高考“盛宴” 名师“菜谱”(四)

物理学科特邀名师： 梁 旭

浙江省特级教师

浙江省教育厅教研室高中物理教研员

中国教育学会物理教学专业委员会理事

试题风格会适当 “回归”

2007年高考物理试题命题小组的成员较新，因此高考试题风格与前几年相比有些变化，由高校试题改编的痕迹较明显。我认为这一现象在2008年的高考中应该会有所改变。预计今年的试题风格会适当“回归”，会更多采用中学生熟悉的语言、图像来表述试题及求解方法。

考试重点仍将稳定

“力与运动”和“守恒”仍将是物理试题的主线，体现“重点内容重点考”。对这两部分内容的考查主要放在分析、综合、建模这些高层次能力上。同学们尤其要重视涉及“多个物体、多个过程”的问题。

电学实验仍要重视力学实验注重拓展

去年高考物理实验题的第1小题是示波器实验，今年不可能再考。第2小题是力学实验，改变了前几年实验题的第2小题是电学实验的命题方式。2008年第2小题考电学实验的可能性较大，值得关注。力学实验题涉及的实验原理比较直观，因此在考查的时候会更重视对实验的拓展。

名师出题1（出题人：镇海中学特级教师黄国龙）

已知平抛物体在竖直方向做自由落体运动。某同学为了验证“平抛物体在水平方向做匀速直线运动”的猜想，设计了如下实验，实验装置示意图如图1所示。用两个铁架台将木板A水平固定，高度可以调节，在木板上铺上白纸，白纸上再覆盖复写纸，C为固定在水平桌面上的斜槽。

实验时，先调节A板在一定高度，将小球从斜槽C上的某一合适位置由静止释放，确定小球落在A板上的位置，测量出此位置相对抛出点O的竖直距离（即小球下落的高度）y和水平距离（即小球的水平位移）x。调节木板的高度，重复上述步骤。某同学共进行了六次测量，测得的数据如表1所示。

（1） 在实验操作时，为了确保小球做平抛运动，必须控制斜槽，为了确保小球沿同一轨迹做平抛运动，实验时应控制小球在斜槽释放。

（2） 为了验证猜想，某同学以y为横坐标，以x2为纵坐标，根据表格中的数据在图2上描出了相对应的六个点，请你在图中画出相应的x2 -y图像。

（3） 在误差允许的范围内，如何利用图像来论证猜想（即说明平抛物体在水平方向做匀速直线运动）？

（4） 若当地的重力加速度g=9.80m/s2，试根据图像求出平抛小球的初速度。

分析与解： （1） 小球做平抛运动的条件是抛出时的初速度方向是水平的，为此在调节斜槽时，必须控制斜槽末端槽口水平。为了使多次测量时小球在同一轨迹上运动，要求小球抛出时的初速度应相同，为此要控制小球从斜槽上同一位置由静止释放。

（2） 根据图中给出的点的分布情况，舍弃第五组数据的对应点，画出的图像为一条直线（见图2）。

（3） 若小球在水平方向做匀速直线运动，则x=v0 t（其中v0为小球水平抛出的初速度）。由y=　gt2，得x2=　，则x2 -y的图像应为一条通过原点的直线。虽然根据实验数据作出的图像没有严格通过坐标原点，但偏离很小。因而在误差允许的范围内，理论假定与实验结果基本吻合，说明“平抛物体在水平方向做匀速直线运动”的猜想成立。

（4） 由x2=　和图像可知，直线的斜率k=　，故ｖ0=　。由图2可得k=　=0.90，故小球平抛的初速度为v0=2.10m/s。

点评： 这是一道探究性实验题。在根据实验数据绘图时，首先要根据图中数据点的分布趋势，剔除由于测量错误而明显偏离的点。连线时要求线上通过的点尽可能多，不在线上的点应分布在线的两侧。在运用k=　求解直线的斜率时，Δx2和Δy的取值应尽可能大些，可以减小相对误差。

名师出题2（出题人：效实中学特级教师邬志林）

如图3所示，“嫦娥一号”卫星经历了114h的漫长旅行，于2007年11月5日到达了近月点。抵达近月点后，高速飞行的“嫦娥一号”需要进行“刹车”（制动），才能成功进入月球工作轨道。“嫦娥一号”的“刹车”或加速均靠一台推力为490N的主发动机点火向前或向后喷气来实现。“嫦娥一号”在近月点附近的制动分三次进行：第一次，发动机点火22min，把卫星的飞行速度从2.4km/s降到了2.06km/s，进入周期为12h的椭圆环月轨道；第二次，发动机点火14min，卫星速度降到了1.8km/s，进入周期为3.5h的环月轨道；第三次，发动机点火10min，卫星减速后进入高度为200km，周期为127min的圆轨道。已知月球的半径为1740km。请根据上述信息估算卫星在整个制动过程中所消耗的燃料的质量。（提示：发动机每次点火工作的过程中卫星质量当做不变，结果保留一位有效数字）

分析与解： 在制动过程中发动机点火向前喷气产生的推力是沿轨道切线方向的，在每次制动过程中这个切向推力产生的加速度近似当做不变。设第一次制动时卫星的质量为m1，加速度为a1，第三次制动时卫星的质量为m3，加速度为a3，卫星在圆轨道上运行时的速度为v。已知F=490N，v1=2.4km/s，v2=2.06km/s，v3=1.8km/s，t1=22min，t3=10min，h=200km，T=127min，则v=　＝　km/s=1.60km/s，a1=　=　m/s2=0.26m/s2，a3=　=　m/s2=0.33m/s2。故m1=　=　kg=1.88×103kg，m3=　=　kg=1.47×103kg。则制动过程中消耗的燃料的质量约为Δm=m3-m1=4×102kg。

点评： 解决本题的关键是把卫星复杂的变速曲线运动作适当的简化、近似处理。由于“刹车”时间远小于运行周期，可将“刹车”的整个过程看做就在近月点进行。这时，卫星受到的月球引力的方向与卫星的速度方向垂直，不会改变速度的大小，因此改变卫星速度大小的就是发动机的切向推力。

名师出题3（出题人：台州中学特级教师林辉庆）

一束电子从y轴上的M点以平行于x轴的方向射入第一象限区域，射入时的初速度大小为v0，电子的质量为m，电荷量为e。为使电子束通过x轴上的N点，可在第一象限的某区域加一个沿y轴正方向的匀强电场。此电场的强度为E，电场区域沿y轴方向很长，沿x轴方向的宽度为s，且已知OM=L，ON=2s。求该电场左边界的横坐标。

分析与解： 匀强电场的场强不同，则电场左边界的横坐标x也不相同。

（1） 若电子穿过电场后的偏转距离刚好为L，如图4所示，此时x=s。在穿越电场的过程中，电子在x轴方向做匀速直线运动，位移为s=v0 t；在y轴方向做匀加速直线运动，加速度为a=　，位移为L=　at2，故此时E=　。

（2） 当场强E＞　时，x＞s，如图5所示。由2s-x=v0t和L=　，解得 x=2s-　。

（3） 当E＜　时，x＜s，电子射出电场后做直线运动通过N点，如图6所示。设电子在电场中的偏转距离为y1，偏转角为φ。由s=v0 t得t=　，则y1=　=　， tanφ=　=　。因为L-y1=（s-x）tanφ，解得x＝　-　.当E＜　时，x

综上所述，当E≥　时，x=2s-　；当　≤E＜　时，x＝　-　；当E＜　时，无解。

点评： 求解本题时，要先根据带电粒子在电场中做平抛运动的偏转距离与相关因素的关系，分析出能使电子通过N点的各种情况。然后以电场强度E（也可以是v0或L）的不同取值为线索，推导在不同条件下电场左边界的位置。本题着重考查分析、推理和运用数学知识解决物理问题的能力。

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