2019年高考理綜全國卷Ⅱ物理第34題評析

遼寧

(作者單位：遼寧省大連市陽光高中)

回歸教材，夯實基礎，用好真題，決勝高考

2019年高考物理命題以“一核四層四翼”的高考評價體系為依據，遵循《考試大綱》要求，關注學科主干知識，突出基礎性、綜合性、應用性和創新性，加強對學生分析綜合、邏輯推理、模型建構和實驗操作等相關能力的考查。現以2019年全國卷Ⅱ高考理綜第34題為例，進行分析。

一、試題考查內容及方向

1.試題結構

第(1)題結合單擺運動模型，考查簡諧運動圖象知識。屬于簡單題。第(2)題考查“用雙縫干涉測光的波長”實驗，突出考查實驗原理及數據處理，屬于中等題。

2.考點及能力要求

《考試大綱》知識要求：在2018年《考試大綱》進行微調處理后，簡諧運動的公式和圖象由Ⅰ級要求變為Ⅱ級要求，2019年首次將圖象問題與單擺相結合考查，是命題的一次突破。而第(2)題也改變傳統題型，由原來的幾何光學變為波動光學并結合實驗形式進行考查，整體變化較大，部分學生可能不適應，這也對教學提出更高的要求。

《考試大綱》能力要求：2019年全國卷Ⅱ選修真題3-4突出建模能力、實驗操作及數據分析處理能力。教師要準確把握教材和《考試大綱》的要求，在一輪復習中，細化知識點的講解及知識體系的形成。

二、試題評析及變式練習

( )

A

B

C

D

【答案】A

【評價】本題結合生活實際，學生在解答此題時，容易想到從能量守恒角度出發解決問題。在振幅關系問題的處理上也可以用相似三角形法處理，更為簡單。命題立意將圖象與簡諧運動聯系在一起進行考查，體現對《考試大綱》變化部分的關注。同時單擺作為簡諧運動的模型，其條件是小角擺動，題目中擺角約為2°也是關鍵，不難理解。

【變式】(多選)如圖所示，長為L的輕繩一端系于O點，另一端系一小球，在O點正下方P點有一釘子。現將小球拉至A點由靜止釋放，小球擺至最低點B后繼續向右擺至最高點C。整個過程中，小球擺角始終小于5°。下列說法正確的是

( )

A.小球在C點時回復力最大

B.小球在B點時合力為零

C.小球從A點擺至B點時合力突然變大

D.小球從A點擺至B點的時間等于從B點擺至C點的時間

E.若將釘子的位置上移，則小球從A點擺至C點的時間變長

【答案】ACE

【說明】本題主要從單擺模型的運動特征和受力特征兩個角度加深對知識的理解和運用。變式中的選項增加了對單擺模型的受力分析考查，區別回復力與合力的關系，同時還考查單擺周期公式的理解與計算，是對上述真題考點的補充。此題還可以從圓周運動與單擺模型比較的角度對運動和受力特征進行深入考查，是對真題考點的有效補充。

【原題】34.(2)(10分)某同學利用圖示裝置測量某種單色光的波長。實驗時，接通電源使光源正常發光；調整光路，使得從目鏡中可以觀察到干涉條紋。回答下列問題：

(ⅰ)若想增加從目鏡中觀察到的條紋個數，該同學可________；

A.將單縫向雙縫靠近

B.將屏向靠近雙縫的方向移動

C.將屏向遠離雙縫的方向移動

D.使用間距更小的雙縫

(ⅱ)若雙縫的間距為d，屏與雙縫間的距離為l，測得第1條暗條紋到第n條暗條紋之間的距離為Δx，則單色光的波長λ=________；

(ⅲ)某次測量時，選用的雙縫的間距為0.300 mm，測得屏與雙縫間的距離為1.20 m，第1條暗條紋到第4條暗條紋之間的距離為7.56 mm。則所測單色光的波長為________nm(結果保留三位有效數字)。

【評價】本題插圖及問題設計來源選修3-4教材第57頁圖13.4-2雙縫干涉的實驗裝置及第59頁問題與練習3，內容針對性強，重視實驗基本原理方法的考查。試題設計以實驗作為切入點，更能突出物理學科關注學生動手操作能力的體現，對教師教學活動設計提出更高的要求。此外，本題對實驗的考查承接了2017年高考理綜全國卷Ⅱ第34題和2015年高考理綜全國卷Ⅰ第34題兩道真題，可以說變化有章可循，也說明關注真題、用好真題具有的重要指導意義。

【變式1】(5分)某探究小組用波長λ=550 nm(1 nm=10-9m)的綠色激光做雙縫干涉實驗。如圖所示，雙縫S1、S2的寬度可以忽略，雙縫間的距離d=0.36 mm，S1、S2連線的中垂線與屏的交點為P，雙縫到屏的距離OP=l=800 mm，則P點上方第5條亮條紋中央P′點到P點的距離x=________mm；若探究小組只調節雙縫的間距d，發現原來的P′點處變成了P點上方第4條亮條紋的中央，則調節后雙縫的距離d=________mm。(結果均保留三位小數)

【答案】6.111 0.288

【變式2】在“用雙縫干涉測光的波長”實驗中，將雙縫干涉實驗儀按要求安裝在光具座上(如圖甲)，并選用雙縫間距d=0.20 mm的雙縫屏。從儀器注明的規格可知，像屏與雙縫屏間的距離l=700 mm。然后，接通電源使光源正常工作。

甲

乙

丙

(1)下列說法錯誤的是________。(填選項字母)

A.調節光源高度使光束沿遮光筒軸線照在屏中心時，應放上單縫和雙縫

B.測量某條干涉條紋位置時，應使測微目鏡分劃板中心刻線與該亮紋的中心對齊

(2)已知測量頭主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50分度。某同學調整手輪后，從測量頭的目鏡看去，第1次映入眼簾的干涉條紋如圖乙(a)所示，圖乙(a)中的數字是該同學給各暗紋的編號，此時圖乙(b)中游標尺上的讀數x1=1.16 mm；接著再轉動手輪，映入眼簾的干涉條紋如圖丙(a)所示，此時圖丙(b)中游標尺上的讀數x2=________mm。

(3)利用上述測量結果，經計算可得兩個相鄰明紋(或暗紋)間的距離Δx=________mm；這種色光的波長λ=________nm(保留兩位有效數字)。

【答案】(1)BC

(2)15.02

(3)2.31 6.6×102

(2)主尺讀數為15 mm，游標尺讀數為1×0.02 mm=0.02 mm，x2=(15+0.02) mm=15.02 mm。

【說明】此變式參考選修3-4教材57頁圖13.4-2雙縫干涉的實驗裝置和58頁圖13.4-4測量圖(改為游標卡尺讀數)。從實驗儀器的使用和測量角度進行考查。(1)問是從實驗儀器使用原理角度考查，(2)問是對游標卡尺使用規則的考查，(3)問仍是對數據處理及有效數字保留原則的考查。相比較真題，此變式更突出實驗操作的重要性，引導教師在教學過程中注重實驗操作，重視培養學生實踐能力。物理學作為理論聯系實踐的學科，在命題過程中也應加強實驗操作或演示實驗操作方法的考查，避免理論與實踐脫離。

在數據處理過程中，建議增加對數據真實性和有效性判斷的思維過程考查。這樣可以讓實驗教學落到實處，對學科教學有重要的指導意義。只有通過親自使用，操作實驗儀器才能對原理和方法有更深的體會。

三、教學啟示與小結

1.回歸教材、用好真題。對于教師而言，一輪復習過程中，一定要引導學生認識到回歸教材的重要性，《考試大綱》和教材是命制試題的依據和來源。新授課要重視講好物理原理，做好知識遷移和拓展。利用好教材中的插圖、科學漫步、典型例題、習題等，這些是很好的教學資源。教師應結合《考試大綱》深入挖掘教材，體會教材知識的呈現方式及語言表述，改編習題中應多關注真題對于數據選擇和設計的依據，避免單純以考查計算為目的，忽略數據的真實性、科學性。指導學生答題時，關注重要的原理說明，公式書寫規范，數據表達方式的嚴謹性，避免只是將物理公式簡單地羅列在一起，教師應通過典例的練習引導學生建立物理思維，從而很好地掌握處理同類問題的方法。

2.重視物理學科素養的培養。在高中物理學科中，其核心素養主要有以下幾種：第一，物理觀念，學生在學習過程中教師要善于引導學生從物質觀、運動觀、相互作用觀、能量觀等多角度認識、理解和解決問題；第二，實驗探究，物理學科作為一門實驗學科，實驗是理論建立的重要支撐，教師在教學過程中要重視實驗情境的創設，同時在實驗操作過程中不妨“有意犯錯”，引起學生重視，從發現問題、解決問題到發現新問題、解決新問題，不斷提升思維；第三，科學態度與責任，實驗探究過程中應該實事求是，數據分析要以實驗操作為依據，尊重客觀實際，不盲目相信權威；第四，科學思維，學生在學習過程中從發現問題到解決問題的過程中要養成探究意識，關注科學思想和方法、實驗設計原理及邏輯推理和計算。能夠活用物理原理、關注思想方法，抓住科學探究本質，也就可以真正提高物理科學素養。

3.重視實驗探究的教學，選修部分的實驗也不應忽視。盡管在高考中，實驗探究是以考題的形式出現，但沒有真正經歷過實驗操作的學生，僅能憑借“紙上談兵”的經驗作答，往往成績也不盡如人意。教學過程中，教師應盡量創造條件，在完成教材列舉的演示實驗，探究實驗的基礎上，還可以根據高考真題中出現的問題情境讓學生參與實驗設計，動手操作，感受實驗過程帶來的樂趣，從而激發學生樂于探究的精神。這也是高中物理課標本質要求與核心素養的體現。