?
(二)实验题部分的命题特点和规律
xx展示:
(08山东卷)23、 (12分)2007年诺贝尔物理学奖授予了两位发现“巨磁电阻”效应的物理学家。材料的电阻随磁场的增加而增大的现象称为磁阻效应,利用这种效应可以测量磁感应强度。
若图1为某磁敏电阻在室温下的电阻一磁感应强度特性曲线,其中RB、RO分别表示有、无磁场时磁敏电阻的阻值。为了测量磁感应强度B,需先测量磁敏电阻处于磁场中的电阻值RB。请按要求完成下列实验。
(l)设计一个可以测量磁场中该磁敏电阻阻值的电路,
在图2的虚线框内画出实验电路原理图(磁敏电阻及所处磁场已给出,待测磁场磁感应强度大小约为0.6~1.0T,不考虑磁场对电路其它部分的影响)。要求误差较小。
提供的器材如下:
A.磁敏电阻,无磁场时阻值Ro=150Ω
B.滑动变阻器R,全电阻约20Ω
C.电流表A,量程2.5mA,内阻约30Ω
D.电压表V,量程3v,内阻约3kΩ
E.直流电源E,电动势3v,内阻不计
F.开关S,导线若千
(2)准确接线后,将磁敏电阻置人待测磁场中.测量数据如下表:
?
?
?l
?2
?3
?4
?5
?6
?
U(V)
?0.00
?0.45
?0.91
?1.50
?1.79
?2.71
?
I(mA)
?0.00
?0.30
?0.60
?1.00
?1.20
?1.80
?
?
?
?
?
根据上表可求出磁敏电阻的测量值RB=______Ω,
结合图l 可知待测磁场的磁感应强度B =______T 。
?( 3 )试结合图l 简要回答,磁感应强度B 在0 ~0.2T 和0.4 ~1.0T 范围内磁敏电阻阻值的变化规律有何不同?
( 4 )某同学查阅相关资料时看到了图3 所示的磁敏电阻在一定温度下的电阻~磁感应强度特性曲线(关于纵轴对称),由图线可以得到什么结论?
答案:( l )如右图所示??
( 2 ) 1500????? 0.90
( 3 )在0 ~0.2T 范围内,磁敏电阻的阻值随磁感应强度非线性变化(或不均匀变化);在0 . 4 ~1 .0T 范围内,磁敏电阻的阻值随磁感应强度线性变化(或均匀变化)
( 4 )磁场反向.磁敏电阻的阻值不变。
从中看出08山东实验xx以2007年诺贝尔物理学奖“巨磁电阻”的发现为背景引出磁阻效应,引导考生关注当今世界科技{zx1}成果,关注物理学的技术应用所产生的社会效益,考查考生的实验探究能力及创新和迁移能力。从表象上看,对考生来说是一个“生题”,不属于“知识内容表”中所列的11个必考实验,但仔细分析后会发现,此题与“测定金属的电阻率”、“描绘小电珠的伏安特性曲线”、“传感器的简朴使用”这三个必考实验相关,涉及安培表的内接和外接、滑动变阻器的分压和限流接法、电路设计和仪器仪表的选择、利用图象进行数据处理等重要内容,是在原来实验基础上的重组与创新,旨在考查考生是否认识这些常规实验器材,是否真正动手做过这些实验。在此基础上,进一步考查考生是否能灵活的运用学过的理论、实验方法、仪器去处理、分析、研究某些未做过的实验,包括设计某些比较简朴的实验等。xx选取实验设计、数据分析、得出结论三个环节设问,考生要经历提出问题、猜想假设、设计实验、分析与论证、评估等实验探究环节,考查考生的分析综合能力、实验与探究能力和应用数学处理物理问题的能力。xx第(3)步设问的设置注意开放性、探究性,体现对考生创新能力的考查,有利于激发考生创新意识,培养科学精神和科学态度。第(4)步设问则合理运用上述情境另辟蹊径,合理延伸,从图1变化到具有对称性的图3,要求考生开放作答,从知识与技能、过程与方法上深入考查考生的自主探究能力,进一步体现了新课程的要求。
07年山东理综23题也是考电学实验(伏安法测电阻并进一步测电阻率,xx略)。因此不难发现如下规律:
1、 高考实验命题以电学实验为主,侧重于电阻的测量;
2、xx源于课本而高于课本,大多属于对课本实验的拓展和延伸,体现了对迁移能力和实验设计能力的考查.
3、增加了对物理问题进行定性分析的设问及开放性设问,很好地体现了新课程引导学生主动学习,加强探究,培养创新精神的理念,对实验探究能力的考查更趋深入、全面,对学生的文字表述能力也提出了新的更高的要求。
课改地区实验题备考要点
1、基本仪器的使用能力:传统的重要实验器材如游标卡尺、螺旋测微器、打点计时器、电阻箱、滑动变阻器、多用电表的使用与读数仍是高考实验xx的主角。(08海南卷、江苏卷)
2、对实验原理的理解及方法的迁移能力:<<考试大纲>>要求学生“能理解实验原理和方法, 能运用已学过的物理理论、实验方法和实验仪器去处理问题,包括简朴的设计性实验”这就要求学生能将学过的物理知识应用到实验中,能理解改编类实验的原理,在需要时能根据所给仪器设计新实验.(08广东卷、江苏卷)
3、分析处理数据的能力:处理数据的方法一般有:列表法、作图法、平均值法、逐差法。作图法作为数据处理的一个重要方法,直观、误差小、易于发现错误数据、再求平均值和某些物理量非常方便。现在的高考可以说是对图象的分析和处理要求都很高,目前此类题目正由学生实验中常见的直线(除小灯泡的伏安特性曲线外),向曲线方面发展,要引起重视。(08山东卷)
4、误差分析的能力:误差分析能力是实验能力的重要组成部分,课本上许多实验设计都存在着缺限,近几年高考xx也侧重对这些缺限的考查。07年广东卷利用多用电表检查电路故障,利用纸带判断小车的运动过程以及推算重物与小车的质量比;08年(江苏卷)验证“机械能守恒定律”等。
5、对基本实验的操作(步骤、方法)能力:历年高考中,命题者都试图创设一种真实的实验情景,致力于通过纸笔型的考试考查学生真实的实验能力,以将做过实验的学生和没有做过实验的学生区分开来。 xx体现的形式多样,如实验步骤纠错、补漏;电路图的连线、纠错、设计;分析实验误差的来源并为减少实验误差采取的措施等,都与实验的实际操作过程紧密相关,真正的考查了考生的实际操作能力。 如07(广东卷) 万用表的使用;(山东卷)电路设计及实物图连接;08年(广东卷)探究一种热敏电阻的温度特性、探究“动能定理”等。
(三)计算题部分的命题特点和规律
xx展示
(08山东卷)24(15分)某兴趣小组设计了如图所示的玩具轨道,其中“ 2008”四个等高数字用内壁光滑的薄壁细圆管弯成,固定在竖直平面内(所有数字均由圆或半圆组成,圆半径比细管的内径大得多),底端与水平地面相切。弹射装置将一个小物体(可视为质点)以va=5m/s的水平初速度由a点弹出,从b点进入轨道,依次经过“8002”后从p点水平抛出。小物体与地面ab段间的动摩擦因数u=0.3,不计其它机械能损失。已知ab段长L=1. 5m,数字“0”的半径R=0.2m,小物体质量m=0.01kg,g=10m/s2。求:
(1)小物体从p点抛出后的水平射程。
(2)小物体经过数字“0”的{zg}点时管道对小物体作用力的大小和方向。
解:(1)设小物体运动到p点时的速度大小为v,对小物体由a运动到p过程应用动能定理得
????????????????? ①
??????????????????????????? ②
s=vt??????????????????????????????? ③
联立①②③式,代入数据解得
s=0.8m????????????????????????????? ④
(2)设在数字“0”的{zg}点时管道对小物体的作用力大小为F,取竖直向下为正方向
?????????????????????????? ⑤
联立①⑤式,代入数据解得
F=0.3N?????????????????????????????? ⑥
方向竖直向下
(08山东卷) 25.(18分)两块足够大的平行金属极板水平放置,极板间加有空间分布均匀、大小随时间周期性变化的电场和磁场,变化规律分别如图1、图2所示(规定垂直纸面向里为磁感应强度的正方向)。在t=0时刻由负极板释放一个初速度为零的带负电的粒子(不计重力)。若电场强度E0、磁感应强度B0、粒子的比荷 均已知,且 ,两板间距 。
(1)求粒子在0~t0时间内的位移大小与极板间距h的比值。
(2)求粒子在板板间做圆周运动的{zd0}半径(用h表示)。
(3)若板间电场强度E随时间的变化仍如图1所示,磁场的变化改为如图3所示,试画出粒子在板间运动的轨迹图(不必写计算过程)。
解法一:(1)设粒子在0~t0时间内运动的位移大小为s1
???????????????????????????????? ①
???????????????????? ②
又已知
联立①②式解得
?????????????????????? ③
(2)粒子在t0~2t0时间内只受洛伦兹力作用,且速度与磁场方向垂直,所以粒子做匀速圆周运动。设运动速度大小为v1,轨道半径为R1,周期为T,则
???????????????????? ④
????????????????? ⑤
?
联立④⑤式得
???????????????????? ⑥
又????????????????????? ⑦
即粒子在t0~2t0时间内恰好完成一个周期的圆周运动。在2t0~3t0时间内,粒子做初速度为v1的匀加速直线运动,设位移大小为s2
??????????????? ⑧
解得????????????????? ⑨
由于s1+s2<h,所以粒子在3t0~4t0时间内继承做匀速圆周运动,设速度大小为v2,半径为R2
?????????????????? ⑩
????????????????? 11
解得????????????????? 12
由于s1+s2+R2<h,粒子恰好又完成一个周期的圆周运动。在4t0~5t0时间内,粒子运动到正极板(如图1所示)。因此粒子运动的{zd0}半径 。
?
(3)粒子在板间运动的轨迹如图2所示。
解法二:由题意可知,电磁场的周期为2t0,前半周期粒子受电场作用做匀加速直线运动,加速度大小为
??????????????? 方向向上
??????? 后半周期粒子受磁场作用做匀速圆周运动,周期为T
???????
??????? 粒子恰好完成一次匀速圆周运动。至第n个周期末,粒子位移大小为sn
???????
??????? 又已知?
??????? 由以上各式得??????
??????? 粒子速度大小为????
?????? 粒子做圆周运动的半径为?????
?????? 解得??????
?????? 显然???????
????? (1)粒子在0~t0时间内的位移大小与极板间距h的比值??
????? (2)粒子在极板间做圆周运动的{zd0}半径??
????? (3)粒子在板间运动的轨迹图见解法一中的图2。
(07山东卷)24.如图所示,一水平圆盘绕过圆心的竖直轴转动,圆盘边缘有一质量m=1.0kg的小滑块。当圆盘转动的角速度达到某一数值时,滑块从圆盘边缘滑落,经光滑的过渡圆管进入轨道ABC。以知AB段斜面倾角为53°,BC段斜面倾角为37°,滑块与圆盘及斜面间的动摩擦因数均μ=0.5? ,A点离B点所在水平面的高度h=1.2m。滑块在运动过程中始终未脱离轨道,不计在过渡圆管处和B点的机械能损失,{zd0}静摩擦力近似等于滑动摩擦力,取g=10m/s2,sin37°=0.6; cos37°=0.8
(1)若圆盘半径R=0.2m,当圆盘的角速度多大时,滑块从圆盘上滑落?
(2)若取圆盘所在平面为零势能面,求滑块到达B点时的机械能。
(3)从滑块到达B点时起,经0.6s 正好通过C点,求BC之间的距离。
解析:(1)滑块在圆盘上做圆周运动时,静摩擦力充当向心力,根据牛顿第二定律,可得:
μmg=mω2R
代入数据解得:ω= =5rad/s
(2)滑块在A点时的速度:VA=ωR=1m/s
从A到B的运动过程由动能定理:
mgh-μmgcos53°·h/sin53°=1/2mvB2-1/2mvA2
在B点时的机械能EB=1/2mvB2-mgh=-4J
(3)滑块在B点时的速度:vB=4m/s
滑块沿BC段向上运动时的加速度大小:a1=g(sin37°+ucos37°)=10m/s2
返回时的速度大小:a2=g(sin37°-ucos37°)=2m/s2
BC间的距离:sBC=vB2/2a1-1/2a2(t-VB/a1)2=0.76m
(07山东卷)25.飞行时间质谱仪可以对气体分子进行分析。如图所示,在真空状态下,脉冲阀P喷出微量气体,经激光照射产生不同价位的正离子,自a板小孔进入a、b间的加速电场,从b板小孔射出,沿中线方向进入M、N板间的偏转控制区,到达探测器。已知元电荷电量为e,a、b板间距为d,极板M、N的长度和间距均为 L。不计离子重力及进入a板时的初速度。
(1)当a、b间的电压为U1时,在M、N间加上适当的电压U2,使离子到达探测器。请导出离子的全部飞行时间与比荷K(K=ne/m)的关系式。
(2)去掉偏转电压U2,在M、N间区域加上垂直于纸面的匀强磁场,磁感应强度B,若进入a、b间所有离子质量均为m,要使所有的离子均能通过控制区从右侧飞出,a、b间的加速电压U1至少为多少?
解析(1)由动能定理:neU1=1/2mv2
n价正离子在a、b间的加速度a1=neU1/md
在a、b间运动的时间t1=v/a1= d
在MN间运动的时间:t2=L/v
离子到达探测器的时间:
t=t1+t2=
(2)假定n价正离子在磁场中向N板偏转,洛仑兹力充当向心力,设轨迹半径为R,由牛顿第二定律nevB=mv2/R
离子刚好从N板右侧边缘穿出时,由几何关系:
R2=L2+(R-L/2)2
由以上各式得:U1=25neL2B2/32m
当n=1时U1取最小值Umin=25eL2B2/32m
比较07、08两年的24、25题,可以发现,{dy}个计算题为力学多过程问题,一般设置2-3个小题,主要涉及三种重要的运动形式及牛顿运动定律、功能关系的应用。25题作为第二个计算题(压轴题),多考查带电粒子在电磁场中的运动,过程较复杂,一般设置3个小题,利用牛顿运动定律解决带电粒子在电场中的加速和偏转和在磁场中的圆周运动。
?(四)选考部分命题特点和规律
xx展示
(07山东卷)37.(物理3-4)湖面上一点O上下振动,振辐为0.2m,以O点为圆心形成圆形水波,如图所示,A、B、O三点在一条直线上,OA间距离为4.0m,OB间距离为2.4m。某时刻O点处在波峰位置,观察发现2s后此波峰传到A点,此时O点正通过平衡位置向下运动,OA间还有一个波峰。将水波近似为简谐波。
(1)求此水波的传播速度、周期和波长。
(2)以O点处在波峰位置为0时刻,某同学打算根据OB间距离与波长的关系,确定B点在0时刻的振动情况,画出B点的振动图像。你认为该同学的思路是否可行?若可行,画出B点振动图像,若不可行,请给出准确思路并画出B点的振动图象。
(1)v=Δx1/Δt=2m/s
Δt=5/4·T??????? T=1.6s
λ=vT=3.2m
(2)可行
振动图象如图。
?
(07山东卷)38.(物理3-5)人类认识原子结构和开发利用原子能经历了十分曲折的过程。请按要求回答下列问题。
(1)卢瑟福、玻尔、查德威克等科学家在原子结构或原子核的研究方面做出了{zy1}的贡献。
请选择其中的两位,指出他们的主要成绩。
①-----------__________________________________________________________
②__________________________________________________________
在贝克勒尔发现xx放射现象后,人们对放射线的性质进行了深入研究,下图为三种射线在同一磁场中的运动轨迹,请从三种射线中任选一种,写出它的名称和一种用途。
________________________________________。
(2)在可控核反应堆中需要给快中子减速,轻水、重水和石墨等常用作减速剂。中子在重水中可与12H核碰撞减速,在石墨中与612C核碰撞减速。上述碰撞可简化为弹性碰撞模型。某反应堆中快中子与静止的靶核发生对心正碰,通过计算说明,仅从一次碰撞考虑,用重水和石墨作减速剂,哪种减xx果更好?
(1)卢瑟福提出了原子的核式结构模型(或其他成就玻尔把量子理论引入原子模型,并成功解释了氢光谱(或其他成就)查德威克发现了中子(或其他成就)。
(2)设中子质量为Mn靶核质量为M,由动量守恒定律
Mnv0=Mnv1+Mv2
解得:v1=Mn-M/Mn+M·v0
在重力中靶核质量:MH=2Mn
V1H=Mn-Mc/Mn+Mc·v0=-1/3v0
在石墨中靶核质量:Mc=12M
V1c= Mn-M/Mn+M·v0=11/13v0
与重力靶核碰后中子速度较小,故重水减xx果更好。
(08山东卷)37.(8分)【物理—物理3-4】
??????? 麦克斯韦在1865年发表的《电磁场的动力学理论》一文中揭示了电、磁现象与光的内在联系及统一性,即光是电磁波。
(1)?????? 一单色光波在折射率为1.5的介质中传播,某时刻电场横波图象如图1所示,求该光波的频率。
(2)?????? 图2表示两面平行玻璃砖的截面图,一束平行于CD边的单色光入射到AC界面上,a、b是其中的两条平行光芒。光芒a在玻璃砖中的光路已给出。画出光芒B从玻璃砖中管次出射的光路图,并标出出射光芒与界面法线夹角的度数。
?
解:(1)设光在介质中的传播速度为v,波长为λ,频率为f,则
???????? f=????????????????????? ①
???????????????????? ②
联立①②式得???????????? ③
从波形图上读出波长 m,代入数据解得
f=5×1014Hz
(2)光路如图所示
?
(08山东卷)38.(8分)【物理—物理3-5】
(1)在氢原子光谱中,电子从较高能级跃迁到n=2能级发出的谱线属于巴耳末线系。若一群氢原子自发跃过时发出的谱线中只有2条属于巴耳末线系,则这群氢原子自发跃迁时最多可发生?????????? 条不同频率的谱线。
(2)一个物体静置于光滑水平面上,外面扣一质量为M的盒子,如图1所示。现给盒子—初速度v0,此后,盒子运动的v-t图象呈周期性变化,如图2所示。请据此求盒内物体的质量。
?
解:(1)6
(2)设物体的质量为m,t0时刻受盒子碰撞获得速度v,根据动量守恒定律
?????????????????????????? ①
3t0时刻物体与盒子右壁碰撞使盒子速度又变为v0,说明碰撞是弹性碰撞
?????????????????????? ②
联立①②解得
??????????? m=M?????????????????????? ③
(也可通过图象分析得出v0=v,结合动量守恒,得出准确结果)
从近两年xx中可看出如下规律
1、3—3潍坊未选(略)
2、选修3—4:机械振动和机械波部分主要围绕振动图像、波的图像以及波动方程进行考查;光学部分主要围绕几何光学中的折射定律、折射率和全反射现象进行考查。如:08山东卷37两问分别考查波和光学,07山东卷37只考了波。
3、选修3—5:波尔的原子模型和氢原子能级;碰撞中的动量守恒(弹性碰撞);核反应方程。如:08山东卷38两问分别考查玻尔原子模型和氢原子能级;碰撞中的动量守恒;07山东卷38考了原子物理与动量守恒。
综合其他课改地区高考xx可看出,选考部分xx的命制更加体现了基础性和选择的公平性。首先,从题目所涉及的考点来看,37、38两个题目都基本覆盖本模块的主要知识点,考查学生必须掌握的波、光、原等基础知识;从设问的角度来看,xx均立足于对各模块基础知识和基本研究方法的考查;从题目设计的得分点来看,两道xx基本相同,难度基本相称,命题者追求一定的知识覆盖面。
通读理综卷物理xx会发现,题目设问起点低、入手易,又不失灵活性与区分度。xx情境设计注意加强物理与生活、现代社会的联系,引导学生关注当代科学技术发展的重要成果和新的科学思想,关注与物理学有关的新鲜事物,是培养学生分析综合能力、推理能力的好机会,也是新课程“来源于生活、服务于社会”理念的体现,整个xx以能力立意为主导,注意对考生五种基本能力的考查。命题者通过xx中的三个减少、三个提高即:①适当减少文字量和设问个数,提高对思维层次和品质的要求;②适当减少繁杂运算量,提高对数理结合思想、物理模型构建能力的要求;③适当减少考生熟知信息、题型的给予,提高对运用所学知识处理新情境、新问题的要求,真正把“考能力”落到了实处。
二轮复习备考建议:
1、以高频考点设置专题,以Ⅱ级知识点设置专题,进行训练。
2、针对考xx型设置例题和训练题,强化物理过程分析和解题方法的训练。
3、指导学生解题后,养成反思习惯,咀嚼、顿悟、内化、提高解决问题的能力。
4、注意考纲的变化,研究新添的Ⅱ级知识点可能命题的方式,进行高效训练。
5、加大两纲一题研究力度,注意研究方法:(可从以下几个方面入手)
(1)历年课改地区xx抽样(山东)分析——找共性;
(2)近期(07、08)xx重点分析——找趋势;
(3)相同考点的xx对比分析——找变化;
(4)不同模式的xx分析——找差别;
(5)对照教材课后习题分析——找原型。
不当之处,望各位同行给予批评指正。谢谢!
?