大学创新实验班选拔物理试题 值得关注的创新物理试题范文.docx

大学创新实验班选拔物理试题 值得关注的创新物理试题 新的《考试大纲》以新课程教学大纲为基础，调整考试内容，确定层次要求，优化试题结构，突出探究思维，即新课程改革推动新高考试题的更新. 试题扣基础、重能力，“以能力立意为主”，考查学生对高中物理基础知识和基本技能的掌握程度，着重考查物理思维能力、物理实验能力、综合应用能力、科学探究能力，探究性意味更浓. 知识与技能的应用、方法与过程的体验、情感态度和价值观的培养都渗透了新意. 展望未来新高考物理，下列几方面试题值得关注. 一、 植入全新信息，在提取有用信息的过程中进行思考，意在考查审题阅读理解能力 关注理由：全新的信息主要包括创新的图象、写意的图形、直观的图表、醒目的数据等. 它们直接或间接地提供了处理问题的依据，但要成为解题的有用信息，必须认真审题，细心看图，比较归纳，寻找规律，阅读理解其在题中的作用. 这类试题既考查新知识理解能力，又考查考生提取有用信息、探究物理规律等多种获取知识的技能，符合新课改理念. 例1 当物体中存在温度差时，热量会从温度高的地方向温度低的地方传递. 对于一长度为L、横截面积为S的均匀金属棒，当两端的温度差稳定为ΔT时，Δt时间内从高温端向低温端传递的热量ΔQ满足关系式：ΔQ= Δt；其中k为棒的导热系数. 如图1所示，长度分别为L1、L2，导热系数分别为k1、k2的两个横截面积相等的细棒在D处紧密对接，两金属棒各自另一端分别与温度为400 K、300 K的恒定热源良好接触. 若L1 ∶ L2=1 ∶ 2，k1 ∶ k2=3 ∶ 2，则稳定状态下，D处的温度为（ ） A. 375 K B. 360 K C. 350 K D. 325 K 分析 这是道用文字叙述新知识的信息题. 通过阅读试题，理解热传递过程中传递热量的多少与哪些因素有关、表达式中各物理量的含义. 同时要明白“稳定状态”D处的温度就是指两者最终温度相等. 根据热平衡规律进行研究. 解答 根据高温端向低温端传递热量ΔQ的公式，由稳定状态得 Δt= Δt， = = . 有TD=375 K. 选项A正确. 例2 如图2所示，某人乘雪橇沿雪坡经A点滑至E点，接着沿水平路面滑行. 人与雪橇的总质量为80 kg，h=20 m. 表中记录了滑行过程中的有关数据，根据图表中的数据你能解决哪些问题？ 分析 这是一道数据信息题，表中提供了8组数据，到底该选哪几组数据，我们只能通过分析几组有用的信息来探究需要解决的物理问题. 由数据看出，位置A到位置E速度是增大的，但没有规律可循. 而从位置E到位置H，速度是均匀减小的，因此我们可以深入探究. 解答 （1） 从A滑到E过程中，能求系统损失的机械能 ΔE= mv2A＋mgh- mv2E=1.04104 J. （2） 从位置E到位置H，能求得人和雪橇的加速度a=-2.0 m/s2， 进而求得阻力f=ma=-160 N（把所受的阻力理想化为恒定的）. （3） 从数据可推出人和雪橇最终静止，所以能求得人和雪橇在水平面上滑行最远距离， s= =36 m. 例3 太阳系中的8大行星的轨道均可以近似看成圆轨道. 下列4幅图是用来描述这些行星运动所遵从的某一规律的图象. 图中坐标系的横轴是lg（T/T0），纵轴是lg（R/R0）；这里T和R分别是行星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径，T0和R0分别是水星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径. 下列4幅图中正确的是（ ） 分析 这是道数（对数）理综合，用万有引力定律研究天体运动规律，联想数学知识建立图像创新题. 解答 取其中一行星为研究对象，设其质量为m，轨道半径为R，太阳的质量为M，由万有引力定律得G =m 2R，故行星 = ，水星 = ，有 3= 2，两边取对数，3lg =2lg ，所以B项对. 二、 呈现新颖情景，在假设推理过程中进行探究，意在考查开放发散思维能力 关注理由：新高考必有新试题. 由于构成题目的题设条件、解题方法、研究结果的题素是可以变化的，因此通过呈现新颖物理情景，可以丰富试题内容，考查学生对多种物理情境的预测和谋划及多方探究能力，考查逻辑推理的条理性，分析判断的深刻性，主次分明的层次性，引典论证的合理性，开放思维的发散性. 例4 翼型降落伞有很好的飞行性能. 它被看作飞机的机翼，跳伞运动员可方便地控制转弯等动作. 其原理是通过对降落伞的调节，使空气升力和空气摩擦力都受到影响. 已知：空气升力F1与飞行方向垂直，大小与速度的平方成正比，F1＝C1v2；空气摩擦力F2与飞行方向相反，大小与速度的平方成正比，F2＝C2v2. 其中C1、C2相互影响，可由运动员调节，满足如图4所示的关系. 试求： （1） 图3中画出了运动员携带翼型伞跳伞后的两条大致运动轨迹. 试对两位置的运动员画出受力示意图并判断，①、②两轨迹中哪条是不可能的，并简要说明理由； （2） 若降落伞最终匀速飞行的速度v与地平线的夹角为?琢，试从力平衡的角度证明：tan ?琢＝C2 /C1； （3） 某运动员和装备的总质量为70 kg，匀速飞行的速度v与地平线的夹角?琢约20（取tan 20＝4/11），匀速飞行的速度v多大？ （g取10 m/s2，结果保留3位有效数字） （4） 若运动员出机舱时飞机距地面的高度为800 m、飞机飞行速度为540 km/h，降落过程中该运动员和装备损失的机械能ΔE多大？ 分析 这是道新颖的跳伞运动员降落表演情景题. 要求答题者建立质点平衡模型，由题目情景图和受力图，用平衡条件探究可能的运动轨迹，证明存在的某种规律，理解创新C1-C2图线斜率的物理意义，用能量守恒观点分析下落过程中损失的机械能. 解答 （1） ②轨迹不可能存在. 对于①位置，三力可能平衡（或三力的合力可能与速度在一直线），运动员做直线运动； 对于②位置，合力方向与速度方向不可能在一直线，所以不会沿竖直方向做直线运动. （2） 由①位置的受力分析可知，匀速运动时 F1＝mgcos ?琢＝C1v2，（1） F2＝mgsin ?琢＝C2v2，（2） 两式消去mg和v得tan ?琢＝C2/C1. （3） 在图4中过原点作直线，得到图6. 正确得到直线与曲线的交点， C2＝2，C1＝5.5（5.5~5.6均正确）. 根据F2=mgsin ?琢=C2v2或F1=mgcos ?琢=C1v2， （上两式任取其一） 得v＝10.9 m/s（在10.7~11.0之间均可）. （4） 根据能量守恒得ΔE=mgH＋mv20-mv2=（7010800＋ 701502- 7010.92） J=1.34106 J. 三、 联系最新实际，在理想化抽象中合理建模，意在考查知识灵活应用能力 关注理由：物理试题是现实问题的高度概括理想化. 上至太空“天宫”，下至深海“蛟龙”、居家用电、外出交通等众多方面都渗透有物理基础知识的应用，成为命题的热点. 理论联系实际，学以致用是物理教育目的所在，考查学生解剖物理模型能力、联想类比能力、处理实际问题的能力，更重要是潜移默化考生的科学素养，关注科学技术和社会经济的发展，激发学习科学的兴趣，形成科学的价值观和实事求是的科学态度，即陶冶高尚的情感态度和价值观. 例5 据预测，在火星外围可能存在一个模糊不清的圆环，为了探究该环是与火星相连的连续物，还是绕火星运行的小卫星群，需要测出环中各层的线速度v以及该层到火星中心的距离R. 请根据你所测得的物理量作出判断. 分析 人类对宇宙天体的认识是在不断的探究过程中逐渐撩开神秘的面纱. 本题建立质点匀速圆周运动理想模型，应用万有引力定律，根据测得的物理量进行猜想和假设. 解答 如果该环是与火星相连的连续物，则由于火星的自转，该环的各层也随火星一起自转，各部分自转的角速度相同，都等于火星的自转角速度. 则环中各层的线速度有v=ωR，v∝R. 所以如果测出了环中各层的线速度v以及每层到火星中心的距离R，并且得到了v与R是正比关系，即可判得：该环是与火星相连的连续物. 如果该环是绕火星运转的小卫星群，则根据 = ，式中M是火星的质量，是常量，所以环中各层的线速度v2= ，v∝ ，所以如果测出了环中各层的线速度v以及每层到火星中心的距离R，并且得到v与R的平方根成反比，即可判得：该环是绕火星运转的小卫星群. 例6 交管部门强行推出了“电子眼”，机动车擅自闯红灯的大幅度减少，现有甲、乙两汽车正沿同一平直马路同向匀速行驶，甲车在前，乙车在后，它们行驶的速度均为10 m/s. 当两车快要到一十字路口时，甲车司机看到绿灯已转换成了黄灯，但乙车司机反应较慢（反应时间为t0=0.5 s）. 已知甲车紧急刹车时制动力为车重的0.4倍，乙车紧急刹车时制动力为车重的0.6倍，g=10 m/s2，求： （1） 若甲车司机看到黄灯时车头距警戒线15 m，他采取上述措施能否避免闯红灯？ （2） 为保证两车在紧急刹车过程中不相撞，甲、乙两车在正常行驶过程中应保持多大距离？ （3） 如果两车刹车时的加速度交换，为保证两车在紧急刹车过程中不相撞，那么两车在正常行驶过程中又应保持多大距离？ 分析 本题联系交通安全实际，建立质点直线运动模型，用牛顿定律和匀变速直线运动规律研究，采用临界值分析方法. 解答 （1） 根据牛顿第二定律可得甲车紧急刹车的加速度为 a1= = =4 m/s2. 甲车停下来所需要的时间为 t1= = s=2.5 s. 滑行距离s= = m=12.5 m，由于s=12.5 mM，即当重物质量大于小车质量时，s2>s1，即方案2中的小车走得远. 当mm（M1+m），s1>s2，即方案1中的小车走得远. 当M2（M2+m） 9。