高中物理命題應注意科學性、嚴密性、時效性

馮強

摘 要： 在高中物理命題過程中，一般老師都絞盡腦汁希望命出一個具有新情景、新觀點、新視角的經典題。有些新題，由于老師的奇思妙想，真有讓人耳目一新的感覺，但是由于部分老師在命題過程中，沒有注意科學性和嚴密性，導致有些題目缺乏邏輯性和指向性，結果在使用過程中總感覺不盡如人意。

關鍵詞： 高中物理命題 科學性 嚴密性 時效性

一、缺乏科學性

例1：如圖1所示，把一個物體系在輕繩的一端，輕繩的另一端穿過木板光滑小孔，且受到豎直向下的拉力。當拉力大小為F時，物體在水平光滑的平板上做勻速圓周運動的半徑為R，當拉力增加到4F時，物體在光滑水平面上做勻速圓周運動的軌道半徑變?yōu)镽/2，則在拉力由F增加到4F的過程中拉力對物體所做的功為（ ）

A.FR B.FR/2 C.2FR D.5FR/4

這是一道考查圓周運動、變力做功和動能定理的好題。此題的本意在于教會學生避免亂套功的公式。一種錯誤的解法是：

W=·（R-）=·=FR

得：答案為D。

上述解法錯誤在于F與R不成線性關系，F(xiàn)的平均值F并不等于。

正確的解法應該是：

設拉力為F時，物體運動速度為v，則

F=mv/R

拉力為4F時，物體運動速度為v，有

4F=mv/

因為拉力F做的功等于物體動能的增量，即

W=mv-mv=FR-mv=FR-FR=FR

故正確答案應該為B。

講完這道題以后，學生提出了這樣一個問題，既然拉力的功等于力與位移的乘積，拉力的最小值是F，最大值是4F，平均值>F，繩向下的位移S=R-=，故F做的功應為

W=·S>F·=FR

最后的答案怎么會等于FR呢？我翻看了其他高中物理資料，有些資料上寫明當軌道半徑是R/2時，拉力是6F，這樣拉力做的功按功能關系的計算結果為

W=mv-mv=FR-FR=FR>FR

看似解決了學生的疑問。

在這個題目中，當小球運動半徑為R/2時，線繩拉力到底是4F還是6F？還是隨拉力的不同變化情況而有其他不同值？為了搞清這個問題，我查閱了有關書籍[1][2]，進行了如下推導：

設該小球質量為m，距圓心距離為r時，線繩拉力為f，則

W=-fdr

設小球此時速度為v，沿平行和垂直線繩的分速度分別為v和v則

f=mv/r

代入①

因為f為有心力，所以小球在運動過程中角動量守恒，即

Mrv=C=恒量③

或v=C/mr代入②得

設小球做勻速圓周運動的半徑為R時，線速度為v，則

F=mv/R⑤

由③⑤得

C=mrv=mRv=mR=⑥

將⑥代入④得

W=FRm=FR⑦

設物體做勻速圓周運動的半徑為R/2時，線速度為v，線繩拉力大小為F，則

F=mv/⑧

據(jù)動能定理

W=mv-mv

將⑤⑦⑧代入上式得

FR=FR-FR

∴F=8F⑨

上面的推導與f的變化情況無關，⑦⑨兩式說明，無論是勻速拉動，還是變速拉動，當小球運動半徑為時，線繩拉力都為8F，拉力的功都是W=FR（大于FR）。

所以，從科學和技巧的角度考慮，建議這個題做如下修改：

如圖1所示，把一個物體系在輕繩的一端，輕繩的另一端穿過木板光滑小孔，且受到豎直向下的拉力。當拉力大小為F時，物體在水平光滑的平板上做勻速圓周運動的半徑為R，當拉力增加到8F時，物體在光滑水平面上做勻速圓周運動的軌道半徑為R/2。則在拉力由F增加到的過程中拉力對物體所做的功為（ ）

A.FR B.FR C.FR D.FR

由以上推導可知，此題的正確答案是D。

二、嚴密性不足

例2：某一研究性學習小組的同學們設計了以下實驗方案驗證電荷守恒定律：

圖2

根據(jù)以上實驗過程和觀察到的現(xiàn)象，回答下列問題：

（1）步驟二的實驗現(xiàn)象，說明 。

（2）步驟三的實驗現(xiàn)象，說明 。

（3）該研究性實驗 （填“能”或“不能”）驗證電荷守恒定律。

此題是一個具有發(fā)散性思維的實驗題，命題教師別出心裁、獨具匠心，此題的答案是：

（1）插入驗電器上端空心金屬球內的起電板帶上了電荷；（2）兩塊板帶有等量異號電荷，總電荷量為零；（3）能。

學生在做題過程中給出了不同答案：（1）驗電器帶電了（沒有指出現(xiàn)象的本質）；（2）驗電器不帶電了或驗電器帶電量消失（仍沒有指出現(xiàn)象的本質）；（3）不能（他們的理由是：驗電器原來帶電嗎？……好像也對）。

出現(xiàn)不同答案的原因是原題指向性不明確且驗電器原來帶不帶電、起電板原來帶不帶電不明確所致。此題可做如下修改：

某一研究性學習小組的同學們設計了以下實驗方案驗證電荷守恒定律：

圖3

根據(jù)以上實驗過程和觀察到的現(xiàn)象，回答下列問題：

（1）步驟一的實驗現(xiàn)象，說明原來兩個起電板？搖 ？搖。

（2）步驟三的實驗現(xiàn)象，說明插入驗電器上端空心金屬球內的起電板？搖 ？搖。

（3）步驟四的實驗現(xiàn)象，說明？搖 ？搖。

（4）該研究性實驗？搖 ？搖（填“能”或“不能”）驗證電荷守恒定律。

修改后的題目加了一步，同時實驗現(xiàn)象（1）中加了個“仍”字，指向性就明確了，同時也使題目嚴密。修改后題目的答案是：

（1）不帶電；（2）帶上了電荷；（3）兩塊板帶有等量異號電荷，總電荷量為零；（4）能。

三、沒有注意時效性

例3：有一個正充電的電容器，使它的電荷量減少了3×10C，則其電壓降為原來的1/3，則（ ）

A.電容器原來帶的電荷量是9×10C

B.電容器原來帶的電荷量是4.5×10C

C.電容器原來的電壓可能是5V

D.電容器原來的電壓可能是5×10V

原答案為B、C。解法如下：

解析：由題意知C==，解得Q=4.5×10C。當U=5V時，C==F=0.9μF；當U=5×10V時，C==F=9F。電容器的電容不可能達到9F，故原電壓值不可能是5×10V。

這是一個考查學生對電容器的電容定義的理解和認知日常生活中電容器的電容的大小的題目，在十幾年前算得上是一個經典題目。但隨著科學日新月異的發(fā)展，別說是9F的電容器，幾千F的電容器現(xiàn)在也造出來了（從網上可直接查出來）。所以只選B、C就今天來說肯定不對，若選B、C、D，那么C、D選項又失去了原來的意義。這個題目已經成了明日黃花，老師們在選題時看來只能忍痛割愛。

中學是學生學習知識的最重要的階段，各門知識的學習為以后繼續(xù)深造和祖國建設打下堅實的基礎，來不得半點馬虎。物理學是一門基礎科學，是自然科學和技術科學的基礎，如果我們在物理知識的傳授中有欠缺和錯誤，由于學生先入為主的關系，會給以后的學習帶來不必要的迷惑。中學教師在命題過程中，要細心再細心、縝密再縝密，決不能想當然地出一些不嚴密甚至有錯誤的試題，影響學生的終生學習。

參考文獻：

[1]周衍柏.理論力學教程.人民教育出版社，1980：64-68.

[2]肖士珣.理論力學簡明教程.人民教育出版社，1979：77-88.

摘 要： 在高中物理命題過程中，一般老師都絞盡腦汁希望命出一個具有新情景、新觀點、新視角的經典題。有些新題，由于老師的奇思妙想，真有讓人耳目一新的感覺，但是由于部分老師在命題過程中，沒有注意科學性和嚴密性，導致有些題目缺乏邏輯性和指向性，結果在使用過程中總感覺不盡如人意。

關鍵詞： 高中物理命題 科學性 嚴密性 時效性

一、缺乏科學性

例1：如圖1所示，把一個物體系在輕繩的一端，輕繩的另一端穿過木板光滑小孔，且受到豎直向下的拉力。當拉力大小為F時，物體在水平光滑的平板上做勻速圓周運動的半徑為R，當拉力增加到4F時，物體在光滑水平面上做勻速圓周運動的軌道半徑變?yōu)镽/2，則在拉力由F增加到4F的過程中拉力對物體所做的功為（ ）

A.FR B.FR/2 C.2FR D.5FR/4

這是一道考查圓周運動、變力做功和動能定理的好題。此題的本意在于教會學生避免亂套功的公式。一種錯誤的解法是：

W=·（R-）=·=FR

得：答案為D。

上述解法錯誤在于F與R不成線性關系，F(xiàn)的平均值F并不等于。

正確的解法應該是：

設拉力為F時，物體運動速度為v，則

F=mv/R

拉力為4F時，物體運動速度為v，有

4F=mv/

因為拉力F做的功等于物體動能的增量，即

W=mv-mv=FR-mv=FR-FR=FR

故正確答案應該為B。

講完這道題以后，學生提出了這樣一個問題，既然拉力的功等于力與位移的乘積，拉力的最小值是F，最大值是4F，平均值>F，繩向下的位移S=R-=，故F做的功應為

W=·S>F·=FR

最后的答案怎么會等于FR呢？我翻看了其他高中物理資料，有些資料上寫明當軌道半徑是R/2時，拉力是6F，這樣拉力做的功按功能關系的計算結果為

W=mv-mv=FR-FR=FR>FR

看似解決了學生的疑問。

在這個題目中，當小球運動半徑為R/2時，線繩拉力到底是4F還是6F？還是隨拉力的不同變化情況而有其他不同值？為了搞清這個問題，我查閱了有關書籍[1][2]，進行了如下推導：

設該小球質量為m，距圓心距離為r時，線繩拉力為f，則

W=-fdr

設小球此時速度為v，沿平行和垂直線繩的分速度分別為v和v則

f=mv/r

代入①

因為f為有心力，所以小球在運動過程中角動量守恒，即

Mrv=C=恒量③

或v=C/mr代入②得

設小球做勻速圓周運動的半徑為R時，線速度為v，則

F=mv/R⑤

由③⑤得

C=mrv=mRv=mR=⑥

將⑥代入④得

W=FRm=FR⑦

設物體做勻速圓周運動的半徑為R/2時，線速度為v，線繩拉力大小為F，則

F=mv/⑧

據(jù)動能定理

W=mv-mv

將⑤⑦⑧代入上式得

FR=FR-FR

∴F=8F⑨

上面的推導與f的變化情況無關，⑦⑨兩式說明，無論是勻速拉動，還是變速拉動，當小球運動半徑為時，線繩拉力都為8F，拉力的功都是W=FR（大于FR）。

所以，從科學和技巧的角度考慮，建議這個題做如下修改：

如圖1所示，把一個物體系在輕繩的一端，輕繩的另一端穿過木板光滑小孔，且受到豎直向下的拉力。當拉力大小為F時，物體在水平光滑的平板上做勻速圓周運動的半徑為R，當拉力增加到8F時，物體在光滑水平面上做勻速圓周運動的軌道半徑為R/2。則在拉力由F增加到的過程中拉力對物體所做的功為（ ）

A.FR B.FR C.FR D.FR

由以上推導可知，此題的正確答案是D。

二、嚴密性不足

例2：某一研究性學習小組的同學們設計了以下實驗方案驗證電荷守恒定律：

圖2

根據(jù)以上實驗過程和觀察到的現(xiàn)象，回答下列問題：

（1）步驟二的實驗現(xiàn)象，說明 。

（2）步驟三的實驗現(xiàn)象，說明 。

（3）該研究性實驗 （填“能”或“不能”）驗證電荷守恒定律。

此題是一個具有發(fā)散性思維的實驗題，命題教師別出心裁、獨具匠心，此題的答案是：

（1）插入驗電器上端空心金屬球內的起電板帶上了電荷；（2）兩塊板帶有等量異號電荷，總電荷量為零；（3）能。

學生在做題過程中給出了不同答案：（1）驗電器帶電了（沒有指出現(xiàn)象的本質）；（2）驗電器不帶電了或驗電器帶電量消失（仍沒有指出現(xiàn)象的本質）；（3）不能（他們的理由是：驗電器原來帶電嗎？……好像也對）。

出現(xiàn)不同答案的原因是原題指向性不明確且驗電器原來帶不帶電、起電板原來帶不帶電不明確所致。此題可做如下修改：

某一研究性學習小組的同學們設計了以下實驗方案驗證電荷守恒定律：

圖3

根據(jù)以上實驗過程和觀察到的現(xiàn)象，回答下列問題：

（1）步驟一的實驗現(xiàn)象，說明原來兩個起電板？搖 ？搖。

（2）步驟三的實驗現(xiàn)象，說明插入驗電器上端空心金屬球內的起電板？搖 ？搖。

（3）步驟四的實驗現(xiàn)象，說明？搖 ？搖。

（4）該研究性實驗？搖 ？搖（填“能”或“不能”）驗證電荷守恒定律。

修改后的題目加了一步，同時實驗現(xiàn)象（1）中加了個“仍”字，指向性就明確了，同時也使題目嚴密。修改后題目的答案是：

（1）不帶電；（2）帶上了電荷；（3）兩塊板帶有等量異號電荷，總電荷量為零；（4）能。

三、沒有注意時效性

例3：有一個正充電的電容器，使它的電荷量減少了3×10C，則其電壓降為原來的1/3，則（ ）

A.電容器原來帶的電荷量是9×10C

B.電容器原來帶的電荷量是4.5×10C

C.電容器原來的電壓可能是5V

D.電容器原來的電壓可能是5×10V

原答案為B、C。解法如下：

解析：由題意知C==，解得Q=4.5×10C。當U=5V時，C==F=0.9μF；當U=5×10V時，C==F=9F。電容器的電容不可能達到9F，故原電壓值不可能是5×10V。

這是一個考查學生對電容器的電容定義的理解和認知日常生活中電容器的電容的大小的題目，在十幾年前算得上是一個經典題目。但隨著科學日新月異的發(fā)展，別說是9F的電容器，幾千F的電容器現(xiàn)在也造出來了（從網上可直接查出來）。所以只選B、C就今天來說肯定不對，若選B、C、D，那么C、D選項又失去了原來的意義。這個題目已經成了明日黃花，老師們在選題時看來只能忍痛割愛。

中學是學生學習知識的最重要的階段，各門知識的學習為以后繼續(xù)深造和祖國建設打下堅實的基礎，來不得半點馬虎。物理學是一門基礎科學，是自然科學和技術科學的基礎，如果我們在物理知識的傳授中有欠缺和錯誤，由于學生先入為主的關系，會給以后的學習帶來不必要的迷惑。中學教師在命題過程中，要細心再細心、縝密再縝密，決不能想當然地出一些不嚴密甚至有錯誤的試題，影響學生的終生學習。

參考文獻：

[1]周衍柏.理論力學教程.人民教育出版社，1980：64-68.

[2]肖士珣.理論力學簡明教程.人民教育出版社，1979：77-88.

摘 要： 在高中物理命題過程中，一般老師都絞盡腦汁希望命出一個具有新情景、新觀點、新視角的經典題。有些新題，由于老師的奇思妙想，真有讓人耳目一新的感覺，但是由于部分老師在命題過程中，沒有注意科學性和嚴密性，導致有些題目缺乏邏輯性和指向性，結果在使用過程中總感覺不盡如人意。

關鍵詞： 高中物理命題 科學性 嚴密性 時效性

一、缺乏科學性

例1：如圖1所示，把一個物體系在輕繩的一端，輕繩的另一端穿過木板光滑小孔，且受到豎直向下的拉力。當拉力大小為F時，物體在水平光滑的平板上做勻速圓周運動的半徑為R，當拉力增加到4F時，物體在光滑水平面上做勻速圓周運動的軌道半徑變?yōu)镽/2，則在拉力由F增加到4F的過程中拉力對物體所做的功為（ ）

A.FR B.FR/2 C.2FR D.5FR/4

這是一道考查圓周運動、變力做功和動能定理的好題。此題的本意在于教會學生避免亂套功的公式。一種錯誤的解法是：

W=·（R-）=·=FR

得：答案為D。

上述解法錯誤在于F與R不成線性關系，F(xiàn)的平均值F并不等于。

正確的解法應該是：

設拉力為F時，物體運動速度為v，則

F=mv/R

拉力為4F時，物體運動速度為v，有

4F=mv/

因為拉力F做的功等于物體動能的增量，即

W=mv-mv=FR-mv=FR-FR=FR

故正確答案應該為B。

講完這道題以后，學生提出了這樣一個問題，既然拉力的功等于力與位移的乘積，拉力的最小值是F，最大值是4F，平均值>F，繩向下的位移S=R-=，故F做的功應為

W=·S>F·=FR

最后的答案怎么會等于FR呢？我翻看了其他高中物理資料，有些資料上寫明當軌道半徑是R/2時，拉力是6F，這樣拉力做的功按功能關系的計算結果為

W=mv-mv=FR-FR=FR>FR

看似解決了學生的疑問。

在這個題目中，當小球運動半徑為R/2時，線繩拉力到底是4F還是6F？還是隨拉力的不同變化情況而有其他不同值？為了搞清這個問題，我查閱了有關書籍[1][2]，進行了如下推導：

設該小球質量為m，距圓心距離為r時，線繩拉力為f，則

W=-fdr

設小球此時速度為v，沿平行和垂直線繩的分速度分別為v和v則

f=mv/r

代入①

因為f為有心力，所以小球在運動過程中角動量守恒，即

Mrv=C=恒量③

或v=C/mr代入②得

設小球做勻速圓周運動的半徑為R時，線速度為v，則

F=mv/R⑤

由③⑤得

C=mrv=mRv=mR=⑥

將⑥代入④得

W=FRm=FR⑦

設物體做勻速圓周運動的半徑為R/2時，線速度為v，線繩拉力大小為F，則

F=mv/⑧

據(jù)動能定理

W=mv-mv

將⑤⑦⑧代入上式得

FR=FR-FR

∴F=8F⑨

上面的推導與f的變化情況無關，⑦⑨兩式說明，無論是勻速拉動，還是變速拉動，當小球運動半徑為時，線繩拉力都為8F，拉力的功都是W=FR（大于FR）。

所以，從科學和技巧的角度考慮，建議這個題做如下修改：

如圖1所示，把一個物體系在輕繩的一端，輕繩的另一端穿過木板光滑小孔，且受到豎直向下的拉力。當拉力大小為F時，物體在水平光滑的平板上做勻速圓周運動的半徑為R，當拉力增加到8F時，物體在光滑水平面上做勻速圓周運動的軌道半徑為R/2。則在拉力由F增加到的過程中拉力對物體所做的功為（ ）

A.FR B.FR C.FR D.FR

由以上推導可知，此題的正確答案是D。

二、嚴密性不足

例2：某一研究性學習小組的同學們設計了以下實驗方案驗證電荷守恒定律：

圖2

根據(jù)以上實驗過程和觀察到的現(xiàn)象，回答下列問題：

（1）步驟二的實驗現(xiàn)象，說明 。

（2）步驟三的實驗現(xiàn)象，說明 。

（3）該研究性實驗 （填“能”或“不能”）驗證電荷守恒定律。

此題是一個具有發(fā)散性思維的實驗題，命題教師別出心裁、獨具匠心，此題的答案是：

（1）插入驗電器上端空心金屬球內的起電板帶上了電荷；（2）兩塊板帶有等量異號電荷，總電荷量為零；（3）能。

學生在做題過程中給出了不同答案：（1）驗電器帶電了（沒有指出現(xiàn)象的本質）；（2）驗電器不帶電了或驗電器帶電量消失（仍沒有指出現(xiàn)象的本質）；（3）不能（他們的理由是：驗電器原來帶電嗎？……好像也對）。

出現(xiàn)不同答案的原因是原題指向性不明確且驗電器原來帶不帶電、起電板原來帶不帶電不明確所致。此題可做如下修改：

某一研究性學習小組的同學們設計了以下實驗方案驗證電荷守恒定律：

圖3

根據(jù)以上實驗過程和觀察到的現(xiàn)象，回答下列問題：

（1）步驟一的實驗現(xiàn)象，說明原來兩個起電板？搖 ？搖。

（2）步驟三的實驗現(xiàn)象，說明插入驗電器上端空心金屬球內的起電板？搖 ？搖。

（3）步驟四的實驗現(xiàn)象，說明？搖 ？搖。

（4）該研究性實驗？搖 ？搖（填“能”或“不能”）驗證電荷守恒定律。

修改后的題目加了一步，同時實驗現(xiàn)象（1）中加了個“仍”字，指向性就明確了，同時也使題目嚴密。修改后題目的答案是：

（1）不帶電；（2）帶上了電荷；（3）兩塊板帶有等量異號電荷，總電荷量為零；（4）能。

三、沒有注意時效性

例3：有一個正充電的電容器，使它的電荷量減少了3×10C，則其電壓降為原來的1/3，則（ ）

A.電容器原來帶的電荷量是9×10C

B.電容器原來帶的電荷量是4.5×10C

C.電容器原來的電壓可能是5V

D.電容器原來的電壓可能是5×10V

原答案為B、C。解法如下：

解析：由題意知C==，解得Q=4.5×10C。當U=5V時，C==F=0.9μF；當U=5×10V時，C==F=9F。電容器的電容不可能達到9F，故原電壓值不可能是5×10V。

這是一個考查學生對電容器的電容定義的理解和認知日常生活中電容器的電容的大小的題目，在十幾年前算得上是一個經典題目。但隨著科學日新月異的發(fā)展，別說是9F的電容器，幾千F的電容器現(xiàn)在也造出來了（從網上可直接查出來）。所以只選B、C就今天來說肯定不對，若選B、C、D，那么C、D選項又失去了原來的意義。這個題目已經成了明日黃花，老師們在選題時看來只能忍痛割愛。

中學是學生學習知識的最重要的階段，各門知識的學習為以后繼續(xù)深造和祖國建設打下堅實的基礎，來不得半點馬虎。物理學是一門基礎科學，是自然科學和技術科學的基礎，如果我們在物理知識的傳授中有欠缺和錯誤，由于學生先入為主的關系，會給以后的學習帶來不必要的迷惑。中學教師在命題過程中，要細心再細心、縝密再縝密，決不能想當然地出一些不嚴密甚至有錯誤的試題，影響學生的終生學習。

參考文獻：

[1]周衍柏.理論力學教程.人民教育出版社，1980：64-68.

[2]肖士珣.理論力學簡明教程.人民教育出版社，1979：77-88.