馮 楠 王 林

(寧夏大學物理電氣信息學院 寧夏 銀川 750021)

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2015年高考物理試題情境分析

馮 楠 王 林

(寧夏大學物理電氣信息學院 寧夏 銀川 750021)

2015年高考物理試題注重通過設計真實性的實際問題情境來考查學生的知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀.本文對全國13套高考物理試題的情境設計展開分析，分為“生活情境”、“科技情境”和“體育情境”等，這些情境設計的特點將在新一輪高三物理教學中對教師的教學行為和學生的學習方式轉變有著積極的導向作用.

高考物理 情境設計 生活情境

1 引言

高考試題著重考查學生知識、能力和科學素養(yǎng)，注重理論聯(lián)系實際，注重科學技術、社會和經濟發(fā)展的聯(lián)系，注重物理知識在生產和生活等方面的廣泛應用.高考試題考核的重點沒有孤立地對基礎知識和基本技能進行簡單測試，而是通過設計真實性的實際問題情境，對學生的知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀進行全面有效的考核，尤其突出對學生分析和解決實際問題能力的考核.近年來高考物理試題常以生活、科技、體育等情境為背景，在題目中給出從實際問題中分解、簡化、抽象成的物理模型，學生根據(jù)實際問題和物理模型運用物理知識和數(shù)學知識解釋或解決問題.高考試題考核的方式要求學生能獨立完成現(xiàn)場學習，接收和選擇新信息，聯(lián)想類比，進行新、舊信息的聯(lián)系與提取，進而建立模型，解決問題.表1給出了2015年高考物理試題的情境分析.

表1 2015年高考物理試題的情境分析

續(xù)表

2 源于生活情境題目舉例

物理現(xiàn)象普遍存在于人類的生產、生活實踐以及自然現(xiàn)象中.以學生的生活實踐、學習過程中實際遇到的問題為背景編制物理試題，是高考試題的重要來源之一，大量的高考試題來源于此.體現(xiàn)了新課程標準所倡導的“從生活走向物理，從物理走向社會” 的理念.

A.8 B.10 C.15 D.18

答案：B，C.

解析：如圖1所示，假設掛鉤P和Q東邊有x節(jié)車廂，西邊有y節(jié)車廂，每節(jié)車廂質量為m.當向東行駛時，以y節(jié)車廂為研究對象，則有

F=mya

當向西行駛時，以x節(jié)車廂為研究對象，則有

聯(lián)立兩式有

可見，列車總節(jié)數(shù)

設x=3n(n=1,2,3，…)，則N=5n，故可知選項B和C正確.

圖1

評析：本題考查了牛頓第二定律的應用.情境來源于生活且不偏不怪，較好地考查了考生應用知識解決實際問題的能力.恰當選取研究對象，充分利用數(shù)學知識分析推理，是解題的關鍵，題目難度適中，區(qū)分度很好.

【例2】(四川卷第9題)嚴重的霧霾天氣，對國計民生已造成了嚴重的影響，汽車尾氣是形成霧霾的重要污染源，“鐵腕治污”已成為國家的工作重點.地鐵列車可實現(xiàn)零排放，大力發(fā)展地鐵，可以大大減少燃油公交車的使用，減少汽車尾氣排放.

若一地鐵列車從甲站由靜止啟動后做直線運動，先勻加速運動20 s達到最高速度72 km/h，再勻速運動80 s，接著勻減速運動15 s到達乙站停住.設列車在勻加速運動階段牽引力為1×106N，勻速階段牽引力的功率為6×103kW，忽略勻減速運動階段牽引力所做的功.

(1)求甲站到乙站的距離；

(2)如果燃油公交車運行中做的功與該列車從甲站到乙站牽引力做的功相同，求公交車排放氣體污染物的質量.(燃油公交車每做1 J功排放氣體污染物3×10-6g)

答案：(1)1 950 m;(2)2.04 kg.

解析：(1)設列車勻加速直線運動階段用的時間為t1，距離為s1；在勻速直線運動階段所用的時間為t2，距離為s2，速度為v；在勻減速運動階段所用的時間為t3，距離為s3；甲站到乙站的距離為s．則

(1)

s2=vt2

(2)

(3)

s=s1+s2+s3

(4)

由式(1)～(4)聯(lián)立，并代入數(shù)據(jù)解得

s=1 950 m

(5)

(2)設列車在勻加速直線運動階段的牽引力為F，所做的功為W1；在勻速直線運動階段牽引力的功率為P，所做的功為W2．設燃油公交車做與該列車從甲站到乙站相同的功W，將排放氣態(tài)污染物質量為M．則

W1=Fs1

(6)

W2=Pt2

(7)

W=W1+W2

(8)

M=(3×10-9kg·J-1)·W

(9)

聯(lián)立式(1)、(6)～(9)并代入數(shù)據(jù)得

M=2.04 kg

(10)

評析：解答此類試題要弄清物理知識與社會問題的銜接點，靈活地運用所學知識去解決題設問題.本題采用社會的熱點問題——霧霾為情境，情境立意高、考查的知識點低，能體現(xiàn)時代特征.教學要旨在引導學生關注生活中的小事以及社會熱點問題，熱愛科學知識.

3 源于科學技術情境題目舉例

物理知識來源于生活，服務于社會.試題必須注意聯(lián)系科學技術的前沿，聯(lián)系技術應用帶來的社會進步，引導學生理解物理對社會經濟、科技發(fā)展產生的積極作用，關注國家、社會的發(fā)展和進步.

【例3】(江蘇卷第13題)做磁共振(MRI)檢查時，對人體施加的磁場發(fā)生變化時會在肌肉組織中產生感應電流.某同學為了估算該感應電流對肌肉組織的影響，將包裹在骨骼上的一圈肌肉組織等效成單匝線圈，線圈的半徑r=5.0 cm，線圈導線的截面積A=0.80 cm2，電阻率ρ=1.5 Ω·m.如圖2所示，勻強磁場方向與線圈平面垂直，若磁感應強度B在0.3 s內從1.5 T均勻地減為零，求(計算結果保留一位有效數(shù)字)：

(1)該圈肌肉組織的電阻R；

(2)該圈肌肉組織中的感應電動勢E；

(3)0.3 s內該圈肌肉組織中產生的熱量Q.

圖2

解析：(1)由電阻定律

代入數(shù)據(jù)得

R=6×103Ω

(2)感應電動勢

代入數(shù)據(jù)得

E=4×10-2V

(3) 由焦耳定律

代入數(shù)據(jù)得

Q=8×10-8J

點評：本題以較新的物理情境充分展現(xiàn)了物理學在醫(yī)學中的應用，通過情境設計問題考查電阻定律、法拉第電磁感應定律和焦耳定律，題目容易但立意很高.

【例4】(全國新課標Ⅰ第21題)我國發(fā)射的“嫦娥三號”登月探測器靠近月球后，先在月球表面附近的近似圓軌道上繞月運行；然后經過一系列過程，在離月面4 m高處做一次懸停(可認為是相對于月球靜止)；最后關閉發(fā)動機，探測器自由下落.已知探測器的質量約為1.3×103kg，地球質量約為月球的81倍，地球半徑為月球的3.7倍，地球表面的重力加速度大小約為9.8 m/s2.則此探測器

A．在著陸前瞬間，速度大小約為8.9 m/s

B．懸停時受到的反沖作用力約為2×103N

C．從離開近月圓軌道到著陸這段時間內，機械能守恒

D．在近月圓軌道上運行的線速度小于人造衛(wèi)星在近地圓軌道上運行的線速度

答案：B,D.

解析：星球表面萬有引力提供重力即

重力加速度

地球表面

則月球表面

則探測器重力

選項B對.探測器做自由落體運動，末速度

選項A錯.關閉發(fā)動機后，僅在月球引力作用下機械能守恒，而離開近月軌道后還有制動懸停，所以機械能不守恒，選項C錯.近月軌道即萬有引力提供向心力

小于近地衛(wèi)星線速度，選項D對.

評析：本題以“ 嫦娥三號”登月探測器為背景，試題的特點在于情境材料與時俱進，注重高科技領域的知識與高中物理知識的銜接，使試題內容不斷保持先進性和時代性.讓學生感到科學技術真是日新月異，從而激發(fā)學生學習物理的熱情和愛國主義熱情.

4 源于體育運動題目舉例

體育比賽及游樂活動必然涉及力與運動，因此，體育比賽及游樂活動常成為力學試題的背景.

圖3

【例5】(浙江卷第17題)圖3所示為足球球門，球門寬為L，一個球員在球門中心正前方距離球門s處高高躍起，將足球頂入球門的左下方死角(圖中P點).球員頂球點的高度為h．足球做平拋運動(足球可看做質點，忽略空氣阻力),則

答案:B.

解析:由幾何知識得足球的位移

選項A錯誤.足球做平拋運動有

解得

選項B正確.足球末速度大小為

選項C錯誤.足球初速度的方向與球門線夾角的正切值

選項D錯誤.

評析：此題以生活中的足球運動為話題，引導學生走進現(xiàn)實世界，體驗生活，將課內學到的知識向課外延伸.

【例6】(江蘇卷第5題)如圖4所示，某“闖關游戲”的筆直通道上每隔8 m設有一個關卡，各關卡同步放行和關閉，放行和關閉的時間分別為5 s和2 s.關卡剛放行時，一同學立即在關卡1處以加速度2 m/s2由靜止加速到2 m/s，然后勻速向前，則最先擋住他前進的關卡是

A．關卡2 B．關卡3

C．關卡4 D．關卡5

答案:C.

圖4

解析：加速運動時間

加速運動位移

到第2關卡勻速運動的時間

所以到達第2關卡的時刻(從開始運動計時)為T2=4.5 s<5 s，放行；從第2關卡到第3關卡勻速運動時間

所以到達第3關卡的時刻(從開始運動計時)為T3=8.5 s，7 s<8.5 s<12 s，也是放行.從第3關卡到第4關卡勻速運動時間仍然是4 s，所以到達第4關卡的時刻(從開始運動計時)為T3=12.5 s，12 s <12.5 s<14 s，被擋住.

評析：本題以“闖關游戲”為背景，試題的特點在于情境材料與競技體育相聯(lián)系，生動、活潑、新穎，便于激發(fā)學生的求知欲望.考查勻變速直線運動的規(guī)律，題目難度中等.

5 結語

以上幾例以日常生活的小事,社會熱點問題，科學技術在醫(yī)學、航空航天中的應用及體育運動為背景,考查學生觀察能力，運用所學知識解決實際生活中問題的能力.展現(xiàn)“生活處處皆物理，留心觀察皆學問”的特點，試題的情境設計來源于學生熟悉或熟知的生活現(xiàn)象，讓學生真正感到物理知識的重要性.

高考物理中，情境作為承載試題的主要載體，它的設計凸顯了新穎、生動的特點，有效地蘊含了對學生能力和素質的測試，適應物理課程改革發(fā)展的要求.物理教師要關注和學習，貫穿到日常的教學策略和行為中，有效地達到新課程標準、高考大綱的要求.

1 《高考復習大綱》編寫組.2015年全國新課標高考物理考試大綱.拉薩:西藏人民出版社,2015

2 中華人民共和國教育部制訂.普通高中物理課程標準.北京:人民教育出版社,2003

*國家科技部項目，項目編號：2011DFA11780；教育廳科研項目，項目編號：NGY2013012

2015-10-14)