江苏高考卷选修3-3试题特色与复习建议

耿玉盛

(江苏省扬州市邗江区教研室,江苏 扬州 225012)

江苏高考卷选修3-3试题特色与复习建议

耿玉盛

(江苏省扬州市邗江区教研室,江苏 扬州 225012)

本文分析了近几年江苏高考卷选修3-3试题特色,给出了高三选修模块复习建议.选修3-3概念、规律较多,但能力要求相对较低,在复习时要加强对基本概念和基本规律的理解,复习中要紧扣课本,构建知识网络,精选例题分析,注重联系生活、生产实际.

高考物理；选修3-3；试题特色;复习建议

江苏省高考物理试卷中选修模块3-3占10分,对学生(特别是学习基础和能力相对较弱的学生)在高考中能否达B起着重要的作用.选修3-3模块中概念、规律较多,但能力要求相对较低,因此在复习时要加强对基本概念、规律的理解和记忆.本文分析了近几年江苏高考卷选修3-3模块试题特色,给出了高三复习选修3-3模块的建议.

表1 2008—2016年高考题选修3-3模块考题知识点统计分析

从统计表中我们发现九年的高考试题突出重点，兼顾非主干知识.分子动理论中阿伏伽德罗常数的应用(2008—2010、2013、2014年)都作为计算题出现在最后一小题，其他考查的重点内容为：气体状态变化图像、实验定律的应用(2008、2010、2012—2016年)，内能的改变、热力学第一定律(2008—2014、2016年).在命题中突出重点的同时,对其他非主干知识也都有兼顾:分子力、分子热运动、分子平均动能、熵(2009年),油膜法估测分子的大小(2011年),液体表面张力、分子运动速率的分布规律(2012年),气体压强的微观机制、分子热运动速率分布规律(2013年),理想气体(2014年),固体的性质、压强的微观机制和理想气体的内能(2015年),内容饱和汽、饱和汽压(2016年新增).

结构稳中有变，2008年—2012年间三小题均为独立题干,2013、2014年为同一题干下衍生出的三个小问题,2015、2016年第一小题为独立题干，第二和第三小题为相同题干.

2 江苏高考卷选修3-3模块试题特色分析

在选修3-3模块中概念、规律较多,但能力要求相对较低.例如:气体实验定律、热力学定律和能量守恒定律,以温度、内能和压强为主体的热学概念,从微观的角度用分子动理论的观点来认识热现象和气体压强的产生等均为命题的热点.

2.1 部分试题取材于课本插图和习题

示例1(2012年)：(1) 下列现象中,能说明液体存在表面张力的有( ).

A. 水黾(一种昆虫)可以停在水面上

B. 叶面上的露珠呈球形

C. 滴入水中的红墨水很快散开

D. 悬浮在水中的花粉做无规则运动

(2) 密闭在钢瓶中的理想气体,温度升高时压强增大.从分子动理论的角度分析,这是由于分子热运动的__________ 增大了.该气体在温度T1、T2时的分子速率分布图像如图1所示,则T1__________ (选填“大于”或“小于”)T2.

图1

示例2(2016年)：如图2所示,在斯特林循环的p-V图像中,一定质量理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A,整个过程由两个等温和两个等容过程组成.B→C的过程中,单位体积中的气体分子数目__________ (选填“增大”、“减小”或“不变”),状态A和状态D的气体分子热运动速率的统计分布图像如图3所示,则状态A对应的是__________ (选填“①”或“②”).

示例1中第(1)小问考查液体的表面张力,A、B两个选项取材于人教版选修P44页图9.2-1露珠呈球形、图9.2-2水黾可以停在水面两幅插图,C、D两个选项取材于人教版P6页实验.示例2考查学生对压强微观机制的理解以及对分子速率分布规律的理解,图1、图3均取材于人教版选修P33页图8.4-2氧气分子的速率分布图像.

示例3(2011年)：(1) 如图4所示,一演示用的“永动机”转轮由5根轻杆和转轴构成,轻杆的末端装有形状记忆合金制成的叶片,轻推转轮后,进入热水的叶片因伸展面“划水”,推动转轮转动.离开热水后,叶片形状迅速恢复,转轮因此能较长时间转动.下列说法正确的是( ).

A. 转轮依靠自身惯性转动,不需要消耗外界能量

B. 转轮转动所需能量来自形状记忆合金自身

C. 转动的叶片不断搅动热水,水温升高

D. 叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量

(2) 如图5所示,内壁光滑的气缸水平放置.一定质量的理想气体被密封在气缸内,外界大气压强为p0.现对气缸缓慢加热,气体吸收热量Q后,体积由V1增大为V2.则在此过程中,气体分子平均动能__________ (选增“增大”、“不变”或“减小”),气体内能变化了__________ .

本示例第(1)小问取材于人教版P68页“说一说”中的永动机问题,考查学生对能量转化和守恒定律的理解.第(2)小问为人教版P69页“问题与练习”第2题模型,考查学生对分子平均动能、气体的内能理解以及热力学第一定律的应用.

2.2 注重联系生产、生活实际

高考命题的指导思想为:“重视对考生科学素养的考查,注重理论联系实际,关注物理科学与技术、社会的联系,关注物理知识在现代生产、生活等方面的广泛应用”.江苏高考中特别注重上述指导思想在试题中的体现.

示例4(2014年)：一种海浪发电机的气室如图6所示.工作时,活塞随海浪上升或下降,改变气室中空气的压强,从而驱动进气阀门和出气阀门打开或关闭.气室先后经历吸入、压缩和排出空气的过程,推动出气口处的装置发电.气室中的空气可视为理想气体.

图6

(1) 下列对理想气体的理解,正确的有_____.

A. 理想气体实际上并不存在,只是一种理想模型

B. 只要气体压强不是很高就可视为理想气体

C. 一定质量的某种理想气体的内能与温度、体积都有关

D. 在任何温度、任何压强下,理想气体都遵循气体实验定律

(2) 压缩过程中,两个阀门均关闭.若此过程中,气室中的气体与外界无热量交换,内能增加了3.4×104J,则该气体的分子平均动能__________ (选填“增大”、“减小”或“不变”),活塞对该气体所做的功__________ (选填“大于”、“小于”或“等于”)3.4×104J.

(3) 上述过程中,气体刚被压缩时的温度为27℃,体积为0.224m3,压强为1个标准大气压.已知1mol气体在1个标准大气压、0℃时的体积为22.4L,阿伏伽德罗常数NA=6.02×1023mol-1.计算此时气室中气体的分子数.

示例5(2015年)：(2) 在装有食品的包装袋中充入氮气,可以起到保质作用.某厂家为检测包装袋的密封性,在包装袋中充满一定量的氮气,然后密封进行加压测试.测试时,对包装袋缓慢地施加压力.将袋内的氮气视为理想气体,则加压测试过程中,包装袋内壁单位面积上所受气体分子撞击的作用力__________ (选填“增大”、“减小”或“不变”),包装袋内氮气的内能__________ (选填“增大”、“减小”或“不变”).

(3) 给某包装袋充入氮气后密封,在室温下,袋中气体压强为1个标准大气压、体积为1L.将其缓慢压缩到压强为2个标准大气压时,气体的体积变为0.45L.请通过计算判断该包装袋是否漏气.

示例6(2016年)：(1) 在高原地区烧水需要使用高压锅,水烧开后,锅内水面上方充满饱和汽,停止加热,高压锅在密封状态下缓慢冷却,在冷却过程中,锅内水蒸汽的变化情况为_______.

A. 压强变小

B. 压强不变

C. 一直是饱和汽

D. 变为未饱和汽

示例4以现代生产中海浪发电机为背景设置了三个小问题,考查了学生对理想气体、分子平均动能概念的理解、热力学第一定律、气体实验定律的应用以及阿伏伽德罗常数的应用等；示例5以食品包装袋中冲入氮气为背景，考查学生对气体压强的微观机制的理解以及影响气体内能的变化的因素的理解；示例6以高原地区使用高压锅为背景考查饱和汽和饱和气压.

3 高三选修3-3模块的复习建议

选修3-3模块13个考点均为Ⅰ级要求,近几年江苏高考卷选修3-3模块试题重点考查学生对基本概念、基本规律的理解和简单应用.但高考成绩的统计表明选修3-3得分率在0.6左右,有些年份甚至更低,与命题者的最初预估有一定的差距.究其原因，笔者认为有这样几个方面:一是学生对基本概念、规律未能真正理解,对易混概念未能辨析清楚,没有建立知识的网络,导致考试时概念混淆；二是未能有效建立物理模型,导致规律乱用；三是未能理论联系实际,导致遇到实际问题时无从下手等.针对学生中存在的问题提出以下建议.

3.1 紧扣课本,夯实基础

以课程标准和考试说明为依据,以教材为线索,以考试说明中的知识点作为重点,注重基本概念、规律的复习,理解概念、规律的含义,掌握其产生背景、适用条件、与相关知识的联系,弄清它们的本质,会运用他们分析、解决实际问题.

选修3-3模块为热学部分，基本概念和现象比较多,高考的要求比较低，均为Ⅰ级要求,也正因为如此,往往在复习中花的功夫不是很多.虽然难度不大,但绝不能掉以轻心.在复习中要特别注意课本的重要性.在复习中针对各知识点提出一些问题,让学生带着问题看课本,避免盲目性.以问题的形式复习知识点,促进学生回归课本,探寻本源.对这部分的内容一定要做到熟读、精读课本.看懂、看透,绝不留死角,包括课后的阅读材料、小实验、小资料等.例如2011年高考12A的第(2)问,是以人教版选修3-3第十章第三节“热力学第一定律”课后“问题与练习”的第2题为背景改编而成.

3.2 构建知识网络,突出重点

对选修3-3模块划分出三个专题,每个专题构建成一个完整的网络架构,以一些关键的知识为出发点,以点带面,全面了解和掌握所有知识.在第一轮复习中理清知识点之间的横向和纵向的联系,构建完整的知识网络框架.在这个框架的帮助下,解决问题都可以快速找到相关的知识或方法,这将有助于学生更好地理解有关的问题,有助于学生提升理解能力、分析能力和应用知识解决问题的能力.例如分子动理论部分可以构建如图7所示的知识框架.

图7

3.3 以问题为引领,提高课堂的实效性

高三复习中以问题为引领,以学生自主学习为核心,是提高学生课堂学习效率的关键.在高三复习中问题的提出要注意两点:一要立足学生的实际；二是设计的问题兼顾不同层次学生的需要.如何设置有效的问题,教师要深入研究考纲、教材和学生,精心设计课堂教学,增强教学的针对性.由于选修模块相对知识点较为零散,教师在设置问题时要注意知识点之间的内在联系,可以用题组的形式展现给学生,帮助学生记住零散知识点，能正确理解和应用重点知识.例如在复习《气体性质》内容时,我们可以选择下列问题让学生自主训练后进行交流讨论.

问题1(2010年第1小问)为了将空气装入气瓶内,现将一定质量的空气等温压缩,空气可视为理想气体.图8四幅图像能正确表示该过程中空气的压强p和体积V关系的是__________ .

图8

图9

问题2(2013年)如图9所示,一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A.其中,A、B和C、D为等温过程,B、C和D、A为绝热过程(气体与外界无热量交换).这就是著名的“卡诺循环”.

(1) 在该循环过程中,下列说法正确的是( ).

A.A、B过程中,外界对气体做功

B.B、C过程中,气体分子的平均动能增大

C.C、D过程中,单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多

D.D、A过程中,气体分子的速率分布曲线不发生变化

(2) 该循环过程中,内能减小的过程是__________(选填“A、B”、“B、C”、“C、D”或“D、A”).若气体在A、B过程中吸收63kJ的热量,在C、D过程中放出38kJ的热量,则气体完成一次循环对外做的功为__________kJ.

图10

问题3(2013年江苏南京、盐城一模)如图10所示,一弹簧竖直悬挂气缸的活塞,使气缸悬空静止,活塞与气缸间无摩擦,缸壁导热性能良好.已知气缸重为G,活塞截面积为S,外界大气压强为p0,环境温度为T,活塞与筒底间的距离为d,当温度升高ΔT时,求:

(1) 活塞与筒底间的距离变化量；

(2) 此过程中气体对外做的功.

这一组问题能够有效地训练学生对“气体性质”知识点的理解和应用,通过学生自主训练、小组讨论、展示交流等环节,学生很自然地强化了本版块内容的学习,课堂复习的有效性得到提升.

3.4 注重理论联系实际,提高解决问题的能力

从高考试题来看,高考越来越注重考查学生对知识的灵活应用及解决实际问题的能力,我们在教学中要紧跟这种变化,在教学内容的选取上也要注重理论联系实际,选择生活、生产实际中的问题与所学知识点之间的联系,如压力锅、喷雾器、太阳能集热器等.通过分析建立恰当的物理模型,分析这些模型所涉及的物理过程,明确这些过程所满足的物理规律,从而找到解决这些问题的途径.通过这样的方法就能不断提升学生解决实际问题的能力.

总之,选修3-3模块的复习要回归课本,夯实基础,强化基本知识和技能的训练.课堂教学的设计要调动学生的复习热情，满足不同层次学生的复习需要,帮助学生动脑思考、动手训练、动口交流来理解概念、规律.