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【名师档案】南昌二中教务主任,南昌市名师,江西省首批学科带头人、学术骨干。高考命题研究专家,历年高三“一模”“二模”主要命题人。人民教育出版社课程教材研究所《普通高中课程标准实验教科书物理习题研究课题》小组成员,设计编写物理教科书选修2-3、选修3-1、选修3-4中的“问题与练习”内容。
纵观2011年全国各省市高考物理试题可以发现,在保持适当难度的同时增加了区分度,较好地体现了考纲的精神.各省市试题贴近生活,关注科技,注重学以致用;重视物理模型的建立和应用;注重对物理概念和规律的形成过程的考查;加强了对较复杂的物理过程的分析的考查.随着新课改的不断深入,2011年高考使用大纲卷的省份只有河北、湖北、广西、云南、贵州、甘肃、青海、内蒙古、西藏等省区,其他各省均使用新课标卷,本文对全国新课标卷进行了全景的扫描,希望能达到抛砖引玉的效果.
一、命题规律
2011年高考除全国新课标卷和海南卷由国家考试中心命题以外,其他各省市的试卷均为自主命题.根据2011年新课标考纲所分的模块和主题,试卷命制情况如表1.
二、考点分布
今年使用国家考试中心命制的全国高考新课标理综试卷的省份有宁夏、辽宁、吉林、黑龙江、湖南、陕西、河南、江西、山西、新疆等.
从表1中可以看出,试题注重考查物理学科的基本概念和规律、相互作用与牛顿运动定律、万有引力定律、机械能、电场、带点粒子在磁场中的运动等.
●完全解读:
1.均衡选考凸显主干知识。从表2中可以看出试卷中物理学科的试题涉及必修1、必修2、选修3-1、选修3-2、选修3-3、选修3-4、选修3-5等各模块部分内容,物理试题与《考试大纲》中的范围一致,没有超出《课程标准》范围的试题.试卷中必考部分为95分,选考部分为15分.试题特别注重对牛顿第二定律和万有引力定律、曲线运动、电场、磁场等主干知识的考查.
2.区分度高彰显新课改理念。在高等教育已经大众化的背景下,难度下降是大势所趋.试卷中物理试题易(难度为0.7~1.0)、中(难度为0.40~0.7)、难(难度为0~0.40)试题的分值分别为11分、71分、28分,易、中、难试题的分值比例约为10%∶64.5%∶25.5 %.试题区分度为0.4以上的优秀试题占100分,显示2011年高考物理试题有很高的区分度,有利于高校选拔.试题灵活、新颖,有利于中学推行素质教育.试题设问坡度平缓,整体难度适中.较去年新课程理综试卷相比难度略有降低,有利于新课程改革的平稳过渡和推进.
3.源于教材高于教材。试题内容注重基础,立足教材,试卷中大部分试题是从教材中改编、整合出来的.像实验题的素材、情境均来源于课本,但考查的角度、设问的方式又区别于课本,只有深入思考的考生才能正确作答.
4.联系实际学以致用。注重联系生活实际和社会实际,体现“从生活走向物理,从物理走向社会”的新课程理念.试题努力创设能引起学生兴趣和联系实际的情景,取材广泛.例如2011年全国高考新课标理综试卷第14题、第16题、第17题、第18题、第19题,都是联系现实生活、现代科技的生动实例,让学生感受到了科学、技术、社会间的密切联系,拉近了物理与现实生活、生产以及科学技术间的距离,使学生真正体会到了物理学的应用价值.
三、经典再现
1. 物理实验,突出考查实验探究能力
高考试题通过对原有实验的重组与升华,旨在考查考生是否熟悉实验器材及设计实验进行探究的能力,是否能灵活地运用学过的理论、实验方法及仪器去处理、分析、研究新情景、新问题.
例1 (2011年全国高考新课标理综卷T22)为了测量一微安表头A的内阻,某同学设计了如图1所示的电路.图中,A0是标准电流表,R0和RN分别是滑动变阻器和电阻箱,S和S1分别是单刀双掷开关和单刀开关,E是电池.完成下列实验步骤中的填空:
点评与对策:本题以等效法测微安流表内阻为背景,考查电学实验的一般思路与方法,涉及闭合电路欧姆定律.该题设计巧妙,非常新颖,注重联系实际,情境来源于课本.要求考生理解实验原理,注重从物理的迁移能力上进行考查.考生在复习中要熟悉实验器材,掌握试验方法和步骤,分析、解释实验现象和结论,处理试验中出现的非预期现象.比如:重视基本仪器的使用与操作、课本小实验、小制作蕴含的物理原理,强化实验方案的基本设计,关注实验操作的基本细节、实验思维方法,留意实验现象的细节特征,提高实验探究结论推理能力,注意实验图像数据分析与处理,强化实验故障的分析与排除等.
2.物理学史,体现对新课标三维目标的培养
與物理学史有关内容的考查成为高考命题的新亮点,体现了“注意学科渗透,关心科技发展”的课改理念.从内容上看,一般考查的都是对物理学的发展有重要影响的人物和事件,从问题设计上看,有选择题的形式,也有填空题的形式,以物理现象及其解释建构问题情景,考查考生对物理学发展重要史实的了解和掌握.
例2(2011年海南卷T7)自然界的电、热和磁等现象都是相互联系的,很多物理学家为寻找它们之间的联系作出了贡献.下列说法正确的是 ()
A.奥斯特发现了电流的磁效应,揭示了电现象和磁现象之间的联系
B.欧姆发现了欧姆定律,说明了热现象和电现象之间存在联系
C.法拉第发现了电磁感应现象,揭示了磁现象和电现象之间的联系
D.焦耳发现了电流的热效应,定量给出了电能和热能之间的转换关系
解析:ABC
点评与对策:2011年考查物理学史的题目还有山东卷第16题、天津卷第1题等.国家考试中心命制的2009年宁夏卷第14题、2010年全国课标卷第14题、2011年全国课标卷第14题均是考查物理学史的题目,在备考复习中值得考生关注.
3.创新物理情境,关注现代科技发展
试题以生活、生产实际和科学前沿为背景,关注科学发展现状,渗透科学研究方法.命题侧重在“细”、“新”上,涉及的物理情境和背景材料大多为考生所熟悉,但考查的角度及呈现方式具有一定的新颖性.
例3 (2011年北京卷T24)静电场方向平行于x轴,其电势随x的分布可简化为如图2所示的折线,图中和d为已知量.一个带负电的粒子在电场中以x=0为中心,沿x轴方向做周期性运动.已知该粒子质量为m、电量为-q,其动能与电势能之和为-A(0 (1)粒子所受电场力的大小;(2)粒子的运动区间;(3)粒子的运动周期.
解析:(1)由图可知,0与d(或-d)两点间的电势差为 .
电场强度的大小,电场力的大小.
(2)设粒子在[-x0,x0]区间内运动,速率为v,由题意得-A ,由图可知,得-A.
因动能非负,有-A≥0,得,即,粒子运动区间.
(3)考虑粒子从-x0处开始运动的四分之一周期,根据牛顿第二定律,粒子的加速度 ,由匀加速直线运动 ,
粒子运动周期.
点评与对策:本题创新地在静电场中放入了一个简谐振动的模型,这个题目给的并不是匀强电场,而是在某方向给了电势的分布,另粒子在该方向往复运动,已知粒子系统机械能的范围求解振动位移和周期的范围.这类新题型要求考生要深刻了解电势分布与电场(或者力)之间的内在联系和数学关系,否则难以正确解答.
例4(2011年四川卷T23)随着机动车数量的增加,交通安全问题日益凸显.分析交通违法事例,将警示我们遵守交通法规,珍惜生命.一货车严重超载后的总质量为49 t,以54 km/h的速率匀速行驶.发现红灯时司机刹车,货车即做匀减速直线运动,加速度的大小为2.5 m/s2(不超载时则为5 m/s2).
(1)若前方无阻挡,问从刹车到停下来此货车在超载及不超载时分别前进多远?
(2)若超载货车刹车时正前方25 m处停着总质量为1 t的轿车,两车将发生碰撞,设相互作用0.1 s后获得相同速度,问货车对轿车的平均冲力多大?
点评与对策:本题针对日益突出的交通安全问题,以货车超载所导致的交通安全问题为背景,科学分析为什么超载容易导致交通事故.类似这样的题目还有重庆卷第15题汽车后备箱支撑箱盖的装置问题,重庆卷第24题手推车问题,题目情景新颖,富有生活气息;四川卷第19题以“神舟”系列航天飞船返回舱为背景展示我国航天科技取得的骄人成就,增强学生的民族自豪感;四川卷第17题以科学家最新发现的距地球40光年的“超级地球”(类地行星55 Cancrie)为背景,展示世界科技的最新发现,引导考生关注科学、热爱科学.试题从中学教学和考生实际出发考查考生运用所学物理知识和方法分析解决实际问题的能力,从而引导考生在学习中要关注社会实际,用物理视角观察、分析实际问题.
纵观2011年全国各省市高考物理试题可以发现,在保持适当难度的同时增加了区分度,较好地体现了考纲的精神.各省市试题贴近生活,关注科技,注重学以致用;重视物理模型的建立和应用;注重对物理概念和规律的形成过程的考查;加强了对较复杂的物理过程的分析的考查.随着新课改的不断深入,2011年高考使用大纲卷的省份只有河北、湖北、广西、云南、贵州、甘肃、青海、内蒙古、西藏等省区,其他各省均使用新课标卷,本文对全国新课标卷进行了全景的扫描,希望能达到抛砖引玉的效果.
一、命题规律
2011年高考除全国新课标卷和海南卷由国家考试中心命题以外,其他各省市的试卷均为自主命题.根据2011年新课标考纲所分的模块和主题,试卷命制情况如表1.
二、考点分布
今年使用国家考试中心命制的全国高考新课标理综试卷的省份有宁夏、辽宁、吉林、黑龙江、湖南、陕西、河南、江西、山西、新疆等.
从表1中可以看出,试题注重考查物理学科的基本概念和规律、相互作用与牛顿运动定律、万有引力定律、机械能、电场、带点粒子在磁场中的运动等.
●完全解读:
1.均衡选考凸显主干知识。从表2中可以看出试卷中物理学科的试题涉及必修1、必修2、选修3-1、选修3-2、选修3-3、选修3-4、选修3-5等各模块部分内容,物理试题与《考试大纲》中的范围一致,没有超出《课程标准》范围的试题.试卷中必考部分为95分,选考部分为15分.试题特别注重对牛顿第二定律和万有引力定律、曲线运动、电场、磁场等主干知识的考查.
2.区分度高彰显新课改理念。在高等教育已经大众化的背景下,难度下降是大势所趋.试卷中物理试题易(难度为0.7~1.0)、中(难度为0.40~0.7)、难(难度为0~0.40)试题的分值分别为11分、71分、28分,易、中、难试题的分值比例约为10%∶64.5%∶25.5 %.试题区分度为0.4以上的优秀试题占100分,显示2011年高考物理试题有很高的区分度,有利于高校选拔.试题灵活、新颖,有利于中学推行素质教育.试题设问坡度平缓,整体难度适中.较去年新课程理综试卷相比难度略有降低,有利于新课程改革的平稳过渡和推进.
3.源于教材高于教材。试题内容注重基础,立足教材,试卷中大部分试题是从教材中改编、整合出来的.像实验题的素材、情境均来源于课本,但考查的角度、设问的方式又区别于课本,只有深入思考的考生才能正确作答.
4.联系实际学以致用。注重联系生活实际和社会实际,体现“从生活走向物理,从物理走向社会”的新课程理念.试题努力创设能引起学生兴趣和联系实际的情景,取材广泛.例如2011年全国高考新课标理综试卷第14题、第16题、第17题、第18题、第19题,都是联系现实生活、现代科技的生动实例,让学生感受到了科学、技术、社会间的密切联系,拉近了物理与现实生活、生产以及科学技术间的距离,使学生真正体会到了物理学的应用价值.
三、经典再现
1. 物理实验,突出考查实验探究能力
高考试题通过对原有实验的重组与升华,旨在考查考生是否熟悉实验器材及设计实验进行探究的能力,是否能灵活地运用学过的理论、实验方法及仪器去处理、分析、研究新情景、新问题.
例1 (2011年全国高考新课标理综卷T22)为了测量一微安表头A的内阻,某同学设计了如图1所示的电路.图中,A0是标准电流表,R0和RN分别是滑动变阻器和电阻箱,S和S1分别是单刀双掷开关和单刀开关,E是电池.完成下列实验步骤中的填空:
点评与对策:本题以等效法测微安流表内阻为背景,考查电学实验的一般思路与方法,涉及闭合电路欧姆定律.该题设计巧妙,非常新颖,注重联系实际,情境来源于课本.要求考生理解实验原理,注重从物理的迁移能力上进行考查.考生在复习中要熟悉实验器材,掌握试验方法和步骤,分析、解释实验现象和结论,处理试验中出现的非预期现象.比如:重视基本仪器的使用与操作、课本小实验、小制作蕴含的物理原理,强化实验方案的基本设计,关注实验操作的基本细节、实验思维方法,留意实验现象的细节特征,提高实验探究结论推理能力,注意实验图像数据分析与处理,强化实验故障的分析与排除等.
2.物理学史,体现对新课标三维目标的培养
與物理学史有关内容的考查成为高考命题的新亮点,体现了“注意学科渗透,关心科技发展”的课改理念.从内容上看,一般考查的都是对物理学的发展有重要影响的人物和事件,从问题设计上看,有选择题的形式,也有填空题的形式,以物理现象及其解释建构问题情景,考查考生对物理学发展重要史实的了解和掌握.
例2(2011年海南卷T7)自然界的电、热和磁等现象都是相互联系的,很多物理学家为寻找它们之间的联系作出了贡献.下列说法正确的是 ()
A.奥斯特发现了电流的磁效应,揭示了电现象和磁现象之间的联系
B.欧姆发现了欧姆定律,说明了热现象和电现象之间存在联系
C.法拉第发现了电磁感应现象,揭示了磁现象和电现象之间的联系
D.焦耳发现了电流的热效应,定量给出了电能和热能之间的转换关系
解析:ABC
点评与对策:2011年考查物理学史的题目还有山东卷第16题、天津卷第1题等.国家考试中心命制的2009年宁夏卷第14题、2010年全国课标卷第14题、2011年全国课标卷第14题均是考查物理学史的题目,在备考复习中值得考生关注.
3.创新物理情境,关注现代科技发展
试题以生活、生产实际和科学前沿为背景,关注科学发展现状,渗透科学研究方法.命题侧重在“细”、“新”上,涉及的物理情境和背景材料大多为考生所熟悉,但考查的角度及呈现方式具有一定的新颖性.
例3 (2011年北京卷T24)静电场方向平行于x轴,其电势随x的分布可简化为如图2所示的折线,图中和d为已知量.一个带负电的粒子在电场中以x=0为中心,沿x轴方向做周期性运动.已知该粒子质量为m、电量为-q,其动能与电势能之和为-A(0 (1)粒子所受电场力的大小;(2)粒子的运动区间;(3)粒子的运动周期.
解析:(1)由图可知,0与d(或-d)两点间的电势差为 .
电场强度的大小,电场力的大小.
(2)设粒子在[-x0,x0]区间内运动,速率为v,由题意得-A ,由图可知,得-A.
因动能非负,有-A≥0,得,即,粒子运动区间.
(3)考虑粒子从-x0处开始运动的四分之一周期,根据牛顿第二定律,粒子的加速度 ,由匀加速直线运动 ,
粒子运动周期.
点评与对策:本题创新地在静电场中放入了一个简谐振动的模型,这个题目给的并不是匀强电场,而是在某方向给了电势的分布,另粒子在该方向往复运动,已知粒子系统机械能的范围求解振动位移和周期的范围.这类新题型要求考生要深刻了解电势分布与电场(或者力)之间的内在联系和数学关系,否则难以正确解答.
例4(2011年四川卷T23)随着机动车数量的增加,交通安全问题日益凸显.分析交通违法事例,将警示我们遵守交通法规,珍惜生命.一货车严重超载后的总质量为49 t,以54 km/h的速率匀速行驶.发现红灯时司机刹车,货车即做匀减速直线运动,加速度的大小为2.5 m/s2(不超载时则为5 m/s2).
(1)若前方无阻挡,问从刹车到停下来此货车在超载及不超载时分别前进多远?
(2)若超载货车刹车时正前方25 m处停着总质量为1 t的轿车,两车将发生碰撞,设相互作用0.1 s后获得相同速度,问货车对轿车的平均冲力多大?
点评与对策:本题针对日益突出的交通安全问题,以货车超载所导致的交通安全问题为背景,科学分析为什么超载容易导致交通事故.类似这样的题目还有重庆卷第15题汽车后备箱支撑箱盖的装置问题,重庆卷第24题手推车问题,题目情景新颖,富有生活气息;四川卷第19题以“神舟”系列航天飞船返回舱为背景展示我国航天科技取得的骄人成就,增强学生的民族自豪感;四川卷第17题以科学家最新发现的距地球40光年的“超级地球”(类地行星55 Cancrie)为背景,展示世界科技的最新发现,引导考生关注科学、热爱科学.试题从中学教学和考生实际出发考查考生运用所学物理知识和方法分析解决实际问题的能力,从而引导考生在学习中要关注社会实际,用物理视角观察、分析实际问题.