赏析高考真题 钻研备考策略——2023年高考全国乙卷理综中的物理试题评析与备考建议

■安徽省安庆高河中学 江金兰

2023 年高考全国乙卷理综(适用地区:河南、江西、甘肃、青海、内蒙古、宁夏、新疆、陕西)中的物理试题以“一核四层四翼”的高考评价体系为依托,遵循“价值引领、素养导向、能力为重、知识为基”的命题要求,严格遵从普通高中物理课程标准,聚焦教材主干内容,突出基础性、综合性、应用性和创新性。整套试题与2022 年高考全国乙卷理综中的物理试题相比,结构无明显变化,难度近乎持平,题目在情境设置、模型构建和思想方法上有较大的创新性。

一、2023年高考全国乙卷理综中的物理试题的考点(如表1)

表1

二、2023年高考全国乙卷理综中的物理试题的新动态

1.以学科素养为导向,突出基础性。

试题严格依据课程标准,注重对高中物理核心、主干内容的考查,不偏不怪,注重考查一些通用性的物理方法,强化对必备基础知识的考查,引导复习备考回归课程标准和教材。例如,第15题考查力与曲线运动的关系、第22题考查力的合成与分解、第24题考查点电荷形成电场的场强叠加,试题素材均源于教材,贴近课程标准的基础要求。再如,第14题以体育项目排球为背景,考查学生对抛体运动规律的掌握及应用,促使学生思考体育运动中所蕴含的物理原理。

例1(第14 题) 一同学将排球自O点垫起,排球竖直向上运动,随后下落回到O点。设排球在运动过程中所受空气阻力大小和速度大小成正比,则该排球( )。

A.上升时间等于下落时间

B.被垫起后瞬间的速度最大

C.达到最高点时加速度为零

D.下落过程中做匀加速运动

解析：上升过程和下降过程的位移大小相同,上升过程的末状态和下降过程的初状态排球的速度均为零。对排球进行受力分析,上升过程中排球的重力和阻力方向相同,下降过程中排球的重力和阻力方向相反,根据牛顿第二定律可知,排球在上升过程中任意位置的加速度比在下降过程中对应位置的加速度大,因此排球在上升过程中的平均加速度较大。根据位移与时间的关系可知,上升时间比下落时间短,选项A 错误。排球在上升过程中做减速运动,在下降过程中做加速运动。在整个过程中空气阻力一直做负功,排球的机械能一直减小,下降过程中最低点的速度小于上升过程中最低点的速度,故排球被垫起后瞬间的速度最大,选项B 正确。达到最高点时排球的速度为零,空气阻力为零,加速度不为零,选项C 错误。下落过程中,排球速度在变,所受空气阻力在变,故排球所受的合外力在变,排球在下落过程中做变加速运动,选项D 错误。

答案：B

素养解读:本题以同学垫排球为情境,将物理与体育锻炼相结合,引导学生热爱体育运动、积极参加体育锻炼。考查巧妙之处:将上抛运动与排球在运动过程中受到的阻力大小和速度大小成正比的条件相结合。

2.重视实验探究,关注拓展创新。

实验是物理学的基础,是培养学生物理学科核心素养的重要途径和方式。试题创新设问角度,注重考查学生对基本实验原理的理解、基本实验仪器的使用、基本测量方法的掌握和实验数据的处理等,引导教学重视实验探究,引导学生自己动手做实验。例如,第23题的电学实验以探究金属丝的电阻率为背景,重在考查学生的问题解决能力和实验探究能力。

例2(第23题)一学生小组测量某金属丝(阻值约十几欧姆)的电阻率。现有实验器材:螺旋测微器、米尺、电源E、电压表(内阻非常大)、定值电阻R0(阻值10.0 Ω)、滑动变阻器R、待测金属丝、单刀双掷开关K、开关S、导线若干。如图1 所示是学生设计的实验电路原理图。完成下列填空:

图1

(1)实验时,先将滑动变阻器R接入电路的电阻调至最大,闭合开关S。

(2)将开关K 与1端相连,适当减小滑动变阻器R接入电路的电阻,此时电压表读数记为U1,然后将开关K 与2 端相连,此时电压表读数记为U2。由此得到流过待测金属丝的电流I=____,金属丝的电阻r=_____。(结果均用R0、U1、U2表示)

(3)继续微调R,重复(2)的测量过程,得到多组测量数据,如表2所示。

表2

(4)利用表2中的数据,得到金属丝的电阻r=14.2Ω。

(5)用米尺测得金属丝长度L=50.00 cm。用螺旋测微器测量金属丝不同位置的直径,某次测量的示数如图2 所示,该读数为d=_____mm。多次测量后,得到直径的平均值恰好与d相等。

(6)由以上数据可得,待测金属丝所用材料的电阻率ρ=_____×10-7Ω·m。(保留2位有效数字)

解析：(2)根据题意可知,R0两端的电压U=U2-U1,则流过R0(流过待测金属丝)的电流,金属丝的电阻解得。

(5)螺旋测微器的读数为d=15.0×0.01 mm=0.150 mm。

答案：(1

(5) 0.150(填0.148～0.152均可) 5.0

素养解读:本题考查测量金属丝的电阻率实验,与教材中通常采用的同时使用电压表、电流表测量金属丝的电压、电流不同,本题通过“一表两用”的办法完成对电压和电流的测量,引导学生灵活运用所学知识解决实际问题。

3.联系实际,学以致用。

试题采用了一些从现代科技和生产生活中提炼出来的新颖情境,渗透了科学的思维方法和研究方法,引领学生在生活中体验物,理,逐渐形成自觉应用物理知识分析解决实际问题的意识。引导学生注重学以致用,在真实问题的解决中促进物理学科核心素养的达成。例如,第17题从经典的电磁阻尼现象入手,设置新情境与新问题,考查学生对电磁感应现象的理解。

例3(第17题)一学生小组在探究电磁感应现象时,进行了如下比较实验。用如图3 所示的缠绕方式,将漆包线分别绕在几何尺寸相同的有机玻璃管和金属铝管上,漆包线的两端与电流传感器接通。两管皆竖直放置,将一很小的强磁体分别从管的上端由静止释放,在管内下落至管的下端。实验中电流传感器测得的两管上流过漆包线的电流I随时间t的变化分别如图4甲和乙所示,分析可知( )。

图4

A.图4乙是用玻璃管获得的图像

B.在铝管中下落,强磁体做匀变速运动

C.在玻璃管中下落,强磁体受到的电磁阻力始终保持不变

D.用铝管时测得的电流第一个峰到最后一个峰的时间间隔比用玻璃管时的短

解析：强磁体在铝管中运动时,铝管会形成涡流;玻璃是绝缘体,强磁体在玻璃管中运动时,玻璃管不会形成涡流。强磁体在铝管中加速后很快达到平衡状态,做匀速直线运动,而强磁体在玻璃管中一直做加速运动,如图4 乙所示的脉冲电流峰值不断增大,说明强磁体的速度在不断增大,与强磁体在玻璃管中的运动情况相符,选项A 正确。强磁体在铝管中下落,脉冲电流的峰值一样,磁通量的变化率相同,故强磁体做匀速运动,选项B错误。强磁体在玻璃管中下落,玻璃管是绝缘体,线圈的脉冲电流峰值不断增大,电流在不断变化,故强磁体受到的电磁阻力在不断变化,选项C 错误。强磁体分别从管的上端由静止释放,在铝管中强磁体在线圈间做匀速运动,在玻璃管中强磁体在线圈间做加速运动,故用铝管时测得的电流第一个峰到最后一个峰的时间间隔比用玻璃管时的长,选项D 错误。

答案：A

素养解读:本题从经典的电磁阻尼现象演示实验出发,从多个设问角度考查学生对电磁感应原理的深入理解。

4.梯度适当,区分合理。

试题排列充分考虑了知识序、思维序、能力序、难度序,统筹兼顾,多序合一,合理排列,有利于考生进入最佳的答题状态,确保试题具有较好的区分度。如第25 题的难度较大,采用三问的形式,让不同层次的学生得到不同的分数。

例4(第25 题)如图5 所示,一竖直固定的长直圆管内有一质量为M的静止薄圆盘,圆盘与管的上端口距离为l,圆管长度为20l。一质量的小球从管的上端口由静止下落,并撞在圆盘中心,圆盘向下滑动,所受滑动摩擦力与其所受重力大小相等。小球在管内运动时与管壁不接触,圆盘始终水平,小球与圆盘发生的碰撞均为弹性碰撞且碰撞时间极短。不计空气阻力,重力加速度大小为g。求:

图5

(1)第一次碰撞后瞬间小球和圆盘的速度大小。

(2)在第一次碰撞到第二次碰撞之间,小球与圆盘间的最远距离。

(3)圆盘在管内运动的过程中,小球与圆盘碰撞的次数。

素养解读:本题既突出基础性,又考查了考生的综合分析能力;既考查了学科素养物理观念中的物质观念、运动观念、相互作用观念、能量观念等,又考查了科学思维中的模型建构、科学推理等要素。

5.留意选考模块,追求知识覆盖面。

随着老教材、老高考逐渐退出高考历史舞台,“五选三”这样的选择题基本上也要退出了。老教材选修3-3、3-4的模块内容在2024 年高考中以单独知识点考查的可能性是有的,且以四选项选择题形式出现的概率较大;而以与其他模块知识综合考查的概率更大,毕竟高考试卷追求较广的知识覆盖面是一条不宜打破的潜规则。

例5[第34题(1)] 一列简谐横波沿x轴传播,如图6甲所示是t=0时刻的波形图;P是介质中位于x=2 m 处的质点,其振动图像如图6 乙所示。下列说法中正确的是( )。

图6

A.波速为2 m/s

B.波向左传播

C.波的振幅是10 cm

D.x=3 m 处的质点在t=7 s时位于平衡位置

E.质点P在0～7 s时间内运动的路程为70 cm

解析：根据图6 甲得波长λ=4 m,根据图6乙得波的周期T=2 s,则波速,选项A 正确。根据图6乙得t=0时刻P点向下运动,根据“上下坡”法可知,波向左传播,选项B 正确。根据图6 甲得波的振幅A=5 cm,选项C 错误。根据图6甲得t=0时刻x=3 m 处的质点位于波谷,根据得t=7 s时 刻x=3 m 处的质点位于波峰,质点P在0～7 s时间内运动的路程,选项D 错 误,E 正 确。

答案：ABE

素养解读:波形图与振动图像综合题是典型的机械波动题型,需要明确两图像的物理意义,以及波源机械振动和波形成的机制。对于这种经典题,重视知识学习是基础,适量做题强化知识理解是关键,而一味刷题,不求甚解,只会得不偿失。

三、新学年复习备考建议

1.立足回归教材,注重学科基础。同学们在复习备考阶段要脚踏实地回归教材,回归基础。试题整体注重对高中物理核心、主干内容的考查,注重在考查中深化基础性,如第15题考查力与曲线运动的关系,引导学生复习回归课程标准,加强对基础知识的理解和掌握。又如第34(2)题是几何光学经典计算题,作光路图是基础,平移光路图确定几何关系是关键。

2.拓展情境来源,做到学以致用。高考中有很多试题是通过理论联系实际、命制情境化试题来综合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。如第24 题以等边三角形顶点处放置三个点电荷为背景,要求考生根据电场的方向判断电荷的电性,结合点电荷的场强公式及叠加原理计算点电荷所带电荷量的大小,旨在考查考生对电场知识的掌握情况。

3.注重基本实验,重视发散创新。同学们在复习备考阶段要注重对基本实验原理、常用实验方法,以及数据处理方法的掌握,除此之外还要重视一些在新情境的实验题中培养自己的知识迁移能力。如第22 题验证力的平行四边形定则实验,要求考生理解实验原理,熟悉实验步骤,能够运用专业术语进行表达,难度较小,能够有效鉴别考生对实验基本内容的掌握是否扎实。

4.掌握数学方法,提升解题能力。物理是一门和数学分不开的学科,很多物理问题都涉及数学方法的应用。特别是近几年的高考试题,在力学类试题中会采用数形结合的方式命题考查考生应用数学工具分析物理问题的能力。如第17题呈现的I-t图像、第34(1)题呈现的波形图和振动图像都要求考生通过对函数图像的分析,提取有用信息,完成物理问题的求解;第18题考查带电粒子在有界磁场中的运动,要求考生正确作出带电粒子的运动轨迹,利用几何关系结合物理规律完成求解;第21题以物理观念中的板块模型为命题背景,推陈出新,考查了科学思维中的科学推理能力和综合分析能力;第25题以多次碰撞问题为命题背景,综合考查考生的信息加工能力、逻辑思维能力、批判性思维能力等。因此,同学们在复习备考阶段应具备数形结合意识,提升识图、作图及图像处理的能力。

2024年高考的号角已经吹响,同学们要在高三复习阶段脚踏实地,科学备考,做到以不变应万变。