2016年全國高考卷中聯系實際試題賞析

何永澤●

四川省廣元市實驗中學(628200)

2016年全國高考卷中聯系實際試題賞析

何永澤●

四川省廣元市實驗中學(628200)

2016年全國高考各地的物理試題中出現了許多聯系實際的好題(如科學、技術、文化、社會等問題)，試題樸實創新，時代氣息濃厚.命題專家別具匠心，把理論知識和現實生活巧妙地聯系起來，使枯燥的試題獲得了生命，這些試題將引導學生如何學以致用，在很大程度上培養了學生的創新能力和實踐能力．本文對2016年全國高考卷中這類聯系實際試題背景進行舉例分析，與大家共勉，但愿對今后的物理教學有借鑒意義．

一、以傳統文化為背景

例1 (2016·北京卷) 中國宋代科學家沈括在《夢溪筆談》中最早記載了地磁偏角：“以磁石磨針鋒，則能指南，然常微偏東，不全南也．”進一步研究表明，地球周圍地磁場的磁感線分布示意如圖1．結合上述材料，下列說法不正確的是( ).

A．地理南、北極與地磁場的南、北極不重合

B．地球內部也存在磁場，地磁南極在地理北極附近

C．地球表面任意位置的地磁場方向都與地面平行

D．地磁場對射向地球赤道的帶電宇宙射線粒子有力的作用

解析 根據“則能指南，然常微偏東，不全南也”知，選項A正確．由圖可知地磁場的南極在地理北極附近，選項B正確．由圖1可知在兩極附近地磁場與地面不平行，選項C不正確．由圖可知赤道附近的地磁場與地面平行，射向地面的帶電宇宙粒子運動方向與磁場方向垂直，會受到磁場力的作用，選項D正確．

點評 本題既考查學生對我國古代傳統文化的認知程度，又考查了學生對地磁偏角、地磁場的分布等相關知識的理解和應用，一舉兩得.

二、以霧霾天氣為背景

例2 (2016·北京卷) 霧霾天氣對大氣中各種懸浮顆粒物含量超標的籠統表述，是特定氣候條件與人類活動相互作用的結果．霧霾中，各種懸浮顆粒物形狀不規則，但可視為密度相同、直徑不同的球體，并用PM10、PM2.5分別表示球體直徑小于或等于10 μm、2.5 μm的顆粒物(PM是顆粒物的英文縮寫)．某科研機構對北京地區的檢測結果表明，在靜穩的霧霾天氣中，近地面高度百米的范圍內，PM10的濃度隨高度的增加略有減小，大于PM10的大懸浮顆粒物的濃度隨高度的增加明顯減小，且兩種濃度分布基本不隨時間變化．據此材料，以下敘述正確的是( ).

A．PM10表示直徑小于或等于1.0×10-6m的懸浮顆粒物

B．PM10受到的空氣分子作用力的合力始終大于其受到的重力

C．PM10和大懸浮顆粒物都在做布朗運動

D．PM2.5濃度隨高度的增加逐漸增大

解析 PM10表示直徑小于或等于1.0×10-5m的懸浮顆粒物，A項錯誤．PM10懸浮在空氣中，受到的空氣分子作用力的合力等于其所受到的重力，B項錯誤．由題意推斷D項錯誤.PM10和大顆粒物的懸浮是由于空氣分子的撞擊，故它們都在做布朗運動，C項正確.

點評 本題以霧霾天氣為背景，具有鮮明的時代特點，體現了物理學與社會、環境的聯系.這是對學生學科素養的一種考查，也是對學生提升科學素養的引導.

三、以高新技術為背景

例3 (2016·天津卷)我國高鐵技術處于世界領先水平，和諧號動車組是由動車和拖車編組而成，提供動力的車廂叫動車，不提供動力的車廂叫拖車．假設動車組各車廂質量均相等，動車的額定功率都相同，動車組在水平直軌道上運行過程中阻力與車重成正比．某列動車組由8節車廂組成，其中第1、5節車廂為動車，其余為拖車，則該動車組( ).

A．啟動時乘客受到車廂作用力的方向與車運動的方向相反

B．做勻加速運動時，第5、6節與第6、7節車廂間的作用力之比為3∶2

C．進站時從關閉發動機到停下來滑行的距離與關閉發動機時的速度成正比

D．與改為4節動車帶4節拖車的動車組最大速度之比為1∶2

點評 本題以高新技術為背景，要求學生通過題目所提供的相關高鐵信息，將動車組中的拖車和動車等效成在粗糙水平面上幾個木塊在外力作用下運動的物理模型.試題密切聯系生活的熱點問題，令人耳目一新.

四、以科技應用為背景

解析 (1)設質子進入漂移管B的速度為vB，電源頻率、周期分別為f、T，漂移管B的長度為L，則

聯立①②式并代入數據得L=0.4 m ③

(2)設質子進入漂移管E的速度為vE，相鄰漂移管間的加速電壓為U，電場對質子所做的功為W.質子從漂移管B運動到E電場做功W′，質子的電荷量為q、質量為m，則

聯立④⑤⑥式并代入數據得U=6×104V ⑦

點評 本題以科技應用為背景，考查帶電粒子在電場中的運動，意在考查學生的分析綜合的能力.關注最新科技前沿，注重物理與生活的結合，是高考命題中最常見的命題方式之一.

五、以健身運動為背景

例題5 (2016·浙江卷)小明設計的電磁健身器的簡化裝置如圖4所示，兩根平行金屬導軌相距l=0.50 m，傾角θ=53°，導軌上端串接一個R=0.05 Ω的電阻．在導軌間長d=0.56 m的區域內，存在方向垂直導軌平面向下的勻強磁場，磁感應強度B=2.0 T．質量m=4.0 kg的金屬棒CD水平置于導軌上，用絕緣繩索通過定滑輪與拉桿GH相連．CD棒的初始位置與磁場區域的下邊界相距s=0.24 m．一位健身者用恒力F=80 N拉動GH桿，CD棒由靜止開始運動，上升過程中CD棒始終保持與導軌垂直．當CD棒到達磁場上邊界時健身者松手，觸發恢復裝置使CD棒回到初始位置(重力加速度g取10 m/s2，sin53°=0.8，不計其他電阻、摩擦力以及拉桿和繩索的質量)．求：(1)CD棒進入磁場時速度v的大小；(2)CD棒進入磁場時所受的安培力FA的大小；(3)在拉升CD棒的過程中，健身者所做的功W和電阻產生的焦耳熱Q.

(2)感應電動勢E=Blv③

(3)健身者做功W=F(s+d)=64 J ⑦

由牛頓定律F-mgsinθ-FA=0 ⑧

CD棒在磁場區做勻速運動

焦耳熱Q=I2Rt=26.88 J ⑩

點評 本題以日常生活中人們熱衷的健身運動為背景，考查了電磁健身器原理，意在考查學生對牛頓第二定律、運動學公式、感應電動勢、感應電流、安培力、功和焦耳熱的理解和應用能力.

六、以體育運動為背景

例6 (2016·天津卷)我國將于2022年舉辦冬奧會，跳臺滑雪是其中最具觀賞性的項目之一．如圖5所示，質量m=60 kg的運動員從長直助滑道AB的A處由靜止開始以加速度a=3.6 m/s2勻加速滑下，到達助滑道末端B時速度vB=24 m/s，A與B的豎直高度差H=48 m．為了改變運動員的運動方向，在助滑道與起跳臺之間用一段彎曲滑道銜接，其中最低點C處附近是一段以O為圓心的圓弧．助滑道末端B與滑道最低點C的高度差h=5m，運動員在B、C間運動時阻力做功W=-1530 J，g取10 m/s2.

(1)求運動員在AB段下滑時受到阻力Ff的大小；

(2)若運動員能夠承受的最大壓力為其所受重力的6倍，則C點所在圓弧的半徑R至少應為多大？

聯立①②式，代入數據解得Ff=144 N ③

④

由運動員能夠承受的最大壓力為其所受重力的6倍，聯立④⑤式，代入數據解得R=12.5 m.

點評 本題以跳臺滑雪為背景，考查物理在生產和生活中的實際應用問題.

七、以安全設施為背景

例7 (2016·天津卷) 電磁緩速器是應用于車輛上以提高運行安全性的輔助制動裝置，其工作原理是利用電磁阻尼作用減緩車輛的速度．電磁阻尼作用可以借助如下模型討論：如圖6所示，將形狀相同的兩根平行且足夠長的鋁條固定在光滑斜面上，斜面與水平方向夾角為θ.一質量為m的條形磁鐵滑入兩鋁條間，恰好勻速穿過，穿過時磁鐵兩端面與兩鋁條的間距始終保持恒定，其引起電磁感應的效果與磁鐵不動、鋁條相對磁鐵運動相同．磁鐵端面是邊長為d的正方形，由于磁鐵距離鋁條很近，磁鐵端面正對兩鋁條區域的磁場均可視為勻強磁場，磁感應強度為B，鋁條的高度大于d，電阻率為ρ.為研究問題方便，鋁條中只考慮與磁鐵正對部分的電阻和磁場，其他部分電阻和磁場可忽略不計，假設磁鐵進入鋁條間以后，減少的機械能完全轉化為鋁條的內能，重力加速度為g.(1)求鋁條中與磁鐵正對部分的電流I；(2)若兩鋁條的寬度均為b，推導磁鐵勻速穿過鋁條間時速度v的表達式；(3)在其他條件不變的情況下，僅將兩鋁條更換為寬度b′>b的鋁條，磁鐵仍以速度v進入鋁條間，試簡要分析說明磁鐵在鋁條間運動時的加速度和速度如何變化．

解析 (1)磁鐵在鋁條間運動時，兩根鋁條受到的安培力大小相等，均為F安，有F安=IdB①,磁鐵受到沿斜面向上的作用力為F，其大小F=2F安②,磁鐵勻速運動時受力平衡，則有F-mgsinθ=0③.

可見F′>F=mgsinθ，磁鐵所受到的合力方向沿斜面向上，獲得與運動方向相反的加速度，磁鐵將減速下滑，此時加速度最大．之后，隨著運動速度減小，F′也隨著減小，磁鐵所受的合力也減小，由于磁鐵加速度與所受到的合力成正比，磁鐵的加速度逐漸減小．綜上所述，磁鐵做加速度逐漸減小的減速運動，直到F′=mgsinθ時，磁鐵重新達到平衡狀態，將再次以較小的速度勻速下滑．

點評 本題以安全設施為背景，考查安培力、平衡條件、法拉第電磁感應定律、閉合電路歐姆定律、電阻定律及其相關知識在生活、生產中的應用，既提高了學生的安全意識，又培養了學生靈活運用知識分析和解決實際問題的能力.

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1008-0333(2016)34-0049-03