2020年高考全国Ⅰ～Ⅲ卷物理压轴题对比赏析

唐昌琳

[摘   要]每年高考，理科综合试题第25题，不仅是物理学科的压轴题，也是理科综合的压轴题，担负着高考选拔功能。能否轻快地解出這道20分的试题，是取得理科综合高分的关键。

[关键词]高考;物理;压轴题

[中图分类号]    G633.7        [文献标识码]    A        [文章编号]    1674-6058（2020）26-0032-04

一、三道压轴题赏析

二、三道压轴题对比

1.涉及知识点

Ⅰ卷压轴题是带电粒子在有界匀强电场中做匀加速直线运动、类平抛运动。涉及的知识点是牛顿第二定律、匀加速直线运动、类平抛运动、动能定理、动量定理。

Ⅱ卷压轴题是一个球在管中随管自由下落，管与地面碰撞后反弹球与管发生相对运动。涉及的知识点是牛顿第二定律，匀变速直线运动（部分过程也可以用动能定理解决）。

Ⅲ卷压轴题是一个载物箱在水平传送带上运动，箱滑上传送带后，加速运动、减速运动、匀速运动三种运动形式均有出现。涉及的知识点是牛顿第二定律、直线运动规律（部分过程也可以用动能定理解决）、冲量的概念（或动量定理）。

今年三套全国卷的压轴题均侧重考查运动与力这两个主干知识。虽然Ⅰ卷涉及动能、动量，Ⅲ卷涉及冲量，但两题的落点均比较低，只要求理解动能定理、动量定理、冲量的概念而已。从解答上看，三道题的主体部分用牛顿第二定律和运动学规律均能解决。

2.难易度

Ⅰ卷压轴题是一种带电粒子从一个方向以不同的速度进入有界匀强电场。第一问是速度为0的粒子做匀加速直线运动，已知运动的位移与末速度，求电场强度，由牛顿第二定律与运动学公式就能轻松解决。第二问是初速度不为0的粒子做类平抛运动，要求在有界匀强电场中动能增量最大的粒子的初速度，这就需要找到粒子在电场方向运动的最大距离的出射点，需要简单的平面几何知识就可以解决。第三问是求穿过电场前后动量变化量的大小为mv0的粒子进入电场的初速度，有两个解，第一个解在第一问中已经告知了，另一个解就需要找到与初速度为0的粒子在电场方向运动相同距离的粒子的出射点，过C点作垂线就能很轻松找到。第二、三问找到粒子的出射点，再应用类平抛运动规律就很容易解决。

Ⅱ卷压轴题是一个球在管中随管自由下落，管与地面碰撞后反弹，球与管发生相对运动的物理情景。第一问是求管第一次与地面碰撞后的瞬间，管和球各自的加速度大小，只要能判别管弹起时，球相对管向下运动，从而确定管、球各自所受摩擦力方向，再画出各自受力图，用牛顿第二定律可轻松解决。第二问是管第一次落地弹起后，在上升过程中球没有从管中滑出，求管上升的最大高度。解决这一问的关键是要知道球不滑出，在管上升的过程中管与球会共速，在共速前各自做匀减速运动，共速后两者一起做竖直上抛运动。共速时的速度及从反弹到共速所需的时间是突破此问的关键点，其余用运动学规律可轻松解决。第三问，只要理解管从反弹到与球等速过程中管的位移大小与球位移大小之和就是二者在管内相对运动的距离，用第二问的方法就可以解决第三问了。

Ⅲ卷压轴题是一个载物箱在水平传送带上运动，箱滑上传送带后，加速运动、减速运动、匀速运动均有出现。第一问，箱冲上传送带时速度比传送带速度大，在摩擦力作用下先做减速运动，到与传送带等速后摩擦力消失，之后随传送带匀速运动到右侧，用牛顿第二定律和运动学规律很好解决。第二问是求载物箱到达右侧平台时所能达到的最大速度和最小速度。因为传送带的长度一定，当传送带运动的速度足够大时，箱一直加速到右侧有最大速度;当传送带运动的速度足够小时，箱一直减速到右侧有最小速度。不管是加速还是减速，其加速度大小一样，用运动学规律直接计算就可以了。第三问是求箱从左侧到右侧的过程中，传送带给箱的冲量。箱以比传送带小的速度冲上传送带，先做加速运动，在[Δt]之前已经与传送带等速，匀速运动一段时间，在[Δt]时传送带停止运动，之后箱做匀减速运动，能否运动到右侧，可假设能到，用运动学规律列式，就能求解。这一问的拐点是箱加速到与传送带等速之后匀速运动，在这段时间内无摩擦力。由运动学规律求出箱滑上传送带到与传送带等速的时间t3、传送带停止运动到箱滑到右侧平台的时间t4，然后由冲量的定义可求出传送带对箱的冲量。

从以上分析看，Ⅱ卷压轴题是多体多过程问题。在管弹起后球与管做相对运动，之后有个等速的拐点，这道题难度最大;Ⅲ卷压轴题为单体多过程问题，难度其次。Ⅰ卷压轴题主要考查类平抛知识，难度最小。

3.学科核心素养

（1）从物理观念角度看

Ⅰ卷压轴题：带电粒子在电场力作用下，在有界匀强电场中做匀变速直线运动或者类平抛运动，考查了考生的相互作用观念、运动观念，考查考生能否会用牛顿第二定律、类平抛运动规律解决具体问题。粒子在电场方向运动的距离最大，电场力做功最多，粒子穿过电场后的动能增量最大，考查考生的能量观念，检查考生对功能关系的理解。

Ⅱ卷压轴题：球在管中开始与管保持相对静止，在重力作用下自由下落，管与地面碰后反弹，管向上做减速运动、球向下做减速运动，考查了考生的相互作用观念、运动观念，检查考生能否会用牛顿第二定律、匀变速运动规律解决具体问题。

Ⅲ卷压轴题：箱以大于传送带的速度滑上传送带做减速运动，以小于传送带的速度滑上传送带做加速运动，等速后摩擦力消失。考查了考生的相互作用观念、运动观念，检查考生能否会用牛顿第二定律、匀变速运动规律解决具体问题。

（2）从科学思维角度来看

Ⅰ卷压轴题，在匀强电场中初速度为0的带正电粒子只在电场力作用下必沿电场方向做匀加速直线运动，从而确定电场沿AC方向，初速度不为0的粒子垂直AC进入电场做类平抛运动;Ⅱ卷压轴题，管碰地反弹后，相对于球向上运动，球给管的摩擦力向下，在重力与摩擦力作用下管向上做匀减速运动，同理球向下做匀减速运动;Ⅲ卷压轴题，箱以比传送带大的速度滑上传送带做减速运动，以比传送带小的速度滑上传送带做加速运动，与传送带等速后，做匀速运动，均考查考生建立运动模型的能力。

Ⅰ卷压轴题，粒子在圆形有界电场中运动动能增量最大，则要求考生推理出粒子在电场方向运动最远，并用等势面、几何知识推理找到这个最远距离;Ⅱ卷压轴题，管反弹后向上做匀减速运动，加速度较小，球向下做匀减速运动，加速度较大，要求考生能分析出球减速到0后向上加速运动，两者等速后共同做竖直上抛运动。并能推理出球与管相对运动期间两者的相对位移;Ⅲ卷压轴题，载物箱在传送带上运动，要求考生能推理出：箱以大于传送带的速度滑上传送带做减速运动，以小于传送带的速度滑上传送带后，做加速运动，等速后摩擦力消失，做匀速运动，传送带停止运动后，箱做匀减速运动。载物箱从左侧平台向右侧平台运动的过程中，传送带对它的冲量问题则要求考生能根据传送带对载物箱有摩擦力、支持力作用这一事实，分别找到这两个力的冲量，然后通过矢量合成推出传送带对箱的冲量。三道题均能考查考生的科学推理能力。

（3）从科学态度角度看

三道压轴题均要求考生能根据客观事实进行分析推理，并能选用相关物理规律对各个物理过程进行如实描述。

（责任编辑 易志毅）