凸显基础工程关注课改新声

凸显基础工程关注课改新声

2009年全国各地高考有多套理科综合卷和物理试卷，凸显基础工程，关注课改新声，是这些试卷中物理试题的共同特征。回归经典、突出基础、关注课改是一个相互联系的整体，2009年很多省市迎接了新课程改革后的第一年新高考，品味高考物理试题，展望物理备考策略，这是我们今天应该共同讨论的话题。具体地说，这些试题主要从以下几个方面进行了考查。一、对物理基础知识的考查高考试题无论考查什么能力都必须以相应的基础知识为载体，这就是高考的基础性。前苏联教育家布鲁姆曾说过“学生学的知识越基础，该知识对新问题的适应性就越广，迁移能力就越强”。学好物理，重在理解悟出其中的“哲理”，切实提高对基础知识的理解能力。它也是学生分析综合能力、推理能力的基础。2009年高考理综试卷有相当数量的试题是着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规律的确切含义。要求学生能用自己的语言和观点来理解公式和规律，养成严谨认真的科学素质。题1.一列简谐横波在某一时刻的波形图如图1所示，图中P、Q两质点的横坐标分别为x=1.5m和x=4.5m。P点的振动图像如图2所示。图1图2在下列4幅图中，Q点的振动图像可能是二、体现了经典力学的基础工程2009年高考理综物理计算题可以说均是力学经典题，集中体现了力学的基础地位，体现了力学基础工程的重要性。力与运动关系规律的考查成了计算题的一道亮线，受力分析与运动分析是决定解题命运的基础工程，体现了高中物理力学的基础地位！题2.如下页图3所示，相距为d的平行金属板A、B竖直放置，在两板之间水平放置一绝缘平板。有一质量m、电荷量q(q＞0)的小物块在与金属板A相距l处静止。若某一时刻在金属板A、B间加一电压，小物块与金属板只发生了一次碰撞，碰撞后电荷量变为，并以与碰前大小相等的速度反方向弹回。已知小物块与绝缘平板间的动摩擦因数为μ，若不计小物块几何量对电场的影响和碰撞时间。则图3(1)小物块与金属板A碰撞前瞬间的速度大小是多少？(2)小物块碰撞后经过多长时间停止运动？停在何位置？解析：每年的高考物理计算题均突出考查了学生对物理过程的分析能力！在此题的物理情景中，关键是对小物块进行受力分析与运动分析，这是关系解题成败的基础工程！小物块在电场力与摩擦力的作用下从静止开始做匀加速运动，与板相碰后做匀减速运动到静止，是两个最简单的物理过程相链接的过程型综合题。具体解法如下：(1)加电场后，B板电势高于A板，小物块向A板做匀加速直线运动，设加速度为三、突出考查了对基本物理过程分析的能力在中学阶段所涉及物理过程很多，我们要重视对基本物理过程的分析，因为每一种特定的物理过程都有自己特色的解题方法。在高中物理中，力学部分涉及的基本过程有匀速直线运动、匀变速直线运动、平抛运动、圆周运动、简谐运动等。其中平抛运动是运用运动的独立性原理，利用分解的方法进行求解的；而圆周运动是通过受力分析，求出向心力，列出“供需平衡”的方程，不同运动的形式有对应不同的解题方法。除了这些物理过程外还有两类重要的过程，一是碰撞过程，另一类是先变加速最终匀速运动的过程（如恒定功率汽车的起始问题）。碰撞过程是一个短暂的瞬间过程，平常我们称之为“咔嚓”过程，在这个瞬间的过程中只有直接相互碰撞的物体之间才会发生力、速度、加速度的变化，在利用动量守恒定律解题时一定要注意分析是短暂作用过程还是持续作用过程，短暂的作用过程往往有大量的机械能损失。题3.如图4，在宽度分别为的两个毗邻的条形区域分别有匀强磁场和匀强电场，磁场方向垂直于纸面向里，电场方向与电、磁场分界线平行向右。一带正电荷的粒子以速率v从磁场区域上边界的P点斜射入磁场，然后以垂直于电、磁场分界线的方向进入电场，最后从电场边界上的Q点射出。已知PQ垂直于电场方向，粒子轨迹与电、磁场分界线的交点到PQ的距离为d。不计重力，求电场强度与磁感应强度大小之比及粒子住磁场与电场中运动时间之比。图4解析：本题考查带电粒子在电场中的运动，是属于“过程型”综合题。对于“过程型”综合题，我们可按照物理事件发生的时间顺序，对物理过程按程序进行分析，将复杂的物理过程分解为几个简单的物理子过程，重在“过程”的剖析。在这个具体情景中，带电粒子先在磁场中做匀速圆周运动，进入电场后做平抛运动，是圆周运动与类平抛运动两个基本过程相链接的综合题。具体解法如下：粒子在磁场中做匀速圆周运动，如图5所示.由于粒子在分界线处的速度与分界线垂直，圆心O应在分界线上，OP长度即为粒子运动的圆弧的半径R。由几何关系得图5四、基础知识的类比、迁移能力几乎每年都要考查万有引力定律与天体运动的知识，要求考生能运用类比和迁移的能力，不同天体之间的运动遵守共同的规律。如浙江卷的第19题考查万有引力定律知识，选择的是潮汐现象为载体，与自然天文现象相结合，背景有创新，这些题目都需要在掌握原有物理知识的基础上进行类比与迁移。类比、迁移的方法是指在教学过程中，教师创设愉快的学习心理情境，通过指导学生由模仿到联想的认知过程，达到举一反三，融会贯通的一种学与教的认知策略与思维操作方法。中学物理知识有一定的体系和处理问题的模式，传授给学生的模拟能力有技巧和方法，让他们迁移、转化、触类旁通，这也是培养学生创新素质的有效方法。讲了一道题实际上讲了一类题的处理方法。学生碰到有关问题时，学生就会以知识为载体，迁移、转换、发散、讨论，从多角度、多层次加以研究，从而也训练了学生的创新精神。题4.在讨论地球潮汐成因时，地球绕太阳运行轨道与月球绕地球运行轨道可视为圆轨道。已知太阳质量约为月球质量的2.7×倍，地球绕太阳运行的轨道半径约为月球绕地球运行的轨道半径的400倍。关于太阳和月球对地球上相同质量海水的引力，以下说法正确的是(A)太阳引力远大于月球引力。(B)太阳引力与月球引力相差不大。(C)月球对不同区域海水的吸引力大小相等。(D)月球对不同区域海水的吸引力大小有差异。五、应用数学处理物理问题的能力物理学是一门精确科学，与数学有密切的关系。物理学又是一门基础科学，是整个自然科学和现代技术发展的基础，在现代生活、社会生产、科学技术中有广泛的应用。但在应用物理知识解决实际问题时，一般或多或少总要进行数学运算进行推理，而且处理的问题愈高深，应用的数学也愈多。所以熟练运用数学处理物理问题，是进入高校深造的考生必须具有的能力。离开了数学物理就寸步难行！运用数学的能力指的是考生是否能根据问题列出物理量的关系式，进行推导和求解，并根据结果作出物理结论；是否能运用几何图形、函数图像进行表述、分析和处理问题。这是所说的数学运算，既包括数字运算，也包括符号运算，既要重视定量计算，也要重视定性与半定量的分析和推理。题5.如图6（下页）所示，在x轴下方有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于xy平面向外。P是y轴上距原点为h的一点，为x轴上距原点为a的一点。A是一块平行于x轴的挡板，与x轴的距离为，A的中点在y轴上，长度略小于。带电粒子与挡板碰撞前后，x方向的分速度不变，y方向的分速度反向、大小不变。质量为m，电荷量为q(q＞0)的粒子从P点瞄准。点入射，最后又通过户点。不计重力，求粒子入射速度的所有可能值。图6分析：在这个题目的物理情景中，考生要有很强的空间想象能力，规范地作出数学几何关系图，将数学知识很好地运用到具体的物理规律中。在这里要特别强调规范作图的重要性，图画清楚了，几何关系也就一目了然，再难的题目也就迎刃而解了。具体解法如下：图7设粒子最终离开磁场时，与挡板相碰n次（n=0，1，2，…）。若粒子能回到P点，由对称性，出射点的x坐标应为-a，即六、设计和完成实验的能力实验是理科发展的最重要动力之一，实验也是培养学生创新意识和实践能力的重要方式。2009年理综物理实验题源于教材而又有一定的创新，如浙江理综卷第22题的第2小题，考查的是单摆，但是它用激光和光敏电阻替代秒表计时，具有现代科技气息。从恢复高考到现在的20余年中，我们可以清楚地看到实验考查的要求在提高。这里所讲的提高，主要并不是难度的提高，而是实验涉及面的扩大，是对思维广阔性、敏捷性要求的提高，是对动手进行实验操作、掌握实验基本技能的要求提高，也是对实验技能在实际应用中的要求提高。例如，从最初的课本实验强调实验的安全性开始，转变为对成套实验装置的操作，再一步发展到对可能的几套实验方案中选择最佳方案（评价）。后又发展到用常规实验仪器进行创新使用，到最近两三年已拓展到对学生课外活动的研究和指导、评价，这与当前提倡的研究性课程、研究性课题的进行是完全一致的。题6.在“探究单摆周期与摆长的关系”实验中，若摆球在垂直纸面的平面内摆动，为了将人工记录振动次数改为自动记录振动次数，在摆球运动最低点的左、右两侧分别放置一激光光源与光敏电阻与某一自动记录仪相连，如图8所示，该仪器显示的光敏电阻阻值R随时间t变化图线如图9所示，则该单摆的振动周期为______。若保持悬点到小球顶点的绳长不变，改用直径是原小球直径2倍的另一小球进行实验，则该单摆的周期将______（填“变大”“不变”或“变小”），图9中的△t将______（填“变大”“不变”或“变小”）。图8图9解析：此题体现了新课程的教学要求，具有新时代的气息。探究单摆周期与摆长的关系的实验中，一般都是用古典的秒表，利用累积法进行计时实验的。而在此题的物理情景中出现了与光敏电阻相链接的传感器问题，是一种现代科技化的自动记录仪器。光敏电阻受到光照时，电阻变小，当单摆下摆时可将激光遮挡，这时光敏电阻增大，也就是图线中的凸起部分。单摆1个周期遮光2次，所以周期为；单摆周期与小球质量、大小无关。但若改用直径变为原小球直径的2倍，