回歸教材 重視過程 獲取信息

陳信余

高考結(jié)束后，教師和學(xué)生對2013年廣東高考理科綜合（物理）試題，普遍的評價(jià)是：出乎意料之外。那么，老師和學(xué)生意料之中的試題是怎樣的？此次意料之外，外在那里？平時(shí)的教學(xué)是全面到位還是有所選擇？是扎扎實(shí)實(shí)還是投機(jī)取巧？帶著這樣的問題和思考，認(rèn)真、客觀地分析、評價(jià)這份試題，對教師的教和學(xué)生的學(xué)是非常有借鑒作用的，尤其是對2014年高考備考復(fù)習(xí)有很好的啟示和幫助。

啟示一：回歸教材要落到實(shí)處

現(xiàn)舉例簡析今年廣東高考理科綜合（物理）的部分試題，看看它們在教材上的影子。

【例1】某航母跑道長200m。飛機(jī)在航母上滑行的最大加速度為6m/s2，起飛需要的最低速度為50m/s.那么，飛機(jī)在滑行前，需要借助彈射系統(tǒng)獲得的最小初速度為

A. 5m/s B. 10m/s C. 15m/s D. 20m/s

簡析：試題以航母為背景，考查勻變速直線運(yùn)動(dòng)問題，已知位移、加速度和末速度，求初速度，利用推論：[vt][2]-[v0][2]=2as，是非?；A(chǔ)的一個(gè)練習(xí)?？纯椿浗贪嫖锢肀匦?第二章第三節(jié)的例題2。

一列火車以30m/s的初速度勻加速從一長直斜坡駛下，經(jīng)過700m的斜坡后速度達(dá)到40m/s，求火車在該段運(yùn)動(dòng)過程中加速度的大小。

例題有分析和解答。該例題已知初、末速度和位移，求加速度，仍然利用推論進(jìn)行求解。相信你認(rèn)真看了這道例題，對解決今年的這道高考題應(yīng)該不會有什么障礙的。而且不會覺得意外。

【例2】某噴墨打印機(jī)的簡化模型如圖1所示，重力可忽略的墨汁微滴，經(jīng)帶電

室?guī)ж?fù)電后，以速度v垂直勻強(qiáng)電場飛入極板間，最終打在紙上，則微滴在極板間電場中

A. 向負(fù)極板偏轉(zhuǎn)

B. 電勢能逐漸增大

C. 運(yùn)動(dòng)軌跡是拋物線

D. 運(yùn)動(dòng)軌跡與帶電量無關(guān)

簡析：試題以噴墨打印機(jī)為背景，考查帶電粒子在電場中偏轉(zhuǎn)的相關(guān)知識，聯(lián)系實(shí)際又貼近生活，是一道非常不錯(cuò)的試題?？纯椿浗贪嫖锢磉x修3-1第一章第六節(jié)的練習(xí)第2題：

如圖2是噴墨打印機(jī)的結(jié)構(gòu)簡圖，其中墨盒可以發(fā)出墨汁微滴。此微滴經(jīng)過帶電室時(shí)被帶上負(fù)電，帶電多少由計(jì)算機(jī)按字體筆畫高低位置由輸入信號控制。帶電后的微滴進(jìn)入偏轉(zhuǎn)板間，在電場力作用下偏轉(zhuǎn)，沿不同方向射出，打到紙上即顯示出字體。無信號時(shí)，微滴徑直通過偏轉(zhuǎn)板區(qū)域注入回流槽再流回墨盒。設(shè)一滴墨汁微滴的質(zhì)量為1.5×10-10kg，經(jīng)過帶電后上了-1.4×10-13C的電荷量，隨后以20m/s的速度進(jìn)入偏轉(zhuǎn)板間，已知偏轉(zhuǎn)板的長度為1.6cm，板間電場強(qiáng)度為1.6×106N/C，那么此微滴離開偏轉(zhuǎn)板時(shí)在豎直方向?qū)⑵D(zhuǎn)多大距離？

練習(xí)題介紹了噴墨打印機(jī)工作的原理，然后以一個(gè)定量計(jì)算的問題出現(xiàn)。顯然，練習(xí)題比今年高考試題的要求要高，高考試題只要求進(jìn)行定性的分析。如果在平時(shí)學(xué)習(xí)時(shí)，對這道練習(xí)題認(rèn)真對待，面對這樣的高考題就絕對不會覺得“出乎意料之外”了。

【例3】某軸核裂變是核電站核能的重要來源，其一種裂變反應(yīng)是[235][92]U+[0][1]n?[56][144]Ba+[89][36]Kr+3[0][1]n.下列說法正確的有

A. 上述裂變反應(yīng)中伴隨著中子放出

B. 鈾塊體積對鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的發(fā)生無影響

C. 鈾核的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)可人工控制

D. 鈾核的半衰期會受到環(huán)境溫度的影響

簡析：很多學(xué)生對試題中的“鏈?zhǔn)椒磻?yīng)”及其相關(guān)的知識會認(rèn)為是“意料之外”。其實(shí)這只是學(xué)生平時(shí)對教材的重視不夠而已，《考試說明》“裂變反應(yīng)堆”是Ⅰ級要求的一個(gè)考查點(diǎn)。粵教版物理選修3-5第四章第二節(jié)“放射性元素的衰變”強(qiáng)調(diào)了放射性元素的速率是核本身因素決定，與原子所處的物理狀態(tài)或化學(xué)狀態(tài)無關(guān)。第五“裂變和聚變”對裂變和鏈?zhǔn)椒磻?yīng)作了詳細(xì)的介紹與分析，并清楚地講到，鈾塊的體積對于產(chǎn)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)也是一個(gè)重要的因素。本章的第六節(jié)“核能的利用”中明確指出，人們制成核反應(yīng)堆來控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度，并介紹了如何利用石墨和重水來使中子減速?？梢钥吹?，考查的都是教材上的內(nèi)容和基本要求。

啟示二：重視物理過程的分析

在高考物理科要考查的“分析綜合能力”中這樣寫到：能夠獨(dú)立地對所遇到的問題進(jìn)行具體分析、研究，弄清其中的物理狀態(tài)、物理過程和物理情境，找出起重要作用的因素及有關(guān)條件；能夠把一個(gè)復(fù)雜問題分解為若干較簡單的問題，找出它們之間的關(guān)系；能夠提出解決問題的方法，運(yùn)用物理知識綜合解決所遇到的問題。所以重視物理過程的分析是強(qiáng)調(diào)和重視“分析綜合能力”的體現(xiàn)。今年廣東高考理綜（物理）第35題在這方面作了一個(gè)很好的示范。

【例4】如圖3所示，兩塊相同平板P1、P2至于光滑水平面上，質(zhì)量均為m。P2的右端固定一輕質(zhì)彈簧，左端A與彈簧的自由端B相距L。物體P置于P1的最右端，質(zhì)量為2m且可以看作質(zhì)點(diǎn)。P1與P以共同速度v0向右運(yùn)動(dòng)，與靜止的P2發(fā)生碰撞，碰撞時(shí)間極短，碰撞后P1與P2粘連在一起，P壓縮彈簧后被彈回并停在A點(diǎn)（彈簧始終在彈性限度內(nèi)）。P與P2之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，求：

（1）P1、P2剛碰完時(shí)的共同速度v1和P的最終速度v2；

（2）此過程中彈簧最大壓縮量x和相應(yīng)的彈性勢能Ep

簡析：此題的初始狀態(tài)，即已知條件非常明白；目標(biāo)狀態(tài)，即求解問題，也是很清楚；其中的障礙，即物理過程以及涉及到的物理規(guī)律和隱含條件，使得問題增大了難度。消除障礙的方法就是，逐步分解物理過程，逐一分析涉及到的相應(yīng)物理規(guī)律?，F(xiàn)就研對象、過程描述、過程末狀態(tài)圖、規(guī)律和公式及隱含條件列表分析如下：

通過過程分解式的分析，問題就一目了然了。很清楚地看到，每一個(gè)過程都不是那么的難，都是一些常見的基本問題。

啟示：一般的物理問題都是由三個(gè)成分構(gòu)成：一是初始狀態(tài)，表現(xiàn)為一組給定的信息；二是目標(biāo)狀態(tài)，關(guān)于構(gòu)成問題結(jié)構(gòu)的描述；三是障礙，在問題的初始狀態(tài)與目標(biāo)狀態(tài)之間存在障礙，正確解決方法并非顯而易見，必須間接地通過一定的認(rèn)知操作才能改變給定狀態(tài)，逐步達(dá)到目標(biāo)狀態(tài)。這個(gè)“障礙”就是物理過程。

對待物理問題，要重視分析，尤其是物理過程的分析，而不是一味的套用公式。中學(xué)物理問題的基本結(jié)構(gòu)是：一個(gè)物理狀態(tài)到達(dá)另一個(gè)物理狀態(tài)；而狀態(tài)的變化總是通過運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的；而運(yùn)動(dòng)則總是遵循一定的規(guī)律。其中運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化過程中，會有一些隱含的物理?xiàng)l件，如：豎直平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的物體恰能通過最高點(diǎn)（即隱含：僅重力提供向心力）、物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)（隱含：合外力為零）……等；另外，除物理?xiàng)l件外，還有可能受到一些幾何約束，包括邊角關(guān)系、幾何長短關(guān)系。重視物理過程的拆分與分析，對提高分析綜合能力顯得非常重要。

啟示三：突出信息獲取的能力

物理問題構(gòu)成成分之一的初始狀態(tài)，往往表現(xiàn)為一組給定信息。因此，要順利地解決物理問題，信息獲取能力至關(guān)重要。今年的理綜（物理）卷在這方面有了充分的考慮。

【例5】如圖4所示，游樂場中，從高處A到水面B處有兩條長度相同的光滑軌道。甲、乙兩小孩沿不同軌道同時(shí)從A處自由滑向B處，下列說法正確的有

A. 甲的切向加速度始終比乙的大

B. 甲、乙在同一高度的速度大小相等

C. 甲、乙在同一時(shí)刻總能到達(dá)同一高度

D. 甲比乙先到達(dá)B處

簡析：試題情境貼近學(xué)生生活實(shí)際。要順利且正確解答本題，必須從題中獲取以下信息：（1）軌道光滑，則甲、乙下滑過程中，只有重力做功，滿足機(jī)械能守恒定律；（2）雖然甲、乙的路徑不同，但起點(diǎn)相同、終點(diǎn)相同，所以，甲、乙的位移是相同。由信息（1），可以確定選項(xiàng)B是正確的。由信息（1）、（2），可以利用速度時(shí)間圖象所圍面積所代表的意義——位移，來定性確定甲、乙下滑的時(shí)間。

【例6】（計(jì)算題）如圖5（a）所示，在垂直于勻強(qiáng)磁場B的平面內(nèi)，半徑為r的金屬圓盤繞過圓心O的軸轉(zhuǎn)動(dòng)，圓心O和邊緣K通過電刷與一個(gè)電路連接，電路中的P是加上一定正向電壓才能導(dǎo)通的電子元件。流過電流表的電流I與圓盤角速度ω的關(guān)系如圖5（b）所示，期中ab段和bc段均為直線，且ab段過坐標(biāo)原點(diǎn)。ω>0代表圓盤逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。已知：R=3.0Ω，B=1.0T，r=0.2m。忽略圓盤、電流表和導(dǎo)線的電阻

（1）根據(jù)圖（b）寫出ab、bc段對應(yīng)I與ω的關(guān)系式

（2）求出圖（b）中b、c兩點(diǎn)對應(yīng)的P兩端的電壓Ub、Uc

（3）分別求出ab、bc段流過P的電流Ip與其兩端電壓Up的關(guān)系式

簡析：本題將文字信息與圖象信息結(jié)合。文字信息有：（1）場景的描述；（2）電子元件的特性；（3）ω的正負(fù)與圓盤順逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的界定；（4）已知量的的給出。圖象信息有：（1）情境圖象（工作場景）；（2）電路圖象（各元件的串關(guān)聯(lián)關(guān)系）；（3）函數(shù)圖象（各物理量的數(shù)量及對應(yīng)的規(guī)律）。本題的過程不復(fù)雜，運(yùn)算也相對簡單，只要能準(zhǔn)確從題中提取這些信息，結(jié)合所學(xué)物理知識，對信息進(jìn)行簡單處理，問題就很輕易的得到解決。這種信息獲取能力要引起我們的高度重視，廣東近幾年高考理綜（物理）卷已給了我們提示，下面將2013年廣東高考理科綜合（物理）卷的最后一道題摘抄如下，供師生參考，希望能從中獲得一些啟示，為以后的高考備考提供明確的方向。

平時(shí)學(xué)生訓(xùn)練的都是一根導(dǎo)體棒在平行金屬軌道上切割磁感線的問題，現(xiàn)在試題是圓盤在磁場中轉(zhuǎn)動(dòng)切割，學(xué)生覺得是“意料之外”。如果學(xué)生平時(shí)重視教材的閱讀，這個(gè)問題就是意料之中的事?；浗贪孢x修3-2第一章第五節(jié)“電磁感應(yīng)規(guī)律的應(yīng)用”以發(fā)拉第圓盤發(fā)電機(jī)為題材，重點(diǎn)介紹了圓盤在磁場中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用，并配有例題。現(xiàn)將例題和分析摘抄如下，供學(xué)生參考，以提醒學(xué)生回歸教材、重視教材對高三復(fù)習(xí)的重要性。

啟示：教材是傳播知識的文獻(xiàn)、是學(xué)生閱讀的文本、教與學(xué)的載體，教材的內(nèi)容雖然是既定的、現(xiàn)成的，但教材所選編的內(nèi)容一定是最通識、最基礎(chǔ)和最經(jīng)典的。教師圍繞教材的內(nèi)容幫助學(xué)生包括對文字、圖象、表格、插圖等內(nèi)容的解讀；通過最基本的物理事實(shí)、著名科學(xué)家的故事、經(jīng)典物理實(shí)驗(yàn)的作用與地位以及物理學(xué)史上的重大發(fā)現(xiàn)，滲透最基本的物理思想和研究問題的方法。學(xué)生通過對教材的閱讀（包括典型的例題和基礎(chǔ)的練習(xí)），吸取有利于學(xué)生終身發(fā)展的必備知識，也是基礎(chǔ)教育所提倡的學(xué)習(xí)方式。重視教材也是突出“過程與方法”這維課程目標(biāo)的體現(xiàn)。

每年的復(fù)習(xí)都會強(qiáng)調(diào)：回歸基礎(chǔ)、回歸課本。完全源于課本上的試題幾乎每年考有。關(guān)鍵是我們有沒有認(rèn)真對待，有沒有有落到實(shí)處。

【例7】（2012年廣東理綜，第36題） 圖8（a）所示的裝置中，小物塊A、B質(zhì)量均為m，水平面上PQ段長為l，與物塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，其余段光滑。初始時(shí)，擋板上的輕質(zhì)彈簧處于原長；長為r的連桿位于圖中虛線位置；A緊靠滑桿（A、B間距大于2r）。隨后，連桿以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)滑桿作水平運(yùn)動(dòng)，滑桿的速度-時(shí)間圖像如圖8（b）所示。A在滑桿推動(dòng)下運(yùn)動(dòng)，并在脫離滑桿后與靜止的B發(fā)生完全非彈性碰撞。

（1）求A脫離滑桿時(shí)的速度v0，及A與B碰撞過程的機(jī)械能損失ΔE。

（2）如果AB不能與彈簧相碰，設(shè)AB從P點(diǎn)到運(yùn)動(dòng)停止所用的時(shí)間為t1，求ω得取值范圍，及t1與ω的關(guān)系式。

（3）如果AB能與彈簧相碰，但不能返回到P點(diǎn)左側(cè)，設(shè)每次壓縮彈簧過程中彈簧的最大彈性勢能為Ep，求ω的取值范圍，及Ep與ω的關(guān)系式（彈簧始終在彈性限度內(nèi)）。

簡析：（略）

啟示：信息隱含在給定的材料之中，可以文字的、圖象的、情境的；也可以是物理學(xué)史的，科學(xué)、技術(shù)和社會的；還可以是生活常識和經(jīng)驗(yàn)、日常生活和社會最新發(fā)展……等等。要求能從中獲取與物理有關(guān)的信息，并能運(yùn)用這些信息，結(jié)合所學(xué)的物理知識解決有關(guān)的物理問題，這是信息獲取能力的重要表現(xiàn)。我們平常所說的要重視審題，在某種程度上就是要求學(xué)會從所給的材料中獲取有用的信息。在高三的復(fù)習(xí)備考中一定要加強(qiáng)主方面能力的培養(yǎng)。

（作者單位：廣州市教育局教學(xué)研究室）

責(zé)任編校 李平安