2021年山东新高考物理的实验题,整了道特别玩意儿——用手机录音研究乒乓球和球台碰撞的能量损失。
实验考点全拆解
1. 核心实验流程
道具:手机、乒乓球、球台。
干的事儿:固定手机开录音,把乒乓球从一定高度扔下去让它自由落体碰撞球台。
关键数据:手机录下来的碰撞声音随时间变化的图像,给你列了个表,标出第1到第7次碰撞的具体时刻。
2. 考你要算啥
第一问(大概率):根据给的碰撞时刻间隔数据,让你算第3次碰撞后乒乓球的弹起高度。这玩意儿得用自由落体的公式反过来推,核心就是相邻两次碰撞的时间差等于乒乓球从最高点下落到球台再弹回最高点的时间。有考生回忆算出来的结果是 0.20米。
第二问(可能性高):让你算碰撞过程中的能量损失比例,比如动能损失率啥的。有个网上流传的答案是 1-k²,但具体过程得自己用动能公式前后对比。
创新点在哪:这题不玩传统测速度的套路(比如光电门、打点计时器),直接用生活设备(手机)采集声音信号来提取时间信息,属于创新设计型实验,考你从新情境里提取物理模型的能力。
咋对付这类实验题
口诀:“听声计时,自由落体,时间一半对应单程”。记住乒乓球上去下来时间对称,两次碰撞间隔是“下落+上升”的总时间。
直接套路:看到这种用传感器(声音、光电等)测时间间隔的题,立马想匀变速直线运动公式(特别是自由落体),时间数据就是用来算高度、速度的突破口。
高频考点链接:这实验本质上考的还是力学基础——自由落体运动规律和动能转化与损失,只不过包装了一下。所以甭管形式多新,核心公式别忘:`h = (1/2)gt²`,`v = gt`。
当年考生咋说的
难度反馈:普遍认为这个力学实验有创新但不算太难,比去年(2020)的电学实验简单些,是“送分plus红包”。但要是没反应过来“用声音间隔算单程时间”这个点,容易懵。
整体卷子参考:2021山东物理整体是“选择难度比去年稍大,实验难度比去年低”。实验题这块,它属于“入口宽”(容易上手理解),但“出口窄”(计算和模型转化需要细心)的类型。
关于分值和预估:实验题总共6分。当年有考生做完觉得实验部分挺顺,指望原始分能上90,但最后实际赋分结果因人而异。山东卷特色是原始分可能低,但赋分后分数会显得高不少。所以别光看单题,整卷难度和排名更关键。