2010年高考山东卷理科综合物理试题评析

刘 林

(青岛市普通教育教研室 山东 青岛 266023)

1 总体评价

2010年高考山东卷理科综合物理试题总体情况反映较好，说明了山东省自主命题的水平在逐年提高，试题逐步得到了考生、学校和社会的认可，基本实现了2010年山东省《考试说明》的命题指导思想．试题贴近中学教学实际，体现了中学物理教学在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等方面的要求，贯彻了新课程的理念．试题在保持全卷整体难度、区分度和题型基本稳定的前提下，全面考查了五种能力，即理解能力、推理能力，分析综合能力、应用数学处理问题的能力和实验与探究能力，对推进新课程改革有良好导向作用．

各题的题型、分值等与2009年完全相同，试卷结构如表1所示．

表1 2010年高考山东卷理综卷物理试题结构

理综卷物理题量适中，物理试题文字叙述清晰，无科学性错误．与2009年相比，今年的三个选考模块的难度有较大的不同，《选修3-5》(即理综试卷的第38题)难度较大．因试卷中含有物理、化学、生物三科的试题，相互影响较大，考试时间为150分钟，考生普遍感到时间紧张，难以完成全部试题．

从难度统计看，大多数题目基本都采取了分层设问的方式，由浅入深、由易到难，提高了试题的区分度．试题所涉及的知识均为主干知识，与《考试说明》的吻合较好；试题涵盖了《考试说明》中的所有二级知识点，一级知识点考查了50%．物理全卷难度合理，总体难度系数为0.55．对中学物理教学有较好的导向作用，有利于高校选拔人才．

2 试题特点

2.1 知识点覆盖面大 立足基础 着重考查基础知识及其灵活运用能力 体现素质教育的理念

试题覆盖面广，各部分比例合理．全卷考查的知识覆盖了2010年《山东卷考试说明》知识内容表中必考部分的全部12个主题及选考部分的7个主题(共12个主题)．另有5部分的知识点未涉及，分别是：传感器、分子动理论、相对论、原子核、单位制．必考内容中涉及到48个知识点，其中Ⅱ级知识点(共26个)考查了26个，Ⅰ级知识点(共33个)考查了22个，占59个必考知识点的81%．这些知识点都是中学物理的核心内容和与大学学习密切相关的内容．力学45分，占50.6%；电学33分，占37%．其中，实验12分，占13.5%，符合中学教学实际．

2.2 平稳过渡 稳中求创新

试卷结构仍保持稳定，各题型所占分值基本不变．在实验题的设计上沿用了2009年试题的模式以考查考生的实验探究能力，即一个力学实验、一个电学实验的组合模式．试题涉及的物理过程和背景材料大多是典型、常见、为考生所熟悉的，考查的角度及呈现方式均具有一定的新颖性．

【例1】第25题

如图1所示，以两虚线为边界，中间存在平行纸面且与边界垂直的水平电场，宽度为d，两侧为相同的匀强磁场，方向垂直纸面向里．一质量为m、带电荷量+q、重力不计的带电粒子，以初速度v1垂直边界射入磁场做匀速圆周运动，后进入电场做匀加速运动，然后第二次进入磁场中运动，此后粒子在电场和磁场中交替运动．已知粒子第二次在磁场中运动的半径是第一次的二倍，第三次是第一次的三倍，以此类推．求：

(1)粒子第一次经过电场的过程中电场力所做的功W1；

(2)粒子第n次经过电场时电场强度的大小En；

(3)粒子第n次经过电场所用的时间tn；

(4)假设粒子在磁场中运动时，电场区域场强为零．请画出从粒子第一次射入磁场至第三次离开电场的过程中，电场强度随时间变化的关系图线(不要求写出推导过程，不要求标明坐标刻度值)．

图1

解析：(1)设磁场的磁感应强度大小为B，粒子第n次进入磁场时的半径为Rn，速度为vn，由牛顿第二定律得

所以

因为

R2=2R1

所以

v2=2v1

对于粒子第一次在电场中的运动，由动能定理

得

(2)粒子第n次进入电场时的速度为vn，出电场时的速度为vn+1，有

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

由动能定理

知

(3)设粒子第n次在电场中运动的加速度为an，由牛顿第二定律qEn=man，由运动学公式vn+1-vn=antn，可得

(4)如图2所示，两种情况均可．

图2

点评：该题考查了带电粒子在匀强磁场中的圆周运动和在不同匀强电场中的匀加速直线运动；其物理模型实质是考生所熟悉的回旋加速器.不同之处在于每次粒子经过的电场的电场强度是依次增大的，需要根据粒子在磁场中的半径大小找出速度的大小，从而推导出动能的变化，得到每次的电场强度En的大小．本题与2009年的第24、25题有相似之处，第(1)问入手容易，大部分考生都能正确解答，但第(2)、(3)、(4)问对考生的分析综合能力要求较高，对不同层次的考生有较好的区分度．

2.3 以能力考查为主导 注重科学素养的考查

2010年的试题着重考查了考生对高中物理主干知识的掌握情况.通过考生对基础知识和基本能力的考查，引导中学教学向培养学生的学科素养上发展；对实验原理、实验操作和实验数据的处理方法等有较高的要求，如认识实验系统误差和偶然误差，知道用多次测量求平均值的方法减小偶然误差，分析误差的主要来源等等；在试题中均有所考查，对考生科学素养的考查恰到好处.

【例2】第23题

图3

(1)某同学设计了如图3所示的装置，用来探究加速度与力的关系．弹簧测力计固定在一合适的木板上，桌面的右边缘固定一支表面光滑的铅笔以代替定滑轮，细绳的两端分别与弹簧测力计的挂钩和矿泉水瓶连接．在桌面上画出两条平行线MN、PQ，并测出间距d.开始时将木板置于MN处，现缓慢向瓶中加水，直到木板刚刚开始运动为止，记下弹簧测力计的示数F0，以此表示滑动摩擦力的大小．再将木板放回原处并按住，继续向瓶中加水后，记下弹簧测力计的示数F1，然后释放木板，并用秒表记下木板运动到PQ处的时间t．

1)木板的加速度可以用d、t表示为a=________；为了减小测量加速度的偶然误差可以采用的方法是(一种即可)________．

2)改变瓶中水的质量重复实验，确定加速度a与弹簧秤示数F1的关系．下列图像能表示该同学实验结果的是________．

图4

3) 用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比，它的优点是

A.可以改变滑动摩擦力的大小

B.可以更方便地获取多组实验数据

C.可以比较精确地测出摩擦力的大小

D.可以获得更大的加速度以提高实验精度

(2)在测定金属电阻率的试验中，某同学连接电路如图5所示．闭合开关后，发现电路有故障(已知电源、电表和导线均完好，电源电动势为E).

1)若电流表示数为零、电压表示数为E，则发生故障的是____________.(填“待测金属丝”“滑动变阻器”或“开关”)

2)若电流表、电压表示数均为零，该同学利用多用电表检查故障．先将选择开关旋至____________挡(填“欧姆×100”“直流电压10 V”或者“直流电流2.5 mA”),再将____(填“红”或“黑”)表笔固定在a接线柱，把另一支表笔依次接b、c、d接线柱．若只有滑动变阻器断路，则多用电表的示数依次是____、____、____．

图5

(2)电流表示数为零，说明电路中有断路现象；电压表示数为E，说明电压表的两端接在了电源两端，由此说明待测金属丝处发生了断路．若电流表和电压表示数均为零，说明电路出现了断路，多用电表的欧姆挡是用来测量电阻大小的，直流电流挡是用来测量电流大小的，所以只能选用直流电压挡．当把红表笔固定在a接线柱，另一支表笔分别接b、c、d接线柱，ab间电压为零，ac间电压也为零，ad间有电源，所以多用电表的示数依次为0、0、E．

点评: 该实验要求考生在日常的学习中亲自体验实验过程，掌握一定的实验操作技能，否则将不能正确选择并应用实验原理．第(1)问从实验方法的选择、实验数据的处理和实验方案的评价来分层设问，第(2)问则考查在一定实验理论基础上的实验操作及动手能力．题目中所涉及的电路连接、排查电路故障的方法等，是考生应当掌握的一项基本实验技能，在近几年的高考中没有过多出现．多数实验器材取自学生的日常生活用品，如木板、矿泉水瓶、铅笔等，实验的过程设计、数据处理等都需要在题目所给的信息中挖掘整理．

本题是在题目给定的实验条件下，考查减小测量加速度的偶然误差可以采用的方法；但不少的考生却换用了光电门、打点计时器、频闪照相等，以提高测量时间的精确度，改变矿泉水瓶中水的质量，以测量多组数据等方法，均背离了题目本身的考查意图，不能得分．

实验数据的处理方法也是实验技能的很重要的方面，要求对今后的中学物理实验教学有良好的导向作用．

由电压表、电流表示数均为零这一表象，要求考生使用多用电表查找故障点，既考查了对多用电表这一仪器的使用方法，又考查了直流电路的基本知识，体现了课标中提出的“能用物理知识和科学探究方法解决问题”的目标要求，体现了“从生活走进物理，从物理走向社会”的理念．

【例3】第17题

如图6所示，质量分别为m1、m2两个物体通过轻弹簧连接，在力F的作用下一起沿水平方向做匀速直线运动(m1在地面，m2在空中)，力F与 水平方向成θ角．则m1所受支持力N和摩擦力f正确的是

A.N=m1g+m2g-Fsinθ

B.N=m1g+m2g-Fcosθ

C.f=Fcosθ

D.f=Fsinθ

图6

解析：选m1和m2为整体研究，受到支持力N、摩擦力f、重力m1g+m2g和拉力F的作用，建立直角坐标系后，容易得到m1所受支持力为N=m1g+m2g-Fcosθ，摩擦力为f=Fcosθ．

点评：本题较好的考查了考生物理建模的能力，对静力学中受力分析的方法-整体法和隔离体法考生必须非常熟悉，否则会占用较多的解题时间．本题应将两个物体看做一个整体，采用整体法分析，很容易得出m1所受的支持力N和摩擦力f的大小，但若考生采用了隔离体法，对两物体分别受力分析，显得异常繁琐，不仅易出现运算错误，而且会影响到其他题目的作答．

2.4 加强理论与实际的联系 考查分析问题解决问题的能力

试题中与实际生产、生活相联系的题目较多，如选择题第18题以我国自行设计、制造的第一颗人造地球卫星为背景，考查了引力势能、机械能、角速度、向心加速度和线速度的概念．第37题以利用超声波探测远处鱼群的方位为背景，考查了机械波的传播问题和简谐运动问题等等．要求考生通过对这些现象和问题的分析，建立物理模型，选择解决问题的方法．

【例4】第36题

一太阳能空气集热器，底面及侧面为隔热材料，顶面为透明玻璃板，集热器容积为V0，开始时内部封闭气体的压强为p0．经过太阳曝晒，气体温度由T0=300 K升至T1=350 K．

图7

(1)求此时气体的压强；

(2)保持T1=350 K不变，缓慢抽出部分气体，使气体压强再变回到p0．求集热器内剩余气体的质量与原来总质量的比值．判断在抽气过程中剩余气体是吸热还是放热，并简述原因．

在抽气过程中剩余气体吸热．因为抽气过程中剩余气体温度不变，故内能不变．剩余气体膨胀对外做功，根据热力学第一定律，可知剩余气体要吸热．

点评：本题以太阳能空气集热器为载体，考查了灵活运用理想气体的状态方程和热力学定律的能力，背景新颖，与当前提倡的节能减排思想相一致，充分体现课标中提出的“了解知识与技能在生活、生产中的应用”的目标要求．从阅卷情况看，考生的解答方法较多，除了上述解析中的解法外，还可以选用克拉伯龙方程pV=nRT，以容器内的气体为研究对象，当作变质量问题处理．

2.5 选做题强调了知识点的覆盖面

从题目所涉及的考点来看，三个题目都基本覆盖本模块的主要知识点，考查中学生应必备的热学、光学和原子与原子核物理等基础知识．选考内容中涉及到18个知识点，其中Ⅱ级知识点(共5个)考查了5个，Ⅰ级知识点(共37个)考查了13个，占42个选考知识点的43%．从设问的角度来看，试题均立足于对各模块基础知识和基本研究方法的考查；从题目设计的难度来看，第36题、第37题的难度相当，第38题的难度较大，且涉及到了三个物体组成的系统碰撞过程中的动量守恒问题，经历了三个碰撞过程，也较多，从考生答卷情况统计看，第36、37、38题的难度系数分别为5.18、4.90和2.56，也证明了该题的难度是比较大的．这样就造成了因三个选考模块试题的绝对难度不同而带来的不公平问题，这将影响当前的中学物理教学对选考模块的选择倾向，不利于考生的长期发展．从选考模块对知识点考查的覆盖面看，应把复习的重点放在各模块的二级知识点上．

3 对今后教学的启示

通过高三的总复习，应当构建科学合理的学科知识结构，关注物理学习与生产、生活的联系，提高分析、问题解决问题的能力，培养学生能够通过问题的分析，正确构建物理模型．应重视学生实验，熟悉《考试说明》和课标中规定实验的基本操作步骤，理解实验原理，要提供条件让学生重回实验室，提高实验探究能力．日常的教学中应当注重对学生答题的规范化训练，帮助学生精选题目，跳出题海，提高复习效率．