耿玉盛

(江蘇省揚州市邗江區(qū)教研室,江蘇 揚州 225012)

江蘇高考卷選修3-3試題特色與復習建議

耿玉盛

(江蘇省揚州市邗江區(qū)教研室,江蘇 揚州 225012)

本文分析了近幾年江蘇高考卷選修3-3試題特色,給出了高三選修模塊復習建議.選修3-3概念、規(guī)律較多,但能力要求相對較低,在復習時要加強對基本概念和基本規(guī)律的理解,復習中要緊扣課本,構建知識網(wǎng)絡,精選例題分析,注重聯(lián)系生活、生產(chǎn)實際.

高考物理；選修3-3；試題特色;復習建議

江蘇省高考物理試卷中選修模塊3-3占10分,對學生(特別是學習基礎和能力相對較弱的學生)在高考中能否達B起著重要的作用.選修3-3模塊中概念、規(guī)律較多,但能力要求相對較低,因此在復習時要加強對基本概念、規(guī)律的理解和記憶.本文分析了近幾年江蘇高考卷選修3-3模塊試題特色,給出了高三復習選修3-3模塊的建議.

表1 2008—2016年高考題選修3-3模塊考題知識點統(tǒng)計分析

從統(tǒng)計表中我們發(fā)現(xiàn)九年的高考試題突出重點，兼顧非主干知識.分子動理論中阿伏伽德羅常數(shù)的應用(2008—2010、2013、2014年)都作為計算題出現(xiàn)在最后一小題，其他考查的重點內容為：氣體狀態(tài)變化圖像、實驗定律的應用(2008、2010、2012—2016年)，內能的改變、熱力學第一定律(2008—2014、2016年).在命題中突出重點的同時,對其他非主干知識也都有兼顧:分子力、分子熱運動、分子平均動能、熵(2009年),油膜法估測分子的大小(2011年),液體表面張力、分子運動速率的分布規(guī)律(2012年),氣體壓強的微觀機制、分子熱運動速率分布規(guī)律(2013年),理想氣體(2014年),固體的性質、壓強的微觀機制和理想氣體的內能(2015年),內容飽和汽、飽和汽壓(2016年新增).

結構穩(wěn)中有變，2008年—2012年間三小題均為獨立題干,2013、2014年為同一題干下衍生出的三個小問題,2015、2016年第一小題為獨立題干，第二和第三小題為相同題干.

2 江蘇高考卷選修3-3模塊試題特色分析

在選修3-3模塊中概念、規(guī)律較多,但能力要求相對較低.例如:氣體實驗定律、熱力學定律和能量守恒定律,以溫度、內能和壓強為主體的熱學概念,從微觀的角度用分子動理論的觀點來認識熱現(xiàn)象和氣體壓強的產(chǎn)生等均為命題的熱點.

2.1 部分試題取材于課本插圖和習題

示例1(2012年)：(1) 下列現(xiàn)象中,能說明液體存在表面張力的有( ).

A. 水黽(一種昆蟲)可以停在水面上

B. 葉面上的露珠呈球形

C. 滴入水中的紅墨水很快散開

D. 懸浮在水中的花粉做無規(guī)則運動

(2) 密閉在鋼瓶中的理想氣體,溫度升高時壓強增大.從分子動理論的角度分析,這是由于分子熱運動的__________ 增大了.該氣體在溫度T1、T2時的分子速率分布圖像如圖1所示,則T1__________ (選填“大于”或“小于”)T2.

圖1

示例2(2016年)：如圖2所示,在斯特林循環(huán)的p-V圖像中,一定質量理想氣體從狀態(tài)A依次經(jīng)過狀態(tài)B、C和D后再回到狀態(tài)A,整個過程由兩個等溫和兩個等容過程組成.B→C的過程中,單位體積中的氣體分子數(shù)目__________ (選填“增大”、“減小”或“不變”),狀態(tài)A和狀態(tài)D的氣體分子熱運動速率的統(tǒng)計分布圖像如圖3所示,則狀態(tài)A對應的是__________ (選填“①”或“②”).

示例1中第(1)小問考查液體的表面張力,A、B兩個選項取材于人教版選修P44頁圖9.2-1露珠呈球形、圖9.2-2水黽可以停在水面兩幅插圖,C、D兩個選項取材于人教版P6頁實驗.示例2考查學生對壓強微觀機制的理解以及對分子速率分布規(guī)律的理解,圖1、圖3均取材于人教版選修P33頁圖8.4-2氧氣分子的速率分布圖像.

示例3(2011年)：(1) 如圖4所示,一演示用的“永動機”轉輪由5根輕桿和轉軸構成,輕桿的末端裝有形狀記憶合金制成的葉片,輕推轉輪后,進入熱水的葉片因伸展面“劃水”,推動轉輪轉動.離開熱水后,葉片形狀迅速恢復,轉輪因此能較長時間轉動.下列說法正確的是( ).

A. 轉輪依靠自身慣性轉動,不需要消耗外界能量

B. 轉輪轉動所需能量來自形狀記憶合金自身

C. 轉動的葉片不斷攪動熱水,水溫升高

D. 葉片在熱水中吸收的熱量一定大于在空氣中釋放的熱量

(2) 如圖5所示,內壁光滑的氣缸水平放置.一定質量的理想氣體被密封在氣缸內,外界大氣壓強為p0.現(xiàn)對氣缸緩慢加熱,氣體吸收熱量Q后,體積由V1增大為V2.則在此過程中,氣體分子平均動能__________ (選增“增大”、“不變”或“減小”),氣體內能變化了__________ .

本示例第(1)小問取材于人教版P68頁“說一說”中的永動機問題,考查學生對能量轉化和守恒定律的理解.第(2)小問為人教版P69頁“問題與練習”第2題模型,考查學生對分子平均動能、氣體的內能理解以及熱力學第一定律的應用.

2.2 注重聯(lián)系生產(chǎn)、生活實際

高考命題的指導思想為:“重視對考生科學素養(yǎng)的考查,注重理論聯(lián)系實際,關注物理科學與技術、社會的聯(lián)系,關注物理知識在現(xiàn)代生產(chǎn)、生活等方面的廣泛應用”.江蘇高考中特別注重上述指導思想在試題中的體現(xiàn).

示例4(2014年)：一種海浪發(fā)電機的氣室如圖6所示.工作時,活塞隨海浪上升或下降,改變氣室中空氣的壓強,從而驅動進氣閥門和出氣閥門打開或關閉.氣室先后經(jīng)歷吸入、壓縮和排出空氣的過程,推動出氣口處的裝置發(fā)電.氣室中的空氣可視為理想氣體.

圖6

(1) 下列對理想氣體的理解,正確的有_____.

A. 理想氣體實際上并不存在,只是一種理想模型

B. 只要氣體壓強不是很高就可視為理想氣體

C. 一定質量的某種理想氣體的內能與溫度、體積都有關

D. 在任何溫度、任何壓強下,理想氣體都遵循氣體實驗定律

(2) 壓縮過程中,兩個閥門均關閉.若此過程中,氣室中的氣體與外界無熱量交換,內能增加了3.4×104J,則該氣體的分子平均動能__________ (選填“增大”、“減小”或“不變”),活塞對該氣體所做的功__________ (選填“大于”、“小于”或“等于”)3.4×104J.

(3) 上述過程中,氣體剛被壓縮時的溫度為27℃,體積為0.224m3,壓強為1個標準大氣壓.已知1mol氣體在1個標準大氣壓、0℃時的體積為22.4L,阿伏伽德羅常數(shù)NA=6.02×1023mol-1.計算此時氣室中氣體的分子數(shù).

示例5(2015年)：(2) 在裝有食品的包裝袋中充入氮氣,可以起到保質作用.某廠家為檢測包裝袋的密封性,在包裝袋中充滿一定量的氮氣,然后密封進行加壓測試.測試時,對包裝袋緩慢地施加壓力.將袋內的氮氣視為理想氣體,則加壓測試過程中,包裝袋內壁單位面積上所受氣體分子撞擊的作用力__________ (選填“增大”、“減小”或“不變”),包裝袋內氮氣的內能__________ (選填“增大”、“減小”或“不變”).

(3) 給某包裝袋充入氮氣后密封,在室溫下,袋中氣體壓強為1個標準大氣壓、體積為1L.將其緩慢壓縮到壓強為2個標準大氣壓時,氣體的體積變?yōu)?.45L.請通過計算判斷該包裝袋是否漏氣.

示例6(2016年)：(1) 在高原地區(qū)燒水需要使用高壓鍋,水燒開后,鍋內水面上方充滿飽和汽,停止加熱,高壓鍋在密封狀態(tài)下緩慢冷卻,在冷卻過程中,鍋內水蒸汽的變化情況為_______.

A. 壓強變小

B. 壓強不變

C. 一直是飽和汽

D. 變?yōu)槲达柡推?/p>

示例4以現(xiàn)代生產(chǎn)中海浪發(fā)電機為背景設置了三個小問題,考查了學生對理想氣體、分子平均動能概念的理解、熱力學第一定律、氣體實驗定律的應用以及阿伏伽德羅常數(shù)的應用等；示例5以食品包裝袋中沖入氮氣為背景，考查學生對氣體壓強的微觀機制的理解以及影響氣體內能的變化的因素的理解；示例6以高原地區(qū)使用高壓鍋為背景考查飽和汽和飽和氣壓.

3 高三選修3-3模塊的復習建議

選修3-3模塊13個考點均為Ⅰ級要求,近幾年江蘇高考卷選修3-3模塊試題重點考查學生對基本概念、基本規(guī)律的理解和簡單應用.但高考成績的統(tǒng)計表明選修3-3得分率在0.6左右,有些年份甚至更低,與命題者的最初預估有一定的差距.究其原因，筆者認為有這樣幾個方面:一是學生對基本概念、規(guī)律未能真正理解,對易混概念未能辨析清楚,沒有建立知識的網(wǎng)絡,導致考試時概念混淆；二是未能有效建立物理模型,導致規(guī)律亂用；三是未能理論聯(lián)系實際,導致遇到實際問題時無從下手等.針對學生中存在的問題提出以下建議.

3.1 緊扣課本,夯實基礎

以課程標準和考試說明為依據(jù),以教材為線索,以考試說明中的知識點作為重點,注重基本概念、規(guī)律的復習,理解概念、規(guī)律的含義,掌握其產(chǎn)生背景、適用條件、與相關知識的聯(lián)系,弄清它們的本質,會運用他們分析、解決實際問題.

選修3-3模塊為熱學部分，基本概念和現(xiàn)象比較多,高考的要求比較低，均為Ⅰ級要求,也正因為如此,往往在復習中花的功夫不是很多.雖然難度不大,但絕不能掉以輕心.在復習中要特別注意課本的重要性.在復習中針對各知識點提出一些問題,讓學生帶著問題看課本,避免盲目性.以問題的形式復習知識點,促進學生回歸課本,探尋本源.對這部分的內容一定要做到熟讀、精讀課本.看懂、看透,絕不留死角,包括課后的閱讀材料、小實驗、小資料等.例如2011年高考12A的第(2)問,是以人教版選修3-3第十章第三節(jié)“熱力學第一定律”課后“問題與練習”的第2題為背景改編而成.

3.2 構建知識網(wǎng)絡,突出重點

對選修3-3模塊劃分出三個專題,每個專題構建成一個完整的網(wǎng)絡架構,以一些關鍵的知識為出發(fā)點,以點帶面,全面了解和掌握所有知識.在第一輪復習中理清知識點之間的橫向和縱向的聯(lián)系,構建完整的知識網(wǎng)絡框架.在這個框架的幫助下,解決問題都可以快速找到相關的知識或方法,這將有助于學生更好地理解有關的問題,有助于學生提升理解能力、分析能力和應用知識解決問題的能力.例如分子動理論部分可以構建如圖7所示的知識框架.

圖7

3.3 以問題為引領,提高課堂的實效性

高三復習中以問題為引領,以學生自主學習為核心,是提高學生課堂學習效率的關鍵.在高三復習中問題的提出要注意兩點:一要立足學生的實際；二是設計的問題兼顧不同層次學生的需要.如何設置有效的問題,教師要深入研究考綱、教材和學生,精心設計課堂教學,增強教學的針對性.由于選修模塊相對知識點較為零散,教師在設置問題時要注意知識點之間的內在聯(lián)系,可以用題組的形式展現(xiàn)給學生,幫助學生記住零散知識點，能正確理解和應用重點知識.例如在復習《氣體性質》內容時,我們可以選擇下列問題讓學生自主訓練后進行交流討論.

問題1(2010年第1小問)為了將空氣裝入氣瓶內,現(xiàn)將一定質量的空氣等溫壓縮,空氣可視為理想氣體.圖8四幅圖像能正確表示該過程中空氣的壓強p和體積V關系的是__________ .

圖8

圖9

問題2(2013年)如圖9所示,一定質量的理想氣體從狀態(tài)A依次經(jīng)過狀態(tài)B、C和D后再回到狀態(tài)A.其中,A、B和C、D為等溫過程,B、C和D、A為絕熱過程(氣體與外界無熱量交換).這就是著名的“卡諾循環(huán)”.

(1) 在該循環(huán)過程中,下列說法正確的是( ).

A.A、B過程中,外界對氣體做功

B.B、C過程中,氣體分子的平均動能增大

C.C、D過程中,單位時間內碰撞單位面積器壁的分子數(shù)增多

D.D、A過程中,氣體分子的速率分布曲線不發(fā)生變化

(2) 該循環(huán)過程中,內能減小的過程是__________(選填“A、B”、“B、C”、“C、D”或“D、A”).若氣體在A、B過程中吸收63kJ的熱量,在C、D過程中放出38kJ的熱量,則氣體完成一次循環(huán)對外做的功為__________kJ.

圖10

問題3(2013年江蘇南京、鹽城一模)如圖10所示,一彈簧豎直懸掛氣缸的活塞,使氣缸懸空靜止,活塞與氣缸間無摩擦,缸壁導熱性能良好.已知氣缸重為G,活塞截面積為S,外界大氣壓強為p0,環(huán)境溫度為T,活塞與筒底間的距離為d,當溫度升高ΔT時,求:

(1) 活塞與筒底間的距離變化量；

(2) 此過程中氣體對外做的功.

這一組問題能夠有效地訓練學生對“氣體性質”知識點的理解和應用,通過學生自主訓練、小組討論、展示交流等環(huán)節(jié),學生很自然地強化了本版塊內容的學習,課堂復習的有效性得到提升.

3.4 注重理論聯(lián)系實際,提高解決問題的能力

從高考試題來看,高考越來越注重考查學生對知識的靈活應用及解決實際問題的能力,我們在教學中要緊跟這種變化,在教學內容的選取上也要注重理論聯(lián)系實際,選擇生活、生產(chǎn)實際中的問題與所學知識點之間的聯(lián)系,如壓力鍋、噴霧器、太陽能集熱器等.通過分析建立恰當?shù)奈锢砟Ｐ?分析這些模型所涉及的物理過程,明確這些過程所滿足的物理規(guī)律,從而找到解決這些問題的途徑.通過這樣的方法就能不斷提升學生解決實際問題的能力.

總之,選修3-3模塊的復習要回歸課本,夯實基礎,強化基本知識和技能的訓練.課堂教學的設計要調動學生的復習熱情，滿足不同層次學生的復習需要,幫助學生動腦思考、動手訓練、動口交流來理解概念、規(guī)律.