2015年高考物理试题情境分析

冯 楠 王 林

(宁夏大学物理电气信息学院 宁夏 银川 750021)



2015年高考物理试题情境分析

冯 楠 王 林

(宁夏大学物理电气信息学院 宁夏 银川 750021)

2015年高考物理试题注重通过设计真实性的实际问题情境来考查学生的知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观.本文对全国13套高考物理试题的情境设计展开分析，分为“生活情境”、“科技情境”和“体育情境”等，这些情境设计的特点将在新一轮高三物理教学中对教师的教学行为和学生的学习方式转变有着积极的导向作用.

高考物理 情境设计 生活情境

1 引言

高考试题着重考查学生知识、能力和科学素养，注重理论联系实际，注重科学技术、社会和经济发展的联系，注重物理知识在生产和生活等方面的广泛应用.高考试题考核的重点没有孤立地对基础知识和基本技能进行简单测试，而是通过设计真实性的实际问题情境，对学生的知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观进行全面有效的考核，尤其突出对学生分析和解决实际问题能力的考核.近年来高考物理试题常以生活、科技、体育等情境为背景，在题目中给出从实际问题中分解、简化、抽象成的物理模型，学生根据实际问题和物理模型运用物理知识和数学知识解释或解决问题.高考试题考核的方式要求学生能独立完成现场学习，接收和选择新信息，联想类比，进行新、旧信息的联系与提取，进而建立模型，解决问题.表1给出了2015年高考物理试题的情境分析.

表1 2015年高考物理试题的情境分析

续表

2 源于生活情境题目举例

物理现象普遍存在于人类的生产、生活实践以及自然现象中.以学生的生活实践、学习过程中实际遇到的问题为背景编制物理试题，是高考试题的重要来源之一，大量的高考试题来源于此.体现了新课程标准所倡导的“从生活走向物理，从物理走向社会” 的理念.

A.8 B.10 C.15 D.18

答案：B，C.

解析：如图1所示，假设挂钩P和Q东边有x节车厢，西边有y节车厢，每节车厢质量为m.当向东行驶时，以y节车厢为研究对象，则有

F=mya

当向西行驶时，以x节车厢为研究对象，则有

联立两式有

可见，列车总节数

设x=3n(n=1,2,3，…)，则N=5n，故可知选项B和C正确.

图1

评析：本题考查了牛顿第二定律的应用.情境来源于生活且不偏不怪，较好地考查了考生应用知识解决实际问题的能力.恰当选取研究对象，充分利用数学知识分析推理，是解题的关键，题目难度适中，区分度很好.

【例2】(四川卷第9题)严重的雾霾天气，对国计民生已造成了严重的影响，汽车尾气是形成雾霾的重要污染源，“铁腕治污”已成为国家的工作重点.地铁列车可实现零排放，大力发展地铁，可以大大减少燃油公交车的使用，减少汽车尾气排放.

若一地铁列车从甲站由静止启动后做直线运动，先匀加速运动20 s达到最高速度72 km/h，再匀速运动80 s，接着匀减速运动15 s到达乙站停住.设列车在匀加速运动阶段牵引力为1×106N，匀速阶段牵引力的功率为6×103kW，忽略匀减速运动阶段牵引力所做的功.

(1)求甲站到乙站的距离；

(2)如果燃油公交车运行中做的功与该列车从甲站到乙站牵引力做的功相同，求公交车排放气体污染物的质量.(燃油公交车每做1 J功排放气体污染物3×10-6g)

答案：(1)1 950 m;(2)2.04 kg.

解析：(1)设列车匀加速直线运动阶段用的时间为t1，距离为s1；在匀速直线运动阶段所用的时间为t2，距离为s2，速度为v；在匀减速运动阶段所用的时间为t3，距离为s3；甲站到乙站的距离为s．则

(1)

s2=vt2

(2)

(3)

s=s1+s2+s3

(4)

由式(1)～(4)联立，并代入数据解得

s=1 950 m

(5)

(2)设列车在匀加速直线运动阶段的牵引力为F，所做的功为W1；在匀速直线运动阶段牵引力的功率为P，所做的功为W2．设燃油公交车做与该列车从甲站到乙站相同的功W，将排放气态污染物质量为M．则

W1=Fs1

(6)

W2=Pt2

(7)

W=W1+W2

(8)

M=(3×10-9kg·J-1)·W

(9)

联立式(1)、(6)～(9)并代入数据得

M=2.04 kg

(10)

评析：解答此类试题要弄清物理知识与社会问题的衔接点，灵活地运用所学知识去解决题设问题.本题采用社会的热点问题——雾霾为情境，情境立意高、考查的知识点低，能体现时代特征.教学要旨在引导学生关注生活中的小事以及社会热点问题，热爱科学知识.

3 源于科学技术情境题目举例

物理知识来源于生活，服务于社会.试题必须注意联系科学技术的前沿，联系技术应用带来的社会进步，引导学生理解物理对社会经济、科技发展产生的积极作用，关注国家、社会的发展和进步.

【例3】(江苏卷第13题)做磁共振(MRI)检查时，对人体施加的磁场发生变化时会在肌肉组织中产生感应电流.某同学为了估算该感应电流对肌肉组织的影响，将包裹在骨骼上的一圈肌肉组织等效成单匝线圈，线圈的半径r=5.0 cm，线圈导线的截面积A=0.80 cm2，电阻率ρ=1.5 Ω·m.如图2所示，匀强磁场方向与线圈平面垂直，若磁感应强度B在0.3 s内从1.5 T均匀地减为零，求(计算结果保留一位有效数字)：

(1)该圈肌肉组织的电阻R；

(2)该圈肌肉组织中的感应电动势E；

(3)0.3 s内该圈肌肉组织中产生的热量Q.

图2

解析：(1)由电阻定律

代入数据得

R=6×103Ω

(2)感应电动势

代入数据得

E=4×10-2V

(3) 由焦耳定律

代入数据得

Q=8×10-8J

点评：本题以较新的物理情境充分展现了物理学在医学中的应用，通过情境设计问题考查电阻定律、法拉第电磁感应定律和焦耳定律，题目容易但立意很高.

【例4】(全国新课标Ⅰ第21题)我国发射的“嫦娥三号”登月探测器靠近月球后，先在月球表面附近的近似圆轨道上绕月运行；然后经过一系列过程，在离月面4 m高处做一次悬停(可认为是相对于月球静止)；最后关闭发动机，探测器自由下落.已知探测器的质量约为1.3×103kg，地球质量约为月球的81倍，地球半径为月球的3.7倍，地球表面的重力加速度大小约为9.8 m/s2.则此探测器

A．在着陆前瞬间，速度大小约为8.9 m/s

B．悬停时受到的反冲作用力约为2×103N

C．从离开近月圆轨道到着陆这段时间内，机械能守恒

D．在近月圆轨道上运行的线速度小于人造卫星在近地圆轨道上运行的线速度

答案：B,D.

解析：星球表面万有引力提供重力即

重力加速度

地球表面

则月球表面

则探测器重力

选项B对.探测器做自由落体运动，末速度

选项A错.关闭发动机后，仅在月球引力作用下机械能守恒，而离开近月轨道后还有制动悬停，所以机械能不守恒，选项C错.近月轨道即万有引力提供向心力

小于近地卫星线速度，选项D对.

评析：本题以“ 嫦娥三号”登月探测器为背景，试题的特点在于情境材料与时俱进，注重高科技领域的知识与高中物理知识的衔接，使试题内容不断保持先进性和时代性.让学生感到科学技术真是日新月异，从而激发学生学习物理的热情和爱国主义热情.

4 源于体育运动题目举例

体育比赛及游乐活动必然涉及力与运动，因此，体育比赛及游乐活动常成为力学试题的背景.

图3

【例5】(浙江卷第17题)图3所示为足球球门，球门宽为L，一个球员在球门中心正前方距离球门s处高高跃起，将足球顶入球门的左下方死角(图中P点).球员顶球点的高度为h．足球做平抛运动(足球可看做质点，忽略空气阻力),则

答案:B.

解析:由几何知识得足球的位移

选项A错误.足球做平抛运动有

解得

选项B正确.足球末速度大小为

选项C错误.足球初速度的方向与球门线夹角的正切值

选项D错误.

评析：此题以生活中的足球运动为话题，引导学生走进现实世界，体验生活，将课内学到的知识向课外延伸.

【例6】(江苏卷第5题)如图4所示，某“闯关游戏”的笔直通道上每隔8 m设有一个关卡，各关卡同步放行和关闭，放行和关闭的时间分别为5 s和2 s.关卡刚放行时，一同学立即在关卡1处以加速度2 m/s2由静止加速到2 m/s，然后匀速向前，则最先挡住他前进的关卡是

A．关卡2 B．关卡3

C．关卡4 D．关卡5

答案:C.

图4

解析：加速运动时间

加速运动位移

到第2关卡匀速运动的时间

所以到达第2关卡的时刻(从开始运动计时)为T2=4.5 s<5 s，放行；从第2关卡到第3关卡匀速运动时间

所以到达第3关卡的时刻(从开始运动计时)为T3=8.5 s，7 s<8.5 s<12 s，也是放行.从第3关卡到第4关卡匀速运动时间仍然是4 s，所以到达第4关卡的时刻(从开始运动计时)为T3=12.5 s，12 s <12.5 s<14 s，被挡住.

评析：本题以“闯关游戏”为背景，试题的特点在于情境材料与竞技体育相联系，生动、活泼、新颖，便于激发学生的求知欲望.考查匀变速直线运动的规律，题目难度中等.

5 结语

以上几例以日常生活的小事,社会热点问题，科学技术在医学、航空航天中的应用及体育运动为背景,考查学生观察能力，运用所学知识解决实际生活中问题的能力.展现“生活处处皆物理，留心观察皆学问”的特点，试题的情境设计来源于学生熟悉或熟知的生活现象，让学生真正感到物理知识的重要性.

高考物理中，情境作为承载试题的主要载体，它的设计凸显了新颖、生动的特点，有效地蕴含了对学生能力和素质的测试，适应物理课程改革发展的要求.物理教师要关注和学习，贯穿到日常的教学策略和行为中，有效地达到新课程标准、高考大纲的要求.

1 《高考复习大纲》编写组.2015年全国新课标高考物理考试大纲.拉萨:西藏人民出版社,2015

2 中华人民共和国教育部制订.普通高中物理课程标准.北京:人民教育出版社,2003

*国家科技部项目，项目编号：2011DFA11780；教育厅科研项目，项目编号：NGY2013012

2015-10-14)