浙江省2019年高考物理选考卷第22题评析

(浙江省温州中学，浙江 温州 325000)

2019年浙江省高考选考卷的第22题考查了功、功率、感应电动势、牛顿第二定律、动能定理、闭合电路欧姆定律、右手定则、左手定则、功能关系、能量守恒定律等重要的概念和规律，涵盖了必修1、必修2、选修3-1、选修3-2等四本教材的知识点，题目设问梯度明显，区分度高，是一道重点考查学生分析综合能力的力电综合题。

1 原题及解析

如图1所示，倾角θ=37°、间距l=0.1m的足够长金属导轨底端接有阻值R=0.1Ω的电阻，质量m=0.1kg的金属棒ab垂直导轨放置，与导轨间的动摩擦因数μ=0.45。建立原点位于底端、方向沿导轨向上的坐标轴x，在0.2m≤x≤0.8m区间有垂直导轨平面向上的匀强磁场。从t=0时刻起，棒ab在沿x轴正方向的外力F作用下，从x=0处由静止开始沿斜面向上运动，其速度v与位移x满足v=kx(可导出a=kv)，k=5s-1。当棒ab运动至x1=0.2m处时，电阻R消耗的功率P=0.12W，运动至x1=0.8m处时撤去外力F，此后棒ab将继续运动，最后返回至x=0处。棒ab始终保持与导轨垂直，不计其他电阻，求：(提示：可以用F-x图像下的面积代表力F做的功，sin37°=0.6，重力加速度取g=10m/s2)

图1

(1) 磁感应强度B的大小；

(2) 外力F随位移x变化的关系式；

(3) 在棒ab整个运动过程中，电阻R产生的焦耳热Q。

2 本题所涉及的考点及要求

从解答过程我们可以看出，本题所涉及的考点较多，在《考试说明》中与之相关的具体内容与考试要求如表1所示。

表1

从表1中可以看出，本题考查了四本教材中共计六章内容，合计9个考点，且全部都是c、d级较高要求的考点，均是力学和电学中的核心内容，且着重考查重点物理规律。

表中的统计结果是基于参考答案给出的解法而言的，如果考生的解法与参考答案有所不同，则统计的结果会略有变化。比如第(3)问中求棒再次进入磁场时的速度v′，就可以不用动能定理，而用牛顿运动定律结合运动学公式的解法，这样一来，则会增加如表2所示的统计内容。

表2

3 题中值得商榷之处

3.1 题中“提示”易误导考生

题述中有两处提到了力F——先是说棒所受的“外力F”，后面是“提示”中的一段话：“可以用F-x图像下的面积代表力F做的功”。既然两个“F”出现在同一题述中，学生会潜意识地认为指的是同一个力。

巧合的是，在2018年下半年浙江省选考卷的第22题中也有相同的“提示”：“可以用F-x图像下的‘面积’代表力F所做的功”，也是一道电磁学的综合题，这当然也反映了“面积法”的重要，但并未像2019年出现两处“F”、会误导学生的情况。

3.2 与第19题的考查方式有雷同之处

本卷的第19题是：小明以初速度v0=10m/s竖直向上抛出一个质量m=0.1kg的小皮球，最后在抛出点接住。假设小皮球在空气中所受阻力大小为重力的0.1倍。求：(1) 小皮球上升的最大高度；(2) 从抛出到接住的过程中重力和空气阻力所做的功；(3) 上升和下降的时间。

通过比较可知：19题中小皮球的升降与22题中棒ab在x1=0.8m之上的运动非常类似，上升阶段都是匀减速、下降阶段都是匀加速，皮球所受的空气阻力与棒所受的滑动摩擦力都是大小不变、上下反向的力，求解中都要考虑上升的最大距离及各力做功的情况，都可用动能定理或牛顿第二定律加运动学公式的方法求解，所以考查点、考查方式有雷同之处，有重复考查之嫌。

3.3 数字运算稍显繁杂

对第(3)问中棒二次进入磁场时做匀速运动的判断，必须要通过计算合力为零来确定。假如有的考生把某一个力的数值计算错了，求得的合力不为零，考生就会认为棒二次进入磁场做的是变速运动，接下来自然会去思考在变速的情况下求电阻R上产生的焦耳热，显然，这样的考查方式会“一错致多错”。

3.4 a的物理意义

题述中的小括号里有这么一句话：“可导出a=kv”，式中的a是什么？虽然通过分析其单位可知其为加速度，考生也会默认为它就是加速度，建议题中呈现的字母还是要配以文字表达清楚为好，即在式子“a=kv”的前面应加上“加速度”。

4 对教学的启示

4.1 强化对主干知识、重点规律的复习

核心内容、重点规律是高考的高频考点，像本题中涉及的力、动能、功、功率、感应电动势、安培力、焦耳热等就是主干知识，而牛顿第二定律、动能定理、闭合电路欧姆定律、右手定则、左手定则、功能关系、能量守恒定律等则均属重点规律，相关内容在复习中要引起足够的重视。深化对概念的理解，强化对规律的应用，使学生在读题的过程中就能在脑海里自然浮现出相应规律的关系式。

4.2 重视对“应用数学能力”的培养

“应用数学能力”是高考重点考查的六大能力之一，这其中当然也包含了数学运算能力。不少学生会片面地认为知道了解题思路、方法就万事大吉了，并不重视自己的数字运算能力，遇到稍微复杂点的运算，都会不自觉地拿起计算器，甚至教师在讲题时碰到计算也是一带而过、直接给出最后的结果。学生去计算该题中电阻上产生的焦耳热，会错误百出。所以平时的教学中尽量不依赖计算器，适当地让学生亲自动动手，多算算，才能在临场时泰然处之，准确、高效地算出正确的结果。

4.3 加强对“分析综合能力”的培养

“分析综合能力”也是高考重点考查的能力之一，通过综合性大题更易实施对该能力的考查。大题往往由多个物理过程组成，平时的教学中要引导学生分析物体都经历了哪些物理过程？每个过程物体所处的状态、受力情况如何？分别对应于哪些物理规律？前一过程与下一过程有何联系？通过哪些物理量能够体现出来这种联系？建立哪些关系式能够把这种联系表达出来？进而利用这些关系式来联立求解。

“分析综合能力”的培养绝非一朝一夕之功，要靠平时的日积月累。要深入细致地贯穿于日常的教学之中，适量地进行一些有针对性的训练，使学生见多识广，慢慢体会、总结，就会实现从量变到质变的飞跃。

总的说来，试题命制者通过设问将本题分解成三个小问题，难度逐步加深，能有效区分不同层次的考生，既有利于高校对人才的选拔，又对高中物理教学起正向引领和导向的作用。它把力学、电磁学内容巧妙地结合起来，能较好地考查学生的综合分析能力和用数学解决物理问题的能力，体现了高考能力立意的命题理念，但也有一些需改进之处。