基礎與能力，變化與創新

吳俊+沈艷杰

2016年10月，新課標考綱突變，將3-5選考內容變為必考內容。這對于高考復習時間已過半的廣大考生來說一時難以接受。顧及時間節點和考生的具體情況，2017年高考物理試題中，有關3-5內容的題目雖然是必考題，但難度相對容易，側重基礎。

從具體內容上看，全國卷Ⅰ考查內容為3力+4電+ 1原子物理，全國卷Ⅱ為4力+3電+1原子物理，全國卷Ⅲ為4力+3電+1原子物理。實驗題、計算題依然為1力+1電組合，全國卷Ⅲ壓軸題為常見的板塊模型，連續幾年的電磁感應計算題暫時消失，用電場問題取代。因為3-5變為必考內容，力學和電學兩塊內容的考查比例略微有變化，但力學和電學唱主角的格局不變，對主干知識的考查未變。

在題型方面，2017年全國三套試卷的選擇題均采用5單選+3多選形式，謀得平衡。

一、突出主干知識，加強能力考查

以全國卷Ⅱ來說，物理主干知識中的力學占卷面總分的43.6%，所以高考命題既強調基礎，也重視主干，利用主干知識能有效地考查考生的推理能力、分析綜合能力及實驗能力，甚至是應用數學解決物理問題的能力。在全國卷Ⅰ第15題中發球機平拋乒乓球、第16題中的疊加場，全國卷Ⅰ第19題與全國卷Ⅲ第18題都涉及磁場的疊加，本文例1中的導體框和例2中的板塊模型更是大家熟知的法拉第電磁感應定律應用、牛頓運動定律應用的典型代表。另外應用數學處理物理問題的能力是考綱中強調的五大能力之一，在這些年的高考中一直連續考查，比較突出的是圖象問題、函數問題（全國卷Ⅱ第17題中的極值問題）等。

【例1】（2017年全國卷Ⅱ）（多選）兩條平行虛線間存在一勻強磁場，磁感應強度方向與紙面垂直。邊長為0.1 m、總電阻為0.005 Ω的正方形導線框abcd位于紙面內，cd邊與磁場邊界平行，如圖1（a）所示。已知導線框一直向右做勻速直線運動，cd邊于t=0時刻進入磁場。線框中感應電動勢隨時間變化的圖線如圖1（b）所示（感應電流的方向為順時針時，感應電動勢取正）。下列說法正確的是（ ）

圖（a） 圖（b）

圖1

A. 磁感應強度的大小為0.5 T

B. 導線框運動速度的大小為0.5 m/s

C. 磁感應強度的方向垂直于紙面向外

D. 在t=0.4 s至t=0.6 s這段時間內，導線框所受的安培力大小為0.1 N

【解析】導線框運動的速度v==m/s=

0.5 m/s，根據E=BLv=0.01 V可知，B=0.2 T，A項錯誤，B項正確；根據楞次定律可知，磁感應強度的方向垂直于紙面向外，C項正確；在t=0.4 s至t=0.6 s這段時間內，導線框中的感應電流I== A=2 A，

安培力大小為F=BIL=0.04 N，D項錯誤。

【答案】BC

【例2】（2017年全國卷Ⅲ）如圖2所示，兩個滑塊A和B的質量分別為mA=1 kg和mB=5 kg，放在靜止于水平地面上的木板的兩端，兩者與木板間的動摩擦因數均為μ1=0.5；木板的質量為m=4 kg，與地面間的動摩擦因數為μ2=0.1。某時刻A、B兩滑塊開始相向滑動，初速度大小均為v0=3 m/s。A、B相遇時，A與木板恰好相對靜止。設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，取重力加速度大小g=10 m/s2。求：

（1）B與木板相對靜止時，木板的速度；

（2）A、B開始運動時，兩者之間的距離。

【解析】（1）滑塊A和B在木板上滑動時，木板也在地面上滑動。設A、B所受木板的摩擦力和木板所受地面的摩擦力大小分別為f1、f2和f3，A和B相對于地面的加速度大小分別為aA和aB，木板相對于地面的加速度大小為a1。在滑塊B與木板達到共同速度前有f1=μ1mAg①，f2=μ1mBg②，f3=μ2（m+mA+mB）g③，由牛頓第二定律得f1=mAaA④，f2=mBaB⑤，f2-f1-f3=ma1⑥，設在t1時刻，B與木板達到共同速度，其大小為v1。由運動學公式有v1=v0-aBt1⑦，v1=a1t1⑧，聯立①②③④⑤⑥⑦⑧式，代入已知數據得v1=1 m/s⑨。

（2）在t1時間間隔內，B相對于地面移動的距離為sB=v0t1-aBt12⑩，設在B與木板達到共同速度v1后，

木板的加速度大小為a2。對于B與木板組成的體系，由牛頓第二定律有f1+f3=（mB+m）a2?，由①②④⑤式知，aA=aB；再由⑦⑧式知，B與木板達到共同速度時，A的速度大小也為v1，但運動方向與木板相反。由題意知，A和B相遇時，A與木板的速度相同，設其大小為v2。設A的速度大小從v1變到v2所用的時間為t2，則由運動學公式，對木板有v2=v1-a2t2，對A有v2=

-v1+aAt2?，在t2時間間隔內，B（以及木板）相對地面

移動的距離為s1=v1t2-a2t22?，在（t1+t2）時間間隔內，

A相對地面移動的距離為sA=v0（t1+t2）-aA（t1+t2）2?，A

和B相遇時，A與木板的速度也恰好相同。因此A和B開始運動時，兩者之間的距離為s0=sA+s1+sB?，聯立以上各式，并代入數據得s0=1.9 m?。

本題也可用如圖3所示的速度—時間圖線求解。

【答案】（1）1 m/s（2）1.9 m

二、遵循考綱變化，強調學科完整

2016年的考綱變化反映了物理學對高中物理知識體系完整性的要求。動量定理和動量守恒定律作為物理中解決動力學問題的三把金鑰匙之一，本就是不可或缺的內容。2017年高考物理命題中，全國卷Ⅰ是求火箭動量，全國卷Ⅱ是核反應，相對容易，側重基礎。不管2018年高考命題怎樣變化，夯實基礎、理解主干知識及其應用，方能以不變應萬變。endprint

【例3】（2017年全國卷Ⅰ）大科學工程“人造太陽”主要是將氘核聚變反應釋放的能量用來發電。氘核聚變反應方程是：12H+12H―→32He+10n。已知12H的質量為2.0136 u，32He的質量為3.0150 u，10n的質量為1.0087 u，1u=931 MeV/c2。氘核聚變反應中釋放的核能約為（ ）

A. 3.7 MeV B. 3.3 MeV C. 2.7 MeV D. 0.93 MeV

【解析】氘核聚變反應的質量虧損Δm=2.0136 u× 2-3.0150 u-1.0087 u=0.0035 u，由愛因斯坦質能方程可得釋放的核能ΔE=0.0035×931 MeV≈3.3 MeV，選項B正確。

【答案】B

三、緊密聯系實際，倡導學科素養

物理學科的核心素養是考生在接受物理教育過程中逐步形成的適應個人終身發展和社會發展需要的必備品格和關鍵能力，是考生通過物理學習內化的帶有物理學科特征的品質，是學生科學素養的關鍵成分。其中強調的科學態度與責任就是指在認識科學本質，理解“科學—技術—社會環境（STSE）”的關系的基礎上逐漸形成的對科學和技術應有的正確態度及其責任感。所以在2017年全國卷的命題中，諸如此類的命題相對較多，如2017年全國卷Ⅰ中的掃描隧道顯微鏡（STM）、第22題中的用自制“滴水計時器”計量時間、全國卷Ⅱ第24題中的“為提高冰球運動員的加速能力”等皆屬于此類試題，這種依托教材，又高于教材的命題方式為素質教育、為考生跳出題海提供了實際的支撐。

【例4】（2017年全國卷Ⅱ）（多選）某同學自制的簡易電動機示意圖如圖4所示，矩形線圈由一根漆包線繞制而成，漆包線的兩端分別從線圈的一組對邊的中間位置引出，并作為線圈的轉軸。將線圈架在兩個金屬支架之間，線圈平面位于豎直面內，永磁鐵置于線圈下方。為了使電池與兩金屬支架連接后線圈能連續轉動起來，該同學應將（ ）

A. 左、右轉軸下側的絕緣漆都刮掉

B. 左、右轉軸上下兩側的絕緣漆都刮掉

C. 左轉軸上側的絕緣漆刮掉，右轉軸下側的絕緣漆刮掉

D. 左轉軸上下兩側的絕緣漆都刮掉，右轉軸下側的絕緣漆刮掉

【解析】若將左、右轉軸上下兩側的絕緣漆都刮掉，線圈的上下兩邊受安培力而使線圈轉動，轉過周后，上下兩邊受到的安培力使線圈速度減小至

零，然后反向轉回來，最終做擺動，B項錯誤；若將左轉軸上側的絕緣漆刮掉，且右轉軸下側的絕緣漆刮掉，電路不能接通，C項錯誤；若將左轉軸下側或上下兩側的絕緣漆都刮掉，且右轉軸下側的絕緣漆刮掉，線圈的上下兩邊受安培力而使線圈轉動，轉過半周后電路不能接通，線圈能繼續按原方向轉動，轉過一周后上下兩邊再次受到同樣的安培力而使線圈繼續轉動，A、D項正確。

【答案】AD

四、引用探究問題，考查創新意識

創新一直是高考命題的重要方向之一，從每年高考試題中能看出，這是時代的需要，也是扼殺題海戰術的有效方法之一。創新的方式可以是老題換新顏，可以是引用新穎的背景材料，可以是思想方法的重組和變化等，其中實驗題很多是源于教材高于教材，如例5中的電橋，在平常復習中或多或少都會遇到，但是考生得分情況不容樂觀，主要原因是考生平時解題之后對題目的思考回味過少，所以適度的訓練之后仔細回味思考是非常必要的。

【例5】（2017年全國卷Ⅱ）某同學利用如圖5（a）所示的電路測量一微安表（量程為100 μA，內阻大約為2500 Ω）的內阻。可使用的器材有：兩個滑動變阻器R1、R2（其中一個最大阻值為20 Ω，另一個最大阻值為2000 Ω）；電阻箱Rz（最大阻值為99 999.9 Ω）；電源E（電動勢約為1.5 V）；單刀開關S1和S2。C、D分別為兩個滑動變阻器的滑片。

（1）按原理圖5（a）將圖5（b）中的實物連線。

（2）完成下列填空。

①R1的最大阻值為_____（填“20”或“2000”）Ω。

②為了保護微安表，開始時將R1的滑片C滑到接近圖5（a）中的滑動變阻器的________（填“左”或“右”）端對應的位置；將R2的滑片D置于中間位置附近。

③將電阻箱Rz的阻值置于2500.0 Ω，接通S1。將R1的滑片置于適當位置，再反復調節R2的滑片D的位置。最終使得接通S2前后，微安表的示數保持不變，這說明S2接通前B與D所在位置的電勢________（填“相等”或“不相等”）。

④將電阻箱Rz和微安表位置對調，其他條件保持不變，發現將Rz的阻值置于2601.0 Ω時，在接通S2前后，微安表的示數也保持不變。待測微安表的內阻為______Ω（結果保留到個位）。

（3）寫出一條提高測量微安表內阻精度的建議：_________________________________________。

【解析】（2）①滑動變阻器的分壓式接法要求選用最大阻值較小的滑動變阻器，因此R1要選擇最大阻值為20 Ω的滑動變阻器。②開始時將R1的滑片移動到滑動變阻器的左端對應的位置，可使得微安表上的電壓最小，從而保護了微安表。③接通S2前后，微安表的示數保持不變，這說明S2接通前后在BD中無電流流過，可知B與D所在位置的電勢相等。④因B與D

電勢相等，=，對調后=，解得RA=

=2550 Ω。

【答案】（1）連線如圖6

（2）①20 ②左 ③相等 ④2550

（3）調節R1上的分壓，盡可能使微安表接近滿量程endprint