2020年高考全國Ⅰ～Ⅲ卷物理壓軸題對比賞析

唐昌琳

[摘 ? 要]每年高考，理科綜合試題第25題，不僅是物理學科的壓軸題，也是理科綜合的壓軸題，擔負著高考選拔功能。能否輕快地解出這道20分的試題，是取得理科綜合高分的關鍵。

[關鍵詞]高考;物理;壓軸題

[中圖分類號] ? ?G633.7 ? ? ? ?[文獻標識碼] ? ?A ? ? ? ?[文章編號] ? ?1674-6058（2020）26-0032-04

一、三道壓軸題賞析

二、三道壓軸題對比

1.涉及知識點

Ⅰ卷壓軸題是帶電粒子在有界勻強電場中做勻加速直線運動、類平拋運動。涉及的知識點是牛頓第二定律、勻加速直線運動、類平拋運動、動能定理、動量定理。

Ⅱ卷壓軸題是一個球在管中隨管自由下落，管與地面碰撞后反彈球與管發生相對運動。涉及的知識點是牛頓第二定律，勻變速直線運動（部分過程也可以用動能定理解決）。

Ⅲ卷壓軸題是一個載物箱在水平傳送帶上運動，箱滑上傳送帶后，加速運動、減速運動、勻速運動三種運動形式均有出現。涉及的知識點是牛頓第二定律、直線運動規律（部分過程也可以用動能定理解決）、沖量的概念（或動量定理）。

今年三套全國卷的壓軸題均側重考查運動與力這兩個主干知識。雖然Ⅰ卷涉及動能、動量，Ⅲ卷涉及沖量，但兩題的落點均比較低，只要求理解動能定理、動量定理、沖量的概念而已。從解答上看，三道題的主體部分用牛頓第二定律和運動學規律均能解決。

2.難易度

Ⅰ卷壓軸題是一種帶電粒子從一個方向以不同的速度進入有界勻強電場。第一問是速度為0的粒子做勻加速直線運動，已知運動的位移與末速度，求電場強度，由牛頓第二定律與運動學公式就能輕松解決。第二問是初速度不為0的粒子做類平拋運動，要求在有界勻強電場中動能增量最大的粒子的初速度，這就需要找到粒子在電場方向運動的最大距離的出射點，需要簡單的平面幾何知識就可以解決。第三問是求穿過電場前后動量變化量的大小為mv0的粒子進入電場的初速度，有兩個解，第一個解在第一問中已經告知了，另一個解就需要找到與初速度為0的粒子在電場方向運動相同距離的粒子的出射點，過C點作垂線就能很輕松找到。第二、三問找到粒子的出射點，再應用類平拋運動規律就很容易解決。

Ⅱ卷壓軸題是一個球在管中隨管自由下落，管與地面碰撞后反彈，球與管發生相對運動的物理情景。第一問是求管第一次與地面碰撞后的瞬間，管和球各自的加速度大小，只要能判別管彈起時，球相對管向下運動，從而確定管、球各自所受摩擦力方向，再畫出各自受力圖，用牛頓第二定律可輕松解決。第二問是管第一次落地彈起后，在上升過程中球沒有從管中滑出，求管上升的最大高度。解決這一問的關鍵是要知道球不滑出，在管上升的過程中管與球會共速，在共速前各自做勻減速運動，共速后兩者一起做豎直上拋運動。共速時的速度及從反彈到共速所需的時間是突破此問的關鍵點，其余用運動學規律可輕松解決。第三問，只要理解管從反彈到與球等速過程中管的位移大小與球位移大小之和就是二者在管內相對運動的距離，用第二問的方法就可以解決第三問了。

Ⅲ卷壓軸題是一個載物箱在水平傳送帶上運動，箱滑上傳送帶后，加速運動、減速運動、勻速運動均有出現。第一問，箱沖上傳送帶時速度比傳送帶速度大，在摩擦力作用下先做減速運動，到與傳送帶等速后摩擦力消失，之后隨傳送帶勻速運動到右側，用牛頓第二定律和運動學規律很好解決。第二問是求載物箱到達右側平臺時所能達到的最大速度和最小速度。因為傳送帶的長度一定，當傳送帶運動的速度足夠大時，箱一直加速到右側有最大速度;當傳送帶運動的速度足夠小時，箱一直減速到右側有最小速度。不管是加速還是減速，其加速度大小一樣，用運動學規律直接計算就可以了。第三問是求箱從左側到右側的過程中，傳送帶給箱的沖量。箱以比傳送帶小的速度沖上傳送帶，先做加速運動，在[Δt]之前已經與傳送帶等速，勻速運動一段時間，在[Δt]時傳送帶停止運動，之后箱做勻減速運動，能否運動到右側，可假設能到，用運動學規律列式，就能求解。這一問的拐點是箱加速到與傳送帶等速之后勻速運動，在這段時間內無摩擦力。由運動學規律求出箱滑上傳送帶到與傳送帶等速的時間t3、傳送帶停止運動到箱滑到右側平臺的時間t4，然后由沖量的定義可求出傳送帶對箱的沖量。

從以上分析看，Ⅱ卷壓軸題是多體多過程問題。在管彈起后球與管做相對運動，之后有個等速的拐點，這道題難度最大;Ⅲ卷壓軸題為單體多過程問題，難度其次。Ⅰ卷壓軸題主要考查類平拋知識，難度最小。

3.學科核心素養

（1）從物理觀念角度看

Ⅰ卷壓軸題：帶電粒子在電場力作用下，在有界勻強電場中做勻變速直線運動或者類平拋運動，考查了考生的相互作用觀念、運動觀念，考查考生能否會用牛頓第二定律、類平拋運動規律解決具體問題。粒子在電場方向運動的距離最大，電場力做功最多，粒子穿過電場后的動能增量最大，考查考生的能量觀念，檢查考生對功能關系的理解。

Ⅱ卷壓軸題：球在管中開始與管保持相對靜止，在重力作用下自由下落，管與地面碰后反彈，管向上做減速運動、球向下做減速運動，考查了考生的相互作用觀念、運動觀念，檢查考生能否會用牛頓第二定律、勻變速運動規律解決具體問題。

Ⅲ卷壓軸題：箱以大于傳送帶的速度滑上傳送帶做減速運動，以小于傳送帶的速度滑上傳送帶做加速運動，等速后摩擦力消失?？疾榱丝忌南嗷プ饔糜^念、運動觀念，檢查考生能否會用牛頓第二定律、勻變速運動規律解決具體問題。

（2）從科學思維角度來看

Ⅰ卷壓軸題，在勻強電場中初速度為0的帶正電粒子只在電場力作用下必沿電場方向做勻加速直線運動，從而確定電場沿AC方向，初速度不為0的粒子垂直AC進入電場做類平拋運動;Ⅱ卷壓軸題，管碰地反彈后，相對于球向上運動，球給管的摩擦力向下，在重力與摩擦力作用下管向上做勻減速運動，同理球向下做勻減速運動;Ⅲ卷壓軸題，箱以比傳送帶大的速度滑上傳送帶做減速運動，以比傳送帶小的速度滑上傳送帶做加速運動，與傳送帶等速后，做勻速運動，均考查考生建立運動模型的能力。

Ⅰ卷壓軸題，粒子在圓形有界電場中運動動能增量最大，則要求考生推理出粒子在電場方向運動最遠，并用等勢面、幾何知識推理找到這個最遠距離;Ⅱ卷壓軸題，管反彈后向上做勻減速運動，加速度較小，球向下做勻減速運動，加速度較大，要求考生能分析出球減速到0后向上加速運動，兩者等速后共同做豎直上拋運動。并能推理出球與管相對運動期間兩者的相對位移;Ⅲ卷壓軸題，載物箱在傳送帶上運動，要求考生能推理出：箱以大于傳送帶的速度滑上傳送帶做減速運動，以小于傳送帶的速度滑上傳送帶后，做加速運動，等速后摩擦力消失，做勻速運動，傳送帶停止運動后，箱做勻減速運動。載物箱從左側平臺向右側平臺運動的過程中，傳送帶對它的沖量問題則要求考生能根據傳送帶對載物箱有摩擦力、支持力作用這一事實，分別找到這兩個力的沖量，然后通過矢量合成推出傳送帶對箱的沖量。三道題均能考查考生的科學推理能力。

（3）從科學態度角度看

三道壓軸題均要求考生能根據客觀事實進行分析推理，并能選用相關物理規律對各個物理過程進行如實描述。

（責任編輯 易志毅）