凸顯基礎(chǔ)工程關(guān)注課改新聲

凸顯基礎(chǔ)工程關(guān)注課改新聲

2009年全國(guó)各地高考有多套理科綜合卷和物理試卷，凸顯基礎(chǔ)工程，關(guān)注課改新聲，是這些試卷中物理試題的共同特征?；貧w經(jīng)典、突出基礎(chǔ)、關(guān)注課改是一個(gè)相互聯(lián)系的整體，2009年很多省市迎接了新課程改革后的第一年新高考，品味高考物理試題，展望物理備考策略，這是我們今天應(yīng)該共同討論的話題。具體地說(shuō)，這些試題主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行了考查。一、對(duì)物理基礎(chǔ)知識(shí)的考查高考試題無(wú)論考查什么能力都必須以相應(yīng)的基礎(chǔ)知識(shí)為載體，這就是高考的基礎(chǔ)性。前蘇聯(lián)教育家布魯姆曾說(shuō)過(guò)“學(xué)生學(xué)的知識(shí)越基礎(chǔ)，該知識(shí)對(duì)新問(wèn)題的適應(yīng)性就越廣，遷移能力就越強(qiáng)”。學(xué)好物理，重在理解悟出其中的“哲理”，切實(shí)提高對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解能力。它也是學(xué)生分析綜合能力、推理能力的基礎(chǔ)。2009年高考理綜試卷有相當(dāng)數(shù)量的試題是著重考核考生的理解能力，即考查考生是否理解物理概念和物理規(guī)律的確切含義。要求學(xué)生能用自己的語(yǔ)言和觀點(diǎn)來(lái)理解公式和規(guī)律，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的科學(xué)素質(zhì)。題1.一列簡(jiǎn)諧橫波在某一時(shí)刻的波形圖如圖1所示，圖中P、Q兩質(zhì)點(diǎn)的橫坐標(biāo)分別為x=1.5m和x=4.5m。P點(diǎn)的振動(dòng)圖像如圖2所示。圖1圖2在下列4幅圖中，Q點(diǎn)的振動(dòng)圖像可能是二、體現(xiàn)了經(jīng)典力學(xué)的基礎(chǔ)工程2009年高考理綜物理計(jì)算題可以說(shuō)均是力學(xué)經(jīng)典題，集中體現(xiàn)了力學(xué)的基礎(chǔ)地位，體現(xiàn)了力學(xué)基礎(chǔ)工程的重要性。力與運(yùn)動(dòng)關(guān)系規(guī)律的考查成了計(jì)算題的一道亮線，受力分析與運(yùn)動(dòng)分析是決定解題命運(yùn)的基礎(chǔ)工程，體現(xiàn)了高中物理力學(xué)的基礎(chǔ)地位！題2.如下頁(yè)圖3所示，相距為d的平行金屬板A、B豎直放置，在兩板之間水平放置一絕緣平板。有一質(zhì)量m、電荷量q(q＞0)的小物塊在與金屬板A相距l(xiāng)處?kù)o止。若某一時(shí)刻在金屬板A、B間加一電壓，小物塊與金屬板只發(fā)生了一次碰撞，碰撞后電荷量變?yōu)?，并以與碰前大小相等的速度反方向彈回。已知小物塊與絕緣平板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，若不計(jì)小物塊幾何量對(duì)電場(chǎng)的影響和碰撞時(shí)間。則圖3(1)小物塊與金屬板A碰撞前瞬間的速度大小是多少？(2)小物塊碰撞后經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間停止運(yùn)動(dòng)？停在何位置？解析：每年的高考物理計(jì)算題均突出考查了學(xué)生對(duì)物理過(guò)程的分析能力！在此題的物理情景中，關(guān)鍵是對(duì)小物塊進(jìn)行受力分析與運(yùn)動(dòng)分析，這是關(guān)系解題成敗的基礎(chǔ)工程！小物塊在電場(chǎng)力與摩擦力的作用下從靜止開(kāi)始做勻加速運(yùn)動(dòng)，與板相碰后做勻減速運(yùn)動(dòng)到靜止，是兩個(gè)最簡(jiǎn)單的物理過(guò)程相鏈接的過(guò)程型綜合題。具體解法如下：(1)加電場(chǎng)后，B板電勢(shì)高于A板，小物塊向A板做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)加速度為三、突出考查了對(duì)基本物理過(guò)程分析的能力在中學(xué)階段所涉及物理過(guò)程很多，我們要重視對(duì)基本物理過(guò)程的分析，因?yàn)槊恳环N特定的物理過(guò)程都有自己特色的解題方法。在高中物理中，力學(xué)部分涉及的基本過(guò)程有勻速直線運(yùn)動(dòng)、勻變速直線運(yùn)動(dòng)、平拋運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)等。其中平拋運(yùn)動(dòng)是運(yùn)用運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性原理，利用分解的方法進(jìn)行求解的；而圓周運(yùn)動(dòng)是通過(guò)受力分析，求出向心力，列出“供需平衡”的方程，不同運(yùn)動(dòng)的形式有對(duì)應(yīng)不同的解題方法。除了這些物理過(guò)程外還有兩類(lèi)重要的過(guò)程，一是碰撞過(guò)程，另一類(lèi)是先變加速最終勻速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程（如恒定功率汽車(chē)的起始問(wèn)題）。碰撞過(guò)程是一個(gè)短暫的瞬間過(guò)程，平常我們稱(chēng)之為“咔嚓”過(guò)程，在這個(gè)瞬間的過(guò)程中只有直接相互碰撞的物體之間才會(huì)發(fā)生力、速度、加速度的變化，在利用動(dòng)量守恒定律解題時(shí)一定要注意分析是短暫作用過(guò)程還是持續(xù)作用過(guò)程，短暫的作用過(guò)程往往有大量的機(jī)械能損失。題3.如圖4，在寬度分別為的兩個(gè)毗鄰的條形區(qū)域分別有勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，電場(chǎng)方向與電、磁場(chǎng)分界線平行向右。一帶正電荷的粒子以速率v從磁場(chǎng)區(qū)域上邊界的P點(diǎn)斜射入磁場(chǎng)，然后以垂直于電、磁場(chǎng)分界線的方向進(jìn)入電場(chǎng)，最后從電場(chǎng)邊界上的Q點(diǎn)射出。已知PQ垂直于電場(chǎng)方向，粒子軌跡與電、磁場(chǎng)分界線的交點(diǎn)到PQ的距離為d。不計(jì)重力，求電場(chǎng)強(qiáng)度與磁感應(yīng)強(qiáng)度大小之比及粒子住磁場(chǎng)與電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比。圖4解析：本題考查帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，是屬于“過(guò)程型”綜合題。對(duì)于“過(guò)程型”綜合題，我們可按照物理事件發(fā)生的時(shí)間順序，對(duì)物理過(guò)程按程序進(jìn)行分析，將復(fù)雜的物理過(guò)程分解為幾個(gè)簡(jiǎn)單的物理子過(guò)程，重在“過(guò)程”的剖析。在這個(gè)具體情景中，帶電粒子先在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入電場(chǎng)后做平拋運(yùn)動(dòng)，是圓周運(yùn)動(dòng)與類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)兩個(gè)基本過(guò)程相鏈接的綜合題。具體解法如下：粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖5所示.由于粒子在分界線處的速度與分界線垂直，圓心O應(yīng)在分界線上，OP長(zhǎng)度即為粒子運(yùn)動(dòng)的圓弧的半徑R。由幾何關(guān)系得圖5四、基礎(chǔ)知識(shí)的類(lèi)比、遷移能力幾乎每年都要考查萬(wàn)有引力定律與天體運(yùn)動(dòng)的知識(shí)，要求考生能運(yùn)用類(lèi)比和遷移的能力，不同天體之間的運(yùn)動(dòng)遵守共同的規(guī)律。如浙江卷的第19題考查萬(wàn)有引力定律知識(shí)，選擇的是潮汐現(xiàn)象為載體，與自然天文現(xiàn)象相結(jié)合，背景有創(chuàng)新，這些題目都需要在掌握原有物理知識(shí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行類(lèi)比與遷移。類(lèi)比、遷移的方法是指在教學(xué)過(guò)程中，教師創(chuàng)設(shè)愉快的學(xué)習(xí)心理情境，通過(guò)指導(dǎo)學(xué)生由模仿到聯(lián)想的認(rèn)知過(guò)程，達(dá)到舉一反三，融會(huì)貫通的一種學(xué)與教的認(rèn)知策略與思維操作方法。中學(xué)物理知識(shí)有一定的體系和處理問(wèn)題的模式，傳授給學(xué)生的模擬能力有技巧和方法，讓他們遷移、轉(zhuǎn)化、觸類(lèi)旁通，這也是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新素質(zhì)的有效方法。講了一道題實(shí)際上講了一類(lèi)題的處理方法。學(xué)生碰到有關(guān)問(wèn)題時(shí)，學(xué)生就會(huì)以知識(shí)為載體，遷移、轉(zhuǎn)換、發(fā)散、討論，從多角度、多層次加以研究，從而也訓(xùn)練了學(xué)生的創(chuàng)新精神。題4.在討論地球潮汐成因時(shí)，地球繞太陽(yáng)運(yùn)行軌道與月球繞地球運(yùn)行軌道可視為圓軌道。已知太陽(yáng)質(zhì)量約為月球質(zhì)量的2.7×倍，地球繞太陽(yáng)運(yùn)行的軌道半徑約為月球繞地球運(yùn)行的軌道半徑的400倍。關(guān)于太陽(yáng)和月球?qū)Φ厍蛏舷嗤|(zhì)量海水的引力，以下說(shuō)法正確的是(A)太陽(yáng)引力遠(yuǎn)大于月球引力。(B)太陽(yáng)引力與月球引力相差不大。(C)月球?qū)Σ煌瑓^(qū)域海水的吸引力大小相等。(D)月球?qū)Σ煌瑓^(qū)域海水的吸引力大小有差異。五、應(yīng)用數(shù)學(xué)處理物理問(wèn)題的能力物理學(xué)是一門(mén)精確科學(xué)，與數(shù)學(xué)有密切的關(guān)系。物理學(xué)又是一門(mén)基礎(chǔ)科學(xué)，是整個(gè)自然科學(xué)和現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)，在現(xiàn)代生活、社會(huì)生產(chǎn)、科學(xué)技術(shù)中有廣泛的應(yīng)用。但在應(yīng)用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)，一般或多或少總要進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算進(jìn)行推理，而且處理的問(wèn)題愈高深，應(yīng)用的數(shù)學(xué)也愈多。所以熟練運(yùn)用數(shù)學(xué)處理物理問(wèn)題，是進(jìn)入高校深造的考生必須具有的能力。離開(kāi)了數(shù)學(xué)物理就寸步難行！運(yùn)用數(shù)學(xué)的能力指的是考生是否能根據(jù)問(wèn)題列出物理量的關(guān)系式，進(jìn)行推導(dǎo)和求解，并根據(jù)結(jié)果作出物理結(jié)論；是否能運(yùn)用幾何圖形、函數(shù)圖像進(jìn)行表述、分析和處理問(wèn)題。這是所說(shuō)的數(shù)學(xué)運(yùn)算，既包括數(shù)字運(yùn)算，也包括符號(hào)運(yùn)算，既要重視定量計(jì)算，也要重視定性與半定量的分析和推理。題5.如圖6（下頁(yè)）所示，在x軸下方有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于xy平面向外。P是y軸上距原點(diǎn)為h的一點(diǎn)，為x軸上距原點(diǎn)為a的一點(diǎn)。A是一塊平行于x軸的擋板，與x軸的距離為，A的中點(diǎn)在y軸上，長(zhǎng)度略小于。帶電粒子與擋板碰撞前后，x方向的分速度不變，y方向的分速度反向、大小不變。質(zhì)量為m，電荷量為q(q＞0)的粒子從P點(diǎn)瞄準(zhǔn)。點(diǎn)入射，最后又通過(guò)戶點(diǎn)。不計(jì)重力，求粒子入射速度的所有可能值。圖6分析：在這個(gè)題目的物理情景中，考生要有很強(qiáng)的空間想象能力，規(guī)范地作出數(shù)學(xué)幾何關(guān)系圖，將數(shù)學(xué)知識(shí)很好地運(yùn)用到具體的物理規(guī)律中。在這里要特別強(qiáng)調(diào)規(guī)范作圖的重要性，圖畫(huà)清楚了，幾何關(guān)系也就一目了然，再難的題目也就迎刃而解了。具體解法如下：圖7設(shè)粒子最終離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)，與擋板相碰n次（n=0，1，2，…）。若粒子能回到P點(diǎn)，由對(duì)稱(chēng)性，出射點(diǎn)的x坐標(biāo)應(yīng)為-a，即六、設(shè)計(jì)和完成實(shí)驗(yàn)的能力實(shí)驗(yàn)是理科發(fā)展的最重要?jiǎng)恿χ?，?shí)驗(yàn)也是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力的重要方式。2009年理綜物理實(shí)驗(yàn)題源于教材而又有一定的創(chuàng)新，如浙江理綜卷第22題的第2小題，考查的是單擺，但是它用激光和光敏電阻替代秒表計(jì)時(shí)，具有現(xiàn)代科技?xì)庀ⅰ幕謴?fù)高考到現(xiàn)在的20余年中，我們可以清楚地看到實(shí)驗(yàn)考查的要求在提高。這里所講的提高，主要并不是難度的提高，而是實(shí)驗(yàn)涉及面的擴(kuò)大，是對(duì)思維廣闊性、敏捷性要求的提高，是對(duì)動(dòng)手進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作、掌握實(shí)驗(yàn)基本技能的要求提高，也是對(duì)實(shí)驗(yàn)技能在實(shí)際應(yīng)用中的要求提高。例如，從最初的課本實(shí)驗(yàn)強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)的安全性開(kāi)始，轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)成套實(shí)驗(yàn)裝置的操作，再一步發(fā)展到對(duì)可能的幾套實(shí)驗(yàn)方案中選擇最佳方案（評(píng)價(jià)）。后又發(fā)展到用常規(guī)實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行創(chuàng)新使用，到最近兩三年已拓展到對(duì)學(xué)生課外活動(dòng)的研究和指導(dǎo)、評(píng)價(jià)，這與當(dāng)前提倡的研究性課程、研究性課題的進(jìn)行是完全一致的。題6.在“探究單擺周期與擺長(zhǎng)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，若擺球在垂直紙面的平面內(nèi)擺動(dòng)，為了將人工記錄振動(dòng)次數(shù)改為自動(dòng)記錄振動(dòng)次數(shù)，在擺球運(yùn)動(dòng)最低點(diǎn)的左、右兩側(cè)分別放置一激光光源與光敏電阻與某一自動(dòng)記錄儀相連，如圖8所示，該儀器顯示的光敏電阻阻值R隨時(shí)間t變化圖線如圖9所示，則該單擺的振動(dòng)周期為_(kāi)_____。若保持懸點(diǎn)到小球頂點(diǎn)的繩長(zhǎng)不變，改用直徑是原小球直徑2倍的另一小球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，則該單擺的周期將______（填“變大”“不變”或“變小”），圖9中的△t將______（填“變大”“不變”或“變小”）。圖8圖9解析：此題體現(xiàn)了新課程的教學(xué)要求，具有新時(shí)代的氣息。探究單擺周期與擺長(zhǎng)的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，一般都是用古典的秒表，利用累積法進(jìn)行計(jì)時(shí)實(shí)驗(yàn)的。而在此題的物理情景中出現(xiàn)了與光敏電阻相鏈接的傳感器問(wèn)題，是一種現(xiàn)代科技化的自動(dòng)記錄儀器。光敏電阻受到光照時(shí)，電阻變小，當(dāng)單擺下擺時(shí)可將激光遮擋，這時(shí)光敏電阻增大，也就是圖線中的凸起部分。單擺1個(gè)周期遮光2次，所以周期為；單擺周期與小球質(zhì)量、大小無(wú)關(guān)。但若改用直徑變?yōu)樵∏蛑睆降?倍，