文档介绍：2008年高考物理命题的新背景透视和新切入点预测
近年高考物理试卷上出现了许多结合社会实际和科技前沿的好题,如:神舟飞船、航天科技、磁悬浮列车,磁流体发电、高能加速器、超导、夸克等,这些试题以社会热点和最新科技(特别是近年来国际国内科技新进展的相关材料)立意命题, 力求比较真实和全面的模拟现实, 试题注重基础, 突出能力。复习中要关注这些社会热点,关注科技前沿的发展及其应用,并注意这些命题背景与《考试大纲》的知识结构、能力要求的联系。以下材料可作为今后高考物理命题的重要背景。
1. 嫦娥一号卫星
例1 新华社北京10月24日电, 24日18时29分,星箭成功分离之后,嫦娥一号卫星进入半径为205公里的圆轨道上绕地球做圆周运动, 卫星在这个轨道上“奔跑”一圈半后,于25日下午进行第一次变轨, 变轨后,卫星轨道半径将抬高到离地球约600公里的地方. 已知地球半径为R ,表面重力加速度为g ,质量为m的嫦娥一号卫星在地球上空的万有引力势能为,(以无穷远处引力势能为零),r表示物体到地心的距离.
(1)质量为m的嫦娥一号卫星以速率v在某一圆轨道上绕地球做圆周运动, 求此时卫星距地球地面高度h1 ;
(2)要使嫦娥一号卫星上升, 从离地高度h1再增加h的轨道上做匀速圆周运动,卫星发动机至少要做多少功?
解析:(1)设地球质量为M ,万有引力恒量为G ,卫星距地面高度为h1 时速度为v ,
对卫星有, 对地面上物体有,
解以上两式得.
(2)卫星在距地面高度h1的轨道做匀速圆周运动有, 得,
∴此时卫星的动能, 万有引力势能,
卫星在距地面高度h1时的总机械能.
同理, 卫星在距地面高度(h1+h)时的总机械能.
由功能关系, 卫星发动机至少要做功 W = E2 –E1 = .
2. 关注北京奥运和体育竞技
奥运比赛与物理知识密切相关, 以此为背景进行命题,可考查同学们运用所学知识解决奥运比赛相关问题的能力. 各项奥运比赛涉及的知识点主要有:水上运动中的跳水可分为竖直上抛运动、自由落体运动两个过程, 涉及速度、位移、时间、动量、能量等物理量, 帆船、赛艇、滑水板比赛等项目涉及到受力平衡、动力学原理、功能关系等物理规律. 举重比赛中涉及重力势能增加和做功、功率等计算, 射箭比赛中涉及弹性势能和拉力做功、平抛运动等物理规律的应用. 球类比赛中涉及平抛运动、斜抛运动、运动分解等物理规律, 还涉及抛球最佳速度和最佳角度、反应时间、动量、冲量、能量等计算. 径赛项目涉及直线运动、曲线运动中速度、位移与时间的关系,以及加速度、瞬时速度和平均速度等知识。田赛项目中的跳高、跳远涉及起跳初速度和起跳最佳角度选择, 以及动量、冲量、能量和做功等计算,体操比赛中涉及起跳速度和旋转角速度,以这些奥赛项目为背景,配以图象、图示等提供新情景, 综合物理学科内各章节知识组成学科内综合题, 可有效考查学生综合分析问题的能力.
例2 中国女排在雅典奥运会上战胜俄罗斯队获得金牌,已知排球场总长18m,,如图所示,设俄罗斯队飞来一球,刚好在3m线正上方被女排队员杨昊强攻击回。(假设排球被击回的速度方向是水平的,球在飞行过程中所受空气阻力不计,g =10m / s2 )。
(1)若杨昊击球的高度h = ,球击回的水平速度与球网垂直,球既不能触网又不出底线,则球被击回的水平速度在什么范围内?
(2)若俄罗斯运动员仍从3m线处起跳,起跳高度h满足一定条件时,会出现无论球的水平速度多大都会触网或越界,试求h满足的条件。
答案:(1)<v<17m/s (2)h<,无论击球速度为多大,球总是触网或出界.
3. 中国“环流器二号”
我国聚变界“巨无霸”的核聚变装置——中国“环流器二号”装置在成都正式建成, 这是我国第一个具有先进偏滤器位形的大型托卡马克装置,将大大加快我国受控核聚变能源开发事业进程. 近年高考注重理论联系实际, 特别注重联系高新科技, 中国“环流器二号”将是高考命题的热点, 以此为背景命题可涉及物理学众多知识点,轻核聚变、重核裂变, 核聚变反应方程、核能计算、微观粒子探究等; 带电粒子之间的电势能、磁场对带电粒子运动的约束、通电线圈产生的磁场等,等; 带电粒子在磁场中的受力分析、运动分析、动量和能量分析, 涉及牛顿定律、圆周运动、洛仑兹力、动量守恒与能量守恒定律等综合应用. 以“环流器二号”为背景命题的主要考点如下:
例3 在中国“环流器二号”装置内, 实现两个氘核聚变反应,必须使它们之间距离接近到r0 ,,氘原子将变为等离子体,等离子的分子平均动能为,式中的k1叫玻耳兹曼常量,T为热力学温度,两个氘核之间的电势能,k为静