2022年高考全国乙卷理综物理试题评析与备考建议

■安徽省安庆市高河中学 张北春(特级教师)

2022年高考全国乙卷理综物理试题(适用地区:河南、山西、江西、安徽、甘肃、青海、内蒙古、黑龙江、吉林、宁夏、新疆、陕西)贯彻落实《深化新时代教育评价改革总体方案》要求,采取科学、稳妥、细致的设计策略,题型、结构和难度都与2021年高考全国乙卷保持总体稳定,坚持守正创新,依托高考评价体系,深化基础性,突出对学生关键能力的考查,强化对学生记忆能力、逻辑能力、计算能力、资源整合能力、实际应用能力、创新能力等的考查,有助于促进对学生核心素养的培养,有利于素质教育的健康发展。2022年高考全国乙卷理综物理试题的考点如表1。

表1

一、2022年高考全国乙卷理综物理试题的新变化

1.注重对高中物理核心、主干内容的考查,不偏不怪,引导落实课程标准要求;注重考查一些通用性的物理方法,引导减少“机械刷题”现象。

例1(第15题)如图1所示,一根不可伸长的轻绳两端各连接一质量为m的小球,初始时整个系统静置于光滑水平桌面上,两球间的距离等于绳长L。一大小为F的水平恒力作用在轻绳的中点,方向与两球连线垂直。当两球运动至二者相距时,它们加速度的大小均为( )。

图1

解析:当两球运动至二者相距时,作示意图如图2所示,根据几何关系得即θ=37°。设轻绳的拉力为T,在水平方向上有,解得对任意小球应用牛顿第二定律得T=ma,解得

图2

答案:A

点评:本题考查的是连接体问题,但打破了常规的一维模型,拓展至对二维模型的考查,要求考生正确理解牛顿第二定律的同时性和矢量性,旨在加深考生对运动与相互作用观念的认识。

2.突出对基础实验的考查,注重培养考生扎实的实验能力。

例2(第22题)用雷达探测一高速飞行器的位置。从某时刻(t=0)开始的一段时间内,该飞行器可视为沿直线运动,每隔1 s测量一次其位置,坐标为x,结果如表2。

表2

回答下列问题:

(1)根据表中数据可判断该飞行器在这段时间内近似做匀加速运动,判断的理由是:____。

(2)当x=507 m 时,该飞行器速度的大小v=____m/s。

(3)这段时间内该飞行器加速度的大小a=____m/s2(保留2位有效数字)。

解析:(1)根据表中数据可知,该飞行器在第1 s内的位移为507 m,在第2 s内的位移为587 m,在第3 s内的位移为665 m,在第4 s内的位移为746 m,在第5 s内的位移为824 m,在第6 s内的位移为904 m,因此相邻1 s内的位移之差接近80 m,则可判断出飞行器在这段时间内做匀加速运动。

(2)当x=507 m 时,飞行器的速度等于0～2 s内的平均速度,则v1=m/s=547 m/s。

(3)根据逐差法可得,这段时间内该飞行器加速度的大小a==m/s2=79 m/s2。

答案:(1)该飞行器在相邻1 s内的位移之差接近80 m (2)547 (3)79

点评:本题考查实验中逐差法的应用,通过对常用分析方法的考查,引导考生加强实验基础能力的训练。

3.注重学以致用,引导考生在真实问题的解决中培养物理学科核心素养。

例3(第17 题)一点光源以113 W的功率向周围所有方向均匀地辐射波长约为6×10-7m 的光,在离点光源距离为R处每秒垂直通过每平方米的光子数为3×1014个。普朗克常量h=6.63×10-34J·s。R约为( )。

A.1×102m B.3×102m

C.6×102m D.9×102m

解析:一个光子的能量E=hν,其中ν为光的频率;光的波长与频率满足关系式c=λν;光源每秒发出的光子的个数其中P为光源的功率;光子以球面波的形式传播,则以光源为原点的球面上的光子数相同。当距光源的距离为R处,每秒垂直通过每平方米的光子数为3×1014个时,此处球面的表面积S=4πR2,则=3×1014。联立以上各式解得R=3×102m。

答案:B

点评:本题结合光子的能量知识,突出考查在解决实际问题过程中的建模能力。

4.增强试题的灵活性,引导培养考生的关键能力和学科素养,提高人才选拔的质量。

例4(第14题)2022年3月,中国航天员翟志刚、王亚平、叶光富在离地球表面约400 km 的“天宫二号”空间站上通过天地连线,为同学们上了一堂精彩的科学课。通过直播画面可以看到,在近地圆轨道上飞行的“天宫二号”中,航天员可以自由地飘浮,这表明他们( )。

A.所受地球引力的大小近似为零

B.所受地球引力与飞船对其作用力两者的合力近似为零

C.所受地球引力的大小与其随飞船运动所需向心力的大小近似相等

D.在地球表面上所受引力的大小小于其随飞船运动所需向心力的大小

解析:航天员在空间站中所受地球对他的万有引力完全提供其做圆周运动所需的向心力,飞船对他们的作用力等于零,选项A、B错误,C 正确。根据万有引力公式F万=可知,航天员在地球表面上所受引力的大小大于他们在飞船中所受万有引力的大小,因此他们在地球表面上所受引力的大小大于其随飞船运动所需向心力的大小,选项D 错误。

答案:C

点评:本题以航天员在“天宫二号”空间站中自由飘浮为情境,考查对太空失重本质的理解,展现我国重大科技发展成果,提升考生的民族自信心和自豪感。

二、2022年高考全国乙卷理综物理试题的新亮点

1.注重考查物理观念中的物质观念、运动与相互作用观念、能量观念等。

例5(第21题)一种可用于卫星上的带电粒子探测装置,由两个同轴的半圆柱形带电导体极板(半径分别为R和R+d)和探测器组成,其横截面如图3所示,点O为圆心。在截面内,极板间各点的电场强度大小与其到O点的距离成反比,方向指向O点。四个带正电的同种粒子从极板间通过,到达探测器。不计重力。粒子1、2 做圆周运动,圆心为O,半径分别为r1、r2(R＜r1＜r2＜R+d);粒子3从距O点r2的位置入射并从距O点r1的位置出射;粒子4 从距O点r1的位置入射并从距O点r2的位置出射。四个粒子的轨迹如图4中虚线所示,则( )。

图3

图4

A.粒子3 入射时的动能比它出射时的大

B.粒子4入射时的动能比它出射时的大

C.粒子1入射时的动能小于粒子2入射时的动能

D.粒子1入射时的动能大于粒子3入射时的动能

解析:在截面内,极板间各点的电场强度大小与其到O点的距离成反比,可设为Er=k,带正电的同种粒子1、2在均匀辐向电场中做匀速圆周运动,则变形得又有E1r1=E2r2=k,因此粒子1入射时的动能等于粒子2入射时的动能,选项C 错误。粒子3从距O点r2的位置入射并从距O点r1的位置出射,做向心运动,静电力做正功,动能增大,因此粒子3 入射时的动能比它出射时的小,选项A 错误。粒子4从距O点r1的位置入射并从距O点r2的位置出射,做离心运动,静电力做负功,动能减小,因此粒子4 入射时的动能比它出射时的大,选项B 正确。粒子3 做向心运动,则,变形得,即粒子1 入射时的动能大于粒子3入射时的动能,选项D 正确。

答案:BD

点评:本题以一种可用于卫星上的带电粒子探测装置为情境,虽然考查的是带电粒子在电场中运动这一基本物理模型,但是在问题的设置上突出的是对物理核心素养的考查,体现“双新”背景下高校对人才选拔的要求,要求考生关注科技领域创新成果,旨在拉近考生与微观世界的距离。

2.主要考查科学思维中的模型建构、科学推理、科学论证、质疑创新等能力。

例6(第16 题)如图5所示,固定于竖直平面内的光滑大圆环上套有一个小环,小环从大圆环顶端P点由静止开始自由下滑,在下滑过程中,小环的速率正比于( )。

图5

A.它滑过的弧长

B.它下降的高度

C.它到P点的距离

D.它与P点的连线扫过的面积

解析:如图6所示,设大圆环的半径为R,小环下降的高度为h,此时小环到P点的距离为L,根据几何关系得h=Lsinθ,,解得根据机械能守恒定律得mgh=,解得v=,即小环的速率正比于它到P点的距离。

图6

答案:C

点评:本题考查的是限制条件下的竖直面内圆周运动、功能关系,试题创新设问角度,要求考生判断小环从大圆环顶端P点自由下滑过程中与其速率成正比的物理量,渗透了定性和半定量的分析方法。本题的模型设置为常规模型,但问题设置打破了常规,要求考生利用所学基础知识和具备的基本能力逐步分析并选出正确答案。

3.强化考查科学态度与责任中的科学本质、科学态度等。

例7(第18 题)安装适当的软件后,利用智能手机中的磁传感器可以测量磁感应强度B。如图7所示,在手机上建立直角坐标系,手机显示屏所在平面为xOy面。某同学在某地对地磁场进行了四次测量,每次测量时y轴指向不同方向而z轴正向保持竖直向上。根据表3中测量结果可推知( )。

图7

表3

A.测量地点位于南半球

B.当地的地磁场大小约为50μT

C.第2次测量时y轴正向指向南方

D.第3次测量时y轴正向指向东方

解析:如图8所示,地球可视为一个磁偶极,磁南极大致指向地理北极附近,磁北极大致指向地理南极附近,通过这两个磁极的假想直线(磁轴)与地球的自转轴大约成11.3°的倾斜。根据表中z轴数据可以看出,z轴的磁场竖直向下,则测量地点应位于北半球,选项A 错误。磁感应强度为矢量,根据表中数据可以看出,当地的磁感应强 度 大 约 为B==50μT,选项B 正确。根据选项A 的分析可知,测量地点在北半球,而北半球的地磁场指向北方斜向下,则第2次测量中By＜0,故y轴正向指向南方,第3次测量中Bx＞0,故x轴正向指向北方而y轴正向指向西方,选项C正确,D 错误。

图8

答案:BC

点评:本题考查用智能手机测地磁场的问题,要求考生根据题中给出的测量结果论证测量地点、y轴正方向的指向等,让考生体会到科学技术影响着我们的生活和学习,提升考生对物理实验探究的兴趣,提高实验技能和创新能力,发展考生的证据意识。

2.加强以真实情境为素材试题的训练,做到学以致用。高考物理试题中有很多是通过理论联系实际来考查考生自主分析物理过程、获取有用信息、建立物理模型并运用数学方法来解决物理问题的能力的。比如2022年高考全国乙卷理综中第21 题以卫星上的探测装置为情境,考查考生提取有效信息、解决实际问题的能力,这类情景化试题的本质就是借助实际问题考查我们所学的基础知识和基本方法。因此同学们在复习备考中要将零散的基础知识进行系统化整合,并在以真实情景为素材试题的不断训练中,实现学以致用的最终目标。

3.注重实验原理和方法的复习,培养知识迁移能力。高考物理实验题不仅考查考生对基本实验原理、常用实验方法,以及数据处理能力的掌握程度,还会设置一些新情景的实验题考查考生的知识迁移能力。比如2022年高考全国乙卷理综中第22 题以雷达探测高速飞行器的位置为背景,要求考生将熟悉的打点计时器纸带处理方法进行灵活迁移,给出该飞行器近似做匀加速直线运动的理由,考查考生运用物理专业术语进行表达的能力。因此同学们在复习备考中要加强对实验原理和方法的复习,做到知其然,也知其所以然。

4.注重数学知识的灵活运用,提升图像处理能力。物理是一门和数学分不开的学科,很多的物理问题都需要用数学方法来解决。特别是在近几年的高考中,多数力学类试题会采用数形结合的方式考查考生应用数学知识解决物理问题的能力。比如2022年高考全国乙卷理综中第15题、第16题、第20题、第25题、第34 题的(1)问都需要运用几何图形、函数图像进行表达。因此同学们在复习备考中必须加强对图像类问题的复习,提高数形结合的意识,提升识图、作图能力,以及图像处理能力。

总之,同学们在复习备考中要研究考向,不要无的放矢;要重视教材,不要脱离课本;要打牢基础,不要好高骛远;要合理标高,不要脱离实际;要把握题例,不要题海战术;要认真练习,不要眼高手低;要重视过程,不要急于求成;要培养能力,不要死记硬背。