浙江物理选考联系实际题赏析

浙江 贾方征

浙江物理选考联系实际题赏析

浙江 贾方征

示范引领明趋势，联贴实际考能力。

密切联系生活与生产实际，聚焦物理学史经典实验，贴近高新现代科技实际，注重实际问题的分析与探究，强调物理知识的应用价值，突出学以致用应用能力的考核，是浙江物理选考命题的一大显著特点。以下表格是浙江省高考物理选考两份真题卷对联系实际问题考题题号的汇总。

真题卷 联系实际问题题号2015年10月卷3、4、5、6、7、8、9、10、12、13、16、17、18、19、20、21、22、23 2016年4月卷1、2、4、5、6、8、9、10、11、12、16、17、18、19、20、21、22、23

由表可知，真题卷中联系实际题具有题量多、分值高、覆盖面广的特点。现选取三类具有代表性的实际问题，进行剖析与点评，供复习借鉴参考。

一、联系生产生活的实际

与生产生活相关联的实际问题，有百米竞赛及车辆启动刹车等多过程运动，滑冰及车辆所做的圆弧轨道运动，滑雪、飞镖及球类的平抛运动等。这类问题紧扣力学三大运动、牛顿运动定律、功能关系等核心考点。

【例1】（2016·浙江选考4月卷必考题）如图1是上海中心大厦，小明乘坐大厦快速电梯，从底层到达第119层观光平台仅用时55s。若电梯先以加速度a1做匀加速运动，达到最大速度18m/s，然后以最大速度匀速运动，最后以加速度a2做匀减速运动恰好到达观光平台。假定观光平台高度为549m。

图1

（1）若电梯经过20s匀加速达到最大速度，求加速度a1及上升高度h；

（2）在（1）问中的匀加速上升过程中，若小明的质量为60kg，求小明对电梯地板的压力；

（3）求电梯匀速运动的时间。

（2）电梯匀加速上升过程，对小明进行受力分析，应用牛顿第二定律有FN-mg＝ma1，代入数据得FN＝654N；根据牛顿第三定律得，压力大小F′N＝FN＝654N，方向竖直向下。

图2

【点评】以电梯运动为载体的联系实际问题，情景熟悉，模型清晰，难度适中，切合必考题的要求。本题涉及匀加速、匀速、匀减速运动多个过程，同时整合了牛顿第二、第三定律的考查，融合了v-t图象的考核，是物理联系生活问题的典范。

【例2】（2015·浙江选考10月卷必考题）如图3所示是高速公路上的“避险车道”，车道表面是粗糙的碎石，其作用是供下坡的汽车在刹车失灵的情况下避险。质量m＝2× 103kg的汽车沿下坡行驶，当驾驶员发现刹车失灵的同时松开油门，此时时速表指针指向v1＝36km/h，汽车继续沿下坡匀加速直线行驶l＝350m，下降高度h＝50m时到达“避险车道”，此时时速表指针指向v2＝72km/h。重力加速度g取10m/s2。

图3

（1）求从发现刹车失灵至到达“避险车道”这一过程中汽车动能的变化量；

（2）求汽车在下坡过程中所受的阻力大小；

（3）若“避险车道”与水平面间的夹角为17°，汽车在“避险车道”受到的阻力是在下坡公路上的3倍，求汽车在“避险车道”上运动的最大位移。（sin17°≈0.3）

【点评】汽车在下坡及“避险车道”上的运动，是斜面模型的实际应用。本题的另一亮点是解题思路与方法的开放性与灵活性。

二、联系经典实验的实际

与物理学史相关联的经典实验，有伽利略斜面实验、密立根油滴实验、洛伦兹力演示实验，汤姆生测定电子比荷实验、法拉第圆盘发电实验、霍尔元件实验、光电效应实验等。这些源于教材的著名实验，是选考题源的热点资源。

【例3】（2016·浙江选考4月卷必考题）密立根油滴实验原理如图4所示。两块水平放置的金属板分别与电源的正负极相接，板间电压为U，形成竖直向下场强为E的匀强电场。用喷雾器从上板中间的小孔喷入大小、质量和电荷量各不相同的油滴。通过显微镜可找到悬浮不动的油滴，若此悬浮油滴的质量为m，重力加速度为g，则下列说法正确的是 （ ）

图4

A.悬浮油滴带正电

C.增大场强，悬浮油滴将向上运动

D.油滴的电荷量不一定是电子电量的整数倍

生长期间，还应及时松土，适时摘心。第1次摘心只留3～5片叶。多头菊摘2～3次心。每年的8月上旬～9月中旬要停止摘心，并随时注意抹去枝上的腋芽。现花蕾后要剥除侧蕾。

【答案】C

【点评】密立根油滴实验源于选修3-1教材静电场“科学足迹”栏目，是科学史上的经典实验。因是所有学考、选考学生必做题，故情景较简单，考点较单一，模型较明了。

【例4】（2016·浙江选考4月卷加试题）在光电效应实验中，采用极限频率为νc＝5.5×1014Hz的钠阴极，已知普朗克常量h＝6.6×10-34J·s，电子质量m＝9.1× 10-31kg。用频率ν＝7.5×1014Hz的紫光照射钠阴极产生光电子的 （ ）

A.动能的数量级为10-19J

B.速率的数量级为108m/s

C.动量的数量级为10-27kg·m/s

D.德布罗意波长的数量级为10-9m

【答案】AD

【点评】本题以光电效应实验为背景，涵盖光电效应方程及光电子的动能、速率、动量、德布罗意波长的定量求解，重在概念关联性及数学运算能力的考核。

三、联系高新科技的实际

与高新科技相关联的实际问题，有新颖火箭与新人造卫星、高铁等新交通工具、电磁炮与电磁推进船、质谱仪与加速器、磁流体发电机与电磁流量计等。这些素材是加试压轴题的主要题源。

【例5】（2016·浙江选考4月卷必考题）2015年12月，我国暗物质粒子探测卫星“悟空”发射升空进入高为5.0× 102km的预定轨道，如图5所示。“悟空”卫星和地球同步卫星的运动均可视为匀速圆周运动。已知地球半径R＝6.4×103km。下列说法正确的是 （ ）

图5

A.“悟空”卫星的线速度比同步卫星的线速度小

B.“悟空”卫星的角速度比同步卫星的角速度小

C.“悟空”卫星的运行周期比同步卫星的运行周期小

D.“悟空”卫星的向心加速度比同步卫星的向心加速度小

【答案】C

【点评】多对象人造卫星运动参量的比较，是万有引力与航天选考必考题的热点题型。备考中须明晰轨道半径越低的卫星，其线速度、角速度、向心加速度均越大，而运行周期越小的规律。

【例6】（2016·浙江选考4月卷加试题）某同学设计了一个电磁推动加喷气推动的火箭发射装置，如图6所示。竖直固定在绝缘底座上的两根长直光滑导轨，间距为L。导轨间加有垂直导轨平面向里的匀强磁场B。绝缘火箭支撑在导轨间，总质量为m，其中燃料质量为m′，燃料室中的金属棒EF电阻为R，并通过电刷与电阻可忽略的导轨良好接触。

图6

引燃火箭下方的推进剂，迅速推动刚性金属棒CD（电阻可忽略且和导轨接触良好）向上运动，当回路CEFDC面积减少量达到最大值ΔS，用时Δt，此过程激励出强电流，产生电磁推力加速火箭。在Δt时间内，电阻R产生的焦耳热使燃料燃烧形成高温高压气体。当燃烧室下方的可控喷气孔打开后，喷出燃气进一步加速火箭。

（1）求回路在Δt时间内感应电动势的平均值及通过金属棒EF的电荷量，并判断金属棒EF中的感应电流方向；

（2）经Δt时间火箭恰好脱离导轨，求火箭脱离时的速度v0（不计空气阻力）；

（3）火箭脱离导轨时，喷气孔打开，在极短的时间内喷射出质量为m′的燃气，喷出的燃气相对喷气前火箭的速度为u，求喷气后火箭增加的速度Δv（提示：可选喷气前的火箭为参考系）。

（2）金属棒EF上升过程受到安培力的冲量的平均值为；上升过程根据动量定理有；联解可得

【点评】本题为压轴题，知识综合性强，能力要求高，区分度好。这是以法拉第电磁感应定律为核心的电力综合题，涵盖电学中的电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、安培力公式等主干考点，渗透力学中的牛顿第二定律、动量定理、动量守恒定律等主干规律的考查。多规律、大综合、高难度是其最大的特点。

根据浙江物理选考试题多以真实情景、实际问题为素材，符合新课标及学生的认知实际，突显能力立意、强调物理学科核心素养考核的特点，特别重在理解能力、建模能力、应用数学能力、分析综合能力的考查趋势。在备考时间有限的选考复习中，唯有精选试题，精准复习，进行有针对性地演练，方能提升实效。

（作者单位：浙江省衢州市菁才中学）