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2005年高考物理江苏卷评析
2005年高考物理江苏卷,是恢复高考制度以来江苏第二年自主命题的试卷。试卷以基础题为主,总体难度较去年有所下降,有较大的区分度。试题由易到难,编排次序更为合理,比较切合中学教学实际,有利于高校对人才的选拔,是一份较为成功的试卷。
一、考点分布
2005年高考物理江苏卷全卷共18题,满分为150分。其中,选择题10小题,40分;实验题2小题,22分;计算题6题,88分。试题在各部分物理知识中的分布大体如下:
1.力学题,共52分,占分34.7﹪ 第5题(人造卫星动能的比较,4分),涉及动能的概念,以及圆周运动的向心力公式、万有引力定律等知识;
第8题(简谐横波的传播,4分),涉及波的图象以及波动过程的分析等知识; 第10题(拉力对光滑竖直杆上滑块所做的功,4分),涉及功的公式等知识; 第11题(探究弹力和弹簧伸长的关系,10分),涉及实验曲线的描绘,以及胡克定律、弹簧的劲度系数等知识;
第13题(小球的竖直下抛和平抛运动,14分),涉及运动的分解、匀速运动和匀变速运动的计算公式等知识;
第18题(三个弹性小球的牵连运动与碰撞,16分),涉及动量守恒定律和机械能守恒定律等知识。
2.热学题,共12分,占分8.0﹪
第4题(阿伏加德罗常数的计算,4分),涉及气体的摩尔质量、摩尔体积、密度及每个分子的质量和体积等概念与相互联系,以及分子运动论等知识;
第7题(分子力和分子势能,4分),涉及分子力和分子势能随分子间距离的变化关系等知识;
第9题(一定质量理想气体的状态变化,4分),涉及一定质量理想气体的等温过程与绝热过程的定性分析,以及热力学第一定律等知识。
3.电学题,共56分,占分37.3﹪
第12题(电压表的改装与核对,12分),涉及电压表的改装原理、串并联电路的计算和电路的连接等知识;
第14题(电源的电动势、内阻与最大输出功率,12分),涉及闭合电路欧姆定律、电功率的表达式等知识;
第16题(闭合回路中导体棒切割磁感线的往复运动,16分),涉及感应电动势、感应电流和安培力的计算、功和能的关系与能量守恒定律等知识;
第17题(带电粒子在匀强电场中的加速与在匀强磁场中的偏转,16分),涉及电场力做功、动能定理、洛仑兹力、圆周运动等知识。
4.光学题,共18分,占分12.0﹪
第6题(中子衍射技术中热中子动能的数量级,4分),涉及德布罗意波长公式,以及动量与动能的关系等知识;
第15题(洛埃镜实验对光的干涉的研究,14分),涉及平面镜光路作图、干涉原理的
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应用等知识。
5.原子物理题,共12分,占分8.0﹪ 第1题(核反应或核衰变方程,4分),涉及核反应或核衰变中原子核质量数守恒和电荷数守恒、核反应或核衰变方程的书写等知识;
第2题(对爱因斯坦主要成就相关知识的理解,4分),涉及爱因斯坦质能方程,还涉及布朗运动和光电效应实验、光的波粒二象性等知识;
第3题(α粒子散射实验的分析,4分),涉及带电粒子在点电荷电场中运动时加速度、动能和电势能的变化,以及电场力做功等知识。
二、几个特点
纵观整卷试题,2005年高考物理江苏卷大体具有以下特点: 1.注重物理基本知识的考查 知识是能力的载体,高考把能力的考核放在首要地位,通过考查基本知识及其运用来鉴别考生能力的高低。由上述对整卷考点分布的分析可以看出,试卷涉及力、速度、加速度、功与能、振动与波动、阿伏加德罗常数、分子力、电场力、安培力、洛伦兹力、分子势能、电势能、电动势、电功率、电磁感应、光的干涉、光电效应、光的波粒二象性、核反应等一系列物理概念;涉及物体的匀变速直线运动、平抛运动、匀速圆周运动、机械振动和机械波、布朗运动、带电粒子在匀强电场和匀强磁场中的加速与偏转等多种运动;涉及匀变速直线运动公式、运动的合成与分解、牛顿运动定律、动能定理、功能原理、机械能守恒定律、动量守恒定律、热力学第一定律、闭合电路欧姆定律、安培力公式、感应电动势公式、光的反射定律、光的干涉原理、核反应中的质量数守恒与电荷数守恒、爱因斯坦质能方程等物理规律,几乎覆盖了高中物理的全部主干知识。
在对物理基本知识的考查上,试卷的命题注意了起点的降低与台阶的设置。例如: 第17题 如图1所示,M、N为两块带等量异种电荷的平行金属板,S1、S2为板上正对的小孔,N板右侧有两个宽度均为d的匀强磁场区域,磁感应强度大小均为B,方向分别垂直于纸面向外和向里,磁场区域右侧有一个荧光屏,取屏上与S1、S2共线的O点为原点,向上为正方向建立x轴.M板图1 左侧电子枪发射出的热电子经小
孔S1进入两板间,电子的质量为m,电荷量为e,初速度可以忽略.
(1) 当两板间电势差为U0时,求从小孔S2射出的电子的速度v0.
(2) 求两金属板间电势差U在什么范围内,电子不能穿过磁场区域而打到荧光屏上. (3) 若电子能够穿过磁场区域而打到荧光屏上,试在答题卡的图上定性地画出电子运动的轨迹.
(4) 求电子打到荧光屏上的位置坐标x和金属板间电势差U的函数关系.
解答 (1)根据动能定理,得 eU0?由此可解得 v0?12mv0, 22eU0。 m(2)欲使电子不能穿过磁场区域而打到荧光屏上,应有
2
r?mv?d, eB12d2eB2而eU?mv,由此即可解得 U?。
22m(3)电子穿过磁场区域而打到荧光屏上
时运动的轨迹如图2所示
(4)若电子在磁场区域做圆周运动的轨道半径为r,穿过磁场区域打到荧光屏上的位置坐标为x,则由(3)中的轨迹图可得
x?2r?2r2?d2。
注意到r?mv12和eU?mv, eB2所以,电子打到荧光屏上的位置坐标x和金属
板间电势差U的函数关系为
图2
2d2eB2222x?(2emU?2emU?deB)。(U?)
eB2m评注 这是一道带电粒子在电场中加速,再进入两个紧邻的反方向磁场中各做小于1/4
的圆周运动,最后直线运动打到荧光屏上的问题,这种常规题所涉及的均是中学物理的基础知识。题目中带电粒子的运动过程虽然复杂,但设问入口浅显,层层导入,有利于学生的思考,基础稍好的同学都能顺利解答。
试卷基础题的增加,让大多数同学能轻松拿到基础分,而难题只集中在少部分题目中,且设置了一定的台阶,一般同学也能得到部分分数。这有利于引导中学物理教学立足于物理基本素养的培养,在平时的教学中重视每一个知识点的教学,扎扎实实打好基础。
2.注重实验基本方法的考查
物理学是一门以实验为基础的科学,实验能力的考查一直是高考物理命题相当重视的内容。《考试说明》要求考生:“能独立完成‘知识内容表’中所列的实验,能明确实验目的,能理解实验原理和方法,能控制实验条件,会使用仪器,会观察、分析实验现象,会记录、处理实验数据,并得出结论。能灵活地运用已学过的物理理论、实验方法和实验仪器去处理问题。”
本试卷安排了以下两道实验题:
第11题 某同学用如图所示装置做探究弹力和弹簧伸长关系的实验.他先测出不挂砝码时弹簧下端指针所指的标尺刻度,然后在弹簧下端挂上砝码,并逐个增加砝码,测出指针所指的标尺刻度,所得数据列表如下:(重力加速度g=9.8m/s2)
图3
(1) 根据所测数据,在答题卡的坐标纸上(图4)作出弹簧指针所指的标尺刻度x与砝码质量m的关系曲线.
3
(2) 根据所测得的数据和关系曲线可以判断,在 N范围内弹力大小与弹簧伸
图4
图5
长关系满足胡克定律.这种规格弹簧的劲度系数为 N/m.
解答 (1)如图5所示 (2)0~4.9 25.0
评析 本题涉及弹力和弹簧伸长关系的探究,取材于教材的学生实验“探究弹力和弹簧伸长的关系”。主要考查了对胡克定律的理解,以及用图象法处理分析实验数据的能力。
第12题 将满偏电流Ig=300μA、内阻未知的电流表○G改装成电压表并进行核对.
(1) 利用如图6所示的电路测量电流表○G的内阻(图中电源的电动势E=4V ):先闭合S1,调节R,使电流表指针偏转到满刻度;再闭合S2,保持R不变,调节R′,使电流表指针偏转到满 刻度的
2,读出此时3图6
R′的阻值为200Ω,则电流表内阻的测量值Rg= Ω.
(2) 将该表改装 成量程为3V的电压表,需 (填“串联”或“并联”)
图7 阻值为R0= Ω的电阻.
R0 G (3) 把改装好的电压表
与标准电压表进行核对,试
V 在答题卡上(图7)画出实验电路图和实物连接图. R 解答 (1)100 (2)串联 9900 E r S (3)如图8所示 图8
评析 本题涉及电压表的改装和核对,取材于教材的学生实验“把电流表改装为电压
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表”。主要考查了对测量电流表内阻实验原理和电压表改装方法的理解,以及电压表核对的电路设计与实验电路的模拟连接等能力。
上述两道实验题均对教材中的学生实验作了一定的改变。如第11题,教材中所作的图象是以弹簧所受的拉力为纵坐标,以弹簧的伸长为横坐标;而试题则要求以弹簧指针所指的标尺刻度这为纵坐标,以弹簧下端所挂砝码的质量为横坐标,弹簧劲度系数的求法也就与教材不同。第12题,教材中要求“调整R’的阻值,使电流表指针偏转到正好是满刻度的一半”,而试题则要求“调节R’,使电流表指针偏转到满刻度的
2”,电流表内阻测量值的确定也就3不同于教材。这就要求考生具有一定的应变能力,不能生搬硬套学过的实验方法与实验结论。这样的实验试题“来源于教材又不拘泥于教材”,有利于引导中学物理教学重视基本实验、常规实验,重视学生实验能力和素质的培养。
3.注重科技热点问题的考查 本试卷命题紧密联系科技热点,把对基础知识和基本技能的考查放在现代科技的背景之下,体现了试题的时代性。例如:
第2题 为了强调物理学对当今社会的重要作用并纪念爱因斯坦,2004年联合国第58次大会把2005年定为国际物理年.爱因斯坦在100年前发表了5篇重要论文,内容涉及狭义相对论、量子论和统计物理学,对现代物理学的发展作出了巨大贡献.某人学了有关的知识后,有如下理解,其中正确的是
(A) 所谓布朗运动就是液体分子的无规则运动 (B) 光既具有波动性,又具有粒子性
(C) 在光电效应的实验中,入射光强度增大,光电子的最大初动能随之增大 (D) 质能方程表明:物体具有的能量与它的质量有简单的正比关系 解答 BD
评注 试题以2005年定为国际物理年及爱因斯坦的主要成就为背景,综合考查了布朗运动、光的波粒二象性、光电效性和爱因斯坦质能方程等知识,既贴近社会热点,又扩大了考查知识的覆盖面
试卷中以现代科技为背景的试题还有很多。例如:第3题将对带电粒子在点电荷电场中运动时加速度、动能和电势能的变化,以及电场力做功等知识,放在粒子散射实验与卢瑟福提出原子核式结构模型的背景下;第5题以人造卫星的运动为背景,考查了动能的概念,以及圆周运动的向心力公式、万有引力定律等知识;第6题则以中子衍射技术中利用热中子研究晶体的结构为引导,考查了德布罗意波长公式,以及动量与动能的关系等知识;第15题则以洛埃镜实验对光的干涉的研究为载体,考查了平面镜光路作图、干涉原理的应用等知识。
此类紧密联系现代科技热点的试题,有利于引导中学物理教学加强现代科学技术和近代物理知识的渗透,有利于将最新科技成果、科技动态引入教学,以开拓学生视野,激发他们学习的积极性、主动性和创造性。
4.注重过程分析能力的考查 《考试说明》要求考生:“能够独立地对所遇的问题进行具体分析,弄清其中的物理状态、物理过程和物理情景,找出其中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;能够灵活地运用物理知识综合解决所遇的问题。”本试卷很好地体现了这一要求。例如:
第16题 如图9所示,固定的水平光滑金属导轨,间距为L,左端接有阻值为R的电阻,处在方向竖直、磁感应强度为B的匀强磁场中,质量为m的导体棒与固定弹簧相连,放在导轨上,导轨与导体棒的电阻均可忽略.初始时刻,弹簧
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图9