内容正文:
高考物理命题的十种情景解读和针对性训练
物理科考试注重将物理概念、物理规律与国家经济社会发展、科学技术进步、生产生活实际紧密联系起来,通过设置真实的问题情境,要求学生抓住情境的核心要素构建物理模型,考查学生灵活运用物理知识和方法解决实际问题的能力,引导学生从“解题”向“解决问题”转变。物理科考试突出应用性,发挥考试引导教学的作用,引导学生关心身边的物理问题,关注科学发展和社会进步,体会物理学在生产生活中的应用价值,激发学生学习物理的兴趣,培养学生学以致用、知行合一的意识和躬身实践的能力。
情境是运用文字、数据、图表等形式,围绕一定主题加以设置的,为呈现解题信息、设计问题任务、达成测评目标而提供的载体。情境的创设,是为激发学生的认知建构与素养表现搭建的平台,影响学生分析与解决问题的策略与表现。通过对近年高考试题分析研究,物理高考命题情景可以归纳为六类。
情景七、物理学史情景
物理学史具有沟通科学与人文的桥梁作用,是培养和提高学生科学素养的重要途径。通过物理学史情境试题,考查学生对物理概念和规律的产生和发展过程、物理学家探索发现物理概念和规律的过程、研究方法等内容的了解,鉴别考生掌握物理概念和规律的程度,反映考生的科学素养水平。
【高考典例】
典例1. (2024高考湖南卷第9题)1834年,洛埃利用平面镜得到杨氏双缝干涉的结果(称洛埃镜实验),平面镜沿放置,靠近并垂直于光屏。某同学重复此实验时,平面镜意外倾斜了某微小角度,如图所示。S为单色点光源。下列说法正确的是( )
A. 沿向左略微平移平面镜,干涉条纹不移动
B. 沿向右略微平移平面镜,干涉条纹间距减小
C. 若,沿向右略微平移平面镜,干涉条纹间距不变
D. 若,沿向左略微平移平面镜,干涉条纹向A处移动
典例2. (2023高考江苏学业水平选择性考试)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,则下列图中能反映空中沙子排列的几何图形是( )
A. B.
C. D.
【针对性训练】
1. (2024安徽名校联盟期末)核能的利用离不开人类对微观世界的不断探索。下图表示了科学家对原子认识的演变史,下列说法正确的是( )
A. 普朗克基于道尔顿的实心小球模型和电子的发现事实建构了枣糕模型
B. 卢瑟福建构的行星模型不仅揭示了原子内存在原子核而且揭示了原子核的组成结构
C. 玻尔基于行星模型和氢原子光谱的实验规律建构了氢原子模型并做了有限推广
D. 基于量子理论建构的电子云模型完全否定了玻尔模型的正确性及其科学研究价值
2.(2024江苏部分学校3月质检) 在电磁学发展过程中,许多科学家做出了贡献。下列说法正确的是( )
A. “电流的周围存在磁场”最早是由安培发现的
B. 电荷量e的数值最早是由法国学者库仑用实验测得的
C. 安培发现了磁场对运动电荷的作用和规律
D. 法拉第引入“场”的概念来研究电磁现象
3. (2024山西晋城期末)物理学家在探究客观世界的过程中,创造了许多科学的思想方法,并利用实验总结规律,极大地推动了自然科学的发展,改变了人类的生产和生活方式。下列说法正确的是( )
A. 伽利略利用理想斜面实验,将可靠事实合理外推,得到力不是维持物体运动的原因
B. 测量重力加速度时由于没有消除空气阻力的影响会引起偶然误差
C. 用质点来代替物体方法运用了假设法
D. 在物理学的研究过程中,我们经常突出主要因素,忽略次要因素,这是控制变量的思想方法
4. (2024广东潮州质检)在物理学的发展历程中,有很多科学家做出了卓越的贡献,下列说法错误的是( )
A. 卡文迪什在实验室里通过测量几个铅球之间的万有引力得到万有引力常数
B. 库仓提出电荷的周围存在一种物质叫电场,电场对放入的电荷有力的作用
C. 开普勒研究第谷的行星观测记录发现了一些规律,后人称为开普勒行星运动定律
D. 美国物理学家密立根最先测出了元电荷的数值
5.(2024湖南新高考教研联盟一模)在人类对世界进行探索的过程中,发现了众多物理规律,下列有关叙述中正确的是( )
A.伽利略通过理想斜面实验得出力是维持物体运动的原因
B.核聚变反应所释放的光子来源于核外电子的能级跃迁
C.在“探究加速度与力和质量的关系”实验中,采用了等效替代法
D.汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中偏转的实验,发现了阴极射线是由带负电的粒子组成的,并测出了该粒子的比荷
6. (2024辽宁锦州期末)1897年英国物理学家约瑟夫•约翰•汤姆孙在研究阴极射线时发现了电子,这是人类最早发现的基本粒子,下列有关电子的说法正确的是( )
A. 电子的发现说明原子是有内部结构的
B. 光电效应中,逸出光电子的最大初动能与入射光强度有关
C. 根据玻尔理论,原子从低能级向高能级跃迁时,核外电子动能增大
D. β射线是原子核外电子电离形成的电子流
7. (2024浙江台州期末)下列有关科学家及他们贡献描述不相符的是( )
A. 楞次得到了感应电流方向的规律
B. 奥斯特发现了电流可以使周围的小磁针偏转
C. 法拉第发现了电流的磁效应,证实了电与磁是有联系的
D. 富兰克林将自然界的两种电荷,命名为正电荷和负电荷
8. (2024南京重点高中期末联考)物理学的发展离不开科学家们的贡献,他们的发现和研究成果对生活生产产生了很大的影响。下列符合物理学史的是( )
A. 库仑通过油滴实验精确测定了元电荷e的数值
B. 奥斯特发现了电磁感应现象,法拉第发现了电流的磁效应
C. 通电螺线管的磁场与条形磁铁的磁场相似,安培由此受到启发提出分子电流假说
D. 牛顿提出了万有引力定律,并通过实验精确测量了引力常量G的数值
9. (2024浙江金华期末)在电磁学的发展中,许多科学家做出了不可磨灭的贡献。下列说法符合史实的是( )
A. 牛顿率先提出“力线”这一概念,用来描述电磁场
B. 库仑通过实验准确测得了电子的带电量
C. 奥斯特首次发现了电流周围存在磁场
D. 卡文迪什通过扭秤实验得出了库仑定律
10. (2024湖南顶级名校质检)下列说法符合历史事实的是( )
A. 爱因斯坦通过“理想试验”推理证实了亚里士多德的观点
B. 亚里士多德认为,力是改变物体运动状态的原因
C. 伽利略通过“理想实验”得出结论:运动物体具有一定速度,如果它不受力,它将以这一速度永远运动下去
D. 笛卡尔指出:如果运动中的物体没有受到力的作用,它将继续以同一速度沿同一直线
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高考物理命题的十种情景解读和针对性训练
物理科考试注重将物理概念、物理规律与国家经济社会发展、科学技术进步、生产生活实际紧密联系起来,通过设置真实的问题情境,要求学生抓住情境的核心要素构建物理模型,考查学生灵活运用物理知识和方法解决实际问题的能力,引导学生从“解题”向“解决问题”转变。物理科考试突出应用性,发挥考试引导教学的作用,引导学生关心身边的物理问题,关注科学发展和社会进步,体会物理学在生产生活中的应用价值,激发学生学习物理的兴趣,培养学生学以致用、知行合一的意识和躬身实践的能力。
情境是运用文字、数据、图表等形式,围绕一定主题加以设置的,为呈现解题信息、设计问题任务、达成测评目标而提供的载体。情境的创设,是为激发学生的认知建构与素养表现搭建的平台,影响学生分析与解决问题的策略与表现。通过对近年高考试题分析研究,物理高考命题情景可以归纳为六类。
情景七、物理学史情景
物理学史具有沟通科学与人文的桥梁作用,是培养和提高学生科学素养的重要途径。通过物理学史情境试题,考查学生对物理概念和规律的产生和发展过程、物理学家探索发现物理概念和规律的过程、研究方法等内容的了解,鉴别考生掌握物理概念和规律的程度,反映考生的科学素养水平。
【高考典例】
典例1. (2024高考湖南卷第9题)1834年,洛埃利用平面镜得到杨氏双缝干涉的结果(称洛埃镜实验),平面镜沿放置,靠近并垂直于光屏。某同学重复此实验时,平面镜意外倾斜了某微小角度,如图所示。S为单色点光源。下列说法正确的是( )
A. 沿向左略微平移平面镜,干涉条纹不移动
B. 沿向右略微平移平面镜,干涉条纹间距减小
C. 若,沿向右略微平移平面镜,干涉条纹间距不变
D. 若,沿向左略微平移平面镜,干涉条纹向A处移动
【解析】根据题意画出光路图
如图所示,S发出的光与通过平面镜反射光(可以等效成虚像S′发出的光)是同一列光分成的,满足相干光条件。所以实验中的相干光源之一是通过平面镜反射的光,且该干涉可看成双缝干涉,设S与S′的距离为d,则d = 2a,
S到光屏的距离为l,代入双缝干涉条纹间隔公式 ,可得 。
若θ = 0°,沿OA向右(沿AO向左)略微平移平面镜,对l和d均没有影响,则干涉条纹间距不变,也不会移动,故C正确,D错误;
同理再次画出光路图有 :
沿OA向右略微平移平面镜,即图中从①位置→②位置,由图可看出双缝的间距增大,则干涉条纹间距减小,沿AO向左略微平移平面镜,即图中从②位置→①位置,由图可看出干涉条纹向上移动,A错误,B正确。
【题源探究】此题源于选择性必修一第115页复习与提高B组第4题。此题针对平面镜略微平移或倾斜微小角度,考查对双缝干涉实验原理的理解与分析。
典例2. (2023高考江苏学业水平选择性考试)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,则下列图中能反映空中沙子排列的几何图形是( )
A. B.
C. D.
【参考答案】D
【名师解析】
罐子在空中沿水平直线向右做匀加速运动,在时间内水平方向增加量,竖直方向做在自由落体运动,在时间增加;说明水平方向位移增加量与竖直方向位移增加量比值一定,则连线的倾角就是一定的。
D正确。
【针对性训练】
1. (2024安徽名校联盟期末)核能的利用离不开人类对微观世界的不断探索。下图表示了科学家对原子认识的演变史,下列说法正确的是( )
A. 普朗克基于道尔顿的实心小球模型和电子的发现事实建构了枣糕模型
B. 卢瑟福建构的行星模型不仅揭示了原子内存在原子核而且揭示了原子核的组成结构
C. 玻尔基于行星模型和氢原子光谱的实验规律建构了氢原子模型并做了有限推广
D. 基于量子理论建构的电子云模型完全否定了玻尔模型的正确性及其科学研究价值
【答案】C
【解析】
汤姆孙基于道尔顿的实心小球模型和电子的发现事实建构了枣糕模型,也叫西瓜模型,故A错误;
卢瑟福建构的行星模型揭示了原子内存在原子核,但是并没有揭示原子核内部的组成结构,故B错误;
玻尔基于行星模型和氢原子光谱的实验规律建构了氢原子模型并做了有限推广,该模型对于氢原子以外的原子不成立,故C正确;
基于量子理论建构的电子云模型并没有完全否定玻尔模型的正确性及其科学研究价值,故D错误。
2.(2024江苏部分学校3月质检) 在电磁学发展过程中,许多科学家做出了贡献。下列说法正确的是( )
A. “电流的周围存在磁场”最早是由安培发现的
B. 电荷量e的数值最早是由法国学者库仑用实验测得的
C. 安培发现了磁场对运动电荷的作用和规律
D. 法拉第引入“场”的概念来研究电磁现象
【答案】D
【解析】
“电流的周围存在磁场”最早是由奥斯特发现的,选项A错误;
电荷量e的数值最早是由密立根用油滴实验测得的,选项B错误;
洛伦兹发现了磁场对运动电荷的作用和规律,选项C错误;
法拉第引入“场”的概念来研究电磁现象,选项D正确。
3. (2024山西晋城期末)物理学家在探究客观世界的过程中,创造了许多科学的思想方法,并利用实验总结规律,极大地推动了自然科学的发展,改变了人类的生产和生活方式。下列说法正确的是( )
A. 伽利略利用理想斜面实验,将可靠事实合理外推,得到力不是维持物体运动的原因
B. 测量重力加速度时由于没有消除空气阻力的影响会引起偶然误差
C. 用质点来代替物体方法运用了假设法
D. 在物理学的研究过程中,我们经常突出主要因素,忽略次要因素,这是控制变量的思想方法
【答案】A
【解析】
伽利略利用理想斜面实验,将可靠事实合理外推,得到力不是维持物体运动的原因,选项A正确;
测量重力加速度时由于没有消除空气阻力影响会引起系统误差,选项B错误;
用质点来代替物体的方法运用了理想模型法,选项C错误;
在物理学的研究过程中,我们经常突出主要因素,忽略次要因素,这是属于建立理想化的物理模型的方法,选项D错误。
4. (2024广东潮州质检)在物理学的发展历程中,有很多科学家做出了卓越的贡献,下列说法错误的是( )
A. 卡文迪什在实验室里通过测量几个铅球之间的万有引力得到万有引力常数
B. 库仓提出电荷的周围存在一种物质叫电场,电场对放入的电荷有力的作用
C. 开普勒研究第谷的行星观测记录发现了一些规律,后人称为开普勒行星运动定律
D. 美国物理学家密立根最先测出了元电荷的数值
【答案】B
【解析】
卡文迪什利用扭秤装置在实验室里比较准确地测出了引力常量G值,A正确,不符合题意;
法拉第提出电荷的周围存在电场,B错误,符合题意;
开普勒研究第谷的行星观测记录发现了一些规律,后人称为开普勒行星运动定律,C正确,不合符题意;
美国物理学家密立根用油滴实验最早精确地测出了元电荷的数值,D正确,不符合题意。
5.(2024湖南新高考教研联盟一模)在人类对世界进行探索的过程中,发现了众多物理规律,下列有关叙述中正确的是( )
A.伽利略通过理想斜面实验得出力是维持物体运动的原因
B.核聚变反应所释放的光子来源于核外电子的能级跃迁
C.在“探究加速度与力和质量的关系”实验中,采用了等效替代法
D.汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中偏转的实验,发现了阴极射线是由带负电的粒子组成的,并测出了该粒子的比荷
【答案】D
【解析】伽利略通过理想斜面实验得出力是改变物体运动状态的原因,不是维持物体运动的原因,A错误;核聚变反应所释放的光子来源于原子核内部,B错误;在“探究加速度与力和质量的关系”实验中,由于加速度与力和质量两个因素有关,所以采用了控制变量法,即保持力不变,探究加速度与质量的关系;保持质量不变,探究加速度与力的关系,C错误;1897年,J.J.汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中偏转的实验,发现了阴极射线是由带负电的粒子组成的,并测出了该粒子的比荷,组成阴极射线的粒子被称为电子,D正确。
6. (2024辽宁锦州期末)1897年英国物理学家约瑟夫•约翰•汤姆孙在研究阴极射线时发现了电子,这是人类最早发现的基本粒子,下列有关电子的说法正确的是( )
A. 电子的发现说明原子是有内部结构的
B. 光电效应中,逸出光电子的最大初动能与入射光强度有关
C. 根据玻尔理论,原子从低能级向高能级跃迁时,核外电子动能增大
D. β射线是原子核外电子电离形成的电子流
【答案】A
【解析】.电子的发现说明原子是可以再分的,故原子是有内部结构的,故A正确;
光电效应中,逸出光电子的最大初动能与入射光频率有关,而与强度无关,故B错误;
根据玻尔理论,原子从低能级向高能级跃迁时,库仑力做负功,核外电子动能减小,故C错误;
从原子核中发出的β射线是电子流,电子是由中子转化为质子而来的,不是原子核外电子电离形成的电子流,故D错误。
7. (2024浙江台州期末)下列有关科学家及他们贡献描述不相符的是( )
A. 楞次得到了感应电流方向的规律
B. 奥斯特发现了电流可以使周围的小磁针偏转
C. 法拉第发现了电流的磁效应,证实了电与磁是有联系的
D. 富兰克林将自然界的两种电荷,命名为正电荷和负电荷
【答案】C
【解析】
楞次得到了感应电流方向的规律即楞次定律,故A正确,不符合题意;
奥斯特发现了电流可以使周围的小磁针偏转,即电流的磁效应,故B正确,不符合题意,C错误,符合题意;
富兰克林将自然界的两种电荷,命名为正电荷和负电荷,故D正确,符合题意。
8. (2024南京重点高中期末联考)物理学的发展离不开科学家们的贡献,他们的发现和研究成果对生活生产产生了很大的影响。下列符合物理学史的是( )
A. 库仑通过油滴实验精确测定了元电荷e的数值
B. 奥斯特发现了电磁感应现象,法拉第发现了电流的磁效应
C. 通电螺线管的磁场与条形磁铁的磁场相似,安培由此受到启发提出分子电流假说
D. 牛顿提出了万有引力定律,并通过实验精确测量了引力常量G的数值
【答案】C
【解析】
由物理学史知密立根完成的测量微小油滴上所带电荷的实验即油滴实验,是物理学发展史上具有重要意义的实验。这一实验首次证明了电荷的不连续性,即任何带电体所带的电量都是基本电荷的整数倍,并精确测定了元电荷e的数值。故A错误;
由物理学史知法拉第发现了电磁感应现象,奥斯特发现了电流的磁效应,故B错误;
通电螺线管的磁场可通过安培定则判断等效的南北极是与条形磁铁的磁场相似,安培由此受到启发提出在原子、分子等物质微粒内部,存在着一种环形电流即分子电流,分子电流使每个物质微粒成为微小的磁体,它的两侧相当于两个磁极,即分子电流假说,故C正确;
牛顿提出了万有引力定律,并没有测出引力常量,历史上第一个在实验室里比较准确地测出万有引力常量的科学家是英国科学家卡文迪许,故D错误。
9. (2024浙江金华期末)在电磁学的发展中,许多科学家做出了不可磨灭的贡献。下列说法符合史实的是( )
A. 牛顿率先提出“力线”这一概念,用来描述电磁场
B. 库仑通过实验准确测得了电子的带电量
C. 奥斯特首次发现了电流周围存在磁场
D. 卡文迪什通过扭秤实验得出了库仑定律
【答案】C
【解析】.法拉第率先提出“力线”这一概念,用来描述电磁场,选项A错误;
密立根通过实验准确测得了电子的带电量,选项B错误;
奥斯特首次发现了电流周围存在磁场,选项C正确;
库仑通过扭秤实验得出了库仑定律,选项D错误。
10. (2024湖南顶级名校质检)下列说法符合历史事实的是( )
A. 爱因斯坦通过“理想试验”推理证实了亚里士多德的观点
B. 亚里士多德认为,力是改变物体运动状态的原因
C. 伽利略通过“理想实验”得出结论:运动物体具有一定速度,如果它不受力,它将以这一速度永远运动下去
D. 笛卡尔指出:如果运动中的物体没有受到力的作用,它将继续以同一速度沿同一直线
【答案】CD
【解析】
伽利略通过“理想实验”推理推翻了亚里士多德的观点,选项A错误;
亚里士多德认为,力是维持物体运动状态的原因;伽利略认为,力是改变物体运动状态的原因,选项B错误;伽利略通过“理想实验”得出结论:运动物体具有一定速度,如果它不受力,没有加速或减速的原因,它将以这一速度永远运动下去,选项C正确;笛卡尔指出:如果运动中的物体没有受到力的作用,它将继续以同一速度沿同一直线运动,既不停下来也不偏离原来的方向,选项D正确。
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