浙江物理选考3年4卷能力考核解密

浙江 贾方征

(作者单位：浙江省衢州市菁才中学)

悟真题，明态势，重归结，善挖掘，推专题，提效能。

浙江物理选考3年4卷能力考核解密

基于物理核心素养的考核，是浙江物理高考选考的目标之一，特别是学生通过物理学习内化而成的必备品格和关键能力，更是学生科学素养的关键成分。浙江物理选考要考核哪些关键能力，选考3年4卷能力考核态势怎样，选考该如何进行能力备考？

一、能力考核要求范例

根据《浙江省物理选考考试标准(2014版)》，物理选考注重考核与本学科相关的关键能力，主要包括以下6个方面：

1.记忆识别能力

能再认或表述所学物理知识，包括高中物理课程中的重要现象、重要实验、著名物理学家、重要的物理常量，常见的元器件，概念的定义、符号、单位和规律的表达式和图示等。

【例1】(浙江物理选考2017年4月卷必考题3)下列描述正确的是

( )

A．开普勒提出所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆

B．牛顿通过实验测出了万有引力常数

C．库仑通过扭秤实验测定了电子的电荷量

D．法拉第发现了电流的磁效应

【答案】A

【点评】本题是对重要的物理学家与物理史实的记忆识别能力的考核，属容易题。

2.认识理解能力

能理解和掌握物理概念和规律，包括了解物理概念、规律的引入背景,明确它们的物理意义、文字表达、图象表述、数学表达式、适用范围和条件，区分相近的物理概念，并能运用概念和规律解释物理问题。

【例2】(浙江物理选考2016年4月卷加试题16)在光电效应实验中，采用极限频率为νc=5.5×1014Hz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

3.建立模型能力

能运用物理学的研究方法(理想化、等效、对称和近似处理等)，研究实际问题，并将其转换成简明、典型的物理情景或物理模型。

【例3】(浙江物理选考2017年4月卷必考题13)图1中给出了某一通关游戏的示意图。安装在轨道AB上可上下移动的弹射器，能水平射出速度大小可调节的弹丸，弹丸射出口在B点的正上方，竖直面内的半圆弧BCD的半径R=2.0 m，直径BD水平且与轨道AB处在同一竖直面内，小孔P和圆心O连线与水平方向夹角为37°。游戏要求弹丸垂直于P点圆弧切线方向射入小孔P就能进入下一关。为了能通关，弹射器离B点的高度和弹丸射出的初速度分别是(不计空气阻力，sin37°=0.6，cos37°=0.8)

( )

【答案】A

4．应用数学能力

能根据具体问题列出物理量之间的关系式，进行推导和求解，并根据结果得出物理结论；必要时能运用几何图形、函数图象进行表达和分析。

( )

【答案】B

5．实验探究能力

能根据实验目的和要求，运用所学的物理知识和方法，设计较简单的实验方案；会正确选择和使用仪器、器材，合理安排实验步骤；会控制实验条件，正确观察研究对象发生变化的过程和特征；能正确测量和读数，处理实验数据，并获得正确结论；能初步分析误差。

【例5】(浙江物理选考2017年4月卷必考题15)小明用电学方法测量电线的长度。首先，小明测得电线铜芯的直径为1.00 mm，估计其长度不超过50 m(已知铜的电阻率为1.75×10-8Ω·m)。

现有如下实验器材：①量程为3 V、内阻约为3 kΩ的电压表；②量程为0.6 A、内阻约为0.1 Ω的电流表；③阻值为0～20 Ω的滑动变阻器；④内阻可忽略、输出电压为 3 V的电源；⑤阻值为R0=4.30 Ω的定值电阻，开关和导线若干。

小明采用伏安法测量电线电阻，正确连接电路后，调节滑动变阻器，电流表的示数从0开始增加，当示数为0.50 A时，电压表示数如图3所示，读数为________V。根据小明测量的信息，图4中P点应该________(填“接a”“接b”“接c”或“不接”)，Q点应该________(填“接a”“接b”“接c”或“不接”)。小明测得的电线长度为________m。

【答案】2.50 接b接a31.4

【点评】本题主要考查电表读数能力、伏安法测电阻电路及滑动变阻器的连接能力、电阻定义式与电阻定律的数据运算能力，属较难题。

6．分析综合能力

能对所遇到的问题进行具体分析、研究，弄清其中的物理状态、物理过程和物理情境，找出起重要作用的因素及有关条件；能够把一个复杂问题分解为若干较简单的问题，找出它们之间的联系；能够提出解决问题的方法，灵活地运用多个物理规律进行判断、推理，从而获得结论。

【例6】(浙江物理选考2016年4月卷加试题23)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5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。

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)

【点评】本题主要考核运用物理规律(电学中的法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律，力学中的动量定理、动量守恒定律)综合解决实际问题的能力。多规律、大综合、高难度是其最大的特点，属难题。

二、能力考核要求态势

研读浙江物理选考2017年4月卷，与2015年10月卷、2016年4月卷、2016年10月卷相比，其能力考核要求及命题态势具备以下特点：

1.选择题——更加注重能力综合性的考核

2015年与2016年的3卷必考单选题，知识考点较单一，能力综合度不高，2017年则有了量与质的提升，考点不仅是某一模块的综合，更多的是力电板块的融合，能力考核更是识别、理解、分析、探究等多种能力的整合。

【例7】(浙江物理选考2017年4月卷必考题11)如图6所示，设行星绕太阳的运动是匀速圆周运动，金星自身的半径是火星的n倍，质量为火星的k倍。不考虑行星自转的影响，则

( )

C.金星绕太阳运动的加速度比火星小

D.金星绕太阳运动的周期比火星大

【答案】B

【点评】本题主要考核行星在理想情形下(圆轨道，万有引力提供向心力；忽略自转，万有引力等于重力)的建模能力，星球第一宇宙速度的推导与理解能力，不同行星圆周运动参量的理解与区分能力，有效整合了万有引力与航天章节的主要规律与核心公式。

【例8】(浙江物理选考2017年4月卷必考题8)如图7所示，在竖直放置间距为d的平行板电容器中，存在电场强度为E的匀强电场。有一质量为m、电荷量为+q的点电荷，从两极板正中间处静止释放，重力加速度为g。则点电荷运动到负极板的过程

( )

D.电场力所做的功为W=Eqd

【答案】B

【点评】本题是力电综合题，涵盖受力分析、力的合成、牛顿第二定律、运动合成与分解、自由落体运动、静电力做功等考点，综合考查分析理解、等效替代、运动建模、数学运算等多种能力。

2.实验题——更加注重能力创新性的考核

3年4卷选考实验题中的2道必考题(必修模块，一力一电)与1道加试题(选修模块)，绝大多数源于课本与考试标准要求的11个必考与8个加试实验。2017年4月卷的实验题，在重视设计原理与操作技能考查的同时，更加突出迁移、探究等创新能力的考核。

【例9】(浙江物理选考2017年4月卷加试题21)(1)为完成“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验，必须要选用的是________(多选)。

A．有闭合铁芯的原副线圈

B．无铁芯的原副线圈

C．交流电源

D．直流电源

E．多用电表(交流电压挡)

F．多用电表(交流电流挡)

用匝数na=60匝和nb=120匝的变压器，实验测量数据如下表，

Ua/V1．802．803．804．90Ub/V4．006．018．029．98

根据测量数据可判断连接电源的线圈是________(填“na”或“nb”)

(2)如图8所示的装置做“探究感应电流方向的规律”实验，磁体从靠近线圈的上方静止下落。当磁体运动到图示位置时，流过线圈的感应电流方向从________(填“a到b”或“b到a”)。在磁体穿过整个线圈的过程中，传感器显示的电流i随时间t的图象应该是________。

【答案】(1)ACEnb(2)b到aA

【点评】(1)本小题主要考核变压器实验的器材选择能力，以及数据分析探究能力。其创新性体现在电压比与匝数比不相等，考查的是非理想(有漏磁、铁芯发热)变压器的实际工作原理，可判定数值大的Ub为原线圈两端电压，线圈nb接的是电源。

(2)本小题主要考核感应电流方向实验的现象判断能力与电流图象的分析探究能力。涉及磁通量、楞次定律、安培定则、感应电动势、感应电流等考点的考查，创新性主要体现在对课本基础实验的深化与量化上。

3.计算题——更加注重能力应用性的考核

3年4卷选考计算题中的2道必考题(力学板块)与 2道加试题(电磁板块)，均具有多过程、多规律、重综合、重应用的特点。尤其是2017年4月卷的加试计算题，更加突出灵活应用多个物理与数学规律的能力。

(1)求磁感应强度B的大小；

(2)求电子流从P点射出时与y轴负方向的夹角θ的范围；

(3)当UAK=0时，每秒经过极板K上的小孔到达极板A的电子数；

(4)画出电流i随UAK变化的关系曲线。

根据(3)问可得饱和电流大小imax=ne=0.82Ne，电流i随UAK变化的曲线如图12所示。

【点评】本题主要考核建立模型(磁聚焦、类平抛)能力、分析综合(多过程、多情景)能力、应用数学(几何、三角、图象)能力。明晰磁聚焦模型的条件(圆周轨道半径=圆形磁场半径)，熟练画出临界电子运动轨迹图，熟知光电效应光电流i-U图象，善于运用几何图形、函数图象进行分析与表达，这些应用模型、应用作图、应用数学、应用规律的实践力与迁移力，是2017年选考计算题的最大特色。

三、能力考核备考方略

在认真研究3年4卷选考真题基础上，切实领悟 2017年 4月卷的命题趋势，以物理选考标准为纲，以物理教材为本，在用心尽力备考的同时，需关注以下几点：

1.分类归结，精准识别

表1 常见物理量的比值定义式与决定式

2.构建导图，全局把控

对于力学与电学中重要或疑难板块，如“匀变速直线运动” “牛顿运动定律” “平抛运动” “圆周运动” “机械能守恒定律” “静电场” “磁场” “电磁感应”等章节，通过构建网络导图方式，把核心的规律、公式或问题串接在一起，达到融会贯通、把握全局的目的。

如“万有引力与航天”章节，主要涉及四大模型的重要规律、公式与问题，通过网络导图呈现出来(见图13)，层次分明，主次清晰，具有发现弱点、突出重点、化解难点的功效。

3.多维设问，深度挖掘

对于一些典型的力电综合题，通过改变题设条件，变更物理模型，多角度设问，多方位思考，通过深度挖掘并设问，切实提升建模、综合、分析问题的能力。

如图14所示，电荷量分别为+Q和-Q两个点电荷，距离为d，固定在同一水平面上。在它们的竖直中垂线上对称固定一根长为d、内壁光滑的绝缘细管，当一电荷量为+q的小球以初速度v0从管口射入时：

(1)小球做什么运动，到达细管中点时速度多大，在管中小球受到的库仑力最大值是多大，管壁对小球的弹力最大值是多大？运动过程中小球机械能、电势能如何变化？

(2)若将绝缘细管对称固定在两点电荷之间的水平中垂线上，则小球做什么运动，初始位置小球受到的库仑力多大，运动过程小球受到的库仑力怎么变化？小球机械能、电势能如何变化？

(3)若将绝缘细管水平固定在两点电荷之间的连线上，则小球做什么运动，运动过程小球受到的库仑力怎么变化？小球机械能、电势能如何变化？

(4)若两点电荷的电荷量均为+Q，绝缘细管对称固定在竖直中垂线(水平中垂线或点电荷连线)上时，则小球做什么运动，小球受到的库仑力如何变化，小球的电势能如何变化？管壁对小球的弹力最小值是多大？

(5)若两点电荷的电荷量均为-Q，绝缘细管对称固定在水平中垂线(竖直中垂线或点电荷连线)上时，则小球做什么运动，小球受到的库仑力如何变化，小球的电势能如何变化？管壁对小球的弹力最小值是多大？

通过细管空间位置的变更，通过电荷正负的更改，通过设问角度的变换，有效考查了库仑定律、电场强度、电势能及受力分析、牛二定律、能量守恒等力电综合素养。

4.强化原理，推陈出新

必考与选考部分的实验，大多数源于课本与考纲要求的实验，对于这些经典实验，除了洞悉设计原理、熟悉器材与装置、熟练读数与作图技能外，更需要在强化原理、传承经典基础上，着力求新求变、推陈出新。

再如，利用伏安法“测量导线电阻”、“描绘小灯泡伏安特性曲线”、“测量电源电动势与内阻”实验，除了会设计电路、会选择器材、会连接实物、会电表读数、会作U-I图、会求解R、P或E、r，更需要在拓展创新上做文章：(1)实验故障剖析。能根据实验现象，分析判断故障成因。(2)深化图象内涵。“描绘小灯泡伏安特性曲线”中，小灯泡的P-U、P-U2；P-I、P-I2、P-R图形如何；“测量电源电动势与内阻”实验中，电源输出功率P-U、P-I、P-R图形如何。(3)电表等效替代。在上述3个实验中，如果缺少电压表或电流表，如何等效替换？(见表2)

表2 电压表与电流表的等效替代

5.纵横串并，高瞻远瞩

以某一物理量为主体，以点串线、以线带面，把相关或相近规律纵横融合，切实提升综合理解能力与分析应用能力。如安培力是电磁板块的核心概念，逢卷必考，关联度高，综合性强，值得深究。图15是以安培力方向、大小、做功、冲量为主线，以电路、电磁感应为背景，从力与运动、功与能量、冲量与动量的角度，串接起相关考点与规律，达成纵横通融的意境。

建议以3～4人小组为团队，选取力、加速度、位移、速度、时间、电场强度、静电力、感应电动势、电流、电压、电阻、磁感应强度、洛伦兹力中的某一物理量为研究对象，进行考点规律串接比赛并展示评比，是激发学生想象力、设计力、应用力、创造力的有效举措。

6.专题演练，有效突破

选考考试标准规定的14个d级(综合应用)考点，是选考计算题的核心考点，对于这些重点与难点板块，运用专题讲练方法，通过典题剖析与拓展，领悟物理模型特质，强化规律应用能力。

备考中可精选以下专题进行讲练测：(1)匀变速直线运动(多过程)与牛顿第二定律的综合应用；(2)平抛运动、圆周运动与动能定理、能量守恒定律的综合应用；(3)数学方法(一元二次方程、二次函数、不等式、三角函数、正余弦定理、导数等)在物理问题中的应用；(4)带电粒子在电磁场(组合场、叠加场)中的运动；(5)带电粒子的磁聚焦、磁发散问题；(6)感生电磁感应问题；(7)导体棒转动切割问题；(8)动量定理、动量守恒定律在电磁感应中的应用。以上专题，可根据学生的基础与学情，选择几个加以演练，突破选考疑难课题，全面提升选考备考效能。

(作者单位：浙江省衢州市菁才中学)