基于提升核心素养的练习题设计

高中物理练习题设计基于提升学科核心素养的（一）正确认识练习题一、以“提升素养”为目标的练习题跟以“应用知识”为目标的练习题大不相同二、练习题的功能跟考试题的功能大不相同●学会应用某个知识，是编写练习题的直接目的；通过解答练习题，提升学科核心素养，是编写练习题的根本目的。一、“提升素养”跟“应用知识”的练习题大不相同1.编写练习题的“直接目的”和“根本目的”●“直接目的”是显性的，题目应用的哪个知识，一般师生都能看到，这常常是教师选择练习题的关注点；“根本目的”是隐性的，题目体现的是哪条核心素养，达到什么水平，不是谁都能看出来的，但它对提升学科核心素养有关键作用，如何编写这类题目，对学科教学来说具有重要意义。下面两个都是用牛顿第二定律测量列车加速度的练习题，所用的物理规律完全习题，但编写思路不同：下一页左边练习题的设计目的，仅仅是为了学会知识的应用，这是通常练习册中的题目；下一页右边练习题，是以牛顿第二定律的知识应用为载体，题中隐含着提升学科核心素养的目的，这是2019版高中物理教材中创编的章后练习题。一、“提升素养”跟“应用知识”的练习题大不相同2.两种不同编写思路的练习题设计举例知识应用如右图所示，地铁列车在起动后的某段加速过程中，悬吊在车上的重垂线偏离竖直方向的夹角θ

等于30°，请计算此时地铁加速度的大小，并判断加速度的方向。θ提升素养（新教材题）

某人把一根细绳的下端绑着一支圆珠笔，上端固定在地铁竖直扶手上。地铁起动后的某段加速过程中，细绳偏离了竖直方向，他用手机拍摄了当时的照片，拍摄方向跟地铁前进方向垂直。请根据照片估算此时地铁加速度大小，并判断加速度方向，写明解答过程。2.两种不同编写思路的练习题设计举例一、“提升素养”跟“应用知识”的练习题大不相同●对两道练习题特点的分析：2.两种不同编写思路的练习题设计举例一、“提升素养”跟“应用知识”的练习题大不相同●对两道练习题特点的分析：培养用物理观念解决实际问题的能力增强证据意识；提升设计方案、数据解释等科学探究能力养成联系实际、务真求实的科学态度2.两种不同编写思路的练习题设计举例一、“提升素养”跟“应用知识”的练习题大不相同1.试题与习题的功能不同二、练习题的功能跟考试题大不相同试题设计思路：考你会不会？习题设计思路：怎样让你会？相互割裂地设问，让你不会做。相互关联地设问，让你学会做。(1)试题（高考、中考题）的功能●甄别（招生选拔）●引导（指导教学）(2)习题的功能●建构（建立概念规律，构筑知识框架）●培养（培育各种能力、养成良好态度）一个好的试题未必是一个好习题（如2019年高考全国理综1卷第21题）在星球M上将一轻弹簧竖直固定在水平桌面上，把物体P轻放在弹簧上端，P由静止向下运动，物体的加速度a与弹簧压缩量x间的关系如图中实线所示。在另一星球N上用完全相同的弹簧，改用物体Q完成同样过程，其a–x关系如图中虚线所示，假设两星球均为质量均匀分布的球体。已知星球M的半径是星球N的3倍，则A．M与N的密度相等B．Q的质量是P的3倍C．Q下落过程中的最大动能是P的4倍D．Q下落中弹簧最大压缩量是P的4倍这是一个情境新颖的优秀试题，若把它作为习题，则有以下缺点：(1)主题太多，缺乏重点目标；(2)内容散乱、无序，没有启发性的的思维线索，很难做到“学会做”；(3)能力跨度太大，缺乏循序渐进，能力难以提升。改为练习题：在星球M上一轻弹簧竖直固定于水平桌面，物体P轻放在弹簧上端由静止释放，其加速度a与弹簧压缩量x的关系如图P线所示。另一星球N上用相同的弹簧，改用物体Q完成同样过程，其a–x关系如Q线所示。

(1)同一物体在M星球上的重力是在N星球上的几倍？3a00axa0x02x0PQR(2)P、Q的质量大小之比是多少？(3)M星球上物体R由静止做加速度3a0的匀加速运动，通过x0位移后速度多大？(4)图中P、Q下落的最大速度之比是多少？全题围绕着提升学生的“图像素养”进行设计：●根据题意，理解图像纵坐标轴上点的意义；（第1小题）●根据题意，理解图像横坐标轴上点的意义；（第2小题）●根据题意，理解图线下方这块面积的意义；（第3小题）●学会利用图像分析变加速运动v与a、x

的关系。（第4小题）2.试题与习题的编排不同二、练习题的功能跟考试题大不相同(1)试题（高考、中考题）的编排(2)习题的编排●以题型为线索●同一题型中各小题，内容混杂编排，考查学生调用知识的能力●应以内容为线索，按内容逻辑关系的编排有利于知识的建构●以内容为线索编排下，不同的题型并不影响对知识的建构3.试题与习题的题型有所不同二、练习题的功能跟考试题大不相同(1)试题（高考、中考题）的题型以物理高考题为例，选择题和非选择题大约各占一半，体现既重视知识也重视对能力的考查。并兼顾阅卷的客观和快捷。(2)习题的题型选择题具有客观、快捷、知识覆盖广的特点，是一种很好试题题型，但不适宜作为练习题的题型。当前练习册中选择题有很大弊端，它导致“重结果、轻过程”的教学倾向，已经在教学中形成了很大的负面影响。4.试题与习题的难度不同二、练习题的功能跟考试题大不相同(1)试题（高考题）的难度高考具有选拔功能，因此高考题难度设计要满足选拔功能的要求。下面以2019年全国理综1卷物理试题的难度数据说明高考试题的难度特点。4.试题与习题的难度不同二、练习题的功能跟考试题大不相同(1)试题（高考题）的难度试题难度系数和录取率吻合能提升考试选拔的有效性PA＜0.10.1≤PB＜0.20.2≤PC＜0.50.5≤PD●高考各档录取率对试卷难度结构设计的要求各档分值占全卷百分比：A.

6％；B.

17％；C.41％D.36％。4.试题与习题的难度不同二、练习题的功能跟考试题大不相同(1)试题（高考题）的难度C档所占比例最大（41％），C档的难度系数是0.2至0.5。●2019年高考理综1物理试卷（江西省）难度结构分析4.试题与习题的难度不同二、练习题的功能跟考试题大不相同高考具有选拔功能，因此高考题难度设计要满足选拔功能的要求。习题是让学生“学会做”，应让学生获得成就感。习题不需要有甄别功能，把经过总复习后用来甄别的高考题作为新授课的练习题，是不恰当的。(2)习题的难度“一步到位”是无法到位的，分步到位才是明智的做法。(1)试题（高考题）的难度（二

）练习题设计的基本原则一、关于知识二、关于素养三、关于综合性四、关于难度五、关于份量六、关于题型七、关于编排八、关于编写程序1.节后题是根据本节知识点进行布局的，在布局时确保本节所有的重要知识点都不遗漏。一、关于知识人教社高中物理新教材上的练习有共三个层次：节后题；章后A组题；章后B组题。节后题是每一节新授课后用于巩固本节课内容的基础题，章后题是用于全章复习的练习题，其中B组题的灵活性和综合性更高一些。2.节后题的题目设计，注重题目内容和知识的的紧密贴合，是课文知识点的直接应用，避免其他因素对知识贴合的干扰。3.章后题的知识内容，侧重围绕着本章内容进行，可以涉及已学过的其他知识，但要避免喧宾夺主。4.习题的总体设计不局限于仅提升纸笔测验能力。二、关于素养1.以练习题的情境和知识为载体，把高中物理学科科核心素养融在题中，完整、系统地体现核心素养的要求。2.把核心素养的要求落实到具体“要素”上，以“要素”的水平描述设计题目的情境和解题条件，运用练习题，把核心素养的要求全面落地。3.把“解题素养”作为学科核心素养的一部分，是学科核心养素养中可纸笔测验评价的部分，把这些素养有机、合理地布局在各层次练习题中，把提升学科核心素养的总目标和提高考试成绩的现实目标结合起来。必修第4章第五节“牛顿运动定律的应用”4.货车运载着圆柱形光滑空油桶。车厢底的一层油桶相互紧贴并牢牢固定，上一层只有一只桶C，摆放在桶A、B之间，桶C受到桶A和桶B的支持，和汽车一起保持静止，如图所示。(1)……(2)当汽车向左运动的加速度增大到多大时，桶C就会脱离A而运动到B

的右边？桶C就会脱离A到B的右边桶C刚刚脱离桶A时的情境C仅和B接触，只受一个弹力此时弹力方向沿BC中心连线①C受重力和弹力作用②弹力与竖直成30°③加速度向左，可列方程题目文字解题条件二、关于素养例如：审题能力是物理观念在解题素养中的体现。三、关于综合性1.为避免综合性问题对节后练习题功能的干扰，节后练习题不花精力用于知识的综合应用。2.章后练习题可以在本章范围内进行适当的综合应用，但一般不进行有意识的跨章综合。3.章后练习题可以涉及一些原来学过的本章以外的知识，但这些知识不是题目的核心内容，也不是题目的主要难度因素。2.每一章中练习题的难度分为三个层次：节后题、章后A组题、章后B组题。章后B组题尽量以《课程标准》学业质量水平4的要求进行编写。但节后题、章后A组题的难度不一刀切，也有意安排少量有思考性的问题，供不同层次的学习活动中能有进一步思考。四、关于难度1.不把高考难题作为新授课从练习题。这是因为：(1)高考是高中学生经历了三轮教学过程才达到的水平，新授课只是学生第一轮学习的开始；(2)高考体具有选拔功能，不是对所有学生的要求，而新授课的练习题，面对的是全体学生。五、关于份量1.为适应《课程标准》关于学业水平考试（合格考和等级考）的要求，新教材的习题份量比现行教材有显著的增加。2.同时，为了让学生养成良好的解题习惯，在确保知识和素养在有足够覆盖的情况下，对练习题总量做了合理控制，使学生有一定的时间仔细审题和深入分析，为此，教材对练习题进行了严格的筛选，杜绝简单重复的机械训练题进入教材。六、关于题型1.题型是指答题行为，不同题型具有不同的答题行为，而不同的学习行为对应着不同能力的形成，新教材的题型设计注重培养全面的能力：有计算、有说理，有作图，有设计，有操作，学生在完成解题过程中全面提升自己的能力。2.新教材拒绝了选择题，选择题是很好的考试题类型，但把它作为练习题，助长了师生“重结果、轻过程”价值取向和思维习惯。对于确实很好的选择题选项，把它改造成简答题，不仅要学生判断结果，还要有说理过程。七、关于编排1.同一“节后题”和“章后题”，按知识内容的逻辑编排，不考虑题型。因为只有按照知识的逻辑结构顺序依次完成对作业的思考，才有利于帮助学生形成合理的知识结构；2.不同章节，重视素养水平的循序渐进，促进能力发展的合理进阶；3.同一知识内容，通过前后呼应、螺旋上升、深度伏笔，实现知识和能力的拓展。八、关于编写程序1.对每一节课文后的练习题，首先根据教学内容的布局，规划本节练习题的内容框架，确定需要编写几个题目，每个题目所涉及的知识点的和典型情境，制订《练习题内容框架表》。2.根据《练习题内容框架表》，优选符合要求的练习题编入教材。3.如果没有和内容框架表十分贴切的题目，则根据一些题目素材进行改编。4.如果没有合适的改编题目，则根据内容框架表的要求，进行原创性设计。（三

）基于提升学科核心素养的练习题设计一、认识学科核心素养的结构和水平划分二、体现学科核心素养的练习题举例和分析一、高中物理学科核心素养的结构高中物理核心素养物理观念科学思维科学探究科学态度与责任质疑创新科学论证科学推理模型建构交流解释证据问题社会责任科学态度科学本质物质观运动与相互作用观能量观维度要素核心素养学业质量物理观念两种描述要素列表一、高中物理学科核心素养的结构形成观念解决问题高中物理核心素养物理观念科学思维科学探究科学态度与责任质疑创新科学论证科学推理模型建构交流解释证据问题社会责任科学态度科学本质解决问题形成观念一、高中物理学科核心素养的结构链：水平描述二、基于提升核心素养的高中物理练习题举例(1)完善知识构建，为形成物理观念奠定基础(2)引导知识与实践关联，以物理视角剖析实际问题(3)认识物理模型特点，会把现实原型转换为理想模型(4)经历多种思维形式的科学推理过程(5)用证据表达观点和证明物理结论(6)敢于质疑，勇于创新，乐于发明(7)提出问题，作出猜想，检验猜想(8)合理设计研究方案(9)用恰当形式对事实进行解释(11)正确认识物理学，增强掌握科学知识的责任感(10)学会对科学探究“证据”和“解释”的表达（一）（二）（三）（四）1.完善知识构建，为形成物理观念奠定基础必修第10章第一节“电势能和电势”：3.回答下列题目后小结：如何根据试探电荷的电势能来判断电场中两点电势的高低？(1)在A点的电势能比在B点的大，A、B两点哪点电势高？(2)－q在C点的电势能比在D点的大，C、D两点哪点电势高？(3)q在E点的电势能为负值，－q在F点的电势能是负值，E、F两点哪点电势高？4.根据下图解答以下题目，然后进行小结：如何根据匀强电场的电场线判断两点电势高低？(1)M、N是匀强电场中同一条电场线上的两点，哪点电势高？(2)M、P是匀强电场中不在同一条电场线上的两点，AB是过M点与电场线垂直的直线，则M、P两点哪点电势高？MNEPAB例①对局部知识的概括与小结。必修第6章A组题例②对全局知识的总结与归纳。1.请根据加速度的特点，对以下七种运动进行分类，并画出分类的树状结构图：匀速直线运动；匀变速直线运动；自由落体运动；抛体运动；平抛运动；匀速圆周运动；变速圆周运动。1.完善知识构建，为形成物理观念奠定基础必修第11章第四节“串联电路和并联电路”例③A对重要知识的解读和认识通过练习题，让学生自主建构关于分压电路的知识。1.完善知识构建，为形成物理观念奠定基础选择性必修第1章A组题例③B对重要知识的解读和认识通过熟悉的平抛运动，领悟力的冲量与初动量不在同一直线上的动量定理计算，完善关于动量定理公式矢量性的知识建构。4.质量为0.5kg的金属小球，以6m/s的速度水平抛出，抛出后经过0.8s落地，g取10m/s2。(1)小球抛出时和刚落地时，动量的大小、方向如何？

(2)小球从抛出到落地的动量变化量的大小和方向如何？

(3)小球在空中运动的0.8s内所受重力的冲量的大小和方向如何？(4)说出你解答上述问题后的认识。1.完善知识构建，为形成物理观念奠定基础必修第2章第三节“匀变速运动位移与时间的关系”4.滑跃式起飞是一种航母舰载机的起飞方式。飞机跑道的前一部分是水平的，跑道尾段略微向上翘起。飞机在尾段翘起跑道上的运动虽然会使加速度略有减小，但能使飞机具有斜向上的速度，有利于飞机的起飞。假设某飞机滑跃式起飞过程是两段连续的匀加速直线运动，前一段的加速度为7.8m/s2

，位移为180m，后一段的加速度为5.2m/s2，路程为15m，求飞机离舰时的速度有多大？对重要知识的解读和认识加速度减小速度增大，是学生难懂的运动模型。以下练习题，不仅为建构该模型做了具体解读，同时开阔了学生的科技视野，例③C1.完善知识构建，为形成物理观念奠定基础必修第5章第二节“运动的合成和分解”对难点内容的渗透与伏笔为顺利构建平抛运动知识，在“运动的合成和分解”练习题中，提前设计了平面坐标系匀速运动与匀加速运动合成的练习题，为学习平抛运动伏笔。4.在课本图5.2-1实验中，假设从t＝0开始，红蜡块在玻璃管内每1s上升的距离都是10cm，与此同时，玻璃管向右沿水平方向匀加速平移，每1s内的位移依次是4cm、12cm、20cm、28cm。在右图坐标系中，y表示蜡块在竖直方向的位移，x表示水平位移，t＝0时蜡块位于坐标原点。请在图中标出t等于1s、2s、3s、4s时蜡块的位置，并用平滑曲线描绘蜡块的轨迹。例④A1.完善知识构建，为形成物理观念奠定基础1.完善知识构建，为形成物理观念奠定基础对难点内容的渗透与伏笔把光电效应实验原理这个难点，提前在静电场练习题中布局，用熟悉的规律分析带电粒子运动，为构建光电效应知识进行深度伏笔。必修第10章第五节“带电粒子在电场中的运动”2.某种金属板M受到紫外线照射时会不停地发射电子，射出的电子速度大小和方向并不相同。在M旁放置一个金属网N。如果用导线将M、N连起来，从M射出的电子落到N上便会沿导线返回M，从而形成电流。现在不把M、N直接相连，而按右图那样在M、N之间加电压U，发现当U＞12.5V时电流表中就没有电流。问：被这束紫外线照射出的电子，最大速度是多少？例④B必修第10章第四节“电容器的电容”例⑤A对知识要求的进阶与拓展新授课的节后练习题，重视知识的有序建构。例如电容器的充、放电概念，练习题从6个方面，系统、全面地完成其知识建构。1.用右图电路给电容器充、放电。开关S接通1，稳定后改接2，稳定后又改接1，如此往复。下表记录了充、放电过程中某两个时刻通过电流表的电流方向，试根据该信息，在表格内各空格处填上合理答案1.完善知识构建，为形成物理观念奠定基础必修第10章B组题4.如右上图，单刀双掷开关S原来跟2相接，从t＝0开始，开关改接1，得到流过电路中P点的电流随时间变化的I-t图像（下图甲）和电容器两极板的电势差UAB

随时间变化的图像（下图乙）。t＝2s时，把开关改接2，请在I-t图像和UAB-t图像中画出之后2s内图像的大致形状。对知识要求的进阶与拓展章后题不同于节后题，体现对学生知识要求的进阶。同样是电容器充、放电练习，章后题改成让学生作图像。把新课练习时的定性文字描述上升定量图像表达。不断完善学生的认知结构。例⑤B1.完善知识构建，为形成物理观念奠定基础这5个实例，从以下各个方面体现了练习题对所学知识的建构功能:对局部知识的小结与概括；对全局知识的总结与归纳；对重要知识的解读和认识；对难点知识的渗透与伏笔；对知识要求的进阶与拓展。为形成系统的物理观念奠定了基础。1.完善知识构建，为形成物理观念奠定基础2.引导知识与实践关联，以物理视角剖析实际问题能用物理学视角观察周围现象、用物理知识解决实际问题，这是“物理观念”的关键要素。要达到这个目标，首先需要把物理知识与实践情境进行关联。高中物理的练习题设计，应把物理知识跟与实践情境的关联作为重要的目标，把物理知识和日常语言、生活器具、工农产品、娱乐活动、观光旅游、生态环保等实践情境联系起来，引导学生用物理学的视角观察周围世界。2.引导知识与实践关联，以物理视角剖析实际问题必修第一章A组题：以下对话，其含义是指时刻还是指时间间隔？写在括号内。问：这车什么时候开？（）答：过一会儿就要开了。（）问：我离开一下，10min就赶回来，行不？（）答：你不能晚过车票上的开车时间。（）例①物理知识和日常语言的关联必修第11章第一节“电源和电流”3.右表标明了某手机的产品规格。请估算：(1)该手机待机电流有多大?(2)说明书还标明，用该手机播放视频的时间是17h，请估算播放视频的电流大约是待机电流的几倍。例②物理知识和产品规格的关联2.引导知识与实践关联，以物理视角剖析实际问题AB一台空调外机用两个三角形支架固定在外墙上，空调外机对其中一个三角形支架的压力恰好作用在支架横梁和斜梁的连接点O上，大小为200N。横梁AO水平，斜梁BO跟横梁的夹角为37°，sin37°＝0.6。求：(1)横梁所受拉力和斜梁所受压力有多大？(2)如果把斜梁加长，仍保持连接点O的位置不变、横梁水平，这时横梁和斜梁所受的力如何变化？O必修第3章B组题例③物理知识和家庭装修的关联2.引导知识与实践关联，以物理视角剖析实际问题2.上图是一种“强力吸盘挂钩”照片，下图是工作原理图。如左图，向右按锁扣把吸盘压在墙上，吸盘中的空气被挤出，但还残留了一些空气，这时盘盖是松弛的。使用时要把锁扣板下如右图，锁扣以盘盖为依托把吸盘向左拉出，增大残留空气体积，锁扣在拉起吸盘的同时，对盘盖施加压力，使盘盖以很大压力压住吸盘（如红箭头），防止吸盘和墙面之间有空气渗入吸盘，达到耐久工作的目的。请解释：为什么锁扣板下后，盘盖对吸盘会产生很大压力？2.引导知识与实践关联，以物理视角剖析实际问题物理知识和生活用品的关联例④选择性必修三第2章B组题必修第5章A组题1.中国象棋棋盘相当于一个平面直角坐标系，横坐标标有数字，纵坐标标有字母。利用它可以记录各棋子的位置和位移。例如，棋子“帅”的位置可以简述为J5；“象”从A3的位置运动到y5的位置，就可以简述为A3C5。物理知识和文体活动的关联例⑤(1)刚开局，甲方的马在J2和J8位置、炮在H2和H8的位置，请你在棋盘上标明这四个棋子的位置。(2)甲方开局用“当头炮”，即H8H5，而乙方应变是“马来跳”，即A2C3。请你用带箭头的线段画出这两个位移，这两个位移的有多大？已知每个小方格都是边长为3cm的正方形。2.引导知识与实践关联，以物理视角剖析实际问题右图是某市喷泉群中的一个主喷泉喷出水柱的场景。从远处看，喷泉喷出的水柱超过了40层楼的高度，从近处看，主喷管的直径约为10cm。由此请你估计：用于给主喷管喷水的电动机输出功率至少有多大？物理知识与旅游观光的关联必修第8章第四节“机械能守恒”例⑥2.引导知识与实践关联，以物理视角剖析实际问题2.某环保人员在一次检查时发现一根排污管正在向外满口排出大量污水。这根管道水平设置，管口离开地面有一定的高度，如图所示。现在环保人员只有一根卷尺，请问需要测出哪些数据就可大致估测该管道的排污量？写出测量每秒钟排污体积的表达式。必修第5章B组题物理知识和节能环保的关联例⑦2.引导知识与实践关联，以物理视角剖析实际问题3.认识理想模型特点，把现实原型转换为理想模型必修第1章A组题：例①认识理想模型特点。通过解答本题，认识质点模型，领悟现实物体是否可以看成质点，是由所研究的问题决定的。1.以下情景中，哪些带下划线的物体可看成质点，哪些不能看成质点？将结果填入括号内。(1)观察蚂蚁拖动饭粒时，蚂蚁的肢体是如何分工的。（）(2)测算蚂蚁拖动饭粒时，蚂蚁1min爬行的路程。（）(3)在跳水比赛中，裁判员给跳水运动员评分。（）(4)教练在训练中观察跳高运动员的跳高动作。（）必修第3章B组题例②7.国际拔河比赛规定，每个队由8名运动员组成，按8名运动员体重的总和，分成若干重量级别，同等级别的两个队进行比赛。还规定，运动员必须穿“拔河鞋”或没有鞋跟等突出物的平底鞋，不能戴手套。(1)竞赛为什么要作出上述规定？试从物理学的角度进行说明。(2)专业的拔河运动员在拔河时身体向后倾倒，跟地面的夹角很小，为什么要这样做？请从物理原理上分析说明。本题旨在让学生会把现实原型转换为物理模型。本题要求把运动员视为受三个共点力作用的平衡物体，即受重力、绳的拉力以及地面对脚的作用力（水平分量为静摩擦力、竖直分量为弹力）的作用。基于这种模型，得出运动员身体向后倾倒可以增大静摩擦力的结论。3.认识理想模型特点，把现实原型转换为理想模型自由落体运动第2题：2.跳水运动员从5m跳台双脚朝下自由落下，某同学利用手机的连拍功能，连拍了多张照片。测得其中两张连续的照片中运动员双脚离水面的高度分别为3.4m和1.8m。请估算手机连拍的时间间隔。自由落体运动第4题：4.某照相机光圈会自动调节，其曝光时间被设定固定不变。某人从砖墙前离地2.5m高处使一石子自由落下，拍摄石子在空中的照片如图，石子在照片上留下了一条径迹。每块砖的平均厚度为6cm，请估算所设定的曝光时间。现实原型应转换为哪种模型要根据具体问题而定。以下两个挨着的习题，题目情境和所求物理量都十分相似。左题两照片之间人的运动不能看成匀速运动，而右图曝光过程石子的运动却需要看成匀速运动。例③3.认识理想模型特点，把现实原型转换为理想模型4.经历多种思维形式的科学推理过程必修第11章A组题抽象与概括概括高中物理课程中的所有电路，两相联电阻的关系只有串联和并联两种。无论串联还是并联，一个电阻增大而另一电阻不变时，两电阻的总值总是增大的。再把两电阻的串（并）联部分等效为一个可变电阻，它跟其它电阻的关系也只有串联和并联两种。如此等效下去，整个电路电阻必定增大。4.试证明：在串、并联组合的电路中，任一个电阻增大而其余电阻不变时，整个电阻的等效电阻都增大。例①必修第11章A组题必修第12章第一节“电路中能量的转化”分析与综合定性与定量左题是定性推理；右题是定量推导。左题从已知物理量出发根据控制变量进行讨论得到结果；右题从所求物理量的表达式入手，通过演绎消除中间变量得结果。这是两种不同思维方式的推理。有时把左题解答叫做“分析”、右题叫“综合”。例②2.下图中R0为定值电阻，R1为滑动变阻器。闭合电路使L发光后，若将滑动片向右滑动，灯泡的亮度会如何变化？请用数学式讨论。3.四个定值电阻连成下图电路。RA、RC规格为“10V4W”，RB、RD的规格为“10V2W”。请按消耗功率大小排列它们，说明理由。4.经历多种思维形式的科学推理过程选择性必修第1章第5节“弹性碰撞和非弹性碰撞”演绎推理演绎推理是由一般性判断推出个别性判断的推理，是从一般原理出发推出新结论的一种思维形式。高中物理解题多是演绎推理。本题从动量守恒和能量守恒的一般原理出发，通过演绎，推断题中两种个别性结论的合理性。5.质量为m、速度为v

的A

球跟质量为3m的静止B

球发生正碰。碰撞可能是弹性的，也可能是非弹性的，因此，碰撞后B

球的速度可能有不同的值。请你论证：碰撞后B

球的速度可能是以下值吗？(1)0.6v

；(2)0.4v。例③4.经历多种思维形式的科学推理过程选择性必修第2章B组题因果关系因果关系分析是推理的一种思维方式。本题中的电压是改变驱动力频率的原因；筛子质量是改变固有频率的原因。由此可以分别从两个原因入手，进行调节，使驱动力频率和筛子固有频率相等。6.把筛子用四根弹簧支撑起来，筛子上装一个电动偏心轮，它每转一周给筛子一个驱动力，这就做成了一个共振筛，如以下左图。该共振筛的共振曲线如右图。已知增大电压，可使偏心轮转速提高，增加筛子质量，可增大筛子的固有周期。现在，在某电压下偏心轮的转速是

54r/min。为了使筛子的振幅增大，请提出两种方案。例④4.经历多种思维形式的科学推理过程必修第10章A组题反证法用反证法对本题的“等势面”和“电场强度与电势差的关系”进行相关分析：如果存在下图所示电场，作垂直与电场方向的两个等势面，电场线密处电场强度大，两等势面的电势差大，与“等电势”相矛盾，故不可能存在。例⑤2.是否存在如右下图所示的电场，电场线相互平行，但间距不相等？请说明理由。4.经历多种思维形式的科学推理过程5.用证据表达观点和证明物理结论右图广告形象描述了高空坠物对人伤害的严重性。小明用以下实例检验广告词的科学性：设一个50g鸡蛋从18楼窗户落下，相邻楼层高度为差3m，与地面撞击时鸡蛋的竖直尺度为5cm，认为鸡蛋下沿落地后，其上沿是匀减速运动，且上沿运动到地面时恰好静止，以鸡蛋上、下沿落地时间间隔作为鸡蛋与地面的撞击时间。空气阻力不计。试估算该下落鸡蛋对地面的平均撞击力有多大？增强证据意识本题在培养学生质疑和检验意识的同时，增强学生的证据意识。“撞击时间”通常是题目给定的，没有证据。本题为此提供了根据。例①选择性必修第1章B组题4.一条细线下面挂着一个小球，让它自由摆动，画出它的振动图像如右图所示。(1)请根据图中的数据计算出它的摆长。(2)请根据图中的数据估算出它摆动的最大偏角。本题体现“科学论证”的两个层次。(1)能够根据图像中的周期计算单摆摆长的，达到水平2（用证据表达观点）；(2)还能根据图像证明此单摆振动满足简谐运动条件的，达到水平4（用证据证明物理结论）。选择性必修第1章第4节“单摆”例②5.用证据表达观点和证明物理结论6.敢于质疑，勇于创新，乐于发明选择性必修第1章A组题

5.右图是用木槌把糯米饭打成糍粑的场景，有人据此编了一道练习题：“已知木槌质量为18kg，木槌刚接触糍粑时的速度是22m/s，打击糍粑0.1s后木槌静止，求木槌打击糍粑时平均作用力的大小。”你是否发现，以上数据描述的是一个不符合实际的情景。哪些地方不符合实际？例①本题旨在培养学生基于证据大胆质疑的品格。题中木槌质量、速度、打击时间的数据都值得质疑。必修第4章A组题9.某同学制作了一个“竖直加速度测量仪”，其构造如右图。一根轻弹簧上端固定在小木板上，下端悬吊0.9N重物时，指针指着木板上刻度C的位置，悬吊1.0N重物时指针位置的刻度标记为0，以后该重物就固定在弹簧上，整个装置就是一个“竖直加速度测量仪”。(1)请在图中长刻度线旁，标注加速度的示数，单位为m/s2，说明这样标注的原理。(2)照此，请设计一个“水平加速度测量仪”。画出它的装置图；说明它的构造和原理。g

取10m/s2

。例②A题目启发学生发明一个“水平加速度测量仪”。6.敢于质疑，勇于创新，乐于发明选择性必修第5章第三节“利用传感器制作简单的自动控制装置”例②B把滑块水平运动的非电学量，利用滑动变阻器和相关电路转换为电压表的正负读数，表示水平加速度的大小和方向。1.某同学设计了一个加速度计，如右图。较重滑块2可以在光滑的框架1中平移，滑块两侧用弹簧3拉着；R

为滑动变阻器，4是滑动片，它与电阻器任一端之间的电阻值都与它到这端的距离成正比。两个相同电池按图连接后，电压表指针零点位于表盘中央。这个装置就是一个加速度传感器，用电压表读数可以标注水平运动的加速度，请简述它的原理。6.敢于质疑，勇于创新，乐于发明必修第3章第一节“重力和弹力7.小发明——设计一个自动冲水装置。有一个排污沟，需要每隔十多分钟用水冲洗一次。为此，请你应用重心的知识设计一个自动冲水装置。设计思路是：用一个可以转动的容器接住从水龙头细细流出的水，容器中的水装到一定体积时，由于重心位置的变化，容器失去平衡而翻倒，容器中的水被全部倒出冲洗排污沟，倒完水的容器又能自动恢复到原来的位置重新接水，如此往复。请你在右图圆圈中画出你构思的这个装置的图示。应用所学知识进行创造发明，为生活带来方便的同时，提升了创造发明的兴趣和能力。例③A6.敢于质疑，勇于创新，乐于发明6.敢于质疑，勇于创新，乐于发明必修第13章第一节“磁场、磁感线”例③B2.日常生活中，磁的应用给我们带来方便。例如：在柜门上安装“门吸”能方便地把柜门关紧；把螺丝刀做成磁性刀头，可以像手一样抓住需要安装的铁螺钉，还能把掉在狭缝中的铁螺钉取出来。请你关注自己的生活，看看还有哪些地方如果应用磁性可以带来方便。写出你的创意，并画出你设计的示意图。应用所学知识进行创造发明，为生活带来方便的同时，提升了创造发明的兴趣和能力。7.提出问题，作出猜想，检验猜想选择性必修第3章第三节“波的反射、折射和衍射”1.蝙蝠是通过声波的反射来判断前方是否有障碍物的。科学家在蝙蝠飞行的空间里横跨了很多系有铜铃的绳索，蝙蝠黑暗中在此空间飞行时不会碰撞这些绳索而导致铜铃发声。据此，你认为蝙蝠发出的声波频率应该具有怎样的特征？尽可能用数量级来描述你的估算。例①本题旨在让学生学会有根据的猜想本题引导学生以超声波发生反射时障碍物尺度应满足的条件作为根据，对超声波的波长作出猜想，从而估算蝙蝠所发声波的频率。必修第5章第四节“实验：探究平抛运动的特点”4.小刚通过实验，得到了某物体在Oxy

平面上运动的一条运动轨迹，如右图坐标系中的OP

曲线所示。他根据物体运动轨迹的特点作出了猜想：如果物体在y方向做匀速直线运动，那么物体在x

方向必定做匀加速直线运动。小刚同学的猜想是否成立？请分析。例②本题让学生形成检验猜想的思路。所谓检验猜想，就是对猜想的结论进行证明。为此，依次取曲线y方向相等位移的时段，判断该时段的x方向位移是否满足匀加速运动规律。7.提出问题，作出猜想，检验猜想8.合理设计研究方案选择性必修第3章A组题2.有一个教学用的可拆变压器，它的原、副线圈外部还可以绕线。现在要测定原、副线圈的匝数，除有一根足够长的绝缘导线外，还需要什么器材？简要说明实验过程和原理。例①循序渐进培养设计研究方案的能力。这是在原有实验“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”基础上让学生设计实验方案。方案的设计比较简单，但实验操作的思路具有很大的开放性：可以对原有装置的补充也可以作为独立线圈；可以作为原线圈的一部分也可以作为副线圈；可以顺绕也可以反绕来抵消原来的匝数。必修第11章B组题4.如图，黑箱面板上有三个接线柱1、2和3，黑箱内有一个由四个阻值相同的电阻构成的电路。用欧姆表测得1、2接线柱之间的电阻为1Ω，2、3接线柱之间的电阻为1.5Ω，1、3接线柱之间的电阻为2.5Ω。在虚线框中画出黑箱中的电阻连接方式。本题旨在让学生学会有逻辑地制定研究方案。本题引导学生解决问题不要“瞎碰”“乱凑”，要有合理步骤。解答本题，首先要判断四个相同电阻的阻值是多少，在0.5Ω、1Ω、1.5Ω、2Ω

中判断，只有1Ω可能。第二步才是把四个1Ω

电阻怎样连接可以得到题给阻值。有这种思维逻辑，问题才容易解决。例②8.合理设计研究方案9.用恰当形式对事实进行解释选择性必修第4章第一节“光的折射”6.将一根筷子竖直插入装有水的玻璃杯中，从水平方向拍摄的照片如右图所示。看上去，浸在水中的这段筷子产生了侧移，而且变粗了。如何解释观察到的现象？进行解释的一般方式是文字描述和插图配合。学生回答本题，应画俯视图。把筷子当做光源，绘制水中筷子左侧发出的光线经过折射进入人眼的光路图，折射光线向左偏折，因此看到筷子右移。筷子右侧发出的光线经过折射进入人眼的偏折角度更大，所以看到筷子变粗。例①物理图像是对事实进行解释的重要形式。提升物理图像素养是高中物理教学的重要目标。物理图像素养的结构如下：正确理解图像五方面的意义物理图像与函数式之间转化物理图像与物理情境的转化坐标轴面积点（坐标轴上点、负值的点）曲线斜率（物理量之比、变化量之比）物理图像素养自变量与函数函数式中的斜率函数式中的面积物理状态——点物理过程——线9.用恰当形式对事实进行解释必修第12章A组题7.左图中，R1

是可变电阻，R2

是定值电阻，电源内阻不计。实验时调节R1的阻值，把得到各组电压表和电流表数据在坐标纸上描点、拟合，作出U-I

图像如右图AB

所示。(1)右图中a、b、AB

的斜率各等于多少？(2)结合左图，说明a、b、AB的斜率各表示什么物理量。本题旨在提升图像素养，正确认识斜率的意义。本题让学生认识到：图像中某点与坐标原点连线的斜率，是两个物理量之比；图像中某直线（或曲线）的斜率，是两个物理量的变化量之比，所表示的对象是不同的。例②9.用恰当形式对事实进行解释选择性必修三第1章B组题1.物体受到方向不变的力

F作用，其中力的大小随时间变化的规律为

F＝5t（F

的单位是N），求力在2s内的冲量大小。本题旨在提升图像素养，用图像面积分析问题。本题应该用F－t图像对问题作出解释，因为F－t图像中曲线下面的面积表示F与t的乘积，即力的冲量，为题目所求。同时本题所受的力是按一定规律变化的，为计算面积提供了条件。例③9.用恰当形式对事实进行解释选择性必修一第1章A组题7.质量为m1

和m2

的两个物体在光滑的水平面上正碰，碰撞时间不计，其位移－时间图像如右图所示。(1)若m1＝1kg，则m2等于多少？(2)两物体的碰撞是弹性碰撞还是非弹性碰撞？本题旨在培养学生把图像转化为情境的能力。学生看到四条折线交点的横坐标为2s，应想到碰撞时刻发生在2s末。由此可以从图像看出碰前和碰后两物体的速度，而且知道m1碰后速度是反向的，从而发掘了题目所