陳信余
2014年廣東高考理綜(物理)試題有重視基礎(chǔ)、考查方法、突顯能力的特點(diǎn)?,F(xiàn)對(duì)這些特點(diǎn)進(jìn)行簡(jiǎn)要分析,并在此基礎(chǔ)上提出2015年高三物理復(fù)習(xí)的建議。
一、試卷特點(diǎn)分析
1. 貼近生活 重視基礎(chǔ)。
理論聯(lián)系實(shí)際、學(xué)以致用、重視與日常生活及工農(nóng)業(yè)產(chǎn)生的聯(lián)系,是物理學(xué)科的一大特點(diǎn),廣東省每年高考的物理學(xué)科命題也非常重視這一點(diǎn)。2014年的試題再次充分體現(xiàn)了這方面的要求。試題取材貼近生活,重視對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的考查。
【例1】如圖1所示,水平地面上堆放著原木,關(guān)于原木P在支撐點(diǎn)M、N處受力的方向,下列說(shuō)法正確的是
A. M處受到的支持力豎直向上
B. N處受到的支持力豎直向上
C. M處受到的靜摩擦力沿MN方向
D. N處受到的靜摩擦力沿水平方向
評(píng)析:試題以堆放在工地上的建筑材料為情境,考查最基礎(chǔ)彈力及摩擦力的方向問(wèn)題。彈力的方向垂直接觸面并與接觸面的形變方向相反;摩擦力的方向沿接觸面并與相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反。這些都是電路的最基礎(chǔ)知識(shí),而電路又是電學(xué)實(shí)驗(yàn)電基本知識(shí)。顯然屬于源于生活考查基礎(chǔ)的基本特點(diǎn)。
【例2】如圖2所示是安裝在列車車廂之間的摩擦緩沖器結(jié)構(gòu)圖,圖中①和②為楔塊,③和④為墊板,楔塊與彈簧盒、墊板間均有摩擦,在車廂相互撞擊使彈簧壓縮的過(guò)程中
A. 緩沖器的機(jī)械能守恒
B. 摩擦力做功消耗機(jī)械能
C. 墊板的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化成內(nèi)能
D. 彈簧的彈性勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能
評(píng)析:以廣泛應(yīng)用于日常生活及工農(nóng)業(yè)產(chǎn)生的緩沖裝置為題材,考查功與能的轉(zhuǎn)化關(guān)系,取材新穎,考查的還是很基礎(chǔ)的知識(shí)。廣東高考一直以來(lái)都非常重視這種命題風(fēng)格。如2009年也選用緩沖裝置這一題材:某緩沖裝置可抽象成圖4所示的簡(jiǎn)單模型。圖3中k1、k2為原長(zhǎng)相等、勁度系數(shù)不同的輕質(zhì)彈簧。下列表述正確的是
A. 緩沖效果與彈簧的勁度系數(shù)無(wú)關(guān)
B. 墊片向右移動(dòng)時(shí),兩彈簧產(chǎn)生的彈力大小相等
C. 墊片向右移動(dòng)時(shí),兩彈簧的長(zhǎng)度保持相等
D. 墊片向右移動(dòng)時(shí),兩彈簧的彈性勢(shì)能發(fā)生改變
同一題材,由于設(shè)問(wèn)不同,考查的知識(shí)點(diǎn)也不一樣,2009年從力和能兩個(gè)角度進(jìn)行考查。但都涉及最基本的知識(shí),突出理論聯(lián)系實(shí)際。
【例3】用密封性好、充滿氣體的塑料袋包裹易碎品,如圖所示,充氣袋四周被擠壓時(shí),假設(shè)袋內(nèi)氣體與外界無(wú)熱交換,則袋內(nèi)氣體
A. 體積減小,內(nèi)能增大
B. 體積減小,壓強(qiáng)減小
C. 對(duì)外界做負(fù)功,內(nèi)能增大
D. 對(duì)外界做正功,壓強(qiáng)減小
評(píng)析:如何搬運(yùn)易碎品,這是一個(gè)很實(shí)際的問(wèn)題,基本方法都是在易碎品周圍放些碎紙、細(xì)沙之類,起到緩沖的作用,減小對(duì)易碎品的作用力。本題沒(méi)有從沖量和動(dòng)量定理的角度進(jìn)行設(shè)問(wèn),而是從氣體狀態(tài)方程、熱力學(xué)第一定律的角度來(lái)考查。情境很實(shí)際,考查很新穎。
【例4】某同學(xué)設(shè)計(jì)的可調(diào)電源電路如圖5(a)所示,R0為保護(hù)電阻,P為滑動(dòng)變阻器的滑片,閉合電鍵S。
① 用電壓表測(cè)量A、B兩端的電壓;將電壓表調(diào)零,選擇0-3V檔,示數(shù)如圖5(b),電壓值為________V。
② 在接通外電路之前,為了保證外電路的安全,滑片P應(yīng)先置于________端。
③ 要使輸出電壓U變大,滑片P應(yīng)向________端滑動(dòng)。
④ 若電源電路中不接入R0,則在使用過(guò)程中,存在________的風(fēng)險(xiǎn)(填“斷路”或“短路”)。
評(píng)析:傳感器廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活中。本題沒(méi)有實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,只從傳感器中取了一部分電路出?lái),如力傳感受器、位移傳感器和速度傳感器的基本電路就是這樣的。所以,本題重點(diǎn)考查電路及元器件使用方面的最基礎(chǔ)知識(shí)。使用滑動(dòng)變阻器進(jìn)行分壓及其注意事項(xiàng)、電路中斷路和短路問(wèn)題、電路中電表的基本讀數(shù)問(wèn)題,這些都是電路的最基礎(chǔ)知識(shí),而電路又是電學(xué)實(shí)驗(yàn)電基本知識(shí)。顯然屬于源于生活考查基礎(chǔ)的基本特點(diǎn)。
2. 實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新 考查方法.
《考試大綱的說(shuō)明》中對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ囊髮懙剑耗塥?dú)立完成表中所列的實(shí)驗(yàn),能理解實(shí)驗(yàn)原理和方法,……。今年廣東高考的物理試題,似乎沒(méi)有沒(méi)有從“考試說(shuō)明”規(guī)定的十三個(gè)實(shí)驗(yàn)中選題,而是另辟溪徑,以兩道全新面貌出現(xiàn),出乎教師和考生的意料。但仔細(xì)分析后會(huì)發(fā)現(xiàn),這兩道實(shí)驗(yàn)題仍是考查最基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)知識(shí)和最基本實(shí)驗(yàn)方法,重視知識(shí)和方法的遷移。尤其是力學(xué)實(shí)驗(yàn)。
【例5】某同學(xué)根據(jù)機(jī)械能守恒定律,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究彈簧的彈性勢(shì)能與壓縮量的關(guān)系。
① 如圖6(a),將輕質(zhì)彈簧下端固定于鐵架臺(tái),在上端的托盤中依次增加砝碼,測(cè)得相應(yīng)的彈簧長(zhǎng)度,部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表,有數(shù)據(jù)算得勁度系數(shù)k=________N/m。(g取9.8m/s2)
② 取下彈簧,將其一端固定于氣墊導(dǎo)軌左側(cè),如圖(b)所示;調(diào)整導(dǎo)軌,使滑塊自由滑動(dòng)時(shí),通過(guò)兩個(gè)光電門的速度大小________。
③ 用滑塊壓縮彈簧,記錄彈簧的壓縮量x;釋放滑塊,記錄滑塊脫離彈簧后的速度v,釋放滑塊過(guò)程中,彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為________。
④ 重復(fù)③中的操作,得到v與x的關(guān)系如圖6(c)。有圖可知,v與x成________關(guān)系,由上述實(shí)驗(yàn)可得結(jié)論:對(duì)同一根彈簧,彈性勢(shì)能與彈簧的________成正比。
評(píng)析:該實(shí)驗(yàn)明顯是一道創(chuàng)新實(shí)驗(yàn),但其方法都是學(xué)生平時(shí)學(xué)過(guò)的。首先遷移了"探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系"的實(shí)驗(yàn)方法。列表記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、用平均值的方法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理是非?;镜膶?shí)驗(yàn)方法。為了直觀、形象表達(dá)物理量之間的關(guān)系、更簡(jiǎn)便地尋找出物理規(guī)律,通過(guò)圖像來(lái)描述,也是實(shí)驗(yàn)中常用的方法。實(shí)驗(yàn)試題,學(xué)生可能沒(méi)有做過(guò),但其實(shí)驗(yàn)方法全部都學(xué)過(guò)。所以,這次高考的實(shí)驗(yàn)更加注重實(shí)驗(yàn)方法的考查,重視實(shí)驗(yàn)方法的遷移。
3. 側(cè)重?cái)?shù)學(xué) 突顯能力.
每年高考的試題都強(qiáng)調(diào)以能力測(cè)試為主導(dǎo)。《考試大綱的說(shuō)明》中對(duì)物理學(xué)科要考查的能力列出了:“理解能力、推理能力、分析綜合能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛻?yīng)用數(shù)學(xué)處理物理問(wèn)題的能力”這五種能力,并補(bǔ)充說(shuō)明到,以上五方面的能力要求不是孤立的,著重對(duì)某一種能力進(jìn)行考查的同時(shí),在不同程度也考查了與之相關(guān)的能力。即結(jié)合具體的物理問(wèn)題,可以從不同的側(cè)面考查學(xué)生的能力。今年廣東高考的物理試題,就充分體現(xiàn)了這一點(diǎn),在結(jié)合物理過(guò)程分析的同時(shí),通過(guò)對(duì)應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)的考查,突顯能力。
【例6】如圖7所示,飛行器P繞某星球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),星球相對(duì)飛行器的張角為θ,下列說(shuō)法正確的是
A. 軌道半徑越大,周期越長(zhǎng)
B. 軌道半徑越大,速度越大
C. 若測(cè)得周期和張角,可得到星球的平均密度
D. 若測(cè)得周期和軌道半徑,可得到星球的平均密度
評(píng)析:試題的情境是以天體運(yùn)動(dòng)的形式出現(xiàn),考查萬(wàn)有引力定律及勻速圓周運(yùn)動(dòng)的知識(shí)。但要順利解決該問(wèn)題,必須充分應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)。張角是從飛行器出發(fā)做兩條與星球相切直線所成的夾角;利用圓和相關(guān)三角形的知識(shí),可求得星球半徑與飛行器運(yùn)行半徑之間的關(guān)系。處理好這些數(shù)學(xué)關(guān)系,才能應(yīng)用要有引力定律順利解題。物理要求不高,但數(shù)學(xué)要求不低。
【例7】如圖8所示的水平軌道中,AC段的中點(diǎn)B的正上方有一探測(cè)器,C處有一豎直擋板,物體P1沿軌道向右以速度v1與靜止在A點(diǎn)的物體P2碰撞,并接合成復(fù)合體P,以此碰撞時(shí)刻為計(jì)時(shí)零點(diǎn),探測(cè)器只在t1=2s至t2=4s內(nèi)工作,已知P1、P2的質(zhì)量都為m=1kg,P與AC間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.1,AB段長(zhǎng)l=4m,g取10m/s2,P1、P2和P均視為質(zhì)點(diǎn),P與擋板的碰撞為彈性碰撞。
(1)若v1=6m/s,求P1、P2碰后瞬間的速度大小v和碰撞損失的動(dòng)能ΔE;
(2)若P與擋板碰后,能在探測(cè)器的工作時(shí)間內(nèi)通過(guò)B點(diǎn),求v1的取值范圍和P向左經(jīng)過(guò)A 點(diǎn)時(shí)的最大動(dòng)能E。
評(píng)析:本題的第一問(wèn),是一個(gè)簡(jiǎn)單的動(dòng)量守恒和能力守恒問(wèn)題。第二問(wèn)是單一物體在水平面內(nèi)做有回頭的勻減速直線運(yùn)動(dòng),把P與擋板碰撞前后運(yùn)動(dòng)過(guò)程當(dāng)作整體運(yùn)動(dòng)過(guò)程處理,有在t1、t2時(shí)間內(nèi)分別有:s1=vAt1+at12、s2=vAt2+at22。如果P在探測(cè)器工作時(shí)間內(nèi)通過(guò)B點(diǎn),必須滿足:s1≤3L≤s2。
本題解答中s1、s2的表達(dá)式就是根據(jù)具體問(wèn)題列出物理量之間的關(guān)系,而s1≤3L≤s2是一個(gè)幾何約束條件,屬于不等式的知識(shí)。這些都是應(yīng)用數(shù)學(xué)處理物理問(wèn)題能力的基本要求之一。
【例8】如圖8所示,足夠大的平行擋板A1、A2豎直放置,間距6L,兩板間存在兩個(gè)方向相反的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域Ⅰ和Ⅱ,以水平面MN為理想分界面,Ⅰ區(qū)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0,方向垂直紙面向外,A1、A2上各有位置正對(duì)的小孔S1、S2,兩孔與分界面MN的距離均為L(zhǎng),質(zhì)量為m、電量為+q的粒子經(jīng)寬度為d的勻強(qiáng)電場(chǎng)由靜止加速后,沿水平方向從S1進(jìn)入Ⅰ區(qū),并直接偏轉(zhuǎn)到MN上的P點(diǎn),再進(jìn)入Ⅱ區(qū),P點(diǎn)與A1板的距離是L的k倍,不計(jì)重力,碰到擋板的粒子不予考慮。
(1)若k=1,求勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E;
(2)若2 評(píng)析:試題考查帶電粒子在電磁場(chǎng)中的加速度與偏轉(zhuǎn),涉及電場(chǎng)力、洛侖茲力和動(dòng)能定理等知識(shí)點(diǎn),物理知識(shí)的要求不高,但對(duì)數(shù)學(xué)要求比較高,顯然是通過(guò)數(shù)學(xué)來(lái)考查學(xué)生的相應(yīng)能力。首選,結(jié)合物理的基礎(chǔ)知識(shí)做出帶電粒子大致的運(yùn)動(dòng)軌跡;其次,根據(jù)具體的物理問(wèn)題列出物理量之間的關(guān)系式;再次,運(yùn)用幾何關(guān)系找各幾何量的關(guān)系,在這一過(guò)程中,使用兩種方法進(jìn)行,第一種是直角三角形利用勾股定理,如Rt△O1MP中,有:r2=(kL)2+(r-L)2;第二種是利用相似三角形求解,如△O1MP∽△O1CP,有:=;最后,解不等式2 今年廣東高考物理試題,在應(yīng)用數(shù)學(xué)處理物理問(wèn)題能力方面可謂全面進(jìn)行了考查,整份試卷既有根據(jù)具體問(wèn)題列出物理量之間的關(guān)系式,進(jìn)行推導(dǎo)和求解,并根據(jù)結(jié)果得出物理結(jié)論;又有運(yùn)用幾何圖形、函數(shù)圖像進(jìn)行表達(dá)和分析。 二、對(duì)2015年高考備考的教學(xué)啟示 1. 選取核心內(nèi)容 考查主干知識(shí). 總結(jié)每年的高考物理試題會(huì)發(fā)現(xiàn),每年考查的都是些最基礎(chǔ)的知識(shí)。每年的高考年報(bào)也總是會(huì)寫到:以能力立意、選取核心內(nèi)容、考查主干知識(shí)。那么,哪些是核心內(nèi)容?哪些又是主干知識(shí)呢?他們之間又有怎樣的關(guān)系呢?下面以“運(yùn)動(dòng)學(xué)”為例的方式來(lái)說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題。 【例9】小球從3m高處落下,被地板彈起,在1m處接住,則小球的位移是 A. 1m B. 2m C. 3m D. 4m 類似這樣只考查一個(gè)核心內(nèi)容的的試題,沒(méi)有在高考題中出現(xiàn),估計(jì)以后也不會(huì)這樣考,因?yàn)檫@不是主干知識(shí)。 認(rèn)真研究和比較2010年第17題、2011第34題的第(1)題、2013年第13題和2014年第13題會(huì)驚喜地發(fā)現(xiàn),每年都選取核心內(nèi)容,考查主干知識(shí)。核心內(nèi)容和主干知識(shí)的關(guān)系就如建筑材料與高樓大廈的關(guān)系一樣,高質(zhì)量的大廈一定要好的建筑材料來(lái)構(gòu)建。但一堆好建材,未必就能建成高質(zhì)量的大廈。因此,在高考教學(xué)中,重視核心內(nèi)容的教學(xué)是教學(xué)質(zhì)量的保證;加強(qiáng)對(duì)主干知識(shí)的研究,教學(xué)質(zhì)量提高才能落實(shí)。由此,提出選擇題部分的復(fù)習(xí)策略:小專題化,即針對(duì)主干知識(shí)逐個(gè)擊破。各模塊可按以下的小專題來(lái)復(fù)習(xí): ①熱學(xué)共三個(gè)內(nèi)容:分子動(dòng)理論/氣體的性質(zhì)/熱力學(xué)定律; ②近代物理共三個(gè)內(nèi)容:光電效應(yīng)/氫原子能級(jí)及光譜/原子核及反應(yīng)方程; ③交流電的三個(gè)內(nèi)容:表達(dá)式及圖像/變壓器/遠(yuǎn)距離送電;
④必修1:直線運(yùn)動(dòng)及其 v-t圖象/共點(diǎn)力平衡/牛頓定律及其簡(jiǎn)單應(yīng)用(超重與失重)
⑤必修2:平拋運(yùn)動(dòng)/描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量/萬(wàn)有引力定律及其應(yīng)用/機(jī)械功率
⑥選修3-1:電場(chǎng)線及其性質(zhì)/閉合電路歐姆定律/安培力及洛侖茲力
⑦選修3-2:磁通量及電磁感應(yīng)現(xiàn)象/法拉第電磁感應(yīng)定律/自感現(xiàn)象
選題原則:定性、簡(jiǎn)單
選題方向:主干知識(shí)
專題目的:閱讀教材,熟悉考點(diǎn)
2. 實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)要專題化、問(wèn)題化和實(shí)體化.
與其它學(xué)習(xí)行為一樣,實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)也需要經(jīng)歷從簡(jiǎn)單到復(fù)雜、從低級(jí)到高級(jí)的建構(gòu)過(guò)程,需要不斷經(jīng)歷科學(xué)探究的體驗(yàn)才能實(shí)現(xiàn)有效的學(xué)習(xí)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)要遵循教學(xué)規(guī)律,按能力層次循序漸進(jìn)、有目的地教學(xué),才能真正幫助學(xué)生提高實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)要做到“三化”,即專題化、問(wèn)題化和實(shí)體化。
(1)專題化.
以打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用為主線涉及幾乎所有的力學(xué)實(shí)驗(yàn);以多用表的使用為線索涉及全部的電學(xué)(以電路為核心)實(shí)驗(yàn)。所以力學(xué)實(shí)驗(yàn)要以“打點(diǎn)計(jì)時(shí)器”為專題進(jìn)行復(fù)習(xí);電學(xué)實(shí)驗(yàn)以電路專題進(jìn)行復(fù)習(xí)。
(2)問(wèn)題化.
實(shí)驗(yàn)在很大程度上也是一種思維活動(dòng),所以要通過(guò)一系列的問(wèn)題來(lái)促使學(xué)生思考。如針對(duì)力學(xué)實(shí)驗(yàn),可以如下設(shè)問(wèn):
①高中物理哪些力學(xué)實(shí)驗(yàn)用到了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器?(研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)、驗(yàn)證牛頓第二定律、探究動(dòng)能定理、驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。通過(guò)回憶來(lái)明確考查點(diǎn))
②這些實(shí)驗(yàn)的原理、步驟、注意事項(xiàng)分別是怎樣的?(通過(guò)比較來(lái)提高認(rèn)識(shí))
③一條打有點(diǎn)的紙帶,提供了怎樣的信息?(打點(diǎn)——記錄了軌跡,同時(shí)也可求得點(diǎn)間的距離;計(jì)時(shí)——記錄了連續(xù)兩點(diǎn)間的時(shí)間)
④如何通過(guò)紙帶上的數(shù)據(jù)來(lái)求速度和加速度?(△s=aT2)
(3)實(shí)體化.
實(shí)驗(yàn)是要實(shí)操的,只有在做的過(guò)程中,學(xué)生才能把握相關(guān)實(shí)驗(yàn)原理、步驟和方法,以及掌握儀器的基本性能。建議每個(gè)班級(jí)擺放一套儀器,讓學(xué)生長(zhǎng)期對(duì)著專題和問(wèn)題去擺弄這些儀器。
3. 拆分高考真題.
在某種程度上,命題就是組裝,而我們解題就是拆分。所以,對(duì)高考真題進(jìn)行拆分,可以提高學(xué)生的綜合分析能力,從確定研究對(duì)象、分析物理過(guò)程、判斷并選擇物理規(guī)律、注意隱含條件等各個(gè)方面得到提高。
【例10】(2010廣東高考35題)如圖11所示,一條軌道固定在豎直平面內(nèi),粗糙的ab段水平,bcde段光滑,cde段是以O(shè)為圓心、R為半徑的一小段圓弧??梢暈橘|(zhì)點(diǎn)的物塊A和B緊靠在一起,靜止于b處,A的質(zhì)量是B的3倍。兩物體在足夠大的內(nèi)力作用下突然分離,分別向左、右始終沿軌道運(yùn)動(dòng)。B到d點(diǎn)時(shí)速度沿水平方向,此時(shí)軌道對(duì)B的支持力大小等于B所受重力的3/4,A與ab段的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,重力加速度g,求:
(1)物塊B在d點(diǎn)的速度大小 ;
(2)物塊A滑行的距離.
這一道題可以如下這樣來(lái)拆分:
每一道綜合的物理試題都有很多個(gè)環(huán)節(jié)連接起來(lái)的,每個(gè)環(huán)節(jié)之間總是有間隙的。我們的思維是沒(méi)有厚度的。用沒(méi)有厚度的思維去應(yīng)對(duì)有間隙的物理試題,不讓它土崩瓦解才怪呢!
(作者單位:廣州市教育局教學(xué)研究室)
責(zé)任編校 李平安