注重基础考查 着意能力测试——2011年浙江高考理综(物理)试题评析

王超良

(浙江省义乌中学,浙江义乌 322000)

2011年浙江高考理综(物理)试题题目新颖有特点,着眼基础、重视实践、注重建模,着意能力考查,很多试题低起点、要求高,粗看比较眼熟,但细看能力要求较高.无论从高校选拔人才的角度,还是从对中学物理教学的导向方面来看,都将产生非常积极的影响.

仔细分析2011年浙江高考理综(物理)试题,可以发现以下几个亮点.

1 试题中注重基础知识与基本技能的考查,没有偏题、怪题,没有物理知识点的重复,也没有繁杂的数学计算,却有效地对力、电、磁、光和原子物理等知识点进行了较为全面的考查

2011年的浙江高考理综(物理)试题的第1个亮点是,在内容的选择上,在注重主干知识、核心内容检测的同时,突出了对基础知识与基本技能的考查.也不回避陈题与教材上直接呈现的内容,通过改变、调整和重组等方式,使之旧貌变新颜,提高了对考生理解能力的要求.

例如,第14题原本是个非常经典的陈题,但通过“在光滑冰面上拔河”的限定后,给人眼睛一亮的感觉,它既考查了平衡力与相互作用力的区别,也考查了牛顿运动定律在一个具体问题情境中的应用.在这里,一部分对有关物理概念与规律的理解原本就不够敞亮的考生,其头脑中原有的知识与经验,几乎被颠覆了,其认知能力遇到了强烈的挑战.第15、17、18、19题立足于考查学生对天然放射现象、光的反射定律与折射定律、机械波及天体运动等基本概念和规律的理解与应用能力.第16题,要求学生在探究变压器规律时要关注理想变压器应该满足的条件,着意引导学生不死记公式,要关注分析问题和解决问题的过程.第20题,是教材中粒子选择器的改编题,着重考查考生对物理情境的识别能力、分析综合物理问题的能力和运用数学知识解决问题的能力.第23题,是将一些考生非常熟悉的力电综合的常规题进行重组整合而成的,考生必须在“边走边想边计算边看”中充分展示清楚物理情境后,才能顺利闯关,对考生处理具体问题时的应变策略进行了有效的考查,并对考生的动力学知识、磁通量的概念、感应电流的产生条件和法拉第电磁感应定律等概念与规律进行了较为系统的考查,是一个非常给力的好题.这样的试题,有利于扭转中学教学中进行大容量练习的局面,切实减轻学生的课业负担.

2 试题中生活气息浓郁、时代特征明显,很好地体现了物理学理论联系实际的特点

2011年的浙江高考理综(物理)试题的第2个鲜明的特点是,重视与科技、生产和生活实际的联系.试题的设计注重考查考生运用所学物理知识解决生活中实际问题的能力.许多试题情境和设问角度新颖独到,构思巧妙,不落俗套.如第17题,把光的反射与折射现象跟用“B超”探测人体内脏糅在一起,让考生体味到了“学以致用”的乐趣.第18题,精心设置了“已知地震波的纵波波速大于横波波速,此性质可用于横波的预警”的选项,这就需要考生具有较宽的知识面和一定的分析综合问题的能力.第21题,要求学生能从试题提供的照片中正确选取实验必需的实验仪器,并说明所选器材的作用.第22题,要求学生以良好的实验操作和数据处理能力为基础,根据被测物理量的性质正确作图,并得出结论.这两个实验试题都源于教材中的学生实验,关注知识的获取过程,着重于考查考生对实验目的的理解、实验原理的把握、实验仪器的选择、实验操作的过程与实验数据的处理等方面能力的考查,考查的角度有所创新.尽管题目本身并不难,比往年高考实验题的难度降低了不少,但对于没有认真经历整个实验过程体验的考生,是很难答在点子上的.这样的实验题,可以有效地甄别考生是真正动手认真做过实验还是仅仅停留在“纸上谈兵”的层面上,有利于引导学生重视实验过程,认真踏实地做好每个实验,这正是命题者的良苦用心所在.第24题、25题,以当前的热点问题新能源汽车及静电除尘为背景,要求学生在理解相关问题的物理过程与本质的基础上,建立物理模型,运用相应的物理规律和方法解决问题,体现了物理学与科学技术和社会生活的紧密联系.这些题目,都以学生比较熟悉的内容为背景,经过适当的拓展整合成题,起点低、入手易,又不失灵活性与区分度,以考查考生运用物理知识解决实际问题的能力,对帮助学生形成“学以致用”的观念具有非常积极的意义,较好地体现了高考命题中“源于教材,又不拘泥于教材”的理念,为当前的中学物理教学指明了方向.

3 试题中探究之处俯拾可见,能很好地甄别学生的分析综合能力,新课程理念与高考的选拔功能都得到充分的体现

2011年的浙江高考理综(物理)试题的第3个可圈可点的地方是,注重新颖物理情境的创设.试题在注重对基本概念、基本规律和基本思维方法考查的同时,也充分地注意到了继承与发展的关系.如第17题的用“B超”探测人体内脏,第18题中关于地震预警的选项,第24题的“节能混合动力车”以及第25题的“静电除尘装置”,都是将书本上的知识进行巧妙包装后的产品,着力于考查考生分析问题与解决问题的能力.

下面,通过几个典型题的分析来体会2011年浙江高考理综(物理)试题对学生能力考查的特点.

例1.节能混合动力车是一种可以利用汽油及所储存电能作为动力来源的汽车.有一质量 m=1 000 kg的混合动力车,在平直公路上以 v1=90 km/h匀速行驶,发动机的输出功率为P=50 kW.当驾驶员看到前方有80 km/h的限速标志时,保持发动机功率不变,立即启动利用电磁阻尼带动的发电机工作给电池充电,使轿车做减速运动,运动L=72 m后,速度变为 v2=72 km/h.此过程中发动机功率的用于轿车的牵引,用于供给发电机工作,发动机输送给电动机的能量最后有50%转化为电池的电能.假设轿车在上述运动过程中所受阻力保持不变.求:

(1)轿车以90 km/h在平直公路上匀速行驶时,所受阻力F阻的大小;

(2)轿车从90 km/h减速到72 km/h过程中,获得的电能 E电;

(3)轿车仅用其在上述减速过程中获得的电能 E电维持72 km/h匀速运动的距离L′.

解析:(1)汽车牵引力与输出功率关系为P=F牵v,将P=50 W,v1=90 km/h=25 m/s,代入得2×103N,轿车匀速运动时,牵引力与阻力大小相等,有F阻=2×103N.

(3)根据题设,轿车在平直公路上匀速行驶时受到的阻力仍为 F阻=2×103N.在此过程中,由能量转化与守恒定律可知,仅有电能用于克服阻力做功 E电=F阻L′,代入数据得 L′=31.5 m.

点评:本题情境设置新颖,所涉及到的背景材料内容丰富,数据众多,只有当考生能真正把握“节能混合动力车”在行驶过程中所发生的物理过程的本质时,才能准确无误地运用相应的物理规律顺利解决问题.

例2.如图1甲所示,静电除尘装置中有一长为 L、宽为b、高为 d的矩形通道,其前、后面板使用绝缘材料,上、下面板使用金属材料.图1乙是装置的截面图,上、下两板与电压恒定的高压直流电源相连.质量为 m、电荷量为-q、分布均匀的尘埃以水平速度 v0进入矩形通道,当带负电的尘埃碰到下板后其所带电荷被中和,同时被收集.通过调整两板间距d可以改变收集效率.当 d=d0时,η为81%(即离下板0.81d0范围内的尘埃能够被收集).不计尘埃的重力及尘埃之间的相互作用.

(1)求收集效率为100%时,两板间距的最大值 dm;

(2)求收集效率η与两板间距d的函数关系;

(3)若单位体积内的尘埃数为n,求稳定工作时单位时间下板收集的尘埃质量与两板间距d的函数关系,并绘出图线.

图1

解析:(1)收集效率 η为81%,即离下板 0.81d0的尘埃恰好到达下板的右边缘,设高压电源的电压为 U,则在水平方向有 L=v0t,在竖直方向有其中.当减小两板间距时,能够增大电场强度,提高装置对尘埃的收集效率.收集效率恰好为100%时,两板间距即为dm.如果进一步减小 d,收集效率仍为100%.因此,在水平方向有 L=v0t,在竖直方向有 dm=,其 中.联立以上方程可得 dm=0.9d0.

(2)通过前面的求解可知,当 d≤0.9d0时,收集效率 η均为100%.当 d＞0.9d0时,设距下板处 x的尘埃恰好到达下板的右端边缘,此时有根据题意,收集效率为联立以上方程及问题(1)中的几个式子可得

图2

点评:该题是以静电除尘为背景构建起来建模题.是对带电粒子在电场中运动的题目进行调动、整合与创新后的精品题.它要求考生具有较强的通过力与运动的关系展示物理情境的能力,具有较强的获取信息与对各种信息进行分析综合的能力,具有运用从特殊到一般的思维策略把握思维方向的能力和用数形结合的方法构建相关物理量间关系的能力及驾驭全局的能力.这样的题目,对发挥优秀考生的主观能动性,提高考试的区分度,对高校选拨人才来说都能发挥积极的作用.

当然,2011年的浙江高考理综(物理)试题也有美中不足的地方.如第16题,从选拔性考试必须考虑的区分度方面来看,该题就很容易沦落为废题.第22题,通过表格提供的实验数据并不科学合理,表格中所给的电压过高,根据题中的有关数据,稍加计算就可发现金属丝中消耗的热功率过大,电阻丝的温度过高.在移动金属丝上可移动的接触点P的过程中,金属线的温度变化非常明显,当电流表中的读数还没有调到1.2 A时,就已经可以闻到漆包线烧焦的气味了,这是实验所不允许的.因此,参加高考命题的专家真的有必要实实在在地去做一做实验,用自己获得的第一手实验资料作为拟题的依据,使题中的出现数据科学合理,也努力创造出一些“让不做实验的考生得不到高分”的好题.另外,第25题的“静电除尘装置”问题,从压轴的角度来看,也有一种难担大任的感觉.

但是,从总的感觉来看,2011年的浙江高考理综(物理)试题的命题是非常成功的.无论从考试内容,还是从考试形式来看,都在延续近几年来浙江高考理综(物理)试题风格的基础上,进行了有益的尝试与创新.注重了对基本概念、基本规律和基本思维方法的考查,题目设计思路清晰,难度设置较为合理,符合当前中学教学的实际情况.这样的试题,既有利于高校选拔新生,也有利于激发学生学习科学的兴趣,培养学生实事求是的态度,形成正确的价值观,促进“知识与技能”、“过程与方法”、“情感态度与价值观”三维教学目标的实现,对今后的中学物理教学能起到很好地导向作用.