物理试题分析.docx
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物理试题分析
物理试题情境分析
物理试题总是将物理问题设置在物理情境之中，课本中的素材、生活生产实践、社会热点和往届高考试题，是高考物理试题情境的主要来源。
一、课本中的素材
物理课本是物理知识与方法的主要载体，课本中的正文内容、旁批与注释及其他辅助栏目、习题与例题等，均是高考试题的来源。
涉及物理史料的试题，主要是以课本中记载的史料素材为依据编制，有些高考试题，就直接来源于课本中的实验、案例等。
全国课标理综I第14题、重庆理综第4题，就是来源于课本《伽利略对落体运动的研究》中，利用斜面“冲淡重力”并合理外推的实验。
上海高考物理试题中，也曾多次以此实验为背景编制过试题。
四川理综第8题，就是教材中定性探究点电荷间静电力的实验。
例1．（全国课标理综II-19）在物理学发展过程中，观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用。
下列叙述符合史实的是
A．奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，该效应揭示了电和磁之间存在联系
B．安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说
C．法拉第在实验中观察到，在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中，会出现感应电流
D．楞次在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化
答案：
ABD
点评：
本题主要考查经典物理学形成过程中的重大发现及意义。
较容易。
例2．（全国课标理综I-14）图1是伽利略1604年做斜面实验时的一页手稿照片，照片左上角的三列数据如下表。
表中第二列是时间，第三列是物体沿斜面运动的距离，第一列是伽利略在分析实验数据时添加的。
根据表中的数据，伽利略可以得出的结论是
A．物体具有惯性
B．斜面倾角一定时，加速度与质量无关
C．物体运动的距离与时间的平方成正比
D．物体运动的加速度与重力加速度成正比
答案：
C
点评：
此题仅从运动的层面，考查由实验数据得出结论的能力。
较容易。
例3．（2013重庆理综-4）图2为伽利略研究自由落体运动实验的示意图，让小球由倾角为θ的光滑斜面滑下，然后在不同的θ角条件下进行多次实验，最后推理出自由落体运动是一种匀加速直线运动。
分析该实验可知，小球对斜面的压力、小球运动的加速度和重力加速度与各自最大值的比值y随θ变化的图像分别对应题图3中的
A．①②和③ B．③②和① C．②③和① D．③①和②
答案：
B
点评：
本题从力的角度，考查共点力平衡条件、牛顿第二定律，且涉及三角函数图像。
难度中等。
例4．（2013四川理综-8-1）在探究两电荷间相互作用力的大小与哪些因素有关的实验中，一同学猜想可能与两电荷的间距和带电量有关。
他选用带正电的小球A和B，A球放在可移动的绝缘座上，B球用绝缘丝线悬挂于玻璃棒C点，如图4所示。
实验时，先保持两电荷量不变，使A球从远处逐渐向B球靠近，观察到两球距离越小，B球悬线的偏角越大，再保持两球的距离不变，改变小球所带的电荷量，观察到电荷量越大，B球悬线的偏角越大。
实验表明：
两电荷之间的相互作用力，随其距离的______而增大，随其所带电荷量的_____而增大。
此同学在探究中应用的科学方法是__________（选填：
“累积法”、“等效替代法”、“控制变量法”或“演绎法”）。
答案：
减小 增大 控制变量法
点评：
本题以经典的定性实验考查定性推理能力所蕴含的的物理思想与方法较容易。
二、基本实验
高考试题中的实验问题，基本上都是以《课程标准》规定的实验的基本方法为蓝本进行改编、组合与创新，所用仪器器材、实验原理、方法等都是在基本实验中所使用过的。
如海南物理第11题，完全就是课本中的基本实验，全国课标理综I的第22题，就是将课本中利用打点计时器测量加速度实验中的打点计时器成了光电门，这一替换，实验原理也就由
变成了
。
全国课标理综I的第23题，就是课本中“练习使用多用电表”与“测量电源电动势与内阻”两个基本实验的整合。
例5．（2013海南物理-11）某同学用图5a所示的实验装置验证机械能守恒定律。
已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，当地重力加速度为g=9.80m/s2。
实验中该同学得到的一条点迹清晰的完整纸带如图5b所示。
纸带上的第一个点记为O，另选连续的三个点A、B、C进行测量，图中给出了这三个点到O点的距离hA、hB和hC的值。
回答下列问题（计算结果保留3位有效数字）：
（1）打点计时器打B点时，重物速度的大小vB= m/s；
（2）通过分析该同学测量的实验数据，判断他的实验结果是否验证了机械能守恒定律。
简要说明分析的依据。
答案：
（1）3.90
（2）能验证。
分析过程略。
点评：
本题的创新之处是第
（2）问，考查的是学生对实验过程的评判能力。
例6．（全国课标理综I-22）图6（a）为测量物块与水平桌面之间动摩擦因数的实验装置示意图。
实验步骤如下：
①用天平测量物块和遮光片的总质量M、重物的质量m；用游标卡尺测量遮光片的宽度d；用米尺测量两光电门之间的距离s；
②调整轻滑轮，使细线水平；
③让物块从光电门A的左侧由静止释放，用数字毫秒计分别测出遮光片经过光电门A和光电门B所用的时间ΔtA和ΔtB，求出加速度a；
④多次重复步骤③，求a的平均值
；
⑤根据上述实验数据求出动摩擦因数μ。
回答下列问题：
（1）测量d时，某次游标卡尺（主尺的最小分度为1mm）的示数如图6（b）所示，其读数为 cm。
（2）物块的加速度a可用d、s、ΔtA和ΔtB表示为a= 。
（3）动摩擦因数μ可用M、m、
和重力加速度g表示为μ= 。
（4）如果细线没有调整到水平，由此引起的误差属于 （填“偶然误差”或“系统误差”）。
答案：
（1）0.960
（2）
（3）
（4）系统误差
点评：
本实验是对打点计时器测加速度实验的创新，光电仪器及传感器在物理实验中的运用是科技发展对物理学研究的必然影响。
例7．（全国课标理综I-23）某学生实验小组利用图7（a）所示电路，测量多用电表内电池的电动势和电阻“
1k”挡内部电路的总电阻。
使用的器材有：
多用电表；电压表：
量程5V，内阻十几千欧；滑动变阻器：
最大阻值5kΩ；导线若干。
回答下列问题：
（1）将多用电表挡位调到电阻“
1k”挡，再将红表笔和黑表笔 ，调零点。
（2）将图7（a）中多用电表的红表笔和 （填“1”或“2”）端相连，黑表笔连接另一端。
（3）将滑动变阻器的滑片调到适当位置，使多用电表的示数如图7（b）所示，这时电压表的示数如图7（c）所示。
多用电表和电压表的读数分别为 kΩ和 V。
（4）调节滑动变阻器的滑片，使其接入电路的阻值为零。
此时多用电表和电压表的读数分别为12.0kΩ和4.00V。
从测量数据可知，电压表的内阻为 kΩ。
（5）多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池、一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路，如图7（d）所示。
根据前面的实验数据计算可得，此多用电表内电池的电动势为 V，电阻“
1k”挡内部电路的总电阻为 kΩ。
答案：
（1）短接
（2）1 （3）15.0 3.60 （4）12.0 （5）9.00 15.0
点评：
本题是多用电表原理与使用、测量电源电动势实验的组合，测量电动势与内阻的实验原理，仍是闭合电路欧姆定律
。
此题与2011年全国大纲理综第23题类似。
三、生活实际
物理现象就在人类的生产生活实践中及自然现象中。
以学生的生活实践、学习过程中的经典模型为背景编制物理问题，是高考试题又一重要来源，大量的高考试题来源于此。
如重庆理综的第1题，就是以人躺在椅子上休息为背景考查共点力平衡条件；上海物理的第16题，是以汽车经过沙地为背景，考查瞬时功率与牛顿定律的综合运用；浙江理综的第15题，则以上现代生活中的“刷卡”为背景，考查电磁感应规律。
例8．（2013重庆理综-1）如图8所示，某人静躺在椅子上，椅子的靠背与水平面之间有固定倾斜角θ。
若此人所受重力为G，则椅子各部分对他的作用力的合力大小为
A．G B．Gsinθ C．Gcosθ D．Gtanθ
答案：
A
点评：
蜀渝人家讲究生活安逸，躺在安乐椅上，是蜀人喜爱的休闲放松方式，此题颇具蜀渝特色。
例9．（2013上海物理-16）汽车以恒定功率沿公路做直线运动，途中通过一块沙地。
汽车在公路及沙地上所受阻力均为恒力，且在沙地上受到的阻力大于在公路上受到的阻力。
汽车在驶入沙地前已做匀速直线运动，它在驶入沙地到驶出沙地后的一段时间内，位移s随时间t的变化关系可能是
答案：
B
点评：
汽车越来越多地进入平常家庭，成为人们休闲与代步的常用工具，此题非常贴近生活实际。
四、体育比赛或游乐活动
体育比赛及游乐活动，必然涉及力与运动，因此，体育比赛及游乐活动常成为力学试题的背景。
江苏物理第2题以“旋转秋千”为背景考查圆周运动，天津理综第2题以“短道速滑”为背景考查动量与功，北京理综第23题则以“蹦床”为背景考查胡克定律、功与机械能的综合运用。
例10．（2013江苏物理-2）如图9所示，“旋转秋千”中的两个座椅A、B质量相等，通过相同长度的缆绳悬挂在旋转圆盘上。
不考虑空气阻力的影响，当旋转圆盘绕竖直的中心轴匀速转动时，下列说法正确的是
A．A的速度比B的大
B．A与B的向心加速度大小相等
C．悬挂A、B的缆绳与竖直方向的夹角相等
D．悬挂A的缆绳所受的拉力比悬挂B的小
答案：
D
点评：
游乐场中的许多项目都很精彩、刺激，深受青少年的喜爱，此题颇具生活气息。
例11．（2013天津理综-2）我国女子短道速滑队在今年世锦赛上实现女子3000m接力三连冠。
观察发现，“接棒”的运动员甲提前站在“交棒”的运动员乙前面，并且开始向前滑行，待乙追上甲时，乙猛推甲一把，使甲获得更大的速度向前冲出。
在乙推甲的过程中，忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用，则
A．甲对乙的冲量一定等于乙对甲的冲量
B．甲、乙的动量变化一定大小相等方向相反
C．甲的动能增加量一定等于乙的动能减少量
D．甲对乙做多少负功，乙对甲就一定做多少正功
答案：
B
例12．（2013北京理综-23）蹦床比赛分成预备运动和比赛动作两个阶段。
最初，运动员静止站在蹦床上；在预备运动阶段，他经过若干次蹦跳，逐渐增加上升高度，最终达到完成比赛动作所需的高度；此后，进入比赛动作阶段。
把蹦床简化为一个竖直放置的轻弹簧，弹力大小F=kx（x为床面下沉的距离，k为常量）。
质量m=50kg的运动员静止站在蹦床上，床面下沉xo=0.10m；在预备运动中，假定运动员所做的总功W全部用于增加其机械能；在比赛动作中，把该运动员视作质点，其每次离开床面做竖直上抛运动的腾空时间均为Δt=2.0s，设运动员每次落下使床面压缩的最大深度均为xl。
取重力加速度g=10m/s2，忽略空气阻力的影响。
（1）求常量k，并在图11中画出弹力F随x变化的示意图；
（2）求在比赛动作中，运动员离开床面后上升的最大高度hm；
（3）借助F-x图像可以确定弹性做功的规律，在此基础上，求x1和W的值。
答案：
（1）
N/m F-x图像如图12所示
（2）hm=5.0m （3）x1=1.1m
J
点评：
很多人对竞技体育比赛十分关注。
五、社会热点问题
以社会热点问题为背景编制高考试题，使得考试题具有时代气息，是高考命题的一贯追求。
1．交通安全
交通事故是现代社会的一大杀手，交通事故发生的原因，有车况及驾驶员操作的问题，有行人的问题，也有路况问题。
四川理综第9题，就是以“中国式过马路”为背景设置问题，考查动能定理与直线运动规律的综合运用。
全国课标理综II第21题，则以汽车通过弯道的运动，考查圆周运动的向心力与车速及转弯半径的关系。
例13．（2013四川理综-9）近来，我国多个城市开始重点治理“中国式过马路”行为。
每年全国由于行人不遵守交通规则而引发的交通事故上万起，死亡上千人。
只有科学设置交通管制，人人遵守交通规则，才能保证行人的生命安全。
如图13所示，停车线AB与前方斑马线边界CD间的距离为23m。
质量8t、车长7m的卡车以54km/h的速度向北匀速行驶，当车前端刚驶过停车线AB，该车前方的机动车交通信号灯由绿灯变黄灯。
（1）若此时前方C处人行横道路边等待的行人就抢先过马路，卡车司机发现行人，立即制动，卡车受到的阻力为3×104N。
求卡车的制动距离。
（2）若人人遵守交通规则，该车将不受影响地驶过前方斑马线边界CD。
为确保行人安全，D处人行横道信号灯应该在南北向机动车信号灯变黄灯后至少多久变为绿灯？
答案：
（1）30m
（2）2s
点评：
“中国式过马路”属于典型的社会热点问题。
例14．（2013全国课标理综II-21）公路急转弯处通常是交通事故多发地带。
如图14，某公路急转弯处是一圆弧，当汽车行驶的速率为vc时，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势，则在该弯道处，
A．路面外侧高内侧低
B．车速只要低于vc，车辆便会向内侧滑动
C．车速虽然高于vc，但只要不超出某一最高限度，车辆便不会向外侧滑动
D．当路面结冰时，与未结冰时相比，vc的值变小
答案：
AC
点评：
过马路是有学问的，交通法规的制定是有科学依据的。
2．“神舟飞船”与“天宫一号”
从万户飞天到王亚平太空授课，嫦娥的后裔们正在逐步实现远古的梦想。
2013年高考物理试题中，天体运动问题几乎都以神舟飞船与天宫一号的对接为背景编制试题。
例15．（2013全国课标理综I-20）2012年6曰18日，神舟九号飞船与天宫一号目标飞行器在离地面343km的近圆轨道上成功进行了我国首次载人空间交会对接。
对接轨道所处的空间存在极其稀薄的空气，下面说法正确的是
A．为实现对接，两者运行速度的大小都应介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间
B．如不加干预，在运行一段时间后，天宫一号的动能可能会增加
C．如不加干预，天宫一号的轨道高度将缓慢降低
D．航天员在天宫一号中处于失重状态，说明航天员不受地球引力作用
答案：
BC
点评：
“飞天”是中国人千百年的梦想，航天工程将使美梦成真。
3．“辽宁号”航空母舰
建造并使用航母，是中国人的强军梦。
全国课标理综I第21题，以“歼15”舰载机在“辽宁号”航空母舰上着舰为背景，考查v-t图像、直线运动规律与瞬时功率等。
重庆理综第6题，则以此为背景考查测量速度的实验。
例16．（2013全国课标理综I-21）2012年11日，“歼15”舰载机在“辽宁号”航空母舰上着舰成功。
图15（a）为利用阻拦系统让舰载机在飞行甲板上快速停止的原理示意图。
飞机着舰并成功钩住阻拦索后，飞机的动力系统立即关闭，阻拦系统通过阻拦索对飞机施加作用力，使飞机在甲板上短距离滑行后停止。
某次降落，以飞机着舰为计时零点，飞机在t=0.4s时恰好钩住阻拦索中间位置，其着舰到停止的速度-时间图线如图15（b）所示。
假如无阻拦索，飞机从着舰到停止需要的滑行距离约为1000m。
已知航母始终静止，重力加速度的大小为g。
则
A．从着舰到停止，飞机在甲板上滑行的距离约为无阻拦索时的1/10
B．在0.4s～2.5s时间内，阻拦索的张力几乎不随时间变化
C．在滑行过程中，飞行员所承受的加速度大小会超过2.5g
D．在0.4s～2.5s时间内，阻拦系统对飞机做功的功率几乎不变
答案：
AC
例17．（2013重庆理综-6-1）我国舰载飞机在“辽宁舰”上成功着舰后，某课外活动小组对舰载飞机利用阻拦索着舰的力学问题很感兴趣。
他们找来了木板、钢球、铁钉、橡皮条以及墨水，制作了如图16所示的装置，准备定量研究钢球在橡皮条阻拦下前进的距离与被阻拦前速率的关系。
要达到实验目的，需直接测量的物理量是钢球由静止释放时的 和在橡皮条阻拦下前进的距离，还必须增加的一种实验器材是 。
忽略钢球所受的摩擦力和空气阻力，重力加速度已知，根据 定律（定理），可得到钢球被阻拦前的速率。
答案：
高度 刻度尺 机械能守恒（动能）
点评：
辽宁号航母的服役标志着我国海军军力的提升，中国海军的国防力量进入到了蓝水海军时代。
六、往届高考试题
将往届高考试题中的好题翻新改造，是高考试题的重要来源。
安徽理综第16题、全国课标理综I的第25题，试题背景就是电磁感应类力电综合高考试题的常见模型──导轨模型。
江苏物理第14题则是改编于2004年全国理综I的第24题，江苏物理第2题则改编于2008广东物理第17题，全国课标理综I的第15题几乎与2005年上海物理第4题相同。
这样的情况不胜枚举。
例18．（2013安徽理综-16）如图17所示，足够长平行金属导轨倾斜放置，倾角为37°，宽度为0.5m，电阻忽略不计，其上端接一小灯泡，电阻为1Ω。
一导体棒MN垂直于导轨放置，质量为0.2kg，接入电路的电阻为1Ω，两端与导轨接触良好，与导轨间的动摩擦因数为0.5。
在导轨间存在着垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为0.8T。
将导体棒MN由静止释放，运动一段时间后，小灯泡稳定发光，此后导体棒MN的运动速度及小灯泡消耗的电功率分别为（重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6）
A．2.5m/s 1W B．5m/s 1W
C．7.5m/s 9W D．15m/s 9W
答案：
B
例19．（2013全国课标理综I-25）如图18，两条平行导轨所在平面与水平地面的夹角为θ，间距为L。
导轨上端接有一平行板电容器，电容为C。
导轨处于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向垂直于导轨平面。
在导轨上放置一质量为m的金属棒，棒可沿导轨下滑，且在下滑过程中保持与导轨垂直并良好接触。
已知金属棒与导轨之间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g。
忽略所有电阻。
让金属棒从导轨上端由静止开始下滑，求：
（1）电容器极板上积累的电荷量与金属棒速度大小的关系；
（2）金属棒的速度大小随时间变化的关系。
答案：
（1）
（2）
例20．（2013江苏物理-14）如图19所示，将小砝码置于桌面上的薄纸板上，用水平向右的拉力将纸板迅速抽出，砝码的移动很小，几乎观察不到，这就是大家熟悉的惯性演示实验。
若砝码和纸板的质量分别为m1和m2，各接触面间的动摩擦因数均为μ，重力加速度为g。
（1）当纸板相对砝码运动时，求纸板所受摩擦力的大小；
（2）要使纸板相对砝码运动，求所需拉力的大小；
（3）本实验中，m1=0.5kg，m2=0.1kg，μ=0.2，砝码与纸板左端的距离d=0.1m，取g=10m/s2。
若砝码移动的距离超过l=0.002m，人眼就能感知。
为确保实验成功，纸板所需的拉力至少多大？
答案：
（1）
（2）
（3）22.4N
点评：
每年的高考试题中，都会出现好题，它们是命题人智慧的结晶，是物理试题中的经典。
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