高考江苏省物理卷与全国理综卷物理部分的比较研究

高考江苏省物理卷与全国理综卷物理部分的比较研究
听说江苏省高考将要使用全国卷，江苏高中学生和家长好大喜奔，我看还是不明觉易了吧，全国卷与江苏卷相比，真是如网上说的那么容易的不得了吗？我看未必？ 一、 试卷长度和结构的比较
全国1卷理综物理部分与江苏物理卷试卷长度比较表（正文都是5号字）
%44446
4251
4446=-。

但要注意：全国卷是理综卷，理化生3科合卷，满分300分，考生阅
读量大，题目多，脑力疲劳，而江苏省单科考试，阅读量相对少了，脑力不是很辛苦。

从上表可以看出，考生要做的题量：江苏省物理卷（16题）比全国理综卷物理部分（15题）多3题。

其中多选题多1题，计算题多1题，选做题多1题。

总分多10分。

从上表还可以看出：选做题全国卷是2选1，就是从课程标准教科书的3-3热学和3-4振动与波及光学中选择1本。

江苏卷是3选2，就是从课程标准教科书的3-3热学和3-4振动与波及光学和3-5动量和原子和原子核中选择2本。

那么，3-5动量和原子和原子核的内容在全国卷中怎么处理的呢？他们是把其内容移到必做部分了。

其中原子和原子核部分还好，虽然在必做部分，但一看就知道是这部分内容的，而动量部分就不同了，他们是把它与力学其
他部分内容融合在一起了，这就加强了此类题的难度。

二、 试题内容及难度比较
1.力学计算题：全国1卷第24题与江苏卷14题的比较： 全国1卷第24题．（12分）
一质量为m 的烟花弹获得动能E 后，从地面竖直升空，当烟花弹上升的速度为零时，弹中
火药爆炸将烟花弹炸为质量相等的两部分，两部分获得的动能之和也为E ，且均沿竖直方向运动。

爆炸时间极短，重力加速度大小为g ，不计空气阻力和火药的质量，求 （1）烟花弹从地面开始上升到弹中火药爆炸所经过的时间； （2）爆炸后烟花弹向上运动的部分距地面的最大高度 【答案】24．（1）设烟花弹上升的初速度为v 0，由题给条件有2012
E mv =
① 设烟花弹从地面开始上升到火药爆炸所用的时间为t ，由运动学公式有00v gt -=-②
联立①②式得t =
③
（2）设爆炸时烟花弹距地面的高度为h 1，由机械能守恒定律有E =mgh 1④
火药爆炸后，烟花弹上、下两部分均沿竖直方向运动，设炸后瞬间其速度分别为v 1和v 2。

由题给条件和动量守恒定律有
22
121144
mv mv E +=⑤ 1211
022
mv mv +=⑥ 由⑥式知，烟花弹两部分的速度方向相反，向上运动部分做竖直上抛运动。

设爆炸后烟花弹上部分继续上升的高度为h 2，由机械能守恒定律有
21211
42
mv mgh =⑦ 联立④⑤⑥⑦式得，烟花弹上部分距地面的最大高度为122E
h h h mg
=+=⑧ 江苏卷第14题．（16分）
如图所示，钉子A 、B 相距5l ，处于同一高度．细线的一端系有质量为M 的小物块，另一
端绕过A 固定于B ．质量为m 的小球固定在细线上C 点，B 、C 间的线长为3l ．用手竖直向下拉住小球，使小球和物块都静止，此时BC 与水平方向的夹角为53°．松手后，小球运动到与A 、B 相同高度时的速度恰好为零，然后向下运动．忽略一切摩擦，重力
加速度为g ，取sin53°=0.8，cos53°=0.6．求：
（1）小球受到手的拉力大小F ； （2）物块和小球的质量之比M :m ；
（3）小球向下运动到最低点时，物块M 所受的拉力大小T ． 【答案】14．（1）设小球受AC 、BC 的拉力分别为F 1、F 2
F 1sin53°=F 2cos53° F +mg =F 1cos53°+ F 2sin53°且F 1=Mg 解得5
3
F Mg mg =
- （2）小球运动到与A 、B 相同高度过程中 小球上升高度h 1=3l sin53°，物块下降高度h 2=2l 机械能守恒定律mgh 1=Mgh 2 解得
65
M m = （3）根据机械能守恒定律，小球回到起始点．设此时AC 方向的加速度大小为a ，重物受到的拉力为T
牛顿运动定律Mg –T =Ma 小球受AC 的拉力T ′=T 牛顿运动定律T ′–mg cos53°=ma 解得85mMg T m M =
+（）（488
5511
T mg T Mg =
=或） 比较：
知识点：
全国1卷24题：动能定义，运动学公式，动量守恒定律，动能守恒，机械能守恒 江苏卷14题：力的合成和分解，机械能守恒定律，牛顿定律。

物理过程：
全国1卷24题：竖直上抛，爆炸，竖直上抛。

江苏卷14题：静止C 点，松手后上升和下降。

这两题难度相当，全国1卷稍比江苏卷费事一点。

2.磁场计算题：全国1卷第25题与江苏卷15题的比较： 全国1卷第25题.（20分）
如图，在y >0的区域存在方向沿y 轴负方向的匀强电场，场强大小为E ，在y <0的区域存在
方向垂直于xOy 平面向外的匀强磁场。

一个氕核11H 和一个氘核2
1H 先后从y 轴上y =h 点以相同的动能射出，速度方向沿x 轴正方向。

已知11
H 进入磁场时，速度方向与x 轴正方向的夹角为60°，并从坐标原点O 处第一次射出磁场。

11
H 的质量为m ，电荷量为
q 不计重力。

求
（1）11
H 第一次进入磁场的位置到原点O 的距离
（2）磁场的磁感应强度大小
（3）12
H 第一次离开磁场的位置到原点O 的距离
【答案】25．（1）11H 在电场中做类平抛运动，在磁场中做圆周运动，运动轨迹如图所示。

设11H 在电场中的加速度大小为a 1，初速度大小为v 1，它在电场中的运动时间为t 1，第一次进入磁场的位置到原点O 的距离为s 1。

由运动学公式有
111s v t =① 2
1112
h a t =
② 由题给条件，11H 进入磁场时速度的方向与x 轴正方向夹角160θ=︒。

1
1H 进入磁场时
速度y 分量的大小为1111tan a t v θ=③
联立以上各式得1s =
④
（2）11H 在电场中运动时，由牛顿第二定律有1qE ma =⑤ 设11H 进入磁场时速度的大小为1v '
，由速度合成法则有1
v '= 设磁感应强度大小为B ，11H 在磁场中运动的圆轨道半径为R 1，由洛伦兹力公式和牛顿
第二定律有21
11
mv qv B R ''=⑦
由几何关系得1112sin s R θ=⑧
联立以上各式得B =
（3）设21H 在电场中沿x 轴正方向射出的速度大小为v 2，在电场中的加速度大小为a 2，由题给条件得2
2211
122
2
m v mv =（）⑩ 由牛顿第二定律有22qE ma =⑪
设21H 第一次射入磁场时的速度大小为2v '，速度的方向与x 轴正方向夹角为2θ，
入射点到原点的距离为s 2，在电场中运动的时间为t 2。

由运动学公式有222s v t =⑫ 22212
h a t =
⑬
2v '=⑭ 22
22
sin a t v θ=
'⑮
联立以上各式得2121212
s s v θθ''===
，，⑯ 设21H 在磁场中做圆周运动的半径为R 2，由⑦⑯式及粒子在匀强磁场中做圆周运
动的半径公式得2
2
12m v R qB
'==（）⑰ 所以出射点在原点左侧。

设21H 进入磁场的入射点到第一次离开磁场的出射点的距
离为2
s '，由几何关系有2222sin s R θ'=⑱ 联立④⑧⑯⑰⑱式得，21H 第一次离开磁场时得位置到原点O 的距离为
2
2s s h '-=）⑲ 江苏卷第15题．（16分）
如图所示，真空中四个相同的矩形匀强磁场区域，高为4d ，宽为d ，中间两个磁场区域间
隔为2d ，中轴线与磁场区域两侧相交于O 、O ′点，各区域磁感应强度大小相等．某粒子质量为m 、电荷量为+q ，从O 沿轴线射入磁场．当入射速度为v 0时，粒子从O 上方
2
d
处射出磁场．取sin53°=0.8，cos53°=0.6．
（1）求磁感应强度大小B ；
（2）入射速度为5v 0时，求粒子从O 运动到O ′的时间t ；
（3）入射速度仍为5v 0，通过沿轴线OO ′平移中间两个磁场（磁场不重叠），可使粒
子从O 运动到O ′的时间增加Δt ，求Δt 的最大值．
【答案】15．（1）粒子圆周运动的半径00mv r qB =
由题意知04
d
r =，解得
04mv B qd =
（2）设粒子在矩形磁场中的偏转角为α，如图所示
由d =r sin α，得sin α=
4
5
，即α=53° 在一个矩形磁场中的运动时间12π360m
t qB
α=
︒，解得10
53π720d
t v =
直线运动的时间22d
t v =
，解得20
25d t v = 则12
053π+724180d t t t v =+=（） （3）将中间两磁场分别向中央移动距离x ，如图所示
粒子向上的偏移量y =2r （1–cos α）+x tan α
由y ≤2d ，解得34
x d ≤ 则当x m =
3
4
d 时，Δt 有最大值 粒子直线运动路程的最大值m
m m 2223x s d x d cos α
=
+-=（） 增加路程的最大值m m –2s s d d ∆== 增加时间的最大值m m 0
5s d
t v v ∆∆=
=。

有的可能以为当中间两磁场分别向中央移动到靠近时，可使粒子从O 运动到O ′的时间增加Δt 最大，错误了，因为此情况粒子飞出左磁场后打到第2个磁场的上边缘了，要飞出磁场了，不能到达O ’。

如下图所示：d d r y 2tan )cos 1(=+-=αα。

都是考查带电粒子在磁场中的运动。

全国1卷：带电粒子在匀强电场中的类平抛运动，带电粒子在匀强磁场中的圆周运动，其中嵌入了3-5中原子核的知识：一个氕核11H 和一个氘核21H 的带电量相同C q 19
10
6.1-⨯=而
质量不同：后者是前者的2倍，从而引起进入磁场后速度不等、圆周运动半径的不同。

江苏卷，带电粒子在磁场中的圆周运动和在无磁场区的匀速直线运动相交替。

难点在于第3问，磁场移动后，到底移动到哪儿才能使时间最长。

有的考生可能以为当中间两磁场分别向中央移动到挨着时，可使粒子从O 运动到O ′的时间增加Δt 最大，这就错误了，但他们可能受到题目中这句话的误导：通过沿轴线OO ′平移中间两个磁场（磁场不重叠），但不说“磁场不重叠”，题目又不严密。

说了“磁场不重叠”，同学会以为“当中间两磁场分别向中央移动到挨着”。

江苏省高考物理题难，就难在这第15题的第3问上，不仅学生感到难，老师也感到难。

但是全国卷甚至大家认为最容易的北京卷的压轴题，也是不容易的，不信你独立地做做看，不要人云亦云。

3.选做题的比较：我们拿光学题比较一下 全国2卷第3
4.（2）题（10分）
如图，
是一直角三棱镜的横截面，，，一细光束从BC 边的D
点折射后，射到AC 边的E 点，发生全反射后经AB 边的F 点射出。

EG 垂直于A C 交BC 于G ，D 恰好是CG 的中点。

不计多次反射。

（i ）求出射光相对于D 点的入射光的偏角；
（ii ）为实现上述光路，棱镜折射率的取值应在什么范围？
【答案】(i)光线在BC 面上折射，由折射定律有
11sin sin i n r =①
式中，n 为棱镜的折射率，i 1和r 1分别是该光线在BC 面上的入射角和折射角。

光线在AC 面上发生全反射，由反射定律有i 2=r 2②
式中i 2和r 2分别是该光线在AC 面上的入射角和反射角。

光线在AB 面上发生折射，由折射定律有33sin sin n i r =③
式中i 3和r 3分别是该光线在AB 面上的入射角和折射角。

由几何关系得i 2=r 2=60°，r 1=i 3=30°④ F 点的出射光相对于D 点的入射光的偏角为
δ=（r 1–i 1）+（180°–i 2–r 2）+（r 3–i 3）⑤
由①②③④⑤式得δ=60°⑥
（ⅱ）光线在AC 面上发生全反射，光线在AB 面上不发生全反射，有
23sin sin sin n i n C n i ≥>⑦
式中C 是全反射临界角，满足sin 1n C =⑧
由④⑦⑧式知，棱镜的折射率n 的取值范围应为
2n ≤≤⑨ 以上的标准答案学生不一定能看懂，我加上一些解析。

【解析】为什么由几何关系得i 2=r 2=60°，r 1=i 3=30°④ 看下图：因为D 恰好是CG 的中点，所以CG DG 2
1
=
，因为∠C=300，所以CG EG 2
1
=
，又∠DGE=∠B=600,所以三角形DGE 为等边三角形，所以0260=i ，0001306090=-=r 。

因EF ∥CB ，所以0003306090=-=i 。

为什么F 点的出射光相对于D 点的入射光的偏角为
δ=（r 1–i 1）+（180°–i 2–r 2）+（r 3–i 3）⑤
把D 点移到F 点位置，如下图
从上图可以看出：D 点的出射光线对于D 点的入射光的偏角为（r 1–i 1），AB 的法线比CD 的法线的偏角为（180°
–i 2–r 2），F 点的出射光线对于F 点的入射光的偏角为r 3–i 3，所以F 点的出射光相对于D 点的入射光的偏角为 δ=（r 1–i 1）+（180°–i 2–r 2）+（r 3–i 3）。

江苏卷第12B （2）题
两束单色光A 、B 的波长分别为A λ、B λ，且A λ>B λ，则 （选填“A ”或“B ”）在
水中发生全反射时的临界角较大．用同一装置进行杨氏双缝干涉实验时，可以观
11 察到 （选填“A ”或“B ”）产生的条纹间距较大．
【解析】临界角C ，n C 1sin =，双缝干涉的条纹间距λd
L x =∆。

【答案】12B.（2）A A
这两题难易程度的比较显而易见，不多说了。

江苏省高考大纲对选做题有明确规定：一是不出难题，二是不与其他部分内容综合，这样就降低了选做题的难度，使考生大部分能得到选做题的分。

再如3-3的计算题，全国卷也往往比江苏卷难。

江苏卷习惯考热力学第一定律，而全国卷习惯考气体状态方程，其中关于压强的计算往往比较难。

总而言之，江苏省高考用全国卷以后，不是微信上传言的试题容易很多，同学和家长要引起足够的重视。

也不一定是江苏省分数线比其他省将会高很多，1978-2003年江苏省不是多年用全国卷吗？不是平安无事吗？
老师更不能跟着人云亦云，要研究试卷的区别，要适应新的情况，要进行适应性训练，例如把动量问题融入力学综合题中，如果没有适应性训练，考生难免失分。

注：1.文中题目的【答案】部分大部分是标准答案，其中的图是笔者添加的，因为没有图学生不一定看得懂。

2.因为篇幅的原因，关于选做题和实验题的比较就省去了。

写于2018-7-8星期日。