高考物理与科技前沿相结合的试题新编

高考物理与科技前沿相结合的试题新编

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时间:2019-01-18

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1、高考物理与科技前沿相结合的试题新编新课程的课程理念要求,物理教学要“关心学科发展,关注科技前沿…”;新课程的课程目标要求培养学生的“情感态度、价值观”。作为对中学物理教学具有“指挥棒”功能的高考,近年已经开始命制一些物理与STS相结合的试题。XX年的考试大纲也明确地指出了与生活、科技生产等实际相结合的命题思想要有所体现。对于高考命题的这种改革,我们无论从物理教学改革还是从引导学生科学备考的角度都应该对此有所关注。尤其对于指导学生备考的一线教师更不能报着“让学生去碰”的思想被动地跟着资料走。应该具有超前意识。我们结合其他同行的现有成果以及收集而来的有关信息,进行了这方面的探讨。1冥王星

2、问题一科技前沿材料信息题、学科内综合试题的命制例1(作者编)XX年8月24日,在布拉格的国际天文学联合会大会上,天文学家们通过表决做出了一项决议,将冥王星从太阳系原九大行星中除名,降级为“矮行星”。关于冥王星还有其它信息:它现在正处于温度较的夏季,只有零下200摄氏度左右,号称“严寒地狱”,它的夏季时间相当于地球上的20年,除了夏季之外的其它季节,相当于地球上的228年,这颗星上的空气全被冻结,覆盖在其表面上,可认为是真空,但有一定的重力加速度。假设其绕太阳的运动也可以按圆周运动处理。依据这些信息判断下列问题中正确的是()A.冥王星上的公转半径一定比地球的公转半径大B.冥王星的公转线

3、速度一定比地球的公转线速度大C.在冥王星上,如果从相同高度处同时释放氢气球(轻质绝热材料制成,里面气体是气态的)和等大的石块都将竖直向下运动,且同时到达其表面D.冥王星上的冬季温度有可能达到-280摄氏度2•答案:AC解:依据题给信息,冥王星绕太阳运动的向心力由万有引力提供,FC=GMm/r2=mv2/r=mr(4n2/T2).由题中“夏季时间相当于地球上的20年”冥王星的公转周期比地球的公转周期长,公转半径比地球的公转半径长,A对;由v2=GM/r2知,所以冥王星的公转线速度一定比地球的公转线速度小,因此,B错;由于'‘这颗星上的空气全被冻结,覆盖在其表面上,可认为是真空,但有一定

4、的重力加速度”,所以没有空气浮力,在冥王星上从相同高度处同时释放的氢气球和等大的石块都将竖直向下运动,且同时到达其表面,C对;由热力学第二定律得D错。点评本题综合XX年国际天文学界的重要事件和社会热点从STS方面选取命题情景,考查了万有引力定律、牛顿运动定律、由热力学第二定律、运动学公式等物理学重要知识,考查了学生获取信息和处理信息的能力,用所学物理知识解决实际问题的能力,属十学科内的综合,体现了新课标关十“关注科技前沿,关注学科发展”的课程理念,体现了高考命题改革的发展趋势一发挥对基础教育课程改革的导向功能。2“智能一号”撞击月球(太阳能离子发动机问题)一曲经通幽,科技前沿试题的编

5、制例2(作者编)欧盟研制的“智能一号"(SMART—1)月球探测器,在围绕月球运行了近3年以后,于XX年9月3日完成了对月球的“轻柔一击”。测试太阳能离子发动机的性能,其实是“智能1号”探月之旅最主要的任务。太阳能离子发动机(即通常所说的“电火箭”推进技术)为探测器的轨道纠偏或调整姿态等提供动力。工作原理是:将太阳能转化为电能,再通过电能电离惰性气体原子f如氛少,将产生的氛离子经过加速电场加速后,从尾喷管高速喷出,提供反冲力。它利用燃料的效率比普通化学燃料发动机高to倍,主要利用太阳能,因此在宇宙无重力状况下能够连续运转几年,而普通火箭发动机运转时,数以吨计的燃料几分钟即可用完。因此

6、,欧空局把“电火箭”推进技术列为十大尖端技术之一。假如探测器连同离子发动机和氛气的总质量为M,每个氛离子的质量为m,电量为q,加速电压为v,离子加速后形成的电流强度为I,假如开始飞行器的速度为零。求:(1)则发动机单位时间内应喷出多少个氛离子?(2)在离子发动机工作的初始阶段由离子发动机给探测器产生的加速度的大小为多少?解析:(1)设单位时间内应喷出n个离子,根据电流强度的定义可以知道,n=I/q(2)设离子被喷岀尾管时的速度为v,则t时间内喷出离子个数为nto由动量定理得:在发射离子的过程中,与发射出的离子组成的系统动量守恒,设喷射出的离子的总质量为,发射离子后,离子的速度为,则有

7、:在离子发动机工作的初始阶段探测器的速度可以忽略不计在离子加速阶段,由动能定理得:根据牛顿第二定律F=Ma得:点评:本题以物理知识在科技前沿问题中的应用为线索,紧密结合科技时事,考查了带电粒子在电场中的加速、动量定理、动量守恒、动能定理、功率等知识,考查学生收集有效信息,建立物理模型的能力。一般人们都是将碰撞问题作为本科技事件的结合点,而且难以命题,本题转向离子发动机问题,使得命题思路迅速柳暗花明!3我国的“人造太阳”实验一推陈出新,“从物理走向社会”试题

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