例說高中物理試題命題的策略

孫福如

（江蘇省如東縣豐利中學(xué)，江蘇 如東 226404）

關(guān)于“試題命制”，打開各級各類雜志，常見的文章是“命題的原則”、“命題的注意事項”、“對試題的質(zhì)疑”等文章，都強調(diào)試題要科學(xué)、新穎，要原創(chuàng)，至于如何原創(chuàng)，研究較少，而這恰是值得我們物理教師研究的課題.本人就多年來的命題實踐，談?wù)勗囶}原創(chuàng)的策略與體會.

1 側(cè)重教材深度挖掘，從知識之間的相互聯(lián)系上命題

1.1 利用教材中的素材

課本中關(guān)鍵的結(jié)論、公式、現(xiàn)象、實驗、推導(dǎo)過程以及應(yīng)用，還有各種圖形、表格等都是很好的素材來源.通過對這些素材的整合、改編，就可以創(chuàng)設(shè)出新的試題，從而引導(dǎo)學(xué)生重視教材、閱讀教材，并且從中體會如何閱讀教材、學(xué)會學(xué)習(xí).

例1.下列描繪兩種溫度下黑體輻射強度與波長關(guān)系的圖1中，符合黑體輻射規(guī)律的是

圖1

命題意圖：高中物理人教版選修3-5第28頁，給出了4種溫度下黑體熱輻射的強度與波長的關(guān)系圖，并指出黑體輻射規(guī)律：隨著溫度的升高，一方面，各種波長的輻射強度都有增加，另一方面，輻射強度的極大值向波長較短的方向移動.本題考查學(xué)生有沒有認(rèn)真閱讀課本，是真正掌握還是死記硬背.

圖2

例2.霍爾式位移傳感器的測量原理如圖2所示，磁場方向沿x軸正方向，磁感應(yīng)強度B隨x的變化關(guān)系為B＝B0＋kx（B0、k均為大于零的常數(shù)），薄形霍爾元件的工作面垂直于x軸，通過的電流I的方向沿z軸負(fù)方向，霍爾元件沿x軸正方向以速度v勻速運動，要使元件上、下表面產(chǎn)生的電勢差變化得快，可以采取的辦法是

（A）增大I. （B）增大B0.

（C）減小k. （D）減小v.

命題意圖：高中物理人教版選修3-2第55頁傳感器部分，給出了霍爾元件的工作原理圖，并給出了霍爾電壓的表達式，同時還配有做一做，本題考查學(xué)生對傳感器部分是否重視，對有關(guān)霍爾元件知識是否理解.引導(dǎo)學(xué)生在復(fù)習(xí)中對看似非重點的知識也必須引起注意，如還有自感現(xiàn)象、電感電容對交流電的影響等等.

例3.在測量一節(jié)干電池電動勢E和內(nèi)電阻r的實驗中，小明設(shè)計了如圖3所示的電路.

（1）根據(jù)圖3實驗電路，請在圖4中用筆畫線代替導(dǎo)線，完成實物電路的連接.

圖3

圖4

圖5

（2）實驗開始前，應(yīng)先將滑動變阻器的滑片P調(diào)到______（選填“a”或“b”）端.

（3）合上開關(guān)S1，S2接圖3中的1位置，改變滑動變阻器的阻值，記下幾組電壓表示數(shù)和對應(yīng)的電流表示數(shù)；S2改接圖3中的2位置，改變滑動變阻器的阻值，再記下幾組電壓表示數(shù)和對應(yīng)的電流表示數(shù).

在同一坐標(biāo)系內(nèi)分別描點作出電壓表示數(shù)U和對應(yīng)的電流表示數(shù)I的圖像，如圖5所示，兩直線與縱軸的截距分別為UA、UB，與橫軸的截距分別為IA、IB.

① 當(dāng)S2接1位置時，作出的U-I圖線是圖5中的________（選填“A”或“B”）線；測出的電池電動勢E和內(nèi)阻r存在系統(tǒng)誤差，原因是_______.

② 由圖5可知，干電池電動勢和內(nèi)阻的真實值分別為E真＝________，r真＝________.

創(chuàng)設(shè)意圖：課本上給出了測量電源電動勢E和內(nèi)電阻r的實驗電路圖，由于電流表接入的位置不同，使得測量的結(jié)果不同，產(chǎn)生誤差的原因也不同.筆者將兩種情況整合起來，編制此題，考查學(xué)生對基本實驗方法的遷移和靈活運用的能力，同時考查學(xué)生對實物圖連線的原則、誤差分析及電學(xué)實驗注意事項的掌握情況.引導(dǎo)學(xué)生對實驗的設(shè)計原理、方法做到真正理解，靈活運用，而不是將教材的內(nèi)容死記硬背.

1.2 表達形式上的轉(zhuǎn)換

很多高考試題的命題材料很好，可以陳題新出.如選擇題和非選擇題可以互改、條件的改變等，輔以巧妙的設(shè)計，可以成為一道新穎的試題.

圖6

（2011年全國高考新課標(biāo)理綜第21題）如圖6所示，在光滑水平面上有一質(zhì)量為m1的足夠長的木板，其上疊放一質(zhì)量為m2的木塊.假定木塊和木板之間的最大靜摩擦力和滑動摩擦力相等.現(xiàn)給木塊施加一隨時間t增大的水平力F＝kt（k是常數(shù)），木板和木塊加速度的大小分別為a1和a2，圖7中反映a1和a2變化的圖線中正確的是

圖7

此題主要考查學(xué)生對靜摩擦力和滑動摩擦力的區(qū)別及牛頓第二定律的應(yīng)用的掌握情況，同時注意整體法和隔離法的使用，要求學(xué)生有一定的分析、推理和判斷能力，掌握變力的處理方法，是一個很好的模型.筆者將其改為計算題，考查目的同上.

圖8

例4.如圖8所示，一質(zhì)量為M＝3.0kg、足夠長的木板B放在光滑的水平面上，其上表面放置質(zhì)量為m＝1.0kg的小木塊A，A、B均處于靜止?fàn)顟B(tài)，A與B間的動摩擦因數(shù)μ＝0.30，且最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小相等.現(xiàn)給木塊A施加一隨時間變化的水平力F＝kt（k＝2.0N/s），取g＝10m/s2.

（1）若木板B固定，則經(jīng)過多少時間木塊A開始滑動.

（2）若木板B固定，求t2＝2.0s時木塊A的加速度大小.

（3）若木板B不固定，求t3＝1.0s時木塊A受到的摩擦力大小.

2 側(cè)重考查目的，從“知識點”、“模型”、“思想方法”上命題

2.1 考查主干知識

物理試題應(yīng)該突顯物理主干知識，體現(xiàn)章節(jié)的知識綜合.考查的內(nèi)容應(yīng)該以物理課標(biāo)為依據(jù)，以物理課程標(biāo)準(zhǔn)中要求的重點物理知識為基礎(chǔ).而不能因為求新、求異而偏離這個方向.如牛頓運動定律、功和能、平拋運動和圓周運動、帶電粒子在電場磁場中的運動等相關(guān)知識是高中物理的主干知識，筆者編制了如下試題.

（A）兩物塊到達底端時速度相同.

（B）兩物塊運動到底端的過程中重力做功相同.

（C）兩物塊到達底端時動能相同.

（D）兩物塊到達底端時，乙重力做功的瞬時功率大于甲重力做功的瞬時功率.

命題意圖：本題主要考查學(xué)生對速度的矢量性、瞬時功率、功和能的關(guān)系等知識的掌握情況.由于本題沒有給出甲、乙兩小物體的質(zhì)量大小關(guān)系，給學(xué)生的判斷增加了難度，所以本題除了考查基本知識外，還有導(dǎo)向功能，要求學(xué)生在高三復(fù)習(xí)中，培養(yǎng)審題能力，掌握解選擇題的方法.

圖9

2.2 考查物理思想方法

新課標(biāo)不僅強調(diào)注重基本知識、基本技能，同時還強調(diào)基本思想方法，因此，命題時要把基本思想方法的考查作為首要考查的內(nèi)容.常見的有物理思想方法（如運動的合成分解、微元法、邏輯推理、綜合分析等）和數(shù)學(xué)思想方法（如圖像法、函數(shù)法等）.物理命題要體現(xiàn)思想方法運用.

圖10

例6.如圖10所示，斜面ABC中AB段光滑，BC段粗糙.一小物塊由A點靜止釋放，沿斜面下滑到C點時速度恰好為0.若物塊運動的速度為v，加速度為a，位移為x，物體所受合外力為F，運動時間為t，以斜面向下為正方向，則圖11所示圖像中可能正確的是

圖11

命題意圖：本題借助物理情景，要求學(xué)生會根據(jù)物理規(guī)律，找出各物理量隨時間t的變化關(guān)系，從而做出判斷.圖像法是處理物理問題的常用方法，引導(dǎo)學(xué)生遇到圖像問題，根據(jù)物理規(guī)律，尋找物理量間的變化關(guān)系，寫出表達式，再利用圖像的點、線、面積、截距、斜率處理物理問題.

2.3 考查物理模型

物理問題的呈現(xiàn)，其實是問題模型在流淌.關(guān)鍵是尋找到一個經(jīng)典而基礎(chǔ)的靈動的物理模型.因為基礎(chǔ)，含攝的知識深刻，便于壘高；因為經(jīng)典，蘊涵的方法普適，便于遷移；因為靈動，奧妙的展示自然，激發(fā)興趣.模型進行了理想化處理，突現(xiàn)了問題的實質(zhì).

2006年全國高考卷Ⅱ第25題（原題略），考查帶電粒子在磁場中的運動，由于y軸兩邊磁場的磁感應(yīng)強度大小不等，使從坐標(biāo)原點沿－x軸射出的粒子在磁場中回旋運動，如圖12所示.這個靈動的模型，要求學(xué)生有很強的分析綜合能力，既體現(xiàn)高考的選拔功能，又有利于高中物理教學(xué)，是有很好區(qū)分度的模型.筆者將其改編成如下試題.

圖12

圖13

例7.如圖13所示，在xOy平面內(nèi)y軸與MN邊界之間有沿x軸負(fù)方向電場，y軸左側(cè)及MN邊界右側(cè)空間有垂直紙面向里、磁感應(yīng)強度大小相等勻強磁場，MN邊界與y軸平行且間距保持不變.一質(zhì)量為m、電荷量為－q的粒子以v0的速度從坐標(biāo)原點O沿x軸負(fù)方向射入磁場，每次經(jīng)過磁場的時間均為t0.粒子重力不計.

（1）求磁感應(yīng)強度的大小B.

（2）若t＝5t0時帶電粒子回到原點O，求電場區(qū)域的寬度d和此時的電場強度E0.

（3）若帶電粒子能夠回到原點O，則電場強度E應(yīng)滿足什么條件.

命題意圖：本題考查學(xué)生對帶電粒子在電場、磁場中運動的有關(guān)知識的掌握情況，通過讓學(xué)生獨立、靈活地分析、推理，解決新情境下的物理問題，考查學(xué)生對物理過程的分析、建立物理模型及運用數(shù)學(xué)解決物理問題的綜合能力.引導(dǎo)學(xué)生在解決物理問題，遇到“山重水復(fù)疑有路”的時候，要耐心推理、善于凝聚點滴的想法，點燃思維的火花.

只要我們在平時的教學(xué)過程中，積極思考，善于積累總結(jié)，就會命制出公平、合理的試題，幫助學(xué)生跳出題海，對學(xué)生的思維和學(xué)習(xí)習(xí)慣起引領(lǐng)作用.