2024屆高考物理復(fù)習(xí)專題 ★★ 情境化試題命制與思考

2024屆高考物理復(fù)習(xí)專題★★情境化試題研制與思考一、情境化試題含義：

情境化試題是指以自然界與社會生產(chǎn)生活中客觀存在的現(xiàn)象或過程為背景材料，將已知和未知的物理量賦予真實情境，全方位關(guān)聯(lián)物理知識的一類試題；主要考查學(xué)生對物理概念、物理規(guī)律的理解與解決實際問題的能力。

情境化試題是介于“原始物理問題”與經(jīng)過簡化、抽象的“純物理問題”之間的理論聯(lián)系實際的試題。

情境化試題能夠較好地考查學(xué)生獲取和處理信息能力，分析和解決問題能力；通過情境化試題對學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)進行考查，己成為高考命題改革的新動向。

應(yīng)用物理知識解決具體問題應(yīng)結(jié)合具體的實際情境。

試題的情境要具有一定的問題性、真實性、探究性或開放性。

----《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2017)》1.情境設(shè)置具有真實性和實用性二、情境化試題特點

情境化試題通常取自于生產(chǎn)、生活實際情景，設(shè)置的問題也緊扣實際，這類試題引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中樹立“從生活走向物理，從物理走向社會”的實踐意識。

例1：（2021年全國甲卷）“旋轉(zhuǎn)紐扣”是一種傳統(tǒng)游戲。如圖，先將紐扣繞幾圈，使穿過紐扣的兩股細繩擰在一起，然后用力反復(fù)拉繩的兩端，紐扣正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)會交替出現(xiàn)。拉動多次后，紐扣繞其中心的轉(zhuǎn)速可達50r/s，此時紐扣上距離中心1cm處的點向心加速度大小約為（）A.10m/s2

B.100m/s2

C.1000m/s2

D.10000m/s2【答案】C

例2（2021年廣東卷）由于高度限制，車庫出入口采用圖所示的曲桿道閘，道閘由轉(zhuǎn)動桿OP與橫桿PQ鏈接而成，P、Q為橫桿的兩個端點．在道閘抬起過程中，桿PQ始終保持水平．桿OP繞O點從與水平方向成30°勻速轉(zhuǎn)動到60°的過程中，下列說法正確的是A.P點的線速度大小不變

B.P點的加速度方向不變C.Q點在豎直方向做勻速運動

D.Q點在水平方向做勻速運動

答案：B

例3：（2021年廣東卷）為方便抽取密封藥瓶里的藥液，護士一般先用注射器注入少量氣體到藥瓶里后再抽取藥液，如圖所示，某種藥瓶的容積為0.9mL，內(nèi)裝有0.5mL的藥液，瓶內(nèi)氣體壓強為1.0×105Pa．護士把注射器內(nèi)橫截面積為0.3cm2、長度為0.4cm、壓強為1.0×105Pa的氣體注入藥瓶，若瓶內(nèi)外溫度相同且保持不變，氣體視為理想氣體，求此時藥瓶內(nèi)氣體的壓強．答案：1.3×105Pa2.信息呈現(xiàn)具有多樣性和關(guān)聯(lián)性

情境化試題信息載體包括文字、圖片（表格）、示意圖、公式等形式，可以是單純的文字形式呈現(xiàn)信息，也可以是文字與其它形式組合呈現(xiàn)信息，要求學(xué)生在處理問題時應(yīng)注意不同信息載體間的聯(lián)系。

例4．(2021年全國乙卷)水平地面上有一質(zhì)量為m1的長木板，木板的左側(cè)有一質(zhì)量為m2的物塊，如圖（a）所示。用水平向右的拉力F作用在物塊上，F(xiàn)隨時間t的變化關(guān)系如圖（b）所示，其中F1、F2分別為t1、t2時刻F的大小。木板的加速度a1隨時間t的變化關(guān)系如圖（c）所示。已知木板與地面間的動摩擦因數(shù)為μ1,物塊與木板間的動摩擦因數(shù)為μ2，假設(shè)最大靜摩擦力均與相應(yīng)的滑動摩擦力相等，重力加速度大小為g。則（），答案：BCD

例5．（2013年全國卷I）如圖是伽利略1604年做斜面實驗時的一頁手稿照片，照片左上角的三列數(shù)據(jù)如下表。表中第二列是時間，第三列是物體沿斜面運動的距離，第一列是伽利略在分析實驗數(shù)據(jù)時添加的。根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，伽利略可以得出的結(jié)論是

A．物體具有慣性

B．斜面傾角一定時，加速度與質(zhì)量無關(guān)

C．物體運動的距離與時間的平方成正比

D．物體運動的加速度與重力加速度成正比答案：C3.試題條件具有相關(guān)性和隱蔽性

情境化試題所提供的信息主要是為了陳述物理事實、闡明物理過程，其中有些信息不僅對問題的解決沒有幫助，還可能對分析問題造成干擾；另由于試題涉及的情境往往顯得“陌生”，條件隱蔽，造成學(xué)生在解決問題時往往會出現(xiàn)“條件不足”的困惑、假象。

例6：（2009年重慶卷）探究某種筆的彈跳問題時，把筆分為輕質(zhì)彈簧、內(nèi)芯和外殼三部分，其中內(nèi)芯和外殼質(zhì)量分別為m和4m。筆的彈跳過程分為三個階段：①把筆豎直倒立于水平硬桌面，下壓外殼使其下端接觸桌面（圖a）；②由靜止釋放，外殼豎直上升至下端距桌面高度為h1時，與靜止的內(nèi)芯碰撞（圖b）；③碰后，內(nèi)芯與外殼以共同的速度一起上升到外殼下端距桌面最大高度為h2處（圖c）。設(shè)內(nèi)芯與外殼的撞擊力遠大于筆所受重力、不計摩擦與空氣阻力，重力加速度為g。求：（1）外殼與內(nèi)芯碰撞后瞬間的共同速度大??；（2）從外殼離開桌面到碰撞前瞬間，彈簧做的功；（3）從外殼下端離開桌面到上升至h2處，筆損失的機械能。

4.問題解決具有遷移性和拓展性

解答情境化試題，往往不能直接運用所學(xué)知識進行解答，需要根據(jù)問題情境進行遷移；因此，面對新的物理情境，要注意挖掘題目的隱含條件，善于聯(lián)系所學(xué)的知識和方法，強化思維的遷移與拓展。

例7：電容器固定在絕緣座上，絕緣座放在光滑水平面。電容器板間距離d，右板有一小孔，一絕緣桿穿過小孔，左端固定在左極板上，電容器兩極板連同底座、絕緣桿總質(zhì)量M=3m，有質(zhì)量m、帶電荷量+q的環(huán)套在桿上，以某初速度v0從桿右端對準(zhǔn)小孔向左運動。假設(shè)帶電環(huán)不影響電容器板間電場分布，兩極板間電場為勻強電場，電容器外部電場和接觸面摩擦均忽略不計。帶電環(huán)進入電容器后距左板最小距離為d/2

（1）帶電環(huán)距左板最小距離時的速度大??？

（2）電容器板間的場強大小？

（3）帶電環(huán)離開電場時速度？答案：

（1）V0/4（2）3mV02/4qd（3）V0/2

例8：（2021年廣東卷）某興趣小組測量一緩沖裝置中彈簧的勁度系數(shù)，緩沖裝置如圖8所示，固定在斜面上的透明有機玻璃管與水平面夾角為30°，彈簧固定在有機玻璃管底端，實驗過程如下：先沿管軸線方向固定一毫米刻度尺，再將單個質(zhì)量為200g的鋼球(直徑略小于玻璃管內(nèi)徑）逐個從管口滑進，每滑進一個鋼球，待彈簧靜止，記錄管內(nèi)鋼球的個數(shù)n和彈簧上端對應(yīng)的刻度尺示數(shù)Ln，數(shù)據(jù)如表1所示，實驗過程中彈簧始終處于彈性限度內(nèi)．采用逐差法計算彈簧壓縮量，進而計算其勁度系數(shù)．

（1）利用ΔLi＝Li＋3－Li，（i＝1，2，3）計算彈簧的壓縮量：ΔL1＝6.03cm，ΔL2＝6.08cm，ΔL3＝

cm，壓縮量的平均值

（2）上述是管中增加

個鋼球時產(chǎn)生的彈簧平均壓縮量；

（3）忽略摩擦，重力加速度g取9.80m/s2，該彈簧的勁度系數(shù)為

N/m(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)．逐差法拓展應(yīng)用答案：(1)6.046.05(2)3(3)48.6

三、情境化試題研制原則1、思想性

試題中背景材料的選取、任務(wù)的設(shè)置，有利于學(xué)生積極情感和正確價值觀的引導(dǎo)和培育；要體現(xiàn)國家意志、展現(xiàn)國家形象、凝聚國家力量，唱響主旋律、弘揚真善美、傳播正能量。注意試題中的背景從來都不是中立的；主題、圖片、支持工具、場所等都要求設(shè)計者精心選擇，通過情境滲透其中的育人功能。2、新穎性（1）背景材料的新穎性；（2）考查角度的新穎性。3、原創(chuàng)性拒絕抄襲，體現(xiàn)命題者自己的思考、靈感。5、相關(guān)性4、嚴(yán)謹(jǐn)性試題內(nèi)容要言簡意賅、通俗易懂、信息準(zhǔn)確、提示到位。

試題問題的設(shè)置要科學(xué)，做到指向具體、限制明確，與背景材料和物理學(xué)科知識有較高的關(guān)聯(lián)度;

（1）試題立意體現(xiàn)試題設(shè)計的考查目標(biāo)，是整個試題設(shè)計的指導(dǎo)思想，是背景材料選取和情境任務(wù)設(shè)置的共同主題;

（2）背景材料是構(gòu)建情境任務(wù)，以及學(xué)生綜合運用知識和技能完成情境任務(wù)的基礎(chǔ);

（3）情境任務(wù)是在背景材料潛在的多樣挑戰(zhàn)中，根據(jù)試題立意為學(xué)生設(shè)置的有待解決的問題，情境任務(wù)既體現(xiàn)試題立意，又能使背景材料的潛在挑戰(zhàn)明晰化。四、情境化試題研制流程選擇背景材料確定試題立意確定情境任務(wù)選擇背景材料1、日常生活2、教材內(nèi)容3、熱點問題4、有關(guān)文獻《天工開物》《來耜經(jīng)》《夢溪筆談》《墨經(jīng)》《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》等4、試題、習(xí)題

例9：圖為一輛熄火在公路上的大卡車，正被一輛小轎車從后面推回城里。在汽車推著卡車試圖加速到某速度前進的過程中……(后續(xù)問題略)1、情境內(nèi)容虛假五、情境化試題研制常見問題

例10：國家大科學(xué)過程——中國散裂中子源（CSNS）于2017年8月28日首次打靶成功，獲得中子束流，可以為諸多領(lǐng)域

研究和工業(yè)應(yīng)用提供先進的研究平臺，下列核反應(yīng)中放出的粒子為中子的是A.俘獲一個α粒子，產(chǎn)生

并放出一個粒子B.俘獲一個α粒子，產(chǎn)生

并放出一個粒子C.俘獲一個質(zhì)子，產(chǎn)生

并放出一個粒子D.俘獲一個質(zhì)子，產(chǎn)生

并放出一個粒子【答案】B2、情境材料與解題所需信息分離例11：下列說法正確的是（）

A．圖1為2022年北京冬奧會開幕式上“一只都不能少”的鴿子，研究鴿子運動軌跡時不能把鴿子看成質(zhì)點

B．圖2是中國運動員谷愛凌在北京冬奧會自由式滑雪女子大跳臺中做出了向左偏轉(zhuǎn)偏軸轉(zhuǎn)體1620，加安全抓板的動作，獲得金牌，研究谷愛凌在空中抓板動作時可以把她看成質(zhì)點

C．圖3是17歲的中國運動員蘇翊鳴奪得北京冬奧會單板滑雪男子大跳臺金牌，研究蘇翊鳴空中轉(zhuǎn)體動作時可以把他看成質(zhì)點

D．圖4是北京冬奧會短道速滑項目混合團體接力決賽中，中國隊奪得冠軍，研究運動員比賽中的路徑時，可以把運動員看成質(zhì)點圖1

圖2圖3圖43、情境呈現(xiàn)的圖表多余

例12：如圖1所示，用電動勢為E、內(nèi)阻為r的電源，向滑動變阻器R供電。改變變阻器R的阻值，路端電壓U與電流I均隨之變化。

（1）根據(jù)閉合電路歐姆定律，推導(dǎo)路端電壓U隨電流I的變化關(guān)系式；

（2）以U為縱坐標(biāo)，I為橫坐標(biāo)，在圖2中畫出變阻器阻值R變化過程中U-I圖像的示意圖，并說明U-I圖像與兩坐標(biāo)軸交點的物理意義；

（3）a.改變變阻器R的阻值，電源的輸出功率也將發(fā)生變化，請推導(dǎo)該電源對外電路能夠輸出的最大電功率及條件；

b.實驗過程，改變變阻器R的阻值，發(fā)現(xiàn)阻值為R1時和阻值為R2時，電源的輸出電功率相同，請通過計算說明阻值R1、R2與電源內(nèi)阻r之間的關(guān)系；（

）

c.如果將R1、R2串聯(lián)后接入該電源的輸出功率為P1，將R1、R2并聯(lián)后接入該電源的輸出功率為P2，請通過計算說明電功率P1與P2之間的關(guān)系。（P1＝P2）4、不符合深度改編標(biāo)準(zhǔn)

例13：電動車新國標(biāo)凝聚著我國電動自行車行業(yè)的整體智慧和力量，結(jié)合中國國情，同時涵蓋了車輛管理的要求，并吸取了國外先進的電動自行車標(biāo)準(zhǔn)，提出了更科學(xué)、更安全、更先進、更有操作性的標(biāo)準(zhǔn)條款。下列表格里是新國標(biāo)電動自行車的主要技術(shù)參數(shù)。

甲同學(xué)家里有臺m=55kg的電動自行車。為了驗證是否符合新國標(biāo)，甲同學(xué)設(shè)計如下實驗。在封閉路段把車開至最高速后經(jīng)過一標(biāo)志物開始緊急剎車，記錄剎車距離為3.6m。已知緊急剎車時受到的阻力是人與車總重的0.5倍，正常行駛過程中受到的阻力是人與車總重的0.05倍。甲同學(xué)M=65kg，重力加速度g取10m/s2。請通過計算說明這臺電動自行車的車速和電機功率是否符合新國標(biāo)。整車質(zhì)量≤55kg蓄電池工作電壓≤48V最高車速≤25km/h電機功率≤400W具備腳踏騎行功能5、情境文字表述累贅某同學(xué)為了檢測家里的電動自行車是否符合新國標(biāo)，設(shè)計了如下實驗。電動車新國標(biāo)于2019年4月15日正式實施,下列表格里是新國標(biāo)電動自行車的主要技術(shù)參數(shù)。查閱有關(guān)資料，測試路面

例14：水車，灌溉工具，是古代中國勞動人民，充分利用水力發(fā)展出來的一種運轉(zhuǎn)機械。水車作為中國農(nóng)耕文化的重要組成部分，它體現(xiàn)了中華民族的創(chuàng)造力，見證了中國農(nóng)業(yè)文明，為水利研究史提供了見證。如圖，水車半徑為R=1m，水車外表面剛好與水面相切，水渠離水面高度H=2.25m，假設(shè)水柱從水渠水平流下，單位面積為s=100cm2，垂直打在與豎直面成θ=370角的葉片上（葉片的面積略大于水柱面積），水流沖擊葉片后，在垂直葉片方向水的速度變?yōu)榱悖谄叫杏谌~片方向朝四周散去。忽略空氣阻力。已知水的密度ρ=1.0X103kg/m3，重力加速度大小為g=10m/s2。求：

（1）水柱剛從水渠流出的速度。

（2）水流對葉片的沖擊力。

水車是古代中國勞動人民發(fā)明的灌溉工具,如圖為其工作原理示意圖。

例15：如圖1所示為首鋼滑雪大跳臺，別名“雪飛天”，是北京2022年冬奧會自由式滑雪和單板滑雪比賽的場地。把運動員整個滑雪過程可以簡化為圖2所表示的物理過程。已知傾斜滑道AB長為L1=45m，傾角θ=53°，滑雪板和滑道之間的動摩擦因數(shù)為μ=0.2，運動員從傾斜滑道AB上滑出后，恰好可以壓著切線方向進入四分之一光滑的滑道BC，圓弧軌道BC的半徑R=3.25m，接著從C點離開滑道BC，在空中運動過程可以看成是斜拋運動，然后落到C點正下方的傾斜滑道DE上面P點（圖中未畫出），如果落到傾斜滑道DE上后立刻沿著DE繼續(xù)向下運動，其速度為落到斜面上速度的0.5倍，在滑道DE上減速滑行時的加速度a1=0.9m/s2，滑道DE長度為L2=100m。傾斜滑道DE和水平滑道EF中間平滑連接，在水平滑道上減速滑行時的加速度a2=4m/s2，運動員最終停在水平滑道EF上?；繢E的傾角為α，已知cosα=0.9，忽略其它阻力。

（1）運動員從A點由靜止開始下滑，則運動員到達C點時的速度大小為多少？

（2）如果某次比賽中運動員從A點由靜止開始下滑，到達C點后做斜拋運動，落到傾斜滑道DE上，總共用時3.5s。則運動員最后停在水平滑道EF上時距離E點的距離。6、模型建構(gòu)錯誤

例16：2022年世界第24屆冬季奧林匹克運動會在北京舉行，下圖是短道速滑女子1500米決賽運動員沖過彎道時的照片，所有運動員在很短Δt內(nèi)單腳著地并且手未觸及地面，她們都沿半徑大小為R圓形彎道以各自最大的速度勻速率滑行。這時刻中國運動員身體右側(cè)面與豎直方向的夾角為θ。由于冬奧會速滑冰鞋的冰刀管呈圓弧形刀根，現(xiàn)把人與冰面的接觸理想化成鉸鏈模型。已知圓弧形刀根與地面的動摩擦因素為μ，則關(guān)于運動員在Δt內(nèi)的運動下列說法正確的是（）

A.速率越大的運動員身體左側(cè)面與水平冰面的傾角越大

B.中國運動員的運動速度大小為

C.水平地面對人的摩擦力的沖量為零，水平地面對人的摩擦力做功也為零

D.運動員過彎道時，如果一個運動員從正后方以更大的速度碰撞前面的運動員，則被撞的運動員容易出現(xiàn)側(cè)滑運動失誤或事故，出現(xiàn)側(cè)滑運動員的速度大于或等于

。任何運動都有一定的安全風(fēng)險，運動員比賽時要賽出水平時更要注意運動安全。

7、出現(xiàn)科學(xué)性錯誤

選擇題的題干應(yīng)圍繞一個中心，和選項的關(guān)系一致，干擾項的有效性和迷惑性能反映考生的典型錯誤，各選項的結(jié)構(gòu)和語言長度應(yīng)大體一致，各題正確選項的分布要基本均勻。

短道速滑運動的蹬冰方向與支撐腿慣性滑行方向相垂直。運動員在彎道滑行時需要的向