何永泽●

四川省广元市实验中学(628200)

2016年全国高考卷中联系实际试题赏析

何永泽●

四川省广元市实验中学(628200)

2016年全国高考各地的物理试题中出现了许多联系实际的好题(如科学、技术、文化、社会等问题)，试题朴实创新，时代气息浓厚.命题专家别具匠心，把理论知识和现实生活巧妙地联系起来，使枯燥的试题获得了生命，这些试题将引导学生如何学以致用，在很大程度上培养了学生的创新能力和实践能力．本文对2016年全国高考卷中这类联系实际试题背景进行举例分析，与大家共勉，但愿对今后的物理教学有借鉴意义．

一、以传统文化为背景

例1 (2016·北京卷) 中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也．”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如图1．结合上述材料，下列说法不正确的是( ).

A．地理南、北极与地磁场的南、北极不重合

B．地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近

C．地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行

D．地磁场对射向地球赤道的带电宇宙射线粒子有力的作用

解析 根据“则能指南，然常微偏东，不全南也”知，选项A正确．由图可知地磁场的南极在地理北极附近，选项B正确．由图1可知在两极附近地磁场与地面不平行，选项C不正确．由图可知赤道附近的地磁场与地面平行，射向地面的带电宇宙粒子运动方向与磁场方向垂直，会受到磁场力的作用，选项D正确．

点评 本题既考查学生对我国古代传统文化的认知程度，又考查了学生对地磁偏角、地磁场的分布等相关知识的理解和应用，一举两得.

二、以雾霾天气为背景

例2 (2016·北京卷) 雾霾天气对大气中各种悬浮颗粒物含量超标的笼统表述，是特定气候条件与人类活动相互作用的结果．雾霾中，各种悬浮颗粒物形状不规则，但可视为密度相同、直径不同的球体，并用PM10、PM2.5分别表示球体直径小于或等于10 μm、2.5 μm的颗粒物(PM是颗粒物的英文缩写)．某科研机构对北京地区的检测结果表明，在静稳的雾霾天气中，近地面高度百米的范围内，PM10的浓度随高度的增加略有减小，大于PM10的大悬浮颗粒物的浓度随高度的增加明显减小，且两种浓度分布基本不随时间变化．据此材料，以下叙述正确的是( ).

A．PM10表示直径小于或等于1.0×10-6m的悬浮颗粒物

B．PM10受到的空气分子作用力的合力始终大于其受到的重力

C．PM10和大悬浮颗粒物都在做布朗运动

D．PM2.5浓度随高度的增加逐渐增大

解析 PM10表示直径小于或等于1.0×10-5m的悬浮颗粒物，A项错误．PM10悬浮在空气中，受到的空气分子作用力的合力等于其所受到的重力，B项错误．由题意推断D项错误.PM10和大颗粒物的悬浮是由于空气分子的撞击，故它们都在做布朗运动，C项正确.

点评 本题以雾霾天气为背景，具有鲜明的时代特点，体现了物理学与社会、环境的联系.这是对学生学科素养的一种考查，也是对学生提升科学素养的引导.

三、以高新技术为背景

例3 (2016·天津卷)我国高铁技术处于世界领先水平，和谐号动车组是由动车和拖车编组而成，提供动力的车厢叫动车，不提供动力的车厢叫拖车．假设动车组各车厢质量均相等，动车的额定功率都相同，动车组在水平直轨道上运行过程中阻力与车重成正比．某列动车组由8节车厢组成，其中第1、5节车厢为动车，其余为拖车，则该动车组( ).

A．启动时乘客受到车厢作用力的方向与车运动的方向相反

B．做匀加速运动时，第5、6节与第6、7节车厢间的作用力之比为3∶2

C．进站时从关闭发动机到停下来滑行的距离与关闭发动机时的速度成正比

D．与改为4节动车带4节拖车的动车组最大速度之比为1∶2

点评 本题以高新技术为背景，要求学生通过题目所提供的相关高铁信息，将动车组中的拖车和动车等效成在粗糙水平面上几个木块在外力作用下运动的物理模型.试题密切联系生活的热点问题，令人耳目一新.

四、以科技应用为背景

解析 (1)设质子进入漂移管B的速度为vB，电源频率、周期分别为f、T，漂移管B的长度为L，则

联立①②式并代入数据得L=0.4 m ③

(2)设质子进入漂移管E的速度为vE，相邻漂移管间的加速电压为U，电场对质子所做的功为W.质子从漂移管B运动到E电场做功W′，质子的电荷量为q、质量为m，则

联立④⑤⑥式并代入数据得U=6×104V ⑦

点评 本题以科技应用为背景，考查带电粒子在电场中的运动，意在考查学生的分析综合的能力.关注最新科技前沿，注重物理与生活的结合，是高考命题中最常见的命题方式之一.

五、以健身运动为背景

例题5 (2016·浙江卷)小明设计的电磁健身器的简化装置如图4所示，两根平行金属导轨相距l=0.50 m，倾角θ=53°，导轨上端串接一个R=0.05 Ω的电阻．在导轨间长d=0.56 m的区域内，存在方向垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度B=2.0 T．质量m=4.0 kg的金属棒CD水平置于导轨上，用绝缘绳索通过定滑轮与拉杆GH相连．CD棒的初始位置与磁场区域的下边界相距s=0.24 m．一位健身者用恒力F=80 N拉动GH杆，CD棒由静止开始运动，上升过程中CD棒始终保持与导轨垂直．当CD棒到达磁场上边界时健身者松手，触发恢复装置使CD棒回到初始位置(重力加速度g取10 m/s2，sin53°=0.8，不计其他电阻、摩擦力以及拉杆和绳索的质量)．求：(1)CD棒进入磁场时速度v的大小；(2)CD棒进入磁场时所受的安培力FA的大小；(3)在拉升CD棒的过程中，健身者所做的功W和电阻产生的焦耳热Q.

(2)感应电动势E=Blv③

(3)健身者做功W=F(s+d)=64 J ⑦

由牛顿定律F-mgsinθ-FA=0 ⑧

CD棒在磁场区做匀速运动

焦耳热Q=I2Rt=26.88 J ⑩

点评 本题以日常生活中人们热衷的健身运动为背景，考查了电磁健身器原理，意在考查学生对牛顿第二定律、运动学公式、感应电动势、感应电流、安培力、功和焦耳热的理解和应用能力.

六、以体育运动为背景

例6 (2016·天津卷)我国将于2022年举办冬奥会，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一．如图5所示，质量m=60 kg的运动员从长直助滑道AB的A处由静止开始以加速度a=3.6 m/s2匀加速滑下，到达助滑道末端B时速度vB=24 m/s，A与B的竖直高度差H=48 m．为了改变运动员的运动方向，在助滑道与起跳台之间用一段弯曲滑道衔接，其中最低点C处附近是一段以O为圆心的圆弧．助滑道末端B与滑道最低点C的高度差h=5m，运动员在B、C间运动时阻力做功W=-1530 J，g取10 m/s2.

(1)求运动员在AB段下滑时受到阻力Ff的大小；

(2)若运动员能够承受的最大压力为其所受重力的6倍，则C点所在圆弧的半径R至少应为多大？

联立①②式，代入数据解得Ff=144 N ③

④

由运动员能够承受的最大压力为其所受重力的6倍，联立④⑤式，代入数据解得R=12.5 m.

点评 本题以跳台滑雪为背景，考查物理在生产和生活中的实际应用问题.

七、以安全设施为背景

例7 (2016·天津卷) 电磁缓速器是应用于车辆上以提高运行安全性的辅助制动装置，其工作原理是利用电磁阻尼作用减缓车辆的速度．电磁阻尼作用可以借助如下模型讨论：如图6所示，将形状相同的两根平行且足够长的铝条固定在光滑斜面上，斜面与水平方向夹角为θ.一质量为m的条形磁铁滑入两铝条间，恰好匀速穿过，穿过时磁铁两端面与两铝条的间距始终保持恒定，其引起电磁感应的效果与磁铁不动、铝条相对磁铁运动相同．磁铁端面是边长为d的正方形，由于磁铁距离铝条很近，磁铁端面正对两铝条区域的磁场均可视为匀强磁场，磁感应强度为B，铝条的高度大于d，电阻率为ρ.为研究问题方便，铝条中只考虑与磁铁正对部分的电阻和磁场，其他部分电阻和磁场可忽略不计，假设磁铁进入铝条间以后，减少的机械能完全转化为铝条的内能，重力加速度为g.(1)求铝条中与磁铁正对部分的电流I；(2)若两铝条的宽度均为b，推导磁铁匀速穿过铝条间时速度v的表达式；(3)在其他条件不变的情况下，仅将两铝条更换为宽度b′>b的铝条，磁铁仍以速度v进入铝条间，试简要分析说明磁铁在铝条间运动时的加速度和速度如何变化．

解析 (1)磁铁在铝条间运动时，两根铝条受到的安培力大小相等，均为F安，有F安=IdB①,磁铁受到沿斜面向上的作用力为F，其大小F=2F安②,磁铁匀速运动时受力平衡，则有F-mgsinθ=0③.

可见F′>F=mgsinθ，磁铁所受到的合力方向沿斜面向上，获得与运动方向相反的加速度，磁铁将减速下滑，此时加速度最大．之后，随着运动速度减小，F′也随着减小，磁铁所受的合力也减小，由于磁铁加速度与所受到的合力成正比，磁铁的加速度逐渐减小．综上所述，磁铁做加速度逐渐减小的减速运动，直到F′=mgsinθ时，磁铁重新达到平衡状态，将再次以较小的速度匀速下滑．

点评 本题以安全设施为背景，考查安培力、平衡条件、法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、电阻定律及其相关知识在生活、生产中的应用，既提高了学生的安全意识，又培养了学生灵活运用知识分析和解决实际问题的能力.

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1008-0333(2016)34-0049-03