突出情境，立足素养，激发思维-2023年高考江苏卷物理试题赏析-《中学生数理化》高考理化2023年11月刊

突出情境,立足素养,激发思维 ———2023年高考江苏卷物理试题赏析 ■江苏省六合高级中学 傅明峰 2023年高考江苏卷物理试题延续去年 的命题特点,体现素养立意,注重夯实基础, 丰富问题情境,广泛选取素材,突出思维考 查,有利于激发考生崇尚科学、探索未知的兴 趣,提升物理学科核心素养。 试题印象:从考查方向来看,基础题比重 较大,基础和能力寓于情境题之中;从考查内 容来看,知识覆盖面比较广,重点知识重点考 查(从近三年高考的命题特点来看,涉及动量 的题目比较简单,没有涉及动量守恒和能量 守恒,这是因为解两个守恒联立的二元二次 方程很费时);从考查能力来看,主要考查理 解能力和分析问题的能力;从试卷布局来看, 选择题11道,实验题1道,计算题4道,选择 题裁剪了素材后题干简短,计算题的题干也 不算长,较好地控制了阅读量。 一、2023年高考试题的两大亮点 亮点1:试题颇有禅意 “看山不是山,看山还是山”,原是指佛家 所说的悟道之深浅,最初境界是看什么就是 什么没有深度,然后能够看透本质看山不再 是山,如庖丁不见全牛一般,最后又返璞归真 看山依然是山。选择题第10题就是对这句 话的物理解读。 例 1 (第10题)达·芬奇的手稿中描 述了这样一个实验:一个罐子在空中沿水平 直线向右做匀加速运动,沿途连续漏出沙子。 若不计空气阻力,则图1中能反映空中沙子 排列的几何图形是( )。 图1 分析:这道题源自教材人教版(2019)必 修第二册第五章《抛体运动》“复习与提高”A 组第5题,这个相对运动问题在合格性考试 中经常考,然而我们在学习了等效重力场模 型后,就会发现这道题又似乎有了等效重力 场模型的影子。初看这道题目马上就会想到 在一个匀加速运动的车厢中悬挂一个小球的 情景,小球的运动情况、受力规律都与悬挂在 静止支架上的小球相似,只不过这里的等效 重力加速度是车厢的对地加速度的反加速度 (非惯性力)与重力加速度的矢量和。如此 想,本题中的罐子就相当于匀加速运动的车 厢,连续漏下的沙子就如悬挂的小球线,其等 效重力加速度是水平向左的加速度与重力加 速度的矢量和。但是,细想这道题是不能这 么做的,因为这些沙子在罐子中向右做匀加 速运动,一旦离开罐子将只受重力作用而做 平抛运动。沙子离开罐子后在竖直方向上的 分运动是自由落体运动,在水平方向上的分 运动是匀速直线运动,选每粒沙子为研究对 象,则其所做的都是如图1中B所示的平抛 运动。在研究“连续漏出的沙子”时,后出来 的沙子在水平方向上的位置更靠后,此后各 沙子都在做平抛运动,在水平方向上的分速 度都不变,在竖直方向上的分速度越来越大, 所以能反映空中沙子排列的几何图形应该是 如图1中C所示的曲线。然而,再想一想这 种思考方法也是有问题的,因为要想知道空 中沙子排列的几何形状应该是看各粒沙子的 相对位置的情况,而不能简单地“定性”分析 各粒沙子对地的运动情况。 解法1:若以先漏出的沙子为参照物,则 罐子在空中沿水平方向向右做匀加速直线运 动,在时间Δt内沿水平方向的位移增加量为 aΔt2,沿竖直方向做自由落体运动,在时间 Δt内沿竖直方向的位移增加量为gΔt2,说明 罐子的水平分位移的增加量与竖直分位移的 增加量比值一定,则罐子的位置连线的倾角 是一定的。 3 知识篇 高考真题之赏析 高考理化 2023年11月 解法2:t=0时刻沙粒1漏出,设其速度 为v0,经过Δt(Δt→0)漏出沙粒2,经过时间 t,沙粒1在水平方向上的位移x1=v0t(向 右),在竖直方向上的位移y1= 1 2gt 2(竖直向 下),此后漏出的沙粒2在水平方向上的位移 x2= v0Δt+ 1 2aΔt 2 +(v0+aΔt)(t-Δt) (向右),在竖直方向上的位移y2= 1 2g (t- Δt)2(竖直向下)。漏出的沙粒2相对先漏出 的沙粒1的位移偏右上方,与水平方向间的 夹角的正切值tan θ=k= y1-y2 x2-x1 =ga ,即 tan θ是定值,与时间t无关。 答案:D 警示:想当然地运用等效重力场模型思 考的方式是“错误”的,而结论却与运用正确 思路得出的结果一致,这是巧合还是必然呢? 我们若以做匀加速直线运动的罐子为研究对 象,则各粒沙子相对罐子所做的运动就是沿 着等效重力场方向的“自由落体运动”,所以 这些沙子相对罐子来说的排列图形就是一条 直线。而变换不同的参考系研究物体的运动 时,各个运动物体的相对位置是不变的。所 以说,运用等效重力场模型思考与解法2的 分析方法是整体分析与细节分析的区别,其 本质是一样的。小小的一道选择题,看似简 单,细细品味还真是回甘不尽。 亮点2:考查深度思维 试卷中的第16题充分体现出另一个亮 点———回归本质