倾听新课程标准的脚步&2008年山东省高考物理试卷分析_磁感应强度论文

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2008年山东高考理综物理部分恰当体现了“在考查知识的同时,注重考查能力,并把对能力的考查放在首要位置”的精神,试题突出主干,情景求新,新而不难、不偏,活而不怪,不避陈题、注重推陈出新,具有“稳中求变、变中求新、新中求实、体现课改”的特点,偏题、怪题、难题在试卷中基本绝迹,转而注重考查物理的思维方法和处理问题的方法。尽力调整题海战术对高考结果的影响,这种变化趋势能起到很好的导向作用,给下一年的高考备考,提供了明确的指导思想。

一、突出主干知识,注重基本思维方法

从新课标实验区的《考试大纲》和全国统一《考试大纲》比较中,我们会发现高考的平稳发展和过渡。虽然涉及物理学主干内容的知识点略有删减,增加了非主干知识内容的选择性,但高中物理知识的系统性、整体性没有发生变化。主干知识仍是高考命题的重点,且注重对基本概念和物理思维方法的考查,技巧性要求较高的偏题、难题和怪题基本上在试卷中没有出现。

例1 (第25题)两块足够大的平行金属极板水平放置,极板间加有空间分布均匀、大小随时间周期性变化的电场和磁场,变化规律分别如图1(b)、(c)所示(规定垂直纸面向里为磁感应强度的正方向)。在t=0时刻由负极板释放一个初速度为零的带负电的粒子(不计重力)。若电场强度、磁感应强度、粒子的比荷均已知,且,两板间距

(1)求粒子在时间内的位移大小与极板间距h的比值。

(2)求粒子在极板间做圆周运动的最大半径(用h表示)。

图1

(3)若板间电场强度E随时间的变化仍如图1(b)所示,磁场的变化改为如图1(c)所示,试画出粒子在板间运动的轨迹图(不必写计算过程)。

(3)粒子在板间运动的轨迹图见解法1中的图3。

易错警示:本题设计巧妙,考查了带电粒子在交替的匀强电场和匀强磁场中的运动。有些考生看到题目过程复杂而望而生畏,不去做具体的分析,找不到解决问题的突破口。本题过程虽复杂,但掌握了带电粒子在两种场中的运动规律,分析清楚粒子的运动过程(有电场时做匀加速直线运动,有磁场时做匀速圆周运动),即可正确求解。本题字符较多,也使部分学生易丢分。

二、以“过程与方法”为核心的组合型试题成为理综计算题的主要题型

在新课程理念下的高考强调让学生领悟物理思想和方法、体验探究过程、感受物理学的美妙、增强实践意识、养成良好的习惯。注重对于主干知识的考查,题目的难度降低,联系实际的题目增多,情景变得新颖复杂,涉及的物理过程增多,出现了大量的多过程组合式命题,解决这类问题,要注意两个基本点:迅速寻找题目的“切入点”,注意过程转换的“关键点”。

例2 (第24题)某兴趣小组设计了如图4(下页)所示的玩具轨道,其中“2008”四个等高数字用内壁光滑的薄壁细圆管弯成,固定在竖直平面内(所有数字均由圆或半圆组成,圆半径比细管的内径大得多),底端与水平地面相切。弹射装置将一个小物体(可视为质点)以的水平初速度由a点弹出,从b点进入轨道,依次经过“8002”后从p点水平抛出。小物体与地面ab段间的动摩擦因数μ=0.3,不计其他机械能损失。已知ab段长L=1.5m,数字“0”的半径R=0.2m,小物体质量m=0.01kg,。求:

(1)小物体从p点抛出后的水平射程。

(2)小物体经过数字“0”的最高点时管道对物体作用力的大小和方向。

技巧点拨:本题将匀变速直线运动、圆周运动、平抛运动三种高中物理中典型的运动相结合,全面考查了力学的基本规律和基本方法。分析圆周运动某一点的受力情况用牛顿第二定律,曲线运动全过程分析用动能定理,研究平抛运动的基本方法是运动的合成和分解。本题题意新颖,是一道中等难度的好题。

三、以生产、生活和科技为背景立意的探究性命题,在考卷中有较多体现

在《考试大纲》中提出:“高考物理试题着重考查考生的知识、能力和科学素养,注重理论联系实际,注意科学技术和社会、经济发展的联系,注意物理知识在生产、生活等方面的广泛应用。”在本套高考试卷中,出现了大量的联系生产、生活和科技的题目。

例3 (第19题)直升机悬停在空中向地面投放装有救灾物资的箱子,如图5所示。设投放初速度为零,箱子所受的空气阻力与箱子下落速度的平方成正比,且运动过程中箱子始终保持图示姿态。在箱子下落过程中,下列说法正确的是:

图5

(A)箱内物体对箱子底部始终没有压力。

(B)箱子刚从飞机上投下时,箱内物体受到的支持力最大。

(C)箱子接近地面时,箱内物体受到的支持力比刚投下时大。

(D)若下落距离足够长,箱内物体有可能不受底部支持力而“飘起来”。

解析:以整体为研究对象,根据牛顿第二定律:

通过此式可知,随着下落速度的增大,箱内物体受到的支持力逐渐增大,所以(A)、(B)、(D)选项错误,(C)选项正确。

误区警示:本题考查牛顿运动定律的应用,同时注意整体法和隔离法。解本题切忌思维定势的影响,把不受空气阻力情况下的情形加以移植而错选(A)、(D)。

例4 (第18题)据报道,我国数据中继卫星“天链一号01星”于2008年4月25日在西昌卫星发射中心发射升空,经过4天变轨控制后,于5月1日成功定点在东经77°赤道上空的同步轨道。关于成功定点后的“天链一号01星”,下列说法正确的是:

(A)运行速度大于7.9km/s。

(B)离地面高度一定,相对地面静止。

(C)绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大。

(D)向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小相等。

解析:本题综合考查了卫星和同步卫星的有关知识、应用万有引力定律解题的基本思路。7.9km/s是人造卫星的第一宇宙速度,是近地卫星的运转速度,也是人造卫星的最大运行速度,所以同步卫星的运行速度小于7.9km/s,(A)选项错误;根据得:卫星的高度,由于同步卫星的周期T(等于地球自转周期)确定,所以高度就确定,故(B)选项正确。同步卫星的周期(1天)比月球运转的周期(约28天)小,所以同步卫星比月球的角速度大,(C)选项正确;地球赤道上的物体和卫星的角速度相同,但半径不同,根据知,卫星的向心加速度大,(D)选项错误。

误区警示:本题易错点在(D)项。要正确解答需明确静止在赤道上的物体的向心力不是万有引力,而是重力和支持力的合力,不能根据来比较物体和卫星的向心加速度。要注意赤道上物体和卫星的共性——角速度相等,从而正确解题。

四、实验仍以电学实验为主,增强实验命题的探究性

实验命题仍以常规电学实验为主,组合式实验命题成为命题新亮点,23题以最新的科技成果为背景,考查了电学实验的设计能力和实验数据的处理能力。从新材料、新情景中舍弃无关因素,会看到这是一个考查伏安法测电阻的电路设计问题,及如何根据测得的U、I值求电阻。第(3)、(4)问则考查考生思维的灵敏度和创新能力。总之本题是一道以能力立意为主,充分体现新课程标准的三维目标,考查学生的创新能力、获取新知识的能力、建模能力的一道好题。

例5 (第23题)2007年诺贝尔物理学奖授予了两位发现“巨磁电阻”效应的物理学家。材料的电阻随磁场的增加而增大的现象称为磁阻效应,利用这种效应可以测量磁感应强度。

若图6为某磁敏电阻在室温下的电阻—磁感应强度特性曲线,其中分别表示有、无磁场时磁敏电阻的阻值。为了测量磁感应强度B,需先测量磁敏电阻处于磁场中的电阻值。请按要求完成下列实验。

图6

图7

(1)设计一个可以测量磁场中该磁敏电阻阻值的电路,在图7的虚线框内画出实验电路原理图(磁敏电阻及所处磁场已给出,待测磁场磁感应强度大小约为0.6~1.0T,不考虑磁场对电路其他部分的影响)。要求误差较小。提供的器材如下:

A.磁敏电阻,无磁场时阻值=150Ω。

B.滑动变阻器R,全电阻约20Ω。

C.电流表A,量程2.5mA,内阻约30Ω。

D.电压表V,量程3V,内阻约3kΩ。

E.直流电源E,电动势3V,内阻不计。

F.开关S,导线若干。

(2)正确接线后,将磁敏电阻置入待测磁场中,测量数据如表1。

表1

1 2 3 4 5 6

U/V 0.00

0.45

0.91

1.50

1.79

2.71

I/mA0.00

0.30

0.60

1.00

1.20

1.80

根据表1可求出磁敏电阻的测量值=______Ω,结合图6可知待测磁场的磁感应强度B=______T。

(3)试结合图6简要回答,磁感应强度B在0~0.2T和0.4~1.0T范围内磁敏电阻阻值的变化规律有何不同?

(4)某学生查阅相关资料时看到了图8所示的磁敏电阻在一定温度下的电阻-磁感应强度特性曲线(关于纵轴对称)。由图线可以得到什么结论?

图8

图9

解法探究:(1)当B=0.6T时,磁敏电阻阻值约为6×150Ω=900Ω,当B=1.0T时,磁敏电阻阻值约为11×150Ω=1650Ω。由于滑动变阻器全电阻20Ω比磁敏电阻的阻值小得多,故滑动变阻器选择分压式接法;由于,所以电流表应内接。电路图如图9所示。

(2)方法1:根据表中数据可以求得磁敏电阻的阻值分别为:

方法2:根据表中的数据作出U-I图像,图像的斜率即为电阻(略)。

(3)在0~0.2T范围,图线为曲线,故磁敏电阻的阻值随磁感应强度非线性变化(或非均匀变化);在0.4~1.0T范围内,图线为直线,故磁敏电阻的阻值随磁感应强度线性变化(或均匀变化);

(4)从图8中可以看出,当加磁感应强度大小相等、方向相反的磁场时,磁敏电阻的阻值相等,故磁敏电阻的阻值与磁场方向无关。

五、图像问题仍然是命题的重点

用图像描述两个或两个以上物理量之间的关系是物理学常用的方法,充分利用图像给予的信息、条件、功能,寻找相关物理量之间的关系、求解较复杂的物理问题的答案,是现代科学研究中的一种重要方法。高考物理试题常常会利用图像反映物理规律的问题。

例6 (第17题)质量为1500kg的汽车在平直的公路上运动,v-t图像如图10所示。由此可求

(A)前25s内汽车的平均速度。

(B)前10s内汽车的加速度。

(C)前10s内汽车所受的阻力。

(D)15~25s内合外力对汽车所做的功。

图10

解析:v-t图像下的“面积”表示物体的位移,所以从图像可求出前25s内汽车的位移,进而可求前25s内汽车的平均速度,故(A)选项正确;v-t图像的斜率表示加速度,所以前10s内汽车的加速度可求,(B)选项正确;已知加速度和质量根据牛顿第二定律只能求汽车受到的合外力,但不能求阻力,(C)选项错误;15~25s内合外力对汽车所做的功等于汽车动能的增加量,两个时刻的速度已知,所以合力做的功可求,(D)选项正确。

总结归纳:本题考查对运动图像、牛顿第二定律、动能定理的掌握情况。对运动图像的分析是解题的关键。对v-t图像要掌握图像斜率的意义(加速度)、“面积”的意义(位移)和截距的意义(初速度)。

六、选考部分难度降低,“Ⅱ级要求”成为命题重点

在新课标实验省区考试重心前移,加重了主干知识的考查,对选考部分的要求降低,由于选考部分命题仅限于模块内综合,所以在试卷中选考部分命题难度降低,考查知识要点变得较为明确,一般将考试大纲中的“Ⅱ级要求”作为命题重点。

例7 (第36题)[物理-物理3-3]

如图11所示,喷雾器内有10L水,上部封闭了1atm的空气2L。关闭喷雾阀门,用打气筒向喷雾器内再充入1atm的空气3L(设外界环境温度一定,空气可看作理想气体)。

图11

(1)当水面上方气体温度与外界温度相等时,求气体压强,并从微观上解释气体压强变化的原因。

(2)打开喷雾阀门,喷雾过程中封闭气体可以看成等温膨胀,此过程气体是吸热还是放热?简要说明理由。

微观解释:温度不变,分子平均动能不变,但单位体积内分子数增加,所以压强增加。

(2)吸热。气体膨胀对外做功而内能不变,根据热力学第一定律可知气体吸热。

易错警示:本题注意应用气体实验定律的研究对象是一定质量的气体,要合理选择研究对象,保证应用定律的条件成立。

例8 (第37题)[物理-物理3-4]

麦克斯韦在1865年发表的《电磁场的动力学理论》一文中揭示了电、磁现象与光的内在联系及统一性,即光是电磁波。

图12

(1)一单色光波在折射率为1.5的介质中传播,某时刻电场横渡图像如图12所示,求该光波的频率。

(2)图13表示两面平行玻璃砖的截面图,一束平行于CD边的单色光入射到AC界面上,a、b是其中的两条平行光线。光线a在玻璃砖中的光路已给出。画出光线b从玻璃砖中首次出射的光路图,并标出出射光线与界面法线夹角的度数。

解析:(1)设光在介质中的传播速度为v,波长为λ,频率为f,则

(2)光路如图14所示。

技巧点拨:本题考查了3-4部分的两个重要知识点:波的图像、波长周期频率的关系和几何光学。题目难度不大,要注意基本知识的落实情况。

图13

图14

例9 (第38题)[物理-物理3-5]

(1)在氢原子光谱中,电子从较高能级跃迁到n=2能级发出的谱线属于巴耳末线系。若一群氢原子自发跃迁时发出的谱线中只有2条属于巴耳末线系,则这群氢原子自发跃迁时最多可发出______条不同频率的谱线。

(2)一个物体静置于光滑水平面上,外面扣一质量为M的盒子,如图15所示。现给盒子一初速度,此后,盒子运动的v-t图像呈周期性变化,如图16所示。请据此求盒内物体的质量。

图15

图16

联立①、②式解得

m=M。③

(也可通过图像分析得出,结合动量守恒,得出正确结论)

总结归纳:本题为了照顾3-5课本知识的覆盖面,此题也是两部分知识的组合,考查了玻尔能级跃迁和动量守恒定律。第(1)小题较基础,第(2)小题首先要从图像上分析出盒子和物体间的碰撞为弹性碰撞。

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