中的经典