例析2011年全國高考物理綜合題解答要領

實行理綜考試以來，無論是全國試題還是各省市試題，理、化、生綜合的試題很少，大都是各學科獨立命題，但由于三科綜合成一套卷，相應各科題量較少，但又要考查盡量多的考點，故學科內綜合的特點很突出，一道試題考一個知識點的極少，大都綜合考查多個知識點及多種能力。下面以2011年高考新課標全國物理試題為例，談談高考物理綜合試題的解答。

高考物理綜合試題，有的比較抽象、干澀，干巴巴的文字材料讀起來不易理解，這就要求考生認真閱讀試題，理解試題的寓意，審出試題的條件及情境。將試題轉化為鮮活的、形象生動的、直觀的物質實體，故審題、理解題意是解答高考綜合題的基礎和前提。

一、審清關鍵詞，理解題意，是解答綜合題的前提

在物理綜合題的描述中，有的語言是關鍵的語言，如剛好、恰好、能夠、理想氣體、理想變壓器、光滑、自由、從靜止開始、最大、最小、緩慢變化、不超過、額定……必須把握好，從中分析尋找隱含條件。

圖1

【例1】 （第18題）電磁軌道炮工作原理如圖1所示。待發射彈體可在兩平行軌道之間自由移動，并與軌道保持良好接觸。電流I從一條軌道流入，通過導電彈體后從另一條軌道流回。軌道電流，在彈體處可形成垂直于軌道面的磁場（可視為勻強磁場），磁感應強度的大小與I成正比。通電的彈體在軌道上受到安培力的作用而高速射出。現欲使彈體的出射速度增加至原來的2倍，理論上可采用的方法是（ ）。

A．只將軌道長度L變為原來的2倍

B．只將電流I增加至原來的2倍

C．只將彈體質量減至原來的一半

D．將彈體質量減至原來的一半，軌道長度L變為原來的2倍，其他量不變

分析：題目中“自由移動”為沒有摩擦；“良好接觸”為不斷路且沒有電阻；“垂直于軌道面”即電流與磁場垂直；“勻強磁場”即磁感應強度大小和方向不變；“安培力作用”即安培力做功使動能增加。據BIdL=12mv2，B=kI而得kI2dL=12mv2。可知B、D正確。

關鍵詞中隱含著物理規律，而任何一個物理規律都反映一類事物的共性。如自由落體運動可代表所有初速度為零的勻加速直線運動；平拋運動可代表所有加速度與初速度垂直的曲線運動；衛星的運動可代表核外電子的運動；子彈打木塊不穿出代表完全非彈性碰撞等。教師應引導學生歸類對比分析。

二、構建物理模型，是解答綜合題的關鍵

物理模型可分為規律模型、結構模型、方法模型等，通常所說的物理模型大都指結構模型，而結構模型是物理中最典型的物質實體，研究物理往往需用模型來分析討論。

【例2】 （第34題）一半圓柱形透明物體橫截面如圖2所示，底面AOB鍍銀（圖中粗線），O表示半圓截面的圓心，一束光線在橫截面內從M點入射，入射角為30°，∠MOA=60°，∠NOB=30°。求：

圖2

（ⅰ）光線在M點的折射角；

（ⅱ）透明物體的折射率。

解析：如圖3，透明物體內部的光路折線是MPN，Q、M點相對于底面EF對稱，Q、P和N三點共線。設在M點處，光的入射角為i，折射角為r，∠OMQ=α，∠PNF=β。根據題意有

α=30° ①

圖3

由幾何關系得，∠PNO=∠PQO=r，于是

β+r=60° ②

且α+r=β ③

由①②③式得r=15° ④

再根據折射率公式有

sini=nsinr ⑤

由④⑤式得n=6+22

三、物理圖像是解答綜合題的有效工具

圖像可以形象直觀地描述物理變化過程，反映物理規律及物理量之間的關系，高考試題中很多試題都是以圖像的形式給出條件，這就要求考生能讀懂圖像，理解圖像的內涵，明確圖像給出的直接條件及隱含條件。如坐標軸、坐標原點的物理意義，圖線斜率、圖線下方面積、截距、拐點的物理意義等。

【例3】 （第21題）如圖4，在光滑水平面上有一質量為m1的足夠長的木板，其上疊放一質量為m2的木塊。假定木塊和木板之間的最大靜摩擦力和滑動摩擦力相等。現給木塊施加一隨時間t增大的水平力F=kt（k是常數），木板和木塊加速度的大小分別為a1和a2，下列反映a1和a2變化的圖線中正確的是（ ）。

圖4

分析：

因木塊所受拉力F=kt，由零開始增大，而木塊與木板之間存在摩擦。當t較短，F不太大時，系統的加速度不太大，靜摩擦力足以維持木板隨木塊一起以相同的加速度一起向右做勻加速直線運動（四個圖像設置的這一情境相同）；當拉力增大到一定程度，系統加速度亦增大到一定程度時，木塊對木板的摩擦力增大到最大靜摩擦力，對木板來說，μm2g=m1am，木板在滑動摩擦力作用下向右做勻加速運動，C不正確；由于木塊的拉力是不斷增大的，kt-μm2g=m2a2，木塊的加速度不斷增大，D不正確；木塊所受拉力的增加率不變，由于摩擦力不變，增大部分全作用在木塊上，此時，加速度的增大率應大于木板、木塊共同運動時的加速度增大率，故A正確，B不正確。

有些試題雖然未給出圖像，但可以根據題意，畫出物理圖像，應用物理圖像解題。

【例4】 （第24題）甲乙兩輛汽車都從靜止出發做勻加速直線運動，加速度方向一直不變。在第一段時間間隔內，兩輛汽車的加速度大小不變，汽車乙的加速度大小是甲的兩倍；在接下來的相同時間間隔內，汽車甲的加速度大小增加為原來的兩倍，汽車乙的加速度大小減小為原來的一半。求甲乙兩車各自在這兩段時間間隔內走過的總路程之比。

圖5

分析：此題利用公式計算較復雜，若在同一坐標系中作出甲和乙的v-t圖像，如圖5，圖像下方的面積為對應時間內的位移，顯見第一段時間內甲、乙位移關系s乙=2s甲，第二段時間內s′乙=5s甲，s′甲=4s甲，所以兩段時間內甲乙走過的總路程之比為（s甲+4s甲)/（2s甲+5s甲)=5/7。

四、毅力和意志，是解答綜合題必不可少的非智力因素

隨著新課改的不斷深入，高考試題除了考查考生的知識以外，也考查考生的技能和方法，也在考查考生的情感、態度、價值觀。綜合題，不僅考查智力因素，也考查非智力因素。如壓軸題，往往綜合性較強，難度較大，并具有一定的梯度和區分度，考生如果沒有頑強的意志和堅韌不拔的毅力，很難將壓軸題的解答進行到底。

【例5】 （第25題）如圖6，在區域Ⅰ（0＜x≤d）和區域Ⅱ（d≤x≤2d）內分別存在勻強磁場，磁感應強度大小分別為B和2B，方向相反，且都垂直于Oxy平面。一質量為m、帶電荷量為q（q＞0）的粒子a，于某時刻從y軸上的P點射入區域Ⅰ，其速度方向沿x軸正方向。已知a在離開區域Ⅰ時，速度方向與x軸正方向的夾角為30°，此時另一質量和電荷量均與a相同的粒子b也從P點沿x軸正方向射入區域Ⅰ，其速度大小是a的1/3。不計重力和兩粒子之間的相互作用力。求

（1）粒子a射入區域Ⅰ時速度的大小；

（2）當a離開區域Ⅱ時，a、b兩粒子的y坐標之差。

圖6

分析：本題綜合考查了考生的分析、作圖、計算能力。

（1）分析知，粒子a在I內做勻速圓周運動的圓心在y軸上C點，如圖7，由洛倫茲力公式和牛頓第二定律得qvaB=mv2aRa1，∠PCP′=θ=30°，Ra1=dsinθ可解得va=2dqBm。

圖7（2）粒子a在Ⅱ內做圓周運動的圓心為Oa，半徑為Ra2，射出點為Pa，∠P′OaPa=θ′，由qva(2B)=mv2aRa2，得Ra2=Ra12，C、P′和Oa三點共線，Oa點必位于x=32d的平面上。由對稱性可知，Pa點與P′縱坐標相同，即yPa=Ra1cosθ+h，式中，h是C點的y坐標。設b在Ⅰ中運動的軌道半徑為Rb1，得q(va3)B=mRb1(va3)2，設a到達Pa點時，b位于Pb點，轉過的角度為α。如果b沒有飛出Ⅰ，則tTa2=θ′2π，tTb1=α2π，式中，t是a在區域Ⅱ中的運動時間，而Ta2=2πRa2v，Tb1=2πRb1v/3，解得α=30°。Pb點的坐標為yPb=Rb1(2+cosα)+h；a、b兩粒子的y坐標之差為yPa-yPb=23(3-2)d。此題的解答要列出十多個方程，并要經過嚴密細致的推導。

(責任編輯 易志毅）