基础与能力，变化与创新

吴俊+沈艳杰

2016年10月，新课标考纲突变，将3-5选考内容变为必考内容。这对于高考复习时间已过半的广大考生来说一时难以接受。顾及时间节点和考生的具体情况，2017年高考物理试题中，有关3-5内容的题目虽然是必考题，但难度相对容易，侧重基础。

从具体内容上看，全国卷Ⅰ考查内容为3力+4电+ 1原子物理，全国卷Ⅱ为4力+3电+1原子物理，全国卷Ⅲ为4力+3电+1原子物理。实验题、计算题依然为1力+1电组合，全国卷Ⅲ压轴题为常见的板块模型，连续几年的电磁感应计算题暂时消失，用电场问题取代。因为3-5变为必考内容，力学和电学两块内容的考查比例略微有变化，但力学和电学唱主角的格局不变，对主干知识的考查未变。

在题型方面，2017年全国三套试卷的选择题均采用5单选+3多选形式，谋得平衡。

一、突出主干知识，加强能力考查

以全国卷Ⅱ来说，物理主干知识中的力学占卷面总分的43.6%，所以高考命题既强调基础，也重视主干，利用主干知识能有效地考查考生的推理能力、分析综合能力及实验能力，甚至是应用数学解决物理问题的能力。在全国卷Ⅰ第15题中发球机平抛乒乓球、第16题中的叠加场，全国卷Ⅰ第19题与全国卷Ⅲ第18题都涉及磁场的叠加，本文例1中的导体框和例2中的板块模型更是大家熟知的法拉第电磁感应定律应用、牛顿运动定律应用的典型代表。另外应用数学处理物理问题的能力是考纲中强调的五大能力之一，在这些年的高考中一直连续考查，比较突出的是图象问题、函数问题（全国卷Ⅱ第17题中的极值问题）等。

【例1】（2017年全国卷Ⅱ）（多选）两条平行虚线间存在一匀强磁场，磁感应强度方向与纸面垂直。边长为0.1 m、总电阻为0.005 Ω的正方形導线框abcd位于纸面内，cd边与磁场边界平行，如图1（a）所示。已知导线框一直向右做匀速直线运动，cd边于t=0时刻进入磁场。线框中感应电动势随时间变化的图线如图1（b）所示（感应电流的方向为顺时针时，感应电动势取正）。下列说法正确的是（ ）

图（a） 图（b）

图1

A. 磁感应强度的大小为0.5 T

B. 导线框运动速度的大小为0.5 m/s

C. 磁感应强度的方向垂直于纸面向外

D. 在t=0.4 s至t=0.6 s这段时间内，导线框所受的安培力大小为0.1 N

【解析】导线框运动的速度v==m/s=

0.5 m/s，根据E=BLv=0.01 V可知，B=0.2 T，A项错误，B项正确；根据楞次定律可知，磁感应强度的方向垂直于纸面向外，C项正确；在t=0.4 s至t=0.6 s这段时间内，导线框中的感应电流I== A=2 A，

安培力大小为F=BIL=0.04 N，D项错误。

【答案】BC

【例2】（2017年全国卷Ⅲ）如图2所示，两个滑块A和B的质量分别为mA=1 kg和mB=5 kg，放在静止于水平地面上的木板的两端，两者与木板间的动摩擦因数均为μ1=0.5；木板的质量为m=4 kg，与地面间的动摩擦因数为μ2=0.1。某时刻A、B两滑块开始相向滑动，初速度大小均为v0=3 m/s。A、B相遇时，A与木板恰好相对静止。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小g=10 m/s2。求：

（1）B与木板相对静止时，木板的速度；

（2）A、B开始运动时，两者之间的距离。

【解析】（1）滑块A和B在木板上滑动时，木板也在地面上滑动。设A、B所受木板的摩擦力和木板所受地面的摩擦力大小分别为f1、f2和f3，A和B相对于地面的加速度大小分别为aA和aB，木板相对于地面的加速度大小为a1。在滑块B与木板达到共同速度前有f1=μ1mAg①，f2=μ1mBg②，f3=μ2（m+mA+mB）g③，由牛顿第二定律得f1=mAaA④，f2=mBaB⑤，f2-f1-f3=ma1⑥，设在t1时刻，B与木板达到共同速度，其大小为v1。由运动学公式有v1=v0-aBt1⑦，v1=a1t1⑧，联立①②③④⑤⑥⑦⑧式，代入已知数据得v1=1 m/s⑨。

（2）在t1时间间隔内，B相对于地面移动的距离为sB=v0t1-aBt12⑩，设在B与木板达到共同速度v1后，

木板的加速度大小为a2。对于B与木板组成的体系，由牛顿第二定律有f1+f3=（mB+m）a2?，由①②④⑤式知，aA=aB；再由⑦⑧式知，B与木板达到共同速度时，A的速度大小也为v1，但运动方向与木板相反。由题意知，A和B相遇时，A与木板的速度相同，设其大小为v2。设A的速度大小从v1变到v2所用的时间为t2，则由运动学公式，对木板有v2=v1-a2t2，对A有v2=

-v1+aAt2?，在t2时间间隔内，B（以及木板）相对地面

移动的距离为s1=v1t2-a2t22?，在（t1+t2）时间间隔内，

A相对地面移动的距离为sA=v0（t1+t2）-aA（t1+t2）2?，A

和B相遇时，A与木板的速度也恰好相同。因此A和B开始运动时，两者之间的距离为s0=sA+s1+sB?，联立以上各式，并代入数据得s0=1.9 m?。

本题也可用如图3所示的速度—时间图线求解。

【答案】（1）1 m/s（2）1.9 m

二、遵循考纲变化，强调学科完整

2016年的考纲变化反映了物理学对高中物理知识体系完整性的要求。动量定理和动量守恒定律作为物理中解决动力学问题的三把金钥匙之一，本就是不可或缺的内容。2017年高考物理命题中，全国卷Ⅰ是求火箭动量，全国卷Ⅱ是核反应，相对容易，侧重基础。不管2018年高考命题怎样变化，夯实基础、理解主干知识及其应用，方能以不变应万变。endprint

【例3】（2017年全国卷Ⅰ）大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电。氘核聚变反应方程是：12H+12H―→32He+10n。已知12H的质量为2.0136 u，32He的质量为3.0150 u，10n的质量为1.0087 u，1u=931 MeV/c2。氘核聚变反应中释放的核能约为（ ）

A. 3.7 MeV B. 3.3 MeV C. 2.7 MeV D. 0.93 MeV

【解析】氘核聚变反应的质量亏损Δm=2.0136 u× 2-3.0150 u-1.0087 u=0.0035 u，由爱因斯坦质能方程可得释放的核能ΔE=0.0035×931 MeV≈3.3 MeV，选项B正确。

【答案】B

三、緊密联系实际，倡导学科素养

物理学科的核心素养是考生在接受物理教育过程中逐步形成的适应个人终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力，是考生通过物理学习内化的带有物理学科特征的品质，是学生科学素养的关键成分。其中强调的科学态度与责任就是指在认识科学本质，理解“科学—技术—社会环境（STSE）”的关系的基础上逐渐形成的对科学和技术应有的正确态度及其责任感。所以在2017年全国卷的命题中，诸如此类的命题相对较多，如2017年全国卷Ⅰ中的扫描隧道显微镜（STM）、第22题中的用自制“滴水计时器”计量时间、全国卷Ⅱ第24题中的“为提高冰球运动员的加速能力”等皆属于此类试题，这种依托教材，又高于教材的命题方式为素质教育、为考生跳出题海提供了实际的支撑。

【例4】（2017年全国卷Ⅱ）（多选）某同学自制的简易电动机示意图如图4所示，矩形线圈由一根漆包线绕制而成，漆包线的两端分别从线圈的一组对边的中间位置引出，并作为线圈的转轴。将线圈架在两个金属支架之间，线圈平面位于竖直面内，永磁铁置于线圈下方。为了使电池与两金属支架连接后线圈能连续转动起来，该同学应将（ ）

A. 左、右转轴下侧的绝缘漆都刮掉

B. 左、右转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉

C. 左转轴上侧的绝缘漆刮掉，右转轴下侧的绝缘漆刮掉

D. 左转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉，右转轴下侧的绝缘漆刮掉

【解析】若将左、右转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉，线圈的上下两边受安培力而使线圈转动，转过周后，上下两边受到的安培力使线圈速度减小至

零，然后反向转回来，最终做摆动，B项错误；若将左转轴上侧的绝缘漆刮掉，且右转轴下侧的绝缘漆刮掉，电路不能接通，C项错误；若将左转轴下侧或上下两侧的绝缘漆都刮掉，且右转轴下侧的绝缘漆刮掉，线圈的上下两边受安培力而使线圈转动，转过半周后电路不能接通，线圈能继续按原方向转动，转过一周后上下两边再次受到同样的安培力而使线圈继续转动，A、D项正确。

【答案】AD

四、引用探究问题，考查创新意识

创新一直是高考命题的重要方向之一，从每年高考试题中能看出，这是时代的需要，也是扼杀题海战术的有效方法之一。创新的方式可以是老题换新颜，可以是引用新颖的背景材料，可以是思想方法的重组和变化等，其中实验题很多是源于教材高于教材，如例5中的电桥，在平常复习中或多或少都会遇到，但是考生得分情况不容乐观，主要原因是考生平时解题之后对题目的思考回味过少，所以适度的训练之后仔细回味思考是非常必要的。

【例5】（2017年全国卷Ⅱ）某同学利用如图5（a）所示的电路测量一微安表（量程为100 μA，内阻大约为2500 Ω）的内阻。可使用的器材有：两个滑动变阻器R1、R2（其中一个最大阻值为20 Ω，另一个最大阻值为2000 Ω）；电阻箱Rz（最大阻值为99 999.9 Ω）；电源E（电动势约为1.5 V）；单刀开关S1和S2。C、D分别为两个滑动变阻器的滑片。

（1）按原理图5（a）将图5（b）中的实物连线。

（2）完成下列填空。

①R1的最大阻值为_____（填“20”或“2000”）Ω。

②为了保护微安表，开始时将R1的滑片C滑到接近图5（a）中的滑动变阻器的________（填“左”或“右”）端对应的位置；将R2的滑片D置于中间位置附近。

③将电阻箱Rz的阻值置于2500.0 Ω，接通S1。将R1的滑片置于适当位置，再反复调节R2的滑片D的位置。最终使得接通S2前后，微安表的示数保持不变，这说明S2接通前B与D所在位置的电势________（填“相等”或“不相等”）。

④将电阻箱Rz和微安表位置对调，其他条件保持不变，发现将Rz的阻值置于2601.0 Ω时，在接通S2前后，微安表的示数也保持不变。待测微安表的内阻为______Ω（结果保留到个位）。

（3）写出一条提高测量微安表内阻精度的建议：_________________________________________。

【解析】（2）①滑动变阻器的分压式接法要求选用最大阻值较小的滑动变阻器，因此R1要选择最大阻值为20 Ω的滑动变阻器。②开始时将R1的滑片移动到滑动变阻器的左端对应的位置，可使得微安表上的电压最小，从而保护了微安表。③接通S2前后，微安表的示数保持不变，这说明S2接通前后在BD中无电流流过，可知B与D所在位置的电势相等。④因B与D

电势相等，=，对调后=，解得RA=

=2550 Ω。

【答案】（1）连线如图6

（2）①20 ②左 ③相等 ④2550

（3）调节R1上的分压，尽可能使微安表接近满量程endprint