2022年高考全國乙卷理綜物理試題評析與備考建議

■安徽省安慶市高河中學 張北春(特級教師)

2022年高考全國乙卷理綜物理試題(適用地區:河南、山西、江西、安徽、甘肅、青海、內蒙古、黑龍江、吉林、寧夏、新疆、陜西)貫徹落實《深化新時代教育評價改革總體方案》要求,采取科學、穩妥、細致的設計策略,題型、結構和難度都與2021年高考全國乙卷保持總體穩定,堅持守正創新,依托高考評價體系,深化基礎性,突出對學生關鍵能力的考查,強化對學生記憶能力、邏輯能力、計算能力、資源整合能力、實際應用能力、創新能力等的考查,有助于促進對學生核心素養的培養,有利于素質教育的健康發展。2022年高考全國乙卷理綜物理試題的考點如表1。

表1

一、2022年高考全國乙卷理綜物理試題的新變化

1.注重對高中物理核心、主干內容的考查,不偏不怪,引導落實課程標準要求;注重考查一些通用性的物理方法,引導減少“機械刷題”現象。

例1(第15題)如圖1所示,一根不可伸長的輕繩兩端各連接一質量為m的小球,初始時整個系統靜置于光滑水平桌面上,兩球間的距離等于繩長L。一大小為F的水平恒力作用在輕繩的中點,方向與兩球連線垂直。當兩球運動至二者相距時,它們加速度的大小均為( )。

圖1

解析:當兩球運動至二者相距時,作示意圖如圖2所示,根據幾何關系得即θ=37°。設輕繩的拉力為T,在水平方向上有,解得對任意小球應用牛頓第二定律得T=ma,解得

圖2

答案:A

點評:本題考查的是連接體問題,但打破了常規的一維模型,拓展至對二維模型的考查,要求考生正確理解牛頓第二定律的同時性和矢量性,旨在加深考生對運動與相互作用觀念的認識。

2.突出對基礎實驗的考查,注重培養考生扎實的實驗能力。

例2(第22題)用雷達探測一高速飛行器的位置。從某時刻(t=0)開始的一段時間內,該飛行器可視為沿直線運動,每隔1 s測量一次其位置,坐標為x,結果如表2。

表2

回答下列問題:

(1)根據表中數據可判斷該飛行器在這段時間內近似做勻加速運動,判斷的理由是:____。

(2)當x=507 m 時,該飛行器速度的大小v=____m/s。

(3)這段時間內該飛行器加速度的大小a=____m/s2(保留2位有效數字)。

解析:(1)根據表中數據可知,該飛行器在第1 s內的位移為507 m,在第2 s內的位移為587 m,在第3 s內的位移為665 m,在第4 s內的位移為746 m,在第5 s內的位移為824 m,在第6 s內的位移為904 m,因此相鄰1 s內的位移之差接近80 m,則可判斷出飛行器在這段時間內做勻加速運動。

(2)當x=507 m 時,飛行器的速度等于0～2 s內的平均速度,則v1=m/s=547 m/s。

(3)根據逐差法可得,這段時間內該飛行器加速度的大小a==m/s2=79 m/s2。

答案:(1)該飛行器在相鄰1 s內的位移之差接近80 m (2)547 (3)79

點評:本題考查實驗中逐差法的應用,通過對常用分析方法的考查,引導考生加強實驗基礎能力的訓練。

3.注重學以致用,引導考生在真實問題的解決中培養物理學科核心素養。

例3(第17 題)一點光源以113 W的功率向周圍所有方向均勻地輻射波長約為6×10-7m 的光,在離點光源距離為R處每秒垂直通過每平方米的光子數為3×1014個。普朗克常量h=6.63×10-34J·s。R約為( )。

A.1×102m B.3×102m

C.6×102m D.9×102m

解析:一個光子的能量E=hν,其中ν為光的頻率;光的波長與頻率滿足關系式c=λν;光源每秒發出的光子的個數其中P為光源的功率;光子以球面波的形式傳播,則以光源為原點的球面上的光子數相同。當距光源的距離為R處,每秒垂直通過每平方米的光子數為3×1014個時,此處球面的表面積S=4πR2,則=3×1014。聯立以上各式解得R=3×102m。

答案:B

點評:本題結合光子的能量知識,突出考查在解決實際問題過程中的建模能力。

4.增強試題的靈活性,引導培養考生的關鍵能力和學科素養,提高人才選拔的質量。

例4(第14題)2022年3月,中國航天員翟志剛、王亞平、葉光富在離地球表面約400 km 的“天宮二號”空間站上通過天地連線,為同學們上了一堂精彩的科學課。通過直播畫面可以看到,在近地圓軌道上飛行的“天宮二號”中,航天員可以自由地飄浮,這表明他們( )。

A.所受地球引力的大小近似為零

B.所受地球引力與飛船對其作用力兩者的合力近似為零

C.所受地球引力的大小與其隨飛船運動所需向心力的大小近似相等

D.在地球表面上所受引力的大小小于其隨飛船運動所需向心力的大小

解析:航天員在空間站中所受地球對他的萬有引力完全提供其做圓周運動所需的向心力,飛船對他們的作用力等于零,選項A、B錯誤,C 正確。根據萬有引力公式F萬=可知,航天員在地球表面上所受引力的大小大于他們在飛船中所受萬有引力的大小,因此他們在地球表面上所受引力的大小大于其隨飛船運動所需向心力的大小,選項D 錯誤。

答案:C

點評:本題以航天員在“天宮二號”空間站中自由飄浮為情境,考查對太空失重本質的理解,展現我國重大科技發展成果,提升考生的民族自信心和自豪感。

二、2022年高考全國乙卷理綜物理試題的新亮點

1.注重考查物理觀念中的物質觀念、運動與相互作用觀念、能量觀念等。

例5(第21題)一種可用于衛星上的帶電粒子探測裝置,由兩個同軸的半圓柱形帶電導體極板(半徑分別為R和R+d)和探測器組成,其橫截面如圖3所示,點O為圓心。在截面內,極板間各點的電場強度大小與其到O點的距離成反比,方向指向O點。四個帶正電的同種粒子從極板間通過,到達探測器。不計重力。粒子1、2 做圓周運動,圓心為O,半徑分別為r1、r2(R＜r1＜r2＜R+d);粒子3從距O點r2的位置入射并從距O點r1的位置出射;粒子4 從距O點r1的位置入射并從距O點r2的位置出射。四個粒子的軌跡如圖4中虛線所示,則( )。

圖3

圖4

A.粒子3 入射時的動能比它出射時的大

B.粒子4入射時的動能比它出射時的大

C.粒子1入射時的動能小于粒子2入射時的動能

D.粒子1入射時的動能大于粒子3入射時的動能

解析:在截面內,極板間各點的電場強度大小與其到O點的距離成反比,可設為Er=k,帶正電的同種粒子1、2在均勻輻向電場中做勻速圓周運動,則變形得又有E1r1=E2r2=k,因此粒子1入射時的動能等于粒子2入射時的動能,選項C 錯誤。粒子3從距O點r2的位置入射并從距O點r1的位置出射,做向心運動,靜電力做正功,動能增大,因此粒子3 入射時的動能比它出射時的小,選項A 錯誤。粒子4從距O點r1的位置入射并從距O點r2的位置出射,做離心運動,靜電力做負功,動能減小,因此粒子4 入射時的動能比它出射時的大,選項B 正確。粒子3 做向心運動,則,變形得,即粒子1 入射時的動能大于粒子3入射時的動能,選項D 正確。

答案:BD

點評:本題以一種可用于衛星上的帶電粒子探測裝置為情境,雖然考查的是帶電粒子在電場中運動這一基本物理模型,但是在問題的設置上突出的是對物理核心素養的考查,體現“雙新”背景下高校對人才選拔的要求,要求考生關注科技領域創新成果,旨在拉近考生與微觀世界的距離。

2.主要考查科學思維中的模型建構、科學推理、科學論證、質疑創新等能力。

例6(第16 題)如圖5所示,固定于豎直平面內的光滑大圓環上套有一個小環,小環從大圓環頂端P點由靜止開始自由下滑,在下滑過程中,小環的速率正比于( )。

圖5

A.它滑過的弧長

B.它下降的高度

C.它到P點的距離

D.它與P點的連線掃過的面積

解析:如圖6所示,設大圓環的半徑為R,小環下降的高度為h,此時小環到P點的距離為L,根據幾何關系得h=Lsinθ,,解得根據機械能守恒定律得mgh=,解得v=,即小環的速率正比于它到P點的距離。

圖6

答案:C

點評:本題考查的是限制條件下的豎直面內圓周運動、功能關系,試題創新設問角度,要求考生判斷小環從大圓環頂端P點自由下滑過程中與其速率成正比的物理量,滲透了定性和半定量的分析方法。本題的模型設置為常規模型,但問題設置打破了常規,要求考生利用所學基礎知識和具備的基本能力逐步分析并選出正確答案。

3.強化考查科學態度與責任中的科學本質、科學態度等。

例7(第18 題)安裝適當的軟件后,利用智能手機中的磁傳感器可以測量磁感應強度B。如圖7所示,在手機上建立直角坐標系,手機顯示屏所在平面為xOy面。某同學在某地對地磁場進行了四次測量,每次測量時y軸指向不同方向而z軸正向保持豎直向上。根據表3中測量結果可推知( )。

圖7

表3

A.測量地點位于南半球

B.當地的地磁場大小約為50μT

C.第2次測量時y軸正向指向南方

D.第3次測量時y軸正向指向東方

解析:如圖8所示,地球可視為一個磁偶極,磁南極大致指向地理北極附近,磁北極大致指向地理南極附近,通過這兩個磁極的假想直線(磁軸)與地球的自轉軸大約成11.3°的傾斜。根據表中z軸數據可以看出,z軸的磁場豎直向下,則測量地點應位于北半球,選項A 錯誤。磁感應強度為矢量,根據表中數據可以看出,當地的磁感應強 度 大 約 為B==50μT,選項B 正確。根據選項A 的分析可知,測量地點在北半球,而北半球的地磁場指向北方斜向下,則第2次測量中By＜0,故y軸正向指向南方,第3次測量中Bx＞0,故x軸正向指向北方而y軸正向指向西方,選項C正確,D 錯誤。

圖8

答案:BC

點評:本題考查用智能手機測地磁場的問題,要求考生根據題中給出的測量結果論證測量地點、y軸正方向的指向等,讓考生體會到科學技術影響著我們的生活和學習,提升考生對物理實驗探究的興趣,提高實驗技能和創新能力,發展考生的證據意識。

2.加強以真實情境為素材試題的訓練,做到學以致用。高考物理試題中有很多是通過理論聯系實際來考查考生自主分析物理過程、獲取有用信息、建立物理模型并運用數學方法來解決物理問題的能力的。比如2022年高考全國乙卷理綜中第21 題以衛星上的探測裝置為情境,考查考生提取有效信息、解決實際問題的能力,這類情景化試題的本質就是借助實際問題考查我們所學的基礎知識和基本方法。因此同學們在復習備考中要將零散的基礎知識進行系統化整合,并在以真實情景為素材試題的不斷訓練中,實現學以致用的最終目標。

3.注重實驗原理和方法的復習,培養知識遷移能力。高考物理實驗題不僅考查考生對基本實驗原理、常用實驗方法,以及數據處理能力的掌握程度,還會設置一些新情景的實驗題考查考生的知識遷移能力。比如2022年高考全國乙卷理綜中第22 題以雷達探測高速飛行器的位置為背景,要求考生將熟悉的打點計時器紙帶處理方法進行靈活遷移,給出該飛行器近似做勻加速直線運動的理由,考查考生運用物理專業術語進行表達的能力。因此同學們在復習備考中要加強對實驗原理和方法的復習,做到知其然,也知其所以然。

4.注重數學知識的靈活運用,提升圖像處理能力。物理是一門和數學分不開的學科,很多的物理問題都需要用數學方法來解決。特別是在近幾年的高考中,多數力學類試題會采用數形結合的方式考查考生應用數學知識解決物理問題的能力。比如2022年高考全國乙卷理綜中第15題、第16題、第20題、第25題、第34 題的(1)問都需要運用幾何圖形、函數圖像進行表達。因此同學們在復習備考中必須加強對圖像類問題的復習,提高數形結合的意識,提升識圖、作圖能力,以及圖像處理能力。

總之,同學們在復習備考中要研究考向,不要無的放矢;要重視教材,不要脫離課本;要打牢基礎,不要好高騖遠;要合理標高,不要脫離實際;要把握題例,不要題海戰術;要認真練習,不要眼高手低;要重視過程,不要急于求成;要培養能力,不要死記硬背。