高考物理復(fù)習(xí)專題設(shè)計的思考Word版

1、高考物理復(fù)習(xí)專題設(shè)計的思考 作者： 許冬保 潮興兵 文章來源： 物理教學(xué)探討 物理學(xué)科在經(jīng)過高三第一輪全面復(fù)習(xí)之后 ，學(xué)生比較系統(tǒng)地掌握了考試大綱規(guī)定的知識內(nèi)容 ，達(dá)到了相應(yīng)的能力水平。為了使廣大學(xué)生能適應(yīng)高考試題的要求 ， 具備一定的分析綜合能力 ，本文就復(fù)習(xí)專題的設(shè)計談?wù)劰P者個人的認(rèn)識。 1、物理復(fù)習(xí)專題設(shè)計的原則 科學(xué)性原則 ，即體現(xiàn)學(xué)科特點 ，遵循教育心理學(xué)原理、符合邏輯學(xué)的方法 ， 這是傳統(tǒng)的備教材、備教法、備學(xué)生的三個基本程序的體現(xiàn)。物理學(xué)有哪些特點呢?它是一門以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué) ；是一門嚴(yán)密的理論科學(xué) ； 是一門定量的精密科學(xué) ； 也是一門帶有方法論性質(zhì)的科學(xué)。因此 ，在專題設(shè)計

2、時要充分考慮專題所涵蓋的知識體系、邏輯結(jié)構(gòu)以及物理方法的運用。同時要考慮第一輪復(fù)習(xí)中學(xué)生所暴露的問題及學(xué)生已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)來設(shè)計專題。復(fù)習(xí)的過程也要遵循皮亞杰的關(guān)于圖式、同化、順應(yīng)、平衡的四個認(rèn)知過程。專題復(fù)習(xí)就是要解決新的認(rèn)知平衡問題。如果將專題復(fù)習(xí)課堂視為一個開放系統(tǒng) ，則按照耗散結(jié)構(gòu)理論 ，復(fù)習(xí)中只有充分開放 ，才能使學(xué)生從無序走向有序 ，從而形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。按照遺忘規(guī)律設(shè)計 ，熱學(xué)、光學(xué)、原子物理學(xué)及實驗的復(fù)習(xí)由于識記的內(nèi)容偏多 ，所以應(yīng)放在所有專題的后面。 系統(tǒng)性原則 ，即在教科書和考試大綱的范圍內(nèi) ，不局限知識單元 ，而是考慮知識的體系和結(jié)構(gòu) ，從學(xué)科思想和方法上進行歸納 ，幫助學(xué)生

3、構(gòu)建新的物理框架。這不是知識的堆積 ，而是知識的綜合 ，更是思想的綜合。設(shè)計的重點應(yīng)放在系統(tǒng)掌握知識的內(nèi)在聯(lián)系上 ，放在掌握分析問題的方法和解決問題的能力上。例如 ，能的轉(zhuǎn)化和守恒定律貫穿于物理學(xué)的始終 ，是研究自然科學(xué)的重要思想方法。能量守恒的具體形式在力、熱、電、光、原各知識單元中均有呈現(xiàn) ，作為一個專題進行復(fù)習(xí) ，能使學(xué)生進一步理解有關(guān)知識 ，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生一種獨立的思考和解決問題的習(xí)慣或能力。 最優(yōu)化原則 ，專題設(shè)計的方案具有多樣性 ，根據(jù)知識結(jié)構(gòu)可以設(shè)計為大的專題 ，也可以設(shè)計為小的專題。如力和運動的關(guān)系 ，在力學(xué)和電磁學(xué)中均有廣泛的應(yīng)用。應(yīng)用在力學(xué)范圍就有力與直線運動的關(guān)系以及

4、力與曲線運動的關(guān)系 ；應(yīng)用在電磁學(xué)范圍有帶電粒子在電場中的運動 ，帶電粒子在磁場中的運動 ，電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的桿類問題等等。顯然這樣的專題太大 ，可以設(shè)計為如力與直線運動、力與曲線運動、帶電粒子在復(fù)合場中的運動、電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的力學(xué)問題等四個小專題?？傊畯?fù)習(xí)時間有限 ，應(yīng)當(dāng)努力追求復(fù)習(xí)效益的最大化。 可行性原則 ，專題設(shè)計要考慮學(xué)生的實際 ，選擇教輔書上的專題應(yīng)在復(fù)習(xí)課時保證的前提下 ，注意專題的時效性、針對性和可操作性。 2、物理復(fù)習(xí)專題設(shè)計的依據(jù) 專題設(shè)計是通過對高考研究所獲取的信息為依據(jù)。高考研究包括考試大綱的研究和近幾年高考試題的研究?？荚嚧缶V是國家考試中心制定的帶有法定性的文件2 /

5、9 ， 是命題的依據(jù)?？荚嚧缶V每年均有少部分調(diào)整或變動 ， 只要比較新大綱和老大綱就能了解哪些地方作了調(diào)整或變動。教師需要考慮的是大綱調(diào)整的意圖是什么?為什么作這樣的調(diào)整?在試題的設(shè)計上怎樣體現(xiàn)?還有考試大綱題型示例的研究 ， 例如2007年較2006年在題型示例中增加了6道小題 ， 研究后發(fā)現(xiàn)增加的目的是強調(diào)試題的基礎(chǔ)性、應(yīng)用性和實踐性 ，體現(xiàn)新課程的理念。 每年的高考試題 ，既保持穩(wěn)定 ，又不斷創(chuàng)新 ；既重視基礎(chǔ)，又考查能力 ； 既關(guān)注教材 ， 又聯(lián)系實際。近年的高考試題 ，特別是全國試卷，是最規(guī)范的 ， 也最有規(guī)律。考試中心近三年共編制了9份理科綜合試卷 ， 其中2004年4套 ，200

6、5年3套 ，2006年2套.幾乎不變的命題組成員 ，其命題風(fēng)格和思路也基本穩(wěn)定。受到考試大綱的約束 ，命題范圍狹窄 ，物理學(xué)科的題量有限 ，這就為我們分析研究高考 ，提供了空間。此外 ，專題設(shè)計時必須分析學(xué)生在進入學(xué)習(xí)過程前所具有的一般特征 ，必須確定學(xué)生的初始狀態(tài) ，注意學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)和學(xué)習(xí)者的準(zhǔn)備狀況。 3、設(shè)計示例-帶電粒子在復(fù)合場中的運動 復(fù)習(xí)專題設(shè)計的內(nèi)容一般包括三個部分 ，即知識梳理、例題精析、訓(xùn)練板塊。知識梳理是對知識的綜合 ，例題精析是對思想的綜合 ，訓(xùn)練板塊是對專題的反饋。因此例題的選擇尤為重要.限于篇幅 ，設(shè)計示例只列出標(biāo)題或主要知識點 ，例題只選兩道 ，訓(xùn)練板塊略去。 3

7、.1復(fù)合場 3.1.1概念:同時存在電場、磁場和重力場的區(qū)域或其中的兩個場的區(qū)域 ，均稱為復(fù)合場。廣義地說 ，解題過程中凡涉及兩個場或三個場的分析的問題 ，均屬于復(fù)合場的問題。 3.1.2三種場力的特點 3.1.3關(guān)于微觀粒子和普通帶電微粒重力取舍的原則3.2帶電粒子在復(fù)合場中的運動性質(zhì) 3.2.1帶電粒子在復(fù)合場中無約束情況下的運動性質(zhì) (1)帶電微粒在三種場共存區(qū)域中做直線運動。當(dāng)其速度始終平行于磁場時 ，不受洛倫茲力 ，因此可能做勻速運動也可能做勻變速運動 ；當(dāng)其速度垂直于磁場時 ，只能做勻速運動。 (2)帶電微粒在三種場共同作用下做勻速圓周運動。必然是電場力和重力平衡 ，而洛倫茲力充當(dāng)

8、向心力。 (3)當(dāng)帶電粒子所受合外力的大小、方向均在不斷變化時 ，粒子將做非勻變速曲線運動。 3.2.2帶電粒子在復(fù)合場中有約束情況下的運動性質(zhì) 3.2.3帶電粒子在交替場中的運動性質(zhì) 3.3帶電粒子在復(fù)合場中運動的分析方法帶電粒子在復(fù)合場中運動的分析方法和力學(xué)問題的分析方法基本相同 ，不同之處是增加了電場力和洛倫茲力。要知道電場力和洛倫茲力的特點 ， 靈活運用力的觀點、能量的觀點處理有關(guān)問題。 3.4帶電粒子在復(fù)合場中運動的實際應(yīng)用 3.4.1速度選擇器(濾速器):利用相互正交的勻強磁場和勻強電場選擇具有一定速度粒子的器件。 3.4.2磁流體發(fā)電:利用等離子體噴射入磁場 ，在磁場中的兩塊金屬

9、板上聚集電荷 ，產(chǎn)生電壓的一種新型發(fā)電技術(shù)。 3.4.3質(zhì)譜儀:測量帶電粒子的質(zhì)量和分析同位素的重要工具。 3.4.4電磁流量計:測量液體流量的儀器。 3.4.5回旋加速器:一種高能粒子加速器。 例1有人設(shè)想用如圖1所示的裝置來選擇密度相同、大小不同的球狀納米粒子。粒子在電離室中電離后帶正電 ，電量與其表面積成正比。電離后 ，粒子緩慢通過小孔O1進入極板間電壓為U的水平加速電場區(qū)域I ， 再通過小孔O2射入相互正交的恒定勻強電場、磁場區(qū)域 ， 其中磁場的磁感應(yīng)強度大小為B ，方向如圖1。收集室的小孔O3與O1、O2在同一條水平線上。半徑為r0的粒子 ，其質(zhì)量為m0、電量為q0 ， 剛好能沿O1

10、O3直線射入收集室.不計納米粒子重力。(V球=4 / 3r 3 ， S球=4r 2 ) (1)試求圖中區(qū)域的電場強度 ； (2)試求半徑為r的粒子通過O2時的速率 ； (3)討論半徑rr0的粒子剛進入?yún)^(qū)域時向哪個極板偏轉(zhuǎn)。 命題目的 帶電粒子在復(fù)合場中的實際應(yīng)用 ，突出了理論和實際的聯(lián)系。高中物理新課程標(biāo)準(zhǔn)特別強調(diào)物理學(xué)與技術(shù)的結(jié)合 ，新教材力求展示物理學(xué)的應(yīng)用性、實踐性以及對經(jīng)濟、社會的影響。因此聯(lián)系生產(chǎn)、生活、社會、科技為背景的命題思想將會更加凸現(xiàn)和強化。 思路分析(1)設(shè)半徑為r0的粒子加速后的速度為v0 ， 則 1/ 2m 0 v 2 0=q 0 U 設(shè)區(qū)域內(nèi)場強為E ， 則v 0 q

11、 0 B=q 0 E ， 電場強度方向豎直向上。 (2)設(shè)半徑為r的粒子的質(zhì)量為m、帶電量為q、被加速后的速度為v ， 則 m=(r / r 0 ) 3 m 0 q=(r / r 0 ) 2 q 0 由1 / 2mv 2 =qU (3)半徑為r的粒子 ， 在剛進入?yún)^(qū)域時受 到合力為F合=qE-qvB=qB(v 0 -v) 由 可知 ， 當(dāng)r>r 0 時 ， v<v 0 ， F 合 >0 ， 粒子會向上極板偏轉(zhuǎn) ； r<r 0 時 ， v>v 0 ， F 合 <0 ， 粒子會向下極板偏轉(zhuǎn)。 評析 新情景的問題 ， 要求考生有較強的應(yīng)變能力、建模能力和遷移能力。

12、本題實際上就是考查對速度選擇器的原理的理解。教材上出現(xiàn)的如質(zhì)譜議、回旋加速器、磁流體發(fā)電機、電磁流量計、速度選擇器等 ， 要真正理解它們的工作原理。例2半導(dǎo)體材料硅中摻砷后成為N型半導(dǎo)體 ， 它的自由電子的濃度大大增加 ， 導(dǎo)電能力也大大增加.一塊N型半導(dǎo)體的樣品的體積為a×b×c ， A、C、A、C為其四個側(cè)面 ， 如圖2所示。已知半導(dǎo)體樣品單位體積中參與定向運動的自由電子數(shù)為n ， 電阻率為 ， 電子的電荷量為e。將半導(dǎo)體樣品放在勻強磁場中 ， 磁場方向沿z軸正方向 ， 并沿x方向通有電流I。求: (1)半導(dǎo)體AA兩個側(cè)面之間的電壓是多少? (2)若測得CC兩面的電勢差

13、為U ， 勻強磁場的磁感應(yīng)強度是多少? 命題目的 本題是根據(jù)大學(xué)教材中霍耳效應(yīng)的內(nèi)容設(shè)計的?；舳?yīng)為研究半導(dǎo)體載流子濃度的變化提供了重要的方法。近年來霍耳效應(yīng)已在科學(xué)技術(shù)的許多領(lǐng)域(如測量技術(shù)、電子技術(shù)、自動化技術(shù)等)中開始得到應(yīng)用。主要用途有以下幾方面:測量磁場 ； 測量直流或交流電路中的電流和功率 ； 轉(zhuǎn)換信號等。作為新技術(shù)的應(yīng)用 ， 以此材料為背景命題 ， 試題情景新穎 ， 要求考生具有較強的獲取信息并處理信息的能力 ， 能聯(lián)系中學(xué)實際構(gòu)建模型 ， 運用學(xué)過的知識解決新的問題?？忌倪@種素質(zhì) ， 是高校選拔人才的需要 ， 也是進一步學(xué)習(xí)大學(xué)課程的需要。 思路分析(1)電流流經(jīng)半導(dǎo)體材料

14、沿x方向的電阻為R=cab由歐姆定律 ， 知加在A、A的電壓為U 0 =IR=cI / ab (2)電流I是大量自由電子定向移動形成的 ， I=nvabe 電子的定向移動的平均速率為v=I / nabe。 自由電子在磁場中受洛倫茲力后 ， 向C側(cè)面方向偏轉(zhuǎn) ， 因此C側(cè)面有多余的負(fù)電荷 ， C側(cè)面有多余的正電荷 ， 建立了沿y軸負(fù)方向勻強電場 ， C側(cè)面的電勢較高。自由電子受到的洛倫茲力與電場力平衡 ， 有qU / b=qvB 因此 ， 磁感應(yīng)強度 B=Unae / I。 評析 中學(xué)教材沒有介紹霍耳效應(yīng) ， 但可用洛倫茲力來解釋。解答所用的物理模型是帶電粒子在電場和磁場中的受力平衡?？疾榈闹R點是考試大綱所要求的。從試題的立意設(shè)計看 ， 中學(xué)復(fù)習(xí)中采用的題海戰(zhàn)術(shù)不適用高校的選拔性考試 ； 從試題的知識要求看 ， 關(guān)注生活、社會、科技 ， 夯實基礎(chǔ) ， 理解知識的形成過程 ， 掌握學(xué)科體系和知識結(jié)構(gòu) ， 理論聯(lián)系實際 ， 是提高復(fù)習(xí)效