耿玉盛

(江蘇省揚州市邗江區(qū)教研室,江蘇 揚州 225012)

江蘇高考卷選修3-3試題特色與復習建議

耿玉盛

(江蘇省揚州市邗江區(qū)教研室,江蘇 揚州 225012)

本文分析了近幾年江蘇高考卷選修3-3試題特色,給出了高三選修模塊復習建議.選修3-3概念、規(guī)律較多,但能力要求相對較低,在復習時要加強對基本概念和基本規(guī)律的理解,復習中要緊扣課本,構(gòu)建知識網(wǎng)絡,精選例題分析,注重聯(lián)系生活、生產(chǎn)實際.

高考物理；選修3-3；試題特色;復習建議

江蘇省高考物理試卷中選修模塊3-3占10分,對學生(特別是學習基礎和能力相對較弱的學生)在高考中能否達B起著重要的作用.選修3-3模塊中概念、規(guī)律較多,但能力要求相對較低,因此在復習時要加強對基本概念、規(guī)律的理解和記憶.本文分析了近幾年江蘇高考卷選修3-3模塊試題特色,給出了高三復習選修3-3模塊的建議.

表1 2008—2016年高考題選修3-3模塊考題知識點統(tǒng)計分析

從統(tǒng)計表中我們發(fā)現(xiàn)九年的高考試題突出重點，兼顧非主干知識.分子動理論中阿伏伽德羅常數(shù)的應用(2008—2010、2013、2014年)都作為計算題出現(xiàn)在最后一小題，其他考查的重點內(nèi)容為：氣體狀態(tài)變化圖像、實驗定律的應用(2008、2010、2012—2016年)，內(nèi)能的改變、熱力學第一定律(2008—2014、2016年).在命題中突出重點的同時,對其他非主干知識也都有兼顧:分子力、分子熱運動、分子平均動能、熵(2009年),油膜法估測分子的大小(2011年),液體表面張力、分子運動速率的分布規(guī)律(2012年),氣體壓強的微觀機制、分子熱運動速率分布規(guī)律(2013年),理想氣體(2014年),固體的性質(zhì)、壓強的微觀機制和理想氣體的內(nèi)能(2015年),內(nèi)容飽和汽、飽和汽壓(2016年新增).

結(jié)構(gòu)穩(wěn)中有變，2008年—2012年間三小題均為獨立題干,2013、2014年為同一題干下衍生出的三個小問題,2015、2016年第一小題為獨立題干，第二和第三小題為相同題干.

2 江蘇高考卷選修3-3模塊試題特色分析

在選修3-3模塊中概念、規(guī)律較多,但能力要求相對較低.例如:氣體實驗定律、熱力學定律和能量守恒定律,以溫度、內(nèi)能和壓強為主體的熱學概念,從微觀的角度用分子動理論的觀點來認識熱現(xiàn)象和氣體壓強的產(chǎn)生等均為命題的熱點.

2.1 部分試題取材于課本插圖和習題

示例1(2012年)：(1) 下列現(xiàn)象中,能說明液體存在表面張力的有( ).

A. 水黽(一種昆蟲)可以停在水面上

B. 葉面上的露珠呈球形

C. 滴入水中的紅墨水很快散開

D. 懸浮在水中的花粉做無規(guī)則運動

(2) 密閉在鋼瓶中的理想氣體,溫度升高時壓強增大.從分子動理論的角度分析,這是由于分子熱運動的__________ 增大了.該氣體在溫度T1、T2時的分子速率分布圖像如圖1所示,則T1__________ (選填“大于”或“小于”)T2.

圖1

示例2(2016年)：如圖2所示,在斯特林循環(huán)的p-V圖像中,一定質(zhì)量理想氣體從狀態(tài)A依次經(jīng)過狀態(tài)B、C和D后再回到狀態(tài)A,整個過程由兩個等溫和兩個等容過程組成.B→C的過程中,單位體積中的氣體分子數(shù)目__________ (選填“增大”、“減小”或“不變”),狀態(tài)A和狀態(tài)D的氣體分子熱運動速率的統(tǒng)計分布圖像如圖3所示,則狀態(tài)A對應的是__________ (選填“①”或“②”).

示例1中第(1)小問考查液體的表面張力,A、B兩個選項取材于人教版選修P44頁圖9.2-1露珠呈球形、圖9.2-2水黽可以停在水面兩幅插圖,C、D兩個選項取材于人教版P6頁實驗.示例2考查學生對壓強微觀機制的理解以及對分子速率分布規(guī)律的理解,圖1、圖3均取材于人教版選修P33頁圖8.4-2氧氣分子的速率分布圖像.

示例3(2011年)：(1) 如圖4所示,一演示用的“永動機”轉(zhuǎn)輪由5根輕桿和轉(zhuǎn)軸構(gòu)成,輕桿的末端裝有形狀記憶合金制成的葉片,輕推轉(zhuǎn)輪后,進入熱水的葉片因伸展面“劃水”,推動轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動.離開熱水后,葉片形狀迅速恢復,轉(zhuǎn)輪因此能較長時間轉(zhuǎn)動.下列說法正確的是( ).

A. 轉(zhuǎn)輪依靠自身慣性轉(zhuǎn)動,不需要消耗外界能量

B. 轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動所需能量來自形狀記憶合金自身

C. 轉(zhuǎn)動的葉片不斷攪動熱水,水溫升高

D. 葉片在熱水中吸收的熱量一定大于在空氣中釋放的熱量

(2) 如圖5所示,內(nèi)壁光滑的氣缸水平放置.一定質(zhì)量的理想氣體被密封在氣缸內(nèi),外界大氣壓強為p0.現(xiàn)對氣缸緩慢加熱,氣體吸收熱量Q后,體積由V1增大為V2.則在此過程中,氣體分子平均動能__________ (選增“增大”、“不變”或“減小”),氣體內(nèi)能變化了__________ .

本示例第(1)小問取材于人教版P68頁“說一說”中的永動機問題,考查學生對能量轉(zhuǎn)化和守恒定律的理解.第(2)小問為人教版P69頁“問題與練習”第2題模型,考查學生對分子平均動能、氣體的內(nèi)能理解以及熱力學第一定律的應用.

2.2 注重聯(lián)系生產(chǎn)、生活實際

高考命題的指導思想為:“重視對考生科學素養(yǎng)的考查,注重理論聯(lián)系實際,關注物理科學與技術、社會的聯(lián)系,關注物理知識在現(xiàn)代生產(chǎn)、生活等方面的廣泛應用”.江蘇高考中特別注重上述指導思想在試題中的體現(xiàn).

示例4(2014年)：一種海浪發(fā)電機的氣室如圖6所示.工作時,活塞隨海浪上升或下降,改變氣室中空氣的壓強,從而驅(qū)動進氣閥門和出氣閥門打開或關閉.氣室先后經(jīng)歷吸入、壓縮和排出空氣的過程,推動出氣口處的裝置發(fā)電.氣室中的空氣可視為理想氣體.

圖6

(1) 下列對理想氣體的理解,正確的有_____.

A. 理想氣體實際上并不存在,只是一種理想模型

B. 只要氣體壓強不是很高就可視為理想氣體

C. 一定質(zhì)量的某種理想氣體的內(nèi)能與溫度、體積都有關

D. 在任何溫度、任何壓強下,理想氣體都遵循氣體實驗定律

(2) 壓縮過程中,兩個閥門均關閉.若此過程中,氣室中的氣體與外界無熱量交換,內(nèi)能增加了3.4×104J,則該氣體的分子平均動能__________ (選填“增大”、“減小”或“不變”),活塞對該氣體所做的功__________ (選填“大于”、“小于”或“等于”)3.4×104J.

(3) 上述過程中,氣體剛被壓縮時的溫度為27℃,體積為0.224m3,壓強為1個標準大氣壓.已知1mol氣體在1個標準大氣壓、0℃時的體積為22.4L,阿伏伽德羅常數(shù)NA=6.02×1023mol-1.計算此時氣室中氣體的分子數(shù).

示例5(2015年)：(2) 在裝有食品的包裝袋中充入氮氣,可以起到保質(zhì)作用.某廠家為檢測包裝袋的密封性,在包裝袋中充滿一定量的氮氣,然后密封進行加壓測試.測試時,對包裝袋緩慢地施加壓力.將袋內(nèi)的氮氣視為理想氣體,則加壓測試過程中,包裝袋內(nèi)壁單位面積上所受氣體分子撞擊的作用力__________ (選填“增大”、“減小”或“不變”),包裝袋內(nèi)氮氣的內(nèi)能__________ (選填“增大”、“減小”或“不變”).

(3) 給某包裝袋充入氮氣后密封,在室溫下,袋中氣體壓強為1個標準大氣壓、體積為1L.將其緩慢壓縮到壓強為2個標準大氣壓時,氣體的體積變?yōu)?.45L.請通過計算判斷該包裝袋是否漏氣.

示例6(2016年)：(1) 在高原地區(qū)燒水需要使用高壓鍋,水燒開后,鍋內(nèi)水面上方充滿飽和汽,停止加熱,高壓鍋在密封狀態(tài)下緩慢冷卻,在冷卻過程中,鍋內(nèi)水蒸汽的變化情況為_______.

A. 壓強變小

B. 壓強不變

C. 一直是飽和汽

D. 變?yōu)槲达柡推?/p>

示例4以現(xiàn)代生產(chǎn)中海浪發(fā)電機為背景設置了三個小問題,考查了學生對理想氣體、分子平均動能概念的理解、熱力學第一定律、氣體實驗定律的應用以及阿伏伽德羅常數(shù)的應用等；示例5以食品包裝袋中沖入氮氣為背景，考查學生對氣體壓強的微觀機制的理解以及影響氣體內(nèi)能的變化的因素的理解；示例6以高原地區(qū)使用高壓鍋為背景考查飽和汽和飽和氣壓.

3 高三選修3-3模塊的復習建議

選修3-3模塊13個考點均為Ⅰ級要求,近幾年江蘇高考卷選修3-3模塊試題重點考查學生對基本概念、基本規(guī)律的理解和簡單應用.但高考成績的統(tǒng)計表明選修3-3得分率在0.6左右,有些年份甚至更低,與命題者的最初預估有一定的差距.究其原因，筆者認為有這樣幾個方面:一是學生對基本概念、規(guī)律未能真正理解,對易混概念未能辨析清楚,沒有建立知識的網(wǎng)絡,導致考試時概念混淆；二是未能有效建立物理模型,導致規(guī)律亂用；三是未能理論聯(lián)系實際,導致遇到實際問題時無從下手等.針對學生中存在的問題提出以下建議.

3.1 緊扣課本,夯實基礎

以課程標準和考試說明為依據(jù),以教材為線索,以考試說明中的知識點作為重點,注重基本概念、規(guī)律的復習,理解概念、規(guī)律的含義,掌握其產(chǎn)生背景、適用條件、與相關知識的聯(lián)系,弄清它們的本質(zhì),會運用他們分析、解決實際問題.

選修3-3模塊為熱學部分，基本概念和現(xiàn)象比較多,高考的要求比較低，均為Ⅰ級要求,也正因為如此,往往在復習中花的功夫不是很多.雖然難度不大,但絕不能掉以輕心.在復習中要特別注意課本的重要性.在復習中針對各知識點提出一些問題,讓學生帶著問題看課本,避免盲目性.以問題的形式復習知識點,促進學生回歸課本,探尋本源.對這部分的內(nèi)容一定要做到熟讀、精讀課本.看懂、看透,絕不留死角,包括課后的閱讀材料、小實驗、小資料等.例如2011年高考12A的第(2)問,是以人教版選修3-3第十章第三節(jié)“熱力學第一定律”課后“問題與練習”的第2題為背景改編而成.

3.2 構(gòu)建知識網(wǎng)絡,突出重點

對選修3-3模塊劃分出三個專題,每個專題構(gòu)建成一個完整的網(wǎng)絡架構(gòu),以一些關鍵的知識為出發(fā)點,以點帶面,全面了解和掌握所有知識.在第一輪復習中理清知識點之間的橫向和縱向的聯(lián)系,構(gòu)建完整的知識網(wǎng)絡框架.在這個框架的幫助下,解決問題都可以快速找到相關的知識或方法,這將有助于學生更好地理解有關的問題,有助于學生提升理解能力、分析能力和應用知識解決問題的能力.例如分子動理論部分可以構(gòu)建如圖7所示的知識框架.

圖7

3.3 以問題為引領,提高課堂的實效性

高三復習中以問題為引領,以學生自主學習為核心,是提高學生課堂學習效率的關鍵.在高三復習中問題的提出要注意兩點:一要立足學生的實際；二是設計的問題兼顧不同層次學生的需要.如何設置有效的問題,教師要深入研究考綱、教材和學生,精心設計課堂教學,增強教學的針對性.由于選修模塊相對知識點較為零散,教師在設置問題時要注意知識點之間的內(nèi)在聯(lián)系,可以用題組的形式展現(xiàn)給學生,幫助學生記住零散知識點，能正確理解和應用重點知識.例如在復習《氣體性質(zhì)》內(nèi)容時,我們可以選擇下列問題讓學生自主訓練后進行交流討論.

問題1(2010年第1小問)為了將空氣裝入氣瓶內(nèi),現(xiàn)將一定質(zhì)量的空氣等溫壓縮,空氣可視為理想氣體.圖8四幅圖像能正確表示該過程中空氣的壓強p和體積V關系的是__________ .

圖8

圖9

問題2(2013年)如圖9所示,一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A依次經(jīng)過狀態(tài)B、C和D后再回到狀態(tài)A.其中,A、B和C、D為等溫過程,B、C和D、A為絕熱過程(氣體與外界無熱量交換).這就是著名的“卡諾循環(huán)”.

(1) 在該循環(huán)過程中,下列說法正確的是( ).

A.A、B過程中,外界對氣體做功

B.B、C過程中,氣體分子的平均動能增大

C.C、D過程中,單位時間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)增多

D.D、A過程中,氣體分子的速率分布曲線不發(fā)生變化

(2) 該循環(huán)過程中,內(nèi)能減小的過程是__________(選填“A、B”、“B、C”、“C、D”或“D、A”).若氣體在A、B過程中吸收63kJ的熱量,在C、D過程中放出38kJ的熱量,則氣體完成一次循環(huán)對外做的功為__________kJ.

圖10

問題3(2013年江蘇南京、鹽城一模)如圖10所示,一彈簧豎直懸掛氣缸的活塞,使氣缸懸空靜止,活塞與氣缸間無摩擦,缸壁導熱性能良好.已知氣缸重為G,活塞截面積為S,外界大氣壓強為p0,環(huán)境溫度為T,活塞與筒底間的距離為d,當溫度升高ΔT時,求:

(1) 活塞與筒底間的距離變化量；

(2) 此過程中氣體對外做的功.

這一組問題能夠有效地訓練學生對“氣體性質(zhì)”知識點的理解和應用,通過學生自主訓練、小組討論、展示交流等環(huán)節(jié),學生很自然地強化了本版塊內(nèi)容的學習,課堂復習的有效性得到提升.

3.4 注重理論聯(lián)系實際,提高解決問題的能力

從高考試題來看,高考越來越注重考查學生對知識的靈活應用及解決實際問題的能力,我們在教學中要緊跟這種變化,在教學內(nèi)容的選取上也要注重理論聯(lián)系實際,選擇生活、生產(chǎn)實際中的問題與所學知識點之間的聯(lián)系,如壓力鍋、噴霧器、太陽能集熱器等.通過分析建立恰當?shù)奈锢砟Ｐ?分析這些模型所涉及的物理過程,明確這些過程所滿足的物理規(guī)律,從而找到解決這些問題的途徑.通過這樣的方法就能不斷提升學生解決實際問題的能力.

總之,選修3-3模塊的復習要回歸課本,夯實基礎,強化基本知識和技能的訓練.課堂教學的設計要調(diào)動學生的復習熱情，滿足不同層次學生的復習需要,幫助學生動腦思考、動手訓練、動口交流來理解概念、規(guī)律.