從近幾高考題目談高考命題的“物理回歸生活”理念

1、 從近幾年高考題目談高考命題的“物理回歸生活”理念潘松濤（江蘇省黃埭中學(xué) 江蘇蘇州 215143）摘要：本文從最近幾年典型高考題目分析，談高考命題的“物理回歸生活”的理念，其作為一種趨勢將引領(lǐng)新一輪高中物理教學(xué)改革。關(guān)鍵詞：高考題目 高考命題理念 物理回歸生活2013江蘇省普通高中學(xué)業(yè)水平測試（選修科目）說明的命題指導(dǎo)思想中要求注重理論聯(lián)系實際，關(guān)注物理知識在現(xiàn)代生產(chǎn)、生活等方面的廣泛應(yīng)用。文章從近幾年的高考題目談高考命題“物理回歸生活-從生活走進(jìn)物理，從物理走向社會”的理念。1、 真題賞析1、（2008江蘇）拋體運(yùn)動在各類體育運(yùn)動項目中很常見，如乒乓球運(yùn)動.現(xiàn)討論乒乓球發(fā)球問題，設(shè)球臺長2L

2、、網(wǎng)高h(yuǎn)，乒乓球反彈前后水平分速度不變，豎直分速度大小不變、方向相反，且不考慮乒乓球的旋轉(zhuǎn)和空氣阻力.（設(shè)重力加速度為g）（1）若球在球臺邊緣O點(diǎn)正上方高度為h1處以速度v1水平發(fā)出，落在球臺的P1點(diǎn)（如圖實線所示），求P1點(diǎn)距O點(diǎn)的距離x1. （2）若球在O點(diǎn)正上方以速度v2水平發(fā)出，恰好在最高點(diǎn)時越過球網(wǎng)落在球臺的P2點(diǎn)（如圖虛線所示），求v2的大小.（3）若球在O點(diǎn)正上方水平發(fā)出后，球經(jīng)反彈恰好越過球網(wǎng)且剛好落在對方球臺邊緣P3處，求發(fā)球點(diǎn)距O點(diǎn)的高度h。（2011北京）.“蹦極”就是跳躍者把一端固定的長彈性繩綁在踝關(guān)節(jié)等處，從幾十米高處跳下的一種極限運(yùn)動。某人做蹦極運(yùn)動，所受繩子拉力F

3、的大小隨時間t變化的情況如圖所示。將蹦極過程近似為在豎直方向的運(yùn)動，重力加速度為g。據(jù)圖可知，此人在蹦極過程中最大加速度約為 Ag B2g C3g D4g(2012重慶）某校舉行托乒乓球跑步比賽，賽道為水平直道，比賽距離為S，比賽時，某同學(xué)將球置于球拍中心，以大小a 的加速度從靜止開始做勻加速運(yùn)動，當(dāng)速度達(dá)到 v0時，再以 v0 做勻速直線運(yùn)動跑至終點(diǎn)。整個過程中球一直保持在球拍中心不動，比賽中，該同學(xué)在勻速直線運(yùn)動階級保持球拍的傾角為0 ，如題 25 圖所示，設(shè)球在運(yùn)動過程中受到的空氣阻力與其速度大小成正比，方向與運(yùn)動方向相反，不計球與球拍之間的摩擦，球的質(zhì)量為 m，重力加速度為 g ；空氣

4、阻力大小與球速大小的比例系數(shù) k 求在加速跑階段球拍傾角隨球速v 變化的關(guān)系式 整個勻速跑階段，若該同學(xué)速率仍為 v0，而球拍的傾角比0 大了并保持不變，不計球在球拍上的移動引起的空氣阻力的變化，為保證到達(dá)終點(diǎn)前球不從球拍上距離中心為 r 的下邊沿掉落，求應(yīng)滿足的條件。點(diǎn)評：物理學(xué)與人類生活有著密切關(guān)系，許多知識來自于學(xué)生的自身實際，與學(xué)生的日常生活結(jié)合比較緊密，而體育運(yùn)動永遠(yuǎn)是學(xué)生生活的主題之一，上述三題中兩題涉及到我們的國球乒乓球，一題是極具勇氣和探索精神的蹦極運(yùn)動，都很好的切入了學(xué)生的生活。德智體美勞全面發(fā)展是教育所追求的目標(biāo)，此類高考試題關(guān)注學(xué)生的生活體驗，關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣及學(xué)生的認(rèn)

5、知規(guī)律。2、（2012年新課標(biāo)理綜試卷第24題）拖把是由拖桿和拖把頭構(gòu)成的擦地工具（如圖）。設(shè)拖把頭的質(zhì)量為m，拖桿質(zhì)量可以忽略；拖把頭與地板之間的動摩擦因數(shù)為常數(shù)，重力加速度為g，某同學(xué)用該拖把在水平地板上拖地時，沿拖桿方向推拖把，拖桿與豎直方向的夾角為。（1）若拖把頭在地板上勻速移動，求推拖把的力的大小。（2）設(shè)能使該拖把在地板上從靜止剛好開始運(yùn)動的水平推力與此時地板對拖把的正壓力的比值為。已知存在一臨界角0，若0，則不管沿拖桿方向的推力多大，都不可能使拖把從靜止開始運(yùn)動。求這一臨界角的正切tan0。（2012年北京理綜試卷第23題）摩天大樓中一部直通高層的客運(yùn)電梯，行程超過百米。電梯的簡

6、化模型如1所示，考慮安全、舒適、省時等因素，電梯的加速度a隨時間t變化的。已知電梯在t = 0時由靜止開始上升，a-t圖像如圖2所示。電梯總質(zhì)量m20103kg。忽略一切阻力。重力加速度g取I0 m/s2。（1）求電梯在上升過程中受到的最大拉力F1和最小拉力F2 ; （2）類比是一種常用的研究方法。對于直線運(yùn)動，教科書中講解了由v-t圖像求位移的方法。請你借鑒此方法，對比加速度的和速度的定義，根據(jù)圖2所示a-t圖像，求電梯在第1s內(nèi)的速度改變量v1和第2s末的速率v2 ;（3）求電梯以最大速率上升時，拉力做功的功率p ;再求在011s時間內(nèi)，拉力和重力對電梯所做的總功w。點(diǎn)評：學(xué)生的生活不僅僅

7、是學(xué)習(xí)，12年新課標(biāo)理綜題把現(xiàn)實生活的具體事例跟物理試題的抽象模型完美地結(jié)合起來。每個學(xué)生都打掃過衛(wèi)生，凡是用過拖把的學(xué)生，對拖桿與地面夾角太大時不管用多大的力都不可能推動拖把的事實是有體驗的，他們很容易根據(jù)自己的體驗獲得重要的解題信息，這對引導(dǎo)高中物理教學(xué)把增強(qiáng)學(xué)生的實踐意識作為重要課程目標(biāo)，起了積極作用。12年北京理綜題選擇了摩天大樓的高速直達(dá)電梯作為試題運(yùn)動模型的現(xiàn)實背景，不僅貼切、便于想像，而且也合理反映了生活中真實的物理過程，另外命題者選擇了學(xué)生陌生的a-t圖象（而不是學(xué)過的v-t圖象）作為本題的知識載體，避免了學(xué)生憑機(jī)械記憶答題所造成的能力測量誤差；同時此題體現(xiàn)了從生活走進(jìn)物理，運(yùn)

8、用物理知識解決實際問題的目標(biāo)要求，使學(xué)生感到學(xué)有所得，學(xué)有所用。鞏固所學(xué)知識，讓知識在日常生活中充分應(yīng)用得到體現(xiàn)。3、（2009江蘇）航模興趣小組設(shè)計出一架遙控飛行器，其質(zhì)量m =2，動力系統(tǒng)提供的恒定升力F =28 N。試飛時，飛行器從地面由靜止開始豎直上升。設(shè)飛行器飛行時所受的阻力大小不變，g取10m/s2。（1）第一次試飛，飛行器飛行t1 = 8 s 時到達(dá)高度H = 64 m。求飛行器所阻力f的大??；（2）第二次試飛，飛行器飛行t2 = 6 s 時遙控器出現(xiàn)故障，飛行器立即失去升力。求飛行器能達(dá)到的最大寬度h；（3）為了使飛行器不致墜落到地面，求飛行器從開始下落到恢復(fù)升力的最長時間t3

9、 。（2010江蘇）如圖所示，置于水平地面的三腳架上固定著一質(zhì)量為m的照相機(jī)，三腳架的三根輕質(zhì)支架等長，與豎直方向均成角，則每根支架中承受的壓力大小為w w w.ks5 u .c om（A）（B）（C）（D）（2011全國卷1）通常一次閃電過程歷時約0.2O.3s，它由若干個相繼發(fā)生的閃擊構(gòu)成。每個閃擊持續(xù)時間僅4080s，電荷轉(zhuǎn)移主要發(fā)生在第一個閃擊過程中。在某一次閃電前云地之間的電勢差約為1.0v，云地間距離約為l km；第一個閃擊過程中云地間轉(zhuǎn)移的電荷量約為6 C，閃擊持續(xù)時間約為60s。假定閃電前云地間的電場是均勻的。根據(jù)以上數(shù)據(jù)，下列判斷正確的是 A.閃電電流的瞬時值可達(dá)到1A B整

10、個閃電過程的平均功率約為lW C閃電前云地間的電場強(qiáng)度約為l106V/m D.整個閃電過程向外釋放的能量約為6J點(diǎn)評：09江蘇題選擇了一個在學(xué)校開展比較廣的興趣活動航模，10年江蘇題是一個四力在三維空間平衡的題目，這類問題在平常的教學(xué)中很少涉及，但是學(xué)生的答題情況卻是很好；11年全國卷題中的閃電幾乎是每個考生都知道的日常生活現(xiàn)象。此類高考題告訴我們物理題目是構(gòu)建在生活的基礎(chǔ)上的，是生活的延申，只要我們認(rèn)真觀察我們的生活，比人多思考那么一點(diǎn)點(diǎn)，我們就會有收獲，知識就蘊(yùn)含其中。楊振寧教授說過：“很多學(xué)生在物理學(xué)習(xí)中形成一種印象，認(rèn)為物理學(xué)就是一些演算。演算是物理學(xué)的一部分，但不是最重要的部分，物理

11、學(xué)最重要的部分是與現(xiàn)象有關(guān)的，絕大部分物理學(xué)是從現(xiàn)象中來的，現(xiàn)象是物理學(xué)的根源。”學(xué)生的興趣是學(xué)習(xí)的源動力，設(shè)學(xué)生熟悉的、感興趣的情境，可以激發(fā)學(xué)生的求知欲望，增添新鮮感，從而使他們感到物理的活力，進(jìn)而對物理產(chǎn)生親切感；此類題目的出現(xiàn)會促使學(xué)生保持對自然界的好奇，保持對科學(xué)的探索興趣，通過長期的觀察思考形成良好的科學(xué)素養(yǎng)。4、（2007北京）環(huán)保汽車將為2008年奧運(yùn)會場館服務(wù)。某輛以蓄電池為驅(qū)動能源的環(huán)保汽車，總質(zhì)量m=3103kg。當(dāng)它在水平路面上以v=36km/h的速度勻速行駛時，驅(qū)動電機(jī)的輸入電流I=50A，電壓U=300V。在此行駛狀態(tài)下：求驅(qū)動電機(jī)的輸入功率P電；若驅(qū)動電機(jī)能夠?qū)⑤?/p>

12、入功率的90%轉(zhuǎn)化為用于牽引汽車前進(jìn)的機(jī)械功率P機(jī)，求汽車所受阻力與車重的比值（g取10m/s2）；設(shè)想改用太陽能電池給該車供電，其他條件不變，求所需太陽能電池板的最小面積。結(jié)合計算結(jié)果，簡述你對該設(shè)想的思考。已知太陽輻射的總功率P0=41026W，太陽到地球的距離r=1.51011m，太陽光傳播到達(dá)地面的過程中大約有30%的能量損耗，該車所用太陽能電池的能量轉(zhuǎn)化效率約為15%。（2011浙江）節(jié)能混合動力車是一種可以利用汽油及所儲存電能作為動力來源的汽車。有一質(zhì)量m=1000kg的混合動力轎車，在平直公路上以v1=90km/h勻速行駛，發(fā)動機(jī)的輸出功率為P=50kW。當(dāng)駕駛員看到前方有80k

13、m/h的限速標(biāo)志時，保持發(fā)動機(jī)功率不變，立即啟動利用電磁阻尼帶動的發(fā)電機(jī)工作給電池充電，使轎車做減速運(yùn)動，運(yùn)動L=72m后，速度變?yōu)閂2=72km/h。此過程中發(fā)動機(jī)功率的1/5用于轎車的牽引，4/5用于供給發(fā)電機(jī)工作，發(fā)動機(jī)輸送給發(fā)電機(jī)的能量最后有50%轉(zhuǎn)化為電池的電能。假設(shè)轎車在上述運(yùn)動過程中所受阻力保持不變。求(1)轎車以90km/h在平直公路上勻速行駛時，所受阻力F阻的大小；(2)轎車從90km/h減速到72km/h過程中，獲得的電能E電；(3)轎車僅用其在上述減速過程中獲得的電能E電維持72km/h勻速運(yùn)動的距離L。（2012年浙江理綜試卷）功率為10w的發(fā)光二極管（LED燈）的亮度

14、與功率為60W的白熾燈相當(dāng)。根據(jù)國家節(jié)能戰(zhàn)略，2016年前普通白熾燈應(yīng)被淘汰。假設(shè)每戶家庭有2只60W的白熾燈，均用10W的LED燈替代。估算出全國一年節(jié)省的電能最接近 （ ）A 8108KWh B 81010KWh C 81011KWh D 81013KWh (2012四川）四川省“十二五”水利發(fā)展規(guī)劃指出，若按現(xiàn)在供水能力測算，我省供水缺口極大，蓄水提水是目前解決問題的重要手段之一。某地要把河水抽高 20m ，進(jìn)入蓄水池，用一臺電動機(jī)通過傳動效率為80的皮帶，帶動效率為 60的離心水泵工作。工作電壓為 380V，此時輸入電動機(jī)的電功率為 19kW，電動機(jī)的內(nèi)阻為0.4。已知水的密度為1 1

15、03kg/m3, 重力加速度取10m/s2。求： （1）電動機(jī)內(nèi)阻消耗的熱功率； （2）將蓄水池蓄入864m3 的水需要的時間（不計進(jìn)、出水口的水流速度）。 點(diǎn)評：以上幾題是以全球熱點(diǎn)問題“節(jié)能”為背景的題目，07北京題涉及到了太陽能的利用；11浙江題是節(jié)能技術(shù)在汽車上的應(yīng)用；12四川題結(jié)合了當(dāng)?shù)氐乩憝h(huán)境特征以水資源的利用為背景來命題；12年浙江題反映了當(dāng)今LED燈的科技成就，滲透了我國2016年前普通白熾燈將被淘汰的信息和今后照明光源的發(fā)展趨勢，試題密切聯(lián)系生活和社會實際、倡導(dǎo)節(jié)能減排。這一類高考題體現(xiàn)了高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)所提出的“有可持續(xù)發(fā)展的意識”等課程目標(biāo)，重視對考生科學(xué)素養(yǎng)的考察注重理

16、論聯(lián)系實際，關(guān)注物理科學(xué)與技術(shù)、社會的聯(lián)系，關(guān)注物理知識在現(xiàn)代生產(chǎn)、生活等方面的廣泛應(yīng)用，對高中物理教學(xué)具有很好的導(dǎo)向作用，引導(dǎo)物理教學(xué)與社會、生活的聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生可持續(xù)發(fā)展的意識，使學(xué)生知道人與社會和諧發(fā)展的重要性。5、（2007江蘇）2006年度諾貝爾物理學(xué)獎授予了兩名美國科學(xué)家，以表彰他們發(fā)現(xiàn)了宇宙微波背景輻射的黑體譜形狀及其溫度在不同方向上的微小變化。他們的出色工作被譽(yù)為是宇宙學(xué)研究進(jìn)入精密科學(xué)時代的起點(diǎn)，下列與宇宙微波背景輻射黑體譜相關(guān)的說法中正確的是 A、微波是指波長在10-3m到10m之間的電磁波 B、微波和聲波一樣都只能在介質(zhì)中傳播 C、黑體的熱輻射實際上是電磁輻射 D、普朗克

17、在研究黑體的熱輻射問題中提出了能量子假說（2008廣東）圖是“嫦娥一號奔月”示意圖，衛(wèi)星發(fā)射后通過自帶的小型火箭多次變軌，進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道，最終被月球引力捕獲，成為繞月衛(wèi)星，并開展對月球的探測，下列說法正確的是A發(fā)射“嫦娥一號”的速度必須達(dá)到第三宇宙速度B在繞月圓軌道上，衛(wèi)星周期與衛(wèi)星質(zhì)量有關(guān)C衛(wèi)星受月球的引力與它到月球中心距離的平方成反比D在繞圓軌道上，衛(wèi)星受地球的引力大于受月球的引力（2009江蘇）圖丙是北京奧運(yùn)會期間安置在游泳池底部的照相機(jī)拍攝的一張照片，照相機(jī)的鏡頭豎直向上。照片中，水利方運(yùn)動館的景象呈限在半徑的圓型范圍內(nèi)，水面上的運(yùn)動員手到腳的長度，若已知水的折射率為，請根據(jù)運(yùn)動員的

18、實際身高估算該游泳池的水深，（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）點(diǎn)評：07江蘇題關(guān)注了06年的諾貝爾物理獎的頒發(fā)，08廣東題抓住07年嫦娥一號的成功發(fā)射，09江蘇題以08年北京奧運(yùn)會這個舉國關(guān)注的大事為景境設(shè)置。此類考題體現(xiàn)了普通高中物理新課程標(biāo)準(zhǔn)中提出的關(guān)注并思考與物理學(xué)相關(guān)的熱點(diǎn)問題，關(guān)心國內(nèi)外科技發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢，有振興中華的使命感與責(zé)任感，有將科學(xué)服務(wù)于人類的意識的課程目標(biāo)。2、 小結(jié)“學(xué)習(xí)”對很多學(xué)生來說，是一件沉悶的、沒趣的、被動的事情。特別是高考帶來的考試壓力使得快快樂樂地學(xué)習(xí)變成近乎高不可攀的神話。高考作為一個體現(xiàn)公平、公正、公開的選拔性考試，不但要對考生學(xué)習(xí)能力有一定的區(qū)分，更要關(guān)注的是學(xué)生個體的發(fā)展。陶行知先生說：要用活的人去教活的人；拿活的東西去教活的學(xué)生；拿活的書籍去教小孩。這就是生活教育，為了生活而教育，在生活中教育、用生活來教育。我國基礎(chǔ)教育課程改革選擇了“教學(xué)聯(lián)系學(xué)生生活和社會實際”