对2020年高考理综新课标卷Ⅲ物理实验题的商榷

2021-03-26 11:02刘朝龙
物理教师 2021年3期
关键词:钩码热敏电阻动能定理

刘朝龙

(贵阳市乌当中学,贵州 贵阳 550018)

1 试题及评析

(2020年高考理综新课标Ⅲ第22题)某学生利用图1所示装置验证动能定理.调整木板的倾角平衡摩擦阻力后,挂上钩码,钩码下落,带动小车运动并打出纸带.某次实验得到的纸带及相关数据如图2所示.

宫颈炎是由于患者宫颈受到损伤导致病原体侵袭所引起的子宫颈管黏膜炎症、宫颈阴道部炎症等,主要表现为阴道分泌物增多,呈黏液脓性,外阴瘙痒、灼热感,给患者生活质量带来严重的影响,药物是临床中主要治疗方案,但由于药物治疗见效缓慢且治疗时间较长,常常发生自行调整剂量或不按时用药等不良事件[1]。为了提高患者预后效果,本研究对观察组39例患者实施人性化护理干预,并取得了理想的效果,现将研究结果表述如下。

图1

图2

已知打出图2中相邻两点的时间间隔为0.02 s,从图2给出的数据中可以得到,打出B点时小车的速度大小vB=________m/s,打出P点时小车的速度大小vP=________m/s.(结果均保留2位小数)

若要验证动能定理,除了需测量钩码的质量和小车的质量外,还需要从图2给出的数据中求得的物理量为____________.

参考答案:0.36;1.80;B、P之间的距离.

⑬Daniel J.Solove,Paul M.Schwartz,Information Privacy Law,Wolters Kluwer,2009,p.2.

试题评析: 该题的第(4)小题对考生的能力要求较高,试题情境的设置具有较高的创新性,要求考生“能在新颖陌生的情境中发现新问题、找到新规律、得出新结论”,着重考查了《中国高考评价体系》要求考查的5种能力“理解能力、推理论证能力、模型建构能力、实验探究能力、创新能力”中的“创新能力”.试题的命制初衷贯彻了“一核、四层、四翼”的命题思想,又因该试题的第(4)问的解答只需要图4(a)部分数据,与题干及第(1)、(2)、(3)问均无关,使得该问具有一定的难度.

(3) 将热敏电阻从温控室取出置于室温下,测得达到热平衡后热敏电阻的阻值为2.2 kΩ.由图4(a)求得,此时室温为________℃(保留3位有效数字).

修改建议: 出现这种情况的原因是试题中没有明确研究对象且关键信息缺失、模糊,使该试题的情境设置具有一定的开放性,这本来是这个试题的亮点之一,但其后来的设问却没有为考生和评卷留下余地.其修改建议有3种:其一,将“还需要从图2给出的数据中求得的物理量为________”中的“需要”改为“必须”.其二,将“若要验证动能定理,除了需测量钩码的质量和小车的质量外”改为“以小车及钩码为研究对象,若要验证动能定理,除了需测量钩码的质量和小车的质量外”.其三,在试题情境中增加“钩码质量远小于小车质量”和“以小车为研究对象”的限制条件,使得小车所受合力由钩码重力替代,即将原题中“若要验证动能定理,除了需测量钩码的质量和小车的质量外,还需要从图2给出的数据中求得的物理量为________.”改为“已知钩码质量远小于小车质量,若要通过小车运动验证动能定理,除了需测量钩码的质量和小车的质量外,还需要从图2给出的数据中求得的物理量为________.”

原题(2020年高考理综新课标卷Ⅲ第23题).已知一热敏电阻当温度从10 ℃升至60 ℃时阻值从几千欧姆降至几百欧姆,某学生利用伏安法测量其阻值随温度的变化关系.所用器材:电源E、开关S、滑动变阻器R(最大阻值为20 Ω)、电压表(可视为理想电表)和毫安表(内阻约为100 Ω).

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图3

(4) 利用实验中的热敏电阻可以制作温控报警器,其电路的一部分如图4(b)所示.图中,E为直流电源(电动势为10 V,内阻可忽略);当图中的输出电压达到或超过6.0 V时,便触发报警器(图中未画出)报警.若要求开始报警时环境温度为50 ℃,则图中________(填“”R1或“R2”)应使用热敏电阻,另一固定电阻的阻值应为________kΩ(保留2位有效数字).

(1)在答题卡上所给的器材符号之间画出连线(图3),组成测量电路图.

(a) (b)

(2) 实验时,将热敏电阻置于温度控制室中,记录不同温度下电压表和毫安表的示数,计算出相应的热敏电阻阻值.若某次测量中电压表和毫安表的示数分别为5.5 V和3.0 mA,则此时热敏电阻的阻值为________kΩ(保留2位有效数字).实验中得到的该热敏电阻阻值R随温度t变化的曲线如图4(a)所示.

系统软件设计主要由各无线终端模块、以太网数据模块、LEWEI50开放云平台设置三部分构成.分别完成各能耗模块传感器的数据采集、局域网内部数据交互、数据云端服务器存储及控制命令发送等功能.

然而,由于试题的描述不够严谨,若考生对试题中的关键信息的采集与理解出现差异,会导致得出两种截然不同的答案.此题中的“若要求开始报警时环境温度为50 ℃”是关键条件之一,但此信息中无法确定此热敏电阻是在降温降到50 ℃还是升温升到50 ℃开始报警.导致热敏电阻阻值发生变化的“环境温度”应该是热敏电阻所在空间(环境)的温度,而不是人的体感温度,在人的体感温度是20 ℃,而将热敏电阻放入热水中,热敏电阻的环境温度应该就可能是60 ℃甚至更高;若将热敏电阻放入正常工作的电冰箱的冷藏室里,热敏电阻的环境温度就可能只有几摄氏度.再说,热敏电阻并非只能用在温度升高的情况下报警,也可以用在降温时报警,例如,若要求水的温度保持在50 ℃以上时,也可以使用热敏电阻进行报警.显然,命题者或许把试题中的“环境温度”误认为是人的体感温度,也许是主观认为热敏电阻只能用于升温报警装置中.

试题评析: 此题的第3问属于“旧情境、新问题”的试题命制模式,即用“探究加速度与质量和力的关系”的实验装置来验证动能定理,将情境的利用最大化,涉及了中国高考评价体系中的“四层、四翼”,考查了考生“面对生活实践或学习探索问题情境时,能合理运用科学的思维方法,有效地整合学科相关知识去认识问题、分析问题、解决问题的综合品质、综合能力和学科知识”.因此,从立意角度进行评价,此题的第3空是一个很好的考题.

参考答案: (1) 连线略; (2) 1.8; (3) 25.5; (4)R1、1.2.

2.2 肺癌组、肺部良性疾病组、健康对照组血浆Hsp90α水平比较 各组血浆Hsp90α水平分别为:肺癌组(133.61±64.83)ng/mL、肺部良性疾病组(50.28±26.48)ng/mL、健康对照组(47.63±14.98)ng/mL。统计分析显示,与肺部良性疾病组和健康对照组相比,肺癌组血浆Hsp90α水平显著升高,差异均有统计学意义(P<0.05)。与健康对照组相比,肺部良性疾病组血浆Hsp90α表达水平差异无统计学意义(P=0.271),见图2。

笔者通过计算,发现假如将“若要求开始报警时环境温度为50 ℃”理解为热敏电阻的空间(环境)降温降到50 ℃时开始报警,则选择的电阻应该是R2,其另外一个电阻的阻值就应该是0.53 kΩ,此时通过的电流也只有7.5 mA,即使热敏电阻的电阻因温度较高而接近为零,此电路的耗电量还不如一颗40 W的白炽灯正常工作时的耗电量.

因此,此试题由于关键信息的描述不够严谨,导致出现了两种截然不同的正确答案,而参考答案只给了其中一种,从而降低了此题的区分度和信度.

修改建议: 此题不能设置为两种答案均给分,这样反而使试题失去了效度.因此,必须限制考生按照命制的意图做出回答,综合此题的难度及学生的生活感受,笔者认为将试题设置为升温报警的情境较好.所以,建议把“若要求开始报警时环境温度为50 ℃”修改为“若要求热敏电阻的环境温度升高到50 ℃时开始报警”.

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2 命题建议

高考属于一种选拔性考试,一直是关乎社会稳定、维护社会和谐的重要环节.高考这种选拔性试题要坚持“两个有利于”为指导思想,即“有利于高一级学校选拔人才,有利于基础教育质量提升”.因此要求其试题要具有较高的效度、信度和区分度,在保证试题科学性的同时,命题者要认真打磨试题中的字、词、句,力求使文字描述准确、清晰,不引起歧义和争议,不要给别人留下商榷的余地.只有这样,才能充分发挥高考试题的导向与选拔功能.

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