摘要:本文通過對2007年重慶高考物理試題的逐題剖析和整體統(tǒng)計(jì)研究,對其命題的成功之處和不足之處提出見解,論及了物理高考命題應(yīng)當(dāng)遵循的幾個原則。本文給物理教師提出了高效復(fù)習(xí)的教學(xué)建議,給命題者提出了科學(xué)命題的命題建議。
關(guān)鍵詞:2007年;重慶高考物理試題;逐題研究;統(tǒng)計(jì)研究;結(jié)論;建議;命題原則
中圖分類號:G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1003-6148(2008)5(S)-0048-5
研究高考試題,應(yīng)取什么樣的態(tài)度呢?是走馬觀花式的評頭品足?還是不厭其煩式的刻苦鉆研呢?深入研究高考試題,至少有三個好處,可以幫助命題者把握以后的高考試題,可以幫助中學(xué)物理教師推本溯源、切磋琢磨,有針對性地搞好中學(xué)物理教學(xué),可以幫助中學(xué)生解題時精益求精、得心應(yīng)手地求解高考物理試題??傊?,研究高考試題對命題、解題教學(xué)、解題都是大有裨益的。這也是本文作者的寫作宗旨。雖\"坐井觀天\",然也提出了自己的一孔之見,尚若本文能起到拋磚引玉的作用,作者心愿足矣!
一、逐題研究
14.可見光光子的能量在1.61 eV~3.10 eV范圍內(nèi)。若氫原子從高能級躍遷到量子數(shù)為n的低能級的譜線中有可見光,根據(jù)氫原子能級圖(圖1)可判斷n為
答案:B。
詳解示范:從“高能級”躍遷到“低能級”釋放的可見光光子的能量在1.61 eV~3.10 eV。根據(jù)玻爾理論,躍遷時釋放的光子的能量恰好等于能級差,即hγ=E高-E低。從無窮遠(yuǎn)處躍遷到n=3的能級,釋放的光子的能量hγ=0-(-1.51eV)=1.51eV<1.61eV,所以不可能選C、D兩項(xiàng)。從n=2能級躍遷到n=1能級釋放的光子的能量hγ=-3.4eV-(-13.6eV)=10.2eV>3.10eV,所以不可能選A項(xiàng)。故本題的正確答案為B項(xiàng)。
考查的知識點(diǎn):(根據(jù)玻爾理論)躍遷時釋放的光子的能量恰好等于能級差,即hγ=E高-E低。
考查的主要能力:①記憶能力;②理解能力;③推理能力;④識圖能力。
考查的主要方法:解答單項(xiàng)選擇題的直選法。
平均分:3.65(97518人統(tǒng)計(jì)結(jié)果,下同)
難度:0.61(中.難度說明:易:難度>0.70;中:0.70>難度>0.40;難:難度<0.40)
區(qū)分度:好
信度:好
命題主旨:本題考查考生對玻爾理論的理解,難度等級屬于“中偏易”。
給2008級的啟示與復(fù)習(xí)建議:《原子原子核》每年出一道選擇題,這部分最重要的知識點(diǎn):一是玻爾理論,二是愛因斯坦質(zhì)能方程。除這兩個知識點(diǎn)以外的其它知識與玻爾理論、愛因斯坦質(zhì)能方程輪換考,出現(xiàn)頻率最大的還是玻爾理論和愛因斯坦質(zhì)能方程。復(fù)習(xí)時在全面復(fù)習(xí)的基礎(chǔ)上在突出重點(diǎn),突破難點(diǎn),只有這樣才能省時省力。
15.汽車電動機(jī)啟動時車燈會瞬時變暗,如圖2,在打開車燈的情況下,電動機(jī)未啟動時電流表讀數(shù)為10 A,電動機(jī)啟動時電流表讀數(shù)為58 A,若電源電動勢為12.5 V,內(nèi)阻為0.05 Ω,電流表內(nèi)阻不計(jì),則因電動機(jī)啟動,車燈的電功率降低了
A.35.8 W B.43.2 W
C.48.2 W D.76.8 W
答案:B。
詳解示范:電動機(jī)未啟動時,由閉合電路歐姆定律可得:I=ER+r,代入數(shù)據(jù)解得車燈的電阻R=1.2Ω,車燈消耗的功率P=I2R=102×1.2W=120W。電動機(jī)啟動時,電源的內(nèi)電壓U內(nèi)=Ir=58×0.05V=2.9V,此時外電壓(也是車燈兩端的電壓)U=E-U內(nèi)=12.5V-2.9V=9.6V,此時車燈消耗的功率P′=U2R=9.621.2W=76.8W,車燈的功率降低了P-P′=120W-76.8W=43.2W,故B項(xiàng)正確。
考查的知識點(diǎn): ①閉合電路歐姆定律:I=ER+r。②純電阻元件的功率公式P=I2R=U2R。③電源的內(nèi)電壓U內(nèi)=Ir。④外電壓(也是車燈兩端的電壓)U=E-U內(nèi)。
考查的主要能力:①記憶能力;②理解能力;③推理能力;④計(jì)算能力(應(yīng)用數(shù)學(xué)處理物理問題的能力之一);⑤識圖能力。
平均分:3.54
難度:0.59(中)
命題主旨:通過本題考查上述知識點(diǎn)和能力。本題缺點(diǎn):計(jì)算量稍大。
給2008級的啟示與復(fù)習(xí)建議:閉合電路歐姆定律、部分電路歐姆定律、電動勢與外電壓內(nèi)電壓的關(guān)系式、純電阻元件(電燈)功率的計(jì)算公式(P=UI=I2R=U2R),非純電阻元件(電動機(jī))電功率大于熱功率等知識屬于“C級考點(diǎn)”(參見《2006年(重慶)高考理科綜合試卷物理試題研究》一文),特別是閉合電路歐姆定律,是高中“恒定電流”有別于初中“恒定電流”的關(guān)鍵定律,沒有哪一年的高考物理試題不考。這一定律可與牛頓第定律、電場(電容器)、電磁感應(yīng)等章節(jié)綜合起來考查,復(fù)習(xí)可適當(dāng)拓展。
16.圖3,懸掛在O點(diǎn)的一根不可伸長的絕緣細(xì)線下端有一個帶電量不變的小球A。在兩次實(shí)驗(yàn)中,均緩慢移動另一帶同種電荷的小球B。當(dāng)B到達(dá)懸點(diǎn)O的正下方并與A在同一水平線上,A處于受力平衡時,懸線偏離豎直方向的角度為θ,若兩次實(shí)驗(yàn)中B的電量分別為q1和q2, θ分別為30°和45°.則q2/q1為
A.2 B.3 C.23 D.33
答案:C。
詳解示范:首先畫出小球A受力圖,如圖4所示。重力、庫侖力的合力與細(xì)線拉力平衡,有:
kq1Q(Lsin30°)2=mgtan30°①
kq2Q(Lsin45°)2=mgtan45°②
由②÷①解得:q2/q1=23,故C項(xiàng)正確。
考查的知識點(diǎn):①庫侖定律F=kqQr2。②共點(diǎn)力作用下物體平衡的條件F合=0。③力的合成與分解的平行四邊形定則:一個物體受到三個力作用處于平衡狀態(tài),任意兩個力的合力(作平行四邊形,對角線表示合力)與第三個力等大反向;任意一個力的兩個分力(作平行四邊形)與另兩個力等大反向。④sin30°=12,sin45°=22,tan30°=33,tan45°=1。
考查的主要能力:①記憶能力;②理解能力;③推理能力;④分析綜合能力;⑤識圖作圖能力;⑥應(yīng)用數(shù)學(xué)處理物理問題的能力。
考查的解題方法:解答單項(xiàng)選擇題的直選法和求解平衡問題的“合成法”??忌部捎梅纸夥ā⒄环纸夥?、矢量三角形法、相似三角形法等方法求解。
平均分:3.69
難度:0.61(中)
區(qū)分度:中
信度:中
命題主旨:通過本題考查上述知識、能力和方法。
給2008級的啟示與復(fù)習(xí)建議:電場中共點(diǎn)力作用下物體平衡的條件,作對受力圖是解題關(guān)鍵。平衡問題可分為力學(xué)中的平衡問題、電場中的平衡問題、磁場中的平衡問題、電磁感應(yīng)中的平衡問題。無論哪類平衡問題,只要掌握好了分析受力情況的方法(隔離法、整體法、假設(shè)法、牛頓法)和求解方法(合成法、分解法、正交分解法、矢量三角形、相似三解形法)均可迎刃而解。建議開設(shè)專題《平衡問題的分析與求解》。
17.為估算池中睡蓮葉面承受雨滴撞擊產(chǎn)生的平均壓強(qiáng),小明在雨天將一圓柱形水杯置于露臺,測得1小時內(nèi)杯中水上升了45 mm。查詢得知,當(dāng)時雨滴豎直下落速度約為12 m/s。據(jù)此估算該壓強(qiáng)約為(設(shè)雨滴撞擊睡蓮后無反彈,不計(jì)雨滴重力,雨水的密度為1×103kg/m3)
A.0.15 Pa B.0.54 Pa
C.1.5Pa D.5.4Pa
答案:A。
詳解示范:以雨滴為研究對象(不計(jì)雨滴的重力),由動量定理可得:-F·t=0-mv,依題意mt=45×10-3×S×ρ3600kg/s,考慮到牛頓第三定律,葉面受到的壓力大小等于F,方向豎直向下,所以壓強(qiáng)
P=FS
=45×10-3×1×103×123600Pa
=0.15Pa,所以A項(xiàng)正確。
考查的知識點(diǎn):①動量定理:-F·t=0-mv。②牛頓第三定律:葉面受到的壓力與雨滴受到支持力等大反向,分別作用在葉面和雨滴上。③密度公式ρ=mV,變形后為m=ρV。④柱體的體積公式V=Sh。⑤壓強(qiáng)公式P=FS。
考查的主要能力:①記憶能力;②理解能力;③推理能力;④分析綜合能力;⑤計(jì)算能力(應(yīng)用數(shù)學(xué)處理物理問題的能力之一);⑥建模能力(設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力之一)。
考查的解題方法:解答單項(xiàng)選擇題的“直選法”和“建模法”。
平均分:1.77
難度:0.30(難)
區(qū)分度:低
信度:低
命題主旨:通過本題考查上述知識、能力和方法。本題優(yōu)點(diǎn):情境比較新穎,物理味濃厚,初看差條件(如面積S),做下去柳暗花明。缺點(diǎn):難度過大,改為“計(jì)算題”更合理。
給2008級的啟示與復(fù)習(xí)建議:第一,一定要大力培養(yǎng)高中學(xué)生的計(jì)算能力;第二,通過高中學(xué)生熟悉的質(zhì)點(diǎn)模型、人船模型、子彈打木塊模型、單擺模型、點(diǎn)電荷模型,進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的建模能力。
18.真空中有一平行板電容器,兩極板分別由鉑和鉀(其極限波長分別為λ1和λ2)制成,板面積為S,間距為d.現(xiàn)用波長為λ(λ1<λ<λ2) 的單色光持續(xù)照射兩板內(nèi)表面,則電容器的最終帶電量Q正比于
答案:D。
詳解示范:Q=CU,C=εSd ,所以Q與S成正比,與d成反比,答案只能從C、D中選一個。又因?yàn)楣馑賑=λ·γ,所以,波長越長γ=cλ,頻率越低。現(xiàn)用波長為λ的入射光只能使波長為λ2的鉀板發(fā)生光電效應(yīng),所以D項(xiàng)正確。
詳細(xì)推導(dǎo)過程:當(dāng)鉀板上飛出的電子足夠多時,會使鉑板帶上足夠多的負(fù)電,鉀板失去電子帶上等量的正電,兩極板間形成電勢差:U=QC……①,平行板電容器的電容:C=εSd ……②,極限情況下極板間的電勢差使下一個電子作勻減速直線運(yùn)動,再也不能到達(dá)鉑板,由動能定理可得:-eU=0-12mv2m……③,鉀板發(fā)生光電效應(yīng),由愛因斯坦光電效應(yīng)方程可得:12mv2m=hγ-hγ2……④,又由光速公式c=λ·γ可得:γ=cλ ……⑤,γ2=cλ2……⑥,由以上幾式解得:Q=hcεSed(1λ-1λ2)。
考查的知識點(diǎn):①電容器的定義公式:C=QU,變形后Q=CU。②平行板電容器的決定公式C=εSd,即C與S成正比,與d成反比。③光速公式c=λ·γ,變形后γ=cλ 。波長越長,頻率越低。⑤發(fā)生光電效應(yīng)的條件:入射光的頻率大于金屬板的極限頻率。此外,具體推導(dǎo)過程還會用到:⑥電場中的動能定理-eU=0-12mv2m和⑦愛因斯坦光電效應(yīng)方程12mv2m=hγ-hγ2。
考查的主要能力:①記憶能力;②理解能力;③推理能力;④分析綜合能力;⑤計(jì)算能力(應(yīng)用數(shù)學(xué)處理物理問題的能力之一);⑥設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力。
考查的解題方法:解答單項(xiàng)選擇題的“綜合法”(可先排除A、B選項(xiàng))和“推導(dǎo)法”。
平均分:2.31
難度:0.38(難)
區(qū)分度:低
信度:低
命題主旨:本題考查了上述知識點(diǎn)、能力和方法。綜合性極強(qiáng)(涉及七個知識點(diǎn)),難度大,試題新穎,是一道很好的創(chuàng)新題。缺點(diǎn):不宜作為選擇題,改為計(jì)算題較合理。
給2008級的啟示與復(fù)習(xí)建議:光電效應(yīng)(課本第三冊41頁)是《光的本性》部分最重要的知識點(diǎn),也是中學(xué)生理解最困難的知識點(diǎn)(深奧),宜單獨(dú)考查,不宜與《電場》綜合考核。復(fù)習(xí)時一定要求學(xué)生理解記憶光電效應(yīng):在光的照射下物體發(fā)射電子的現(xiàn)象,叫做光電效應(yīng),發(fā)射出來的電子叫做光電子。各種金屬都存在著極限頻率和極限波長,W=-hγ0,W叫做逸出功(又叫脫出功)。四個要點(diǎn)(必須理解記憶):①當(dāng)入射光的頻率大于極限頻率時,才能產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象;②產(chǎn)生的光電子的最大初動能隨著入射光的頻率的增大而增大,與入射光的強(qiáng)度無關(guān);③光電子定向移動形成光電流,光電流的強(qiáng)度隨著入射光的強(qiáng)度增加而增大;④產(chǎn)生光電效應(yīng)的時間極短。
19.土衛(wèi)十和土衛(wèi)十一是土星的兩顆衛(wèi)星,都沿近似為圓周的軌道繞土星運(yùn)動.其參數(shù)如表:
衛(wèi)星半徑(m)衛(wèi)星質(zhì)量(kg)軌道半徑(m)
土衛(wèi)十8.90×1042.01×10181.51×108
土衛(wèi)十一5.70×1045.60×10171.51×108
兩衛(wèi)星相比土衛(wèi)十
A.受土星的萬有引力較大
B.繞土星的圓周運(yùn)動的周期較大
C.繞土星做圓周運(yùn)動的向心加速度較大
D.動能較大
答案:A、D。
詳解示范:設(shè)土星的質(zhì)量為M,衛(wèi)星的質(zhì)量為m。仔細(xì)觀察表格中的數(shù)據(jù)不難發(fā)現(xiàn)土衛(wèi)十和土衛(wèi)十一的軌道半徑r相同、土衛(wèi)十的質(zhì)量較大。因萬有引力F=GMmr2∝m,所以土衛(wèi)十受的萬有引力較大。由GMmr2=mv2r和動能Ek=12mv2可解得:Ek=GMm2r∝m ,所以D項(xiàng)正確。由GMmr2=m(2πT)2r可得:T=2πr3GM,所以它們周期相同。由GMmr2=ma可得:a=GMr2,所以它們的加速度大小相同。
考查的知識點(diǎn):①萬有引力定律F=GMmr2。②由GMmr2=mv2r 導(dǎo)出v=GMr。③由GMmr2=m(2πT)2r導(dǎo)出T=2πr3GM。④由GMmr2=ma導(dǎo)出a=GMr2。⑤動能Ek=12mv2或?qū)С鍪紼k=GMm2r。
考查的主要能力:①記憶能力;②理解能力;③推理能力;④分析綜合能力;⑤計(jì)算能力(應(yīng)用數(shù)學(xué)處理物理問題的能力之一);⑥觀察能力(從圖表中獲取已知條件的能力,實(shí)驗(yàn)?zāi)芰χ唬*?/p>
考查的解題方法:解答多項(xiàng)選擇題的“全息審查法”。
平均分:2.49
難度:0.42(中)
區(qū)分度:中
信度:中
命題主旨:通過本題考查上述知識點(diǎn)、能力和方法。
給2008級的啟示與復(fù)習(xí)建議:關(guān)于衛(wèi)星,考生應(yīng)全面復(fù)習(xí)下述19個問題:向心力、向心加速度、線速度大小、角速度、周期、頻率、轉(zhuǎn)速、動量大小、動能、引力勢能、機(jī)械能、發(fā)射問題、變軌問題、回收問題、同步衛(wèi)星的問題、偵察衛(wèi)星的問題、雙星問題、三星問題、四星問題等。
20.下列說法正確的是
A.正弦交變電流的有效值是最大值的2倍
B.聲波是縱波,聲源振動越快,聲波傳播也越快
C.在某介質(zhì)中,紅光折射率比其他色光的小,故紅光傳播速度比其他色光的大
D.質(zhì)子和α粒子以相同速度垂直進(jìn)入同一勻強(qiáng)磁場,質(zhì)子做圓周運(yùn)動的半徑較小
答案:C、D。
詳解示范:正余弦交變電流的有效值是最大值的12倍,所以A項(xiàng)不正確。“聲波是縱波”這句話是對的。波的傳播速度由介質(zhì)決定,與振源的振動頻率無關(guān),所以B項(xiàng)不正確。光在介質(zhì)中的傳播速度v=cn,折射率n越小,傳播速度越大,所以C項(xiàng)正確。因?yàn)閞=mvqB∝mq,質(zhì)子的符號是 p,α粒子的符號是 42He,所以α粒子的軌道半徑是質(zhì)子軌道半徑的2倍,所以D項(xiàng)是正確的。
考查的知識點(diǎn):①正余弦交變電流的有效值是最大值的12倍,即E=Em2,I=Im2,U=Um2。②聲波是縱波。③波的傳播速度由介質(zhì)決定,與振源的振動頻率無關(guān)。④光在介質(zhì)中的傳播速度公式v=cn,折射率n越小,傳播速度越大。⑤帶電粒子在磁場的勻速圓周運(yùn)動,軌道半徑r=mvqB∝mq。⑥質(zhì)子的符號是 p,α粒子的符號是 42He。
考查的主要能力:①記憶能力;②理解能力;③推理能力。
考查的解題方法:解答多項(xiàng)選擇題的“全息審查法”。
平均分:3.89
難度:0.66(中)
區(qū)分度:中
信度:中
命題主旨:通過本題考查上述知識、能力和方法。這道選擇題涉及高中物理六章(A項(xiàng)考《交變電流》,B項(xiàng)考《機(jī)械波》,C項(xiàng)考《光的傳播》、《光的本性》,D項(xiàng)考了《原子物理》、《磁場》)的知識,綜合性極強(qiáng)。今后這類選擇題還可能出現(xiàn)。
給2008級的啟示與復(fù)習(xí)建議:①各種粒子的符號一定要熟記;②帶電粒子在磁場中的勻速圓周運(yùn)動,屬于C級考點(diǎn)的內(nèi)容,2008級很可能出“計(jì)算題”,應(yīng)花大力氣復(fù)習(xí),關(guān)鍵點(diǎn)是掌握好找圓心的六種方法(楊德發(fā)的論文《磁偏轉(zhuǎn)問題確定圓心的六種方法》,刊于《物理教學(xué)》2001年第6期第29頁)。
(下期待續(xù))
(欄目編輯陳 潔)
注:本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請以PDF格式閱讀原文。