高考物理信息命题的特点与输入_火星卫星论文

高考物理中信息给予型命题特点及切入,本文主要内容关键词为:命题论文,物理论文,信息论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。

一、高考命题特点走势及信息给予题突破策略

信息给予型命题,其特点是立意高(取材于课外社会热点或科学信息),而落点低(题中所给予信息与中学基础知识密切相关)。主要考查学生自学阅读能力,对信息统摄提炼能力,联想类比、抽象概括建立物理模型的能力及综合运用新旧知识解决实际问题的创新能力。该题型对能力考查的功能显著,有较高的区分度,能够较好的预测考生将来学习的潜能,尤其符合“有助于高校选拔人才”的高考命题方向,从而成为近几年高考试卷中频现的亮点之一。

突破信息题应注意两个环节:(1)寻找有效信息与相关旧知识的联系,挖掘题目的切入点,即突破点。(2)必要时采用“对比法”“移植法”“联想虚拟法”构建起物理模型(如“条件”模型,客体模型,过程模型等)。下面仅举两例来说明。

二、典型例题

1.构建“条件”模型

例1 正负电子对撞机的最后部分的简化示意图如图1所示(俯视图甲),位于水平面内的粗实线所示的圆环形真空管道是正、负电子做圆运动的“容器”,经过加速器加速后的正、负电子被分别引入该管道时,具有相等的速率,他们沿着管道向相反的方向运动。在管道控制它们转弯的是一系列圆形电磁铁,即图甲中的共有n个,均匀分布在整个圆环上,每组电磁铁内的磁场都是磁感应强度相同的匀强磁场,并且方向竖直向下,磁场区域的直径为d(如图乙),改变电磁铁内电流的大小,就可改变磁场的磁感应强度从而改变电子偏转的角度。经过精确的调整,首先实现电子在环形管道中沿图甲中虚线所示的轨迹运动,这时电子经过每个电磁场区域时射入点和射出点都是磁场区域的同一直径的两端,如图乙所示。这就为进一步实现正、负电子的对撞作好了准备。

图1

(1)试确定正、负电子在管道内各是沿什么方向旋转的;

(2)已知正、负电子的质量都是m,所带电荷都是元电荷,重力可不计,求电磁铁内匀强磁场的磁感应强度B大小。

解 (1)根据洛仑兹力提供向心力和磁场方向向下,可判断出正电子沿逆时针方向运动,负电子沿顺时针方向运动。如图所示的“条件”模型。

2.构建过程模型

例2 阅读下列信息,并结合这些信息解题:

(1)开普勒从1609年~1619年发表了著名的开普勒行星运动三定律,其中第一定律为:所有的行星分别在大小不同的椭圆轨道上围绕太阳运动,太阳在这个椭圆的一个焦点上。第三定律:所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方跟公转周期的平方的比值都相等。实践证明,开普勒三定律也适用于其他中心天体的卫星运动。(2)从地球表面向火星发射火星探测器。设地球和火星都在同一平面上绕太阳做圆周运动,火星轨道半径只为地球轨道半径的1.500倍,简单而又比较节省能量的发射过程可分为两步进行:第一步,在地球表面用火箭对探测器进行加速,使之获得足够动能,从而脱离地球引力作用成为一个沿地球轨道运动的人造行星。第二步是在适当时刻点燃与探测器连在一起的火箭发动机,在短时间内对探测器沿原方向加速,使其速度数值增加到适当值,从而使得探测器沿着一个与地球轨道及火星轨道分别在长轴两端相切的半个椭圆轨道正好射到火星上(图2),当探测器脱离地球并沿地球公转轨道稳定运行后,在某年3月1日零时测得探测器与火星之间的角距离为60°,如图3所示,问应在何年何月何日点燃探测器上的火箭发动机方能使探测器恰好落在火星表面?(时间计算仅需精确到日),已知地球半径为:

命题意图:考查考生摄取提炼信息获取新知的能力及空间想象能力。

解题方法与技巧 (题中信息:“从地面向火星发射火星探测器的两个步骤……”,表明:为使探测器落到火星上,必须选择适当时机点燃探测器上的发动机,使探测器沿椭圆轨道到达火星轨道的相切点,同时,火星也恰好运行到该点,为此必须首先确定点燃时刻两者的相对位置)。

故点燃发动机时刻应为当前3月1日后38天,即4月7日。

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