主情境·大綜合

李樹祥

2023年是上海市高考物理采用老教材、老課標(biāo)等級(jí)考的最后一年，2024年是采用新教材、新課標(biāo)的第一年。2024年上海高考的命題會(huì)有哪些變化呢？ 2023 年上海等級(jí)考試卷的最后一題為新高考做了鋪墊，下面就讓我們來(lái)看一看這道題吧！

題目特點(diǎn)：（1）一個(gè)情境，即輕繩拉小球的運(yùn)動(dòng)中與另一物體的碰撞情境，這是源自我們平常做題時(shí)常見的物理情境。在此情境下給出一些已知量讓求未知量，從而考查同學(xué)們對(duì)力學(xué)綜合知識(shí)的應(yīng)用。（2）大綜合，首先，本題包含物理知識(shí)的綜合，如運(yùn)動(dòng)過(guò)程包含圓周運(yùn)動(dòng)、碰撞、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)、勻減速直線運(yùn)動(dòng)等，涉及的公式有圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度公式、彈性碰撞的機(jī)械能守恒公式（也可以用動(dòng)量守恒定律公式）、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期公式、牛頓第二定律及勻減速直線運(yùn)動(dòng)公式（也可以用動(dòng)能定理公式）;其次，本題是題型的綜合，本題雖然是一道計(jì)算題，但是包含著分析、論證及判斷，比如第二小問(wèn)中需要通過(guò)分析計(jì)算來(lái)論證碰后小球P 做的是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，從而用單擺周期公式求時(shí)間，還需要用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式判斷出在小球P 第一次返回最低點(diǎn)A 的過(guò)程中，物體Q 已經(jīng)停下來(lái)。（3）新舊教材銜接，本題加入了碰撞過(guò)程，而碰撞是新教材、新課標(biāo)要求掌握的內(nèi)容，2023 屆考生并沒有學(xué)，題目為了照顧老教材的知識(shí)盲區(qū)，加了一個(gè)條件“碰撞前后小球P 與物體Q 的總動(dòng)能不變”。

預(yù)測(cè)2024年上海高考的變化：改變?cè)瓉?lái)的高考命題模式，變?yōu)椤爸髑榫场ご缶C合”，以嚴(yán)格落實(shí)高考考查要求中的“基礎(chǔ)性、綜合性、應(yīng)用性、創(chuàng)新性”，這一點(diǎn)已經(jīng)在2023年上海學(xué)業(yè)水平合格考調(diào)研卷、合格考試卷和2024年上海等級(jí)考調(diào)研卷中得以體現(xiàn)。比如，2023年上海學(xué)業(yè)水平合格考調(diào)研卷由北斗衛(wèi)星、蜜蜂授粉、彈丸彈射、土壤電阻率和無(wú)人機(jī)等五個(gè)主情境大題組成;2023年上海合格考試卷由神舟十六號(hào)、籃球運(yùn)動(dòng)、通電螺線管、太陽(yáng)能利用、相對(duì)論、細(xì)胞膜電現(xiàn)象、電動(dòng)自行車等七個(gè)主情境大題組成;2024年上海等級(jí)考調(diào)研卷由氧氣制備、航天技術(shù)、彈弓、光梳、無(wú)線充電技術(shù)、質(zhì)譜儀等六個(gè)主情境大題組成。

主情境·大綜合題型和原來(lái)的高考題目有何不同呢？ 現(xiàn)舉兩例分析如下。

題型1：無(wú)線充電技術(shù)

無(wú)線充電器的發(fā)射線圈產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，使得接收設(shè)備（手機(jī)等）內(nèi)的線圈中產(chǎn)生交變電流， 實(shí)現(xiàn)電能的無(wú)線傳輸。

例1 （1）如圖2所示，從上往下看，當(dāng)無(wú)線充電發(fā)射線圈中的電流逆時(shí)針增大時(shí)，接收設(shè)備線圈中的電流為_____方向。

（2）若接收線圈獲得的正弦式交變電流的電壓隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖3所示。

①以s為時(shí)間t 的單位，V 為電壓u 的單位，此交流電壓隨時(shí)間變化的方程為_____。

②此交流電壓的有效值與如圖4所示交流電壓的有效值之比為（ ）。

（3）某發(fā)電廠發(fā)出的交流電壓為 U1，功率為P。遠(yuǎn)距離輸電線路的總電阻為r。現(xiàn)采用電壓達(dá)U2 的特高壓輸電技術(shù)進(jìn)行輸電，變電站理想升壓變壓器輸入線圈和輸出線圈的匝數(shù)比為_____;輸電線上損失的功率為_____。

（4）如圖5甲所示，某無(wú)線充電裝置接收線圈匝數(shù)為N 、半徑為a、電阻為r。一勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過(guò)線圈，其磁感應(yīng)強(qiáng)度B 隨時(shí)間t 的變化規(guī)律如圖5乙所示。外接定值電阻的阻值為R。求：

（2）求油滴所帶電荷量。

（3）在板間照射X 射線可改變油滴所帶電荷量，再采用上述方法測(cè)量油滴的電荷量。如此重復(fù)操作，測(cè)量得到油滴的電荷量Qi 如表1所示。如果存在元電荷，根據(jù)表中數(shù)據(jù)求出元電荷e。（保留到小數(shù)點(diǎn)后2位）

（4）實(shí)驗(yàn)時(shí)在某時(shí)刻t0 閉合開關(guān)S后，兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度E 隨時(shí)間t 的變化規(guī)律應(yīng)為圖11中的_____。

參考答案：（1）油滴帶負(fù)電;（2）Q =mgd（t1+t2）/Ut2 ;（3）e=1.54×10-19 C;（4）B。

（責(zé)任編輯 張 巧）