2010年高考山東卷理科綜合物理試題評析

劉 林

(青島市普通教育教研室 山東 青島 266023)

1 總體評價

2010年高考山東卷理科綜合物理試題總體情況反映較好，說明了山東省自主命題的水平在逐年提高，試題逐步得到了考生、學校和社會的認可，基本實現了2010年山東省《考試說明》的命題指導思想．試題貼近中學教學實際，體現了中學物理教學在知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀等方面的要求，貫徹了新課程的理念．試題在保持全卷整體難度、區分度和題型基本穩定的前提下，全面考查了五種能力，即理解能力、推理能力，分析綜合能力、應用數學處理問題的能力和實驗與探究能力，對推進新課程改革有良好導向作用．

各題的題型、分值等與2009年完全相同，試卷結構如表1所示．

表1 2010年高考山東卷理綜卷物理試題結構

理綜卷物理題量適中，物理試題文字敘述清晰，無科學性錯誤．與2009年相比，今年的三個選考模塊的難度有較大的不同，《選修3-5》(即理綜試卷的第38題)難度較大．因試卷中含有物理、化學、生物三科的試題，相互影響較大，考試時間為150分鐘，考生普遍感到時間緊張，難以完成全部試題．

從難度統計看，大多數題目基本都采取了分層設問的方式，由淺入深、由易到難，提高了試題的區分度．試題所涉及的知識均為主干知識，與《考試說明》的吻合較好；試題涵蓋了《考試說明》中的所有二級知識點，一級知識點考查了50%．物理全卷難度合理，總體難度系數為0.55．對中學物理教學有較好的導向作用，有利于高校選拔人才．

2 試題特點

2.1 知識點覆蓋面大 立足基礎 著重考查基礎知識及其靈活運用能力 體現素質教育的理念

試題覆蓋面廣，各部分比例合理．全卷考查的知識覆蓋了2010年《山東卷考試說明》知識內容表中必考部分的全部12個主題及選考部分的7個主題(共12個主題)．另有5部分的知識點未涉及，分別是：傳感器、分子動理論、相對論、原子核、單位制．必考內容中涉及到48個知識點，其中Ⅱ級知識點(共26個)考查了26個，Ⅰ級知識點(共33個)考查了22個，占59個必考知識點的81%．這些知識點都是中學物理的核心內容和與大學學習密切相關的內容．力學45分，占50.6%；電學33分，占37%．其中，實驗12分，占13.5%，符合中學教學實際．

2.2 平穩過渡 穩中求創新

試卷結構仍保持穩定，各題型所占分值基本不變．在實驗題的設計上沿用了2009年試題的模式以考查考生的實驗探究能力，即一個力學實驗、一個電學實驗的組合模式．試題涉及的物理過程和背景材料大多是典型、常見、為考生所熟悉的，考查的角度及呈現方式均具有一定的新穎性．

【例1】第25題

如圖1所示，以兩虛線為邊界，中間存在平行紙面且與邊界垂直的水平電場，寬度為d，兩側為相同的勻強磁場，方向垂直紙面向里．一質量為m、帶電荷量+q、重力不計的帶電粒子，以初速度v1垂直邊界射入磁場做勻速圓周運動，后進入電場做勻加速運動，然后第二次進入磁場中運動，此后粒子在電場和磁場中交替運動．已知粒子第二次在磁場中運動的半徑是第一次的二倍，第三次是第一次的三倍，以此類推．求：

(1)粒子第一次經過電場的過程中電場力所做的功W1；

(2)粒子第n次經過電場時電場強度的大小En；

(3)粒子第n次經過電場所用的時間tn；

(4)假設粒子在磁場中運動時，電場區域場強為零．請畫出從粒子第一次射入磁場至第三次離開電場的過程中，電場強度隨時間變化的關系圖線(不要求寫出推導過程，不要求標明坐標刻度值)．

圖1

解析：(1)設磁場的磁感應強度大小為B，粒子第n次進入磁場時的半徑為Rn，速度為vn，由牛頓第二定律得

所以

因為

R2=2R1

所以

v2=2v1

對于粒子第一次在電場中的運動，由動能定理

得

(2)粒子第n次進入電場時的速度為vn，出電場時的速度為vn+1，有

vn=nv1vn+1=(n+1)v1

由動能定理

知

(3)設粒子第n次在電場中運動的加速度為an，由牛頓第二定律qEn=man，由運動學公式vn+1-vn=antn，可得

(4)如圖2所示，兩種情況均可．

圖2

點評：該題考查了帶電粒子在勻強磁場中的圓周運動和在不同勻強電場中的勻加速直線運動；其物理模型實質是考生所熟悉的回旋加速器.不同之處在于每次粒子經過的電場的電場強度是依次增大的，需要根據粒子在磁場中的半徑大小找出速度的大小，從而推導出動能的變化，得到每次的電場強度En的大小．本題與2009年的第24、25題有相似之處，第(1)問入手容易，大部分考生都能正確解答，但第(2)、(3)、(4)問對考生的分析綜合能力要求較高，對不同層次的考生有較好的區分度．

2.3 以能力考查為主導 注重科學素養的考查

2010年的試題著重考查了考生對高中物理主干知識的掌握情況.通過考生對基礎知識和基本能力的考查，引導中學教學向培養學生的學科素養上發展；對實驗原理、實驗操作和實驗數據的處理方法等有較高的要求，如認識實驗系統誤差和偶然誤差，知道用多次測量求平均值的方法減小偶然誤差，分析誤差的主要來源等等；在試題中均有所考查，對考生科學素養的考查恰到好處.

【例2】第23題

圖3

(1)某同學設計了如圖3所示的裝置，用來探究加速度與力的關系．彈簧測力計固定在一合適的木板上，桌面的右邊緣固定一支表面光滑的鉛筆以代替定滑輪，細繩的兩端分別與彈簧測力計的掛鉤和礦泉水瓶連接．在桌面上畫出兩條平行線MN、PQ，并測出間距d.開始時將木板置于MN處，現緩慢向瓶中加水，直到木板剛剛開始運動為止，記下彈簧測力計的示數F0，以此表示滑動摩擦力的大小．再將木板放回原處并按住，繼續向瓶中加水后，記下彈簧測力計的示數F1，然后釋放木板，并用秒表記下木板運動到PQ處的時間t．

1)木板的加速度可以用d、t表示為a=________；為了減小測量加速度的偶然誤差可以采用的方法是(一種即可)________．

2)改變瓶中水的質量重復實驗，確定加速度a與彈簧秤示數F1的關系．下列圖像能表示該同學實驗結果的是________．

圖4

3) 用加水的方法改變拉力的大小與掛鉤碼的方法相比，它的優點是

A.可以改變滑動摩擦力的大小

B.可以更方便地獲取多組實驗數據

C.可以比較精確地測出摩擦力的大小

D.可以獲得更大的加速度以提高實驗精度

(2)在測定金屬電阻率的試驗中，某同學連接電路如圖5所示．閉合開關后，發現電路有故障(已知電源、電表和導線均完好，電源電動勢為E).

1)若電流表示數為零、電壓表示數為E，則發生故障的是____________.(填“待測金屬絲”“滑動變阻器”或“開關”)

2)若電流表、電壓表示數均為零，該同學利用多用電表檢查故障．先將選擇開關旋至____________擋(填“歐姆×100”“直流電壓10 V”或者“直流電流2.5 mA”),再將____(填“紅”或“黑”)表筆固定在a接線柱，把另一支表筆依次接b、c、d接線柱．若只有滑動變阻器斷路，則多用電表的示數依次是____、____、____．

圖5

(2)電流表示數為零，說明電路中有斷路現象；電壓表示數為E，說明電壓表的兩端接在了電源兩端，由此說明待測金屬絲處發生了斷路．若電流表和電壓表示數均為零，說明電路出現了斷路，多用電表的歐姆擋是用來測量電阻大小的，直流電流擋是用來測量電流大小的，所以只能選用直流電壓擋．當把紅表筆固定在a接線柱，另一支表筆分別接b、c、d接線柱，ab間電壓為零，ac間電壓也為零，ad間有電源，所以多用電表的示數依次為0、0、E．

點評: 該實驗要求考生在日常的學習中親自體驗實驗過程，掌握一定的實驗操作技能，否則將不能正確選擇并應用實驗原理．第(1)問從實驗方法的選擇、實驗數據的處理和實驗方案的評價來分層設問，第(2)問則考查在一定實驗理論基礎上的實驗操作及動手能力．題目中所涉及的電路連接、排查電路故障的方法等，是考生應當掌握的一項基本實驗技能，在近幾年的高考中沒有過多出現．多數實驗器材取自學生的日常生活用品，如木板、礦泉水瓶、鉛筆等，實驗的過程設計、數據處理等都需要在題目所給的信息中挖掘整理．

本題是在題目給定的實驗條件下，考查減小測量加速度的偶然誤差可以采用的方法；但不少的考生卻換用了光電門、打點計時器、頻閃照相等，以提高測量時間的精確度，改變礦泉水瓶中水的質量，以測量多組數據等方法，均背離了題目本身的考查意圖，不能得分．

實驗數據的處理方法也是實驗技能的很重要的方面，要求對今后的中學物理實驗教學有良好的導向作用．

由電壓表、電流表示數均為零這一表象，要求考生使用多用電表查找故障點，既考查了對多用電表這一儀器的使用方法，又考查了直流電路的基本知識，體現了課標中提出的“能用物理知識和科學探究方法解決問題”的目標要求，體現了“從生活走進物理，從物理走向社會”的理念．

【例3】第17題

如圖6所示，質量分別為m1、m2兩個物體通過輕彈簧連接，在力F的作用下一起沿水平方向做勻速直線運動(m1在地面，m2在空中)，力F與 水平方向成θ角．則m1所受支持力N和摩擦力f正確的是

A.N=m1g+m2g-Fsinθ

B.N=m1g+m2g-Fcosθ

C.f=Fcosθ

D.f=Fsinθ

圖6

解析：選m1和m2為整體研究，受到支持力N、摩擦力f、重力m1g+m2g和拉力F的作用，建立直角坐標系后，容易得到m1所受支持力為N=m1g+m2g-Fcosθ，摩擦力為f=Fcosθ．

點評：本題較好的考查了考生物理建模的能力，對靜力學中受力分析的方法-整體法和隔離體法考生必須非常熟悉，否則會占用較多的解題時間．本題應將兩個物體看做一個整體，采用整體法分析，很容易得出m1所受的支持力N和摩擦力f的大小，但若考生采用了隔離體法，對兩物體分別受力分析，顯得異常繁瑣，不僅易出現運算錯誤，而且會影響到其他題目的作答．

2.4 加強理論與實際的聯系 考查分析問題解決問題的能力

試題中與實際生產、生活相聯系的題目較多，如選擇題第18題以我國自行設計、制造的第一顆人造地球衛星為背景，考查了引力勢能、機械能、角速度、向心加速度和線速度的概念．第37題以利用超聲波探測遠處魚群的方位為背景，考查了機械波的傳播問題和簡諧運動問題等等．要求考生通過對這些現象和問題的分析，建立物理模型，選擇解決問題的方法．

【例4】第36題

一太陽能空氣集熱器，底面及側面為隔熱材料，頂面為透明玻璃板，集熱器容積為V0，開始時內部封閉氣體的壓強為p0．經過太陽曝曬，氣體溫度由T0=300 K升至T1=350 K．

圖7

(1)求此時氣體的壓強；

(2)保持T1=350 K不變，緩慢抽出部分氣體，使氣體壓強再變回到p0．求集熱器內剩余氣體的質量與原來總質量的比值．判斷在抽氣過程中剩余氣體是吸熱還是放熱，并簡述原因．

在抽氣過程中剩余氣體吸熱．因為抽氣過程中剩余氣體溫度不變，故內能不變．剩余氣體膨脹對外做功，根據熱力學第一定律，可知剩余氣體要吸熱．

點評：本題以太陽能空氣集熱器為載體，考查了靈活運用理想氣體的狀態方程和熱力學定律的能力，背景新穎，與當前提倡的節能減排思想相一致，充分體現課標中提出的“了解知識與技能在生活、生產中的應用”的目標要求．從閱卷情況看，考生的解答方法較多，除了上述解析中的解法外，還可以選用克拉伯龍方程pV=nRT，以容器內的氣體為研究對象，當作變質量問題處理．

2.5 選做題強調了知識點的覆蓋面

從題目所涉及的考點來看，三個題目都基本覆蓋本模塊的主要知識點，考查中學生應必備的熱學、光學和原子與原子核物理等基礎知識．選考內容中涉及到18個知識點，其中Ⅱ級知識點(共5個)考查了5個，Ⅰ級知識點(共37個)考查了13個，占42個選考知識點的43%．從設問的角度來看，試題均立足于對各模塊基礎知識和基本研究方法的考查；從題目設計的難度來看，第36題、第37題的難度相當，第38題的難度較大，且涉及到了三個物體組成的系統碰撞過程中的動量守恒問題，經歷了三個碰撞過程，也較多，從考生答卷情況統計看，第36、37、38題的難度系數分別為5.18、4.90和2.56，也證明了該題的難度是比較大的．這樣就造成了因三個選考模塊試題的絕對難度不同而帶來的不公平問題，這將影響當前的中學物理教學對選考模塊的選擇傾向，不利于考生的長期發展．從選考模塊對知識點考查的覆蓋面看，應把復習的重點放在各模塊的二級知識點上．

3 對今后教學的啟示

通過高三的總復習，應當構建科學合理的學科知識結構，關注物理學習與生產、生活的聯系，提高分析、問題解決問題的能力，培養學生能夠通過問題的分析，正確構建物理模型．應重視學生實驗，熟悉《考試說明》和課標中規定實驗的基本操作步驟，理解實驗原理，要提供條件讓學生重回實驗室，提高實驗探究能力．日常的教學中應當注重對學生答題的規范化訓練，幫助學生精選題目，跳出題海，提高復習效率．