對(duì)高考物理信息題的處理建議

劉勇

摘 要： 高考中，有的信息題提供的是全新的知識(shí)，要求在理解這些知識(shí)的基礎(chǔ)上用科學(xué)研究的一般方法解決問(wèn)題；有的信息題只是給出新的實(shí)際問(wèn)題情景，用到的知識(shí)和方法都是已有的；還有的信息題并不要求完整地處理整個(gè)問(wèn)題，只對(duì)局部環(huán)節(jié)進(jìn)行考查，如只考查提出問(wèn)題的能力、觀察比較的能力、分析得出結(jié)論的能力。

關(guān)鍵詞： 物理信息題 特點(diǎn) 解題方法

近年的理科綜合試題中出現(xiàn)不少緊密聯(lián)系科研成果的信息題，意在考查學(xué)生對(duì)科技信息的接受和處理能力。與傳統(tǒng)試題相比，這類題目更能考查學(xué)生的綜合能力，更具時(shí)代性，更貼近科學(xué)前沿和生產(chǎn)生活實(shí)際，故而對(duì)以傳統(tǒng)教學(xué)模式培養(yǎng)出來(lái)的學(xué)生而言，有一定難度。預(yù)計(jì)以后的幾年中，信息題仍是熱點(diǎn)和亮點(diǎn)。局部環(huán)節(jié)的考查一般以選擇題和填空題的形式出現(xiàn)，而前兩類則以計(jì)算、論證題的形式出現(xiàn)，甚至作為整卷的壓軸題。

一、信息題特點(diǎn)

試題往往給學(xué)生一種新的情況或背景，課本上不會(huì)見(jiàn)到此情此景。它的題干以日常生活、生產(chǎn)或現(xiàn)代科技中的某個(gè)事件、問(wèn)題為情景，提供一些信息，讓學(xué)生通過(guò)閱讀、理解、思考、分析進(jìn)而解答問(wèn)題。這些信息的給予方式是多樣的，可以是文字、公式、圖表、函數(shù)圖線等。

信息題的特點(diǎn)是：相關(guān)性、隱蔽性和遷移性。試題涉及問(wèn)題一定與學(xué)生已有知識(shí)能力相關(guān)聯(lián)，但與什么知識(shí)相關(guān)，該用什么規(guī)律或物理模型解答，又不是一目了然的。學(xué)生只有深刻理解物理概念和規(guī)律，構(gòu)建完整的物理知識(shí)體系，掌握基礎(chǔ)的解題方法，同時(shí)加上閱讀，并發(fā)揮分析能力及知識(shí)的遷移應(yīng)用能力，才能較好地解答這類題目。所以，信息題特別能反映學(xué)生的綜合素質(zhì)。

2.解題方法

信息題的解題步驟一般分為：（1）信息處理：通過(guò)閱讀，快而準(zhǔn)確地在題干中提取有用信息，丟棄與問(wèn)題無(wú)關(guān)的干擾信息，并使之與物理知識(shí)發(fā)生聯(lián)系。（2）抽象：把題干中的背景抽去，將題目化為物理過(guò)程，亦即完成信息題向傳統(tǒng)題的轉(zhuǎn)化。這兩步是信息題特有的步驟，也是解信息題的關(guān)鍵。（3）建立模型：將信息題轉(zhuǎn)化為傳統(tǒng)題后，在已有物理知識(shí)中，確定解題方法或建立物理模型，這是物理解題的基本功。（4）列式求解：最后對(duì)答案進(jìn)行判斷，看其是否科學(xué)合理。

3.試題解析

例1：據(jù)報(bào)道，1992年7月，美國(guó)的“阿特蘭蒂斯”號(hào)航天飛機(jī)進(jìn)行了一項(xiàng)衛(wèi)星懸繩發(fā)電實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)取得了部分成功。航天飛機(jī)在地球赤道上空離地面約3000kg處由東向西飛行，相對(duì)地面速度大約6.5×10 /s，以航天飛機(jī)上向地心方向發(fā)射一顆衛(wèi)星，攜帶一根長(zhǎng)20km，電阻為800Ω的金屬懸繩，使這根懸繩與地磁場(chǎng)垂直，做切割磁感線運(yùn)動(dòng)。假定這一范圍內(nèi)的地磁場(chǎng)是均勻的，磁感應(yīng)強(qiáng)度為4×10 ，且認(rèn)為懸繩上各點(diǎn)的切割速度和航天飛機(jī)的速度相同。根據(jù)理論設(shè)計(jì)，通過(guò)電離層（由等離子體組成）的作用，懸繩可產(chǎn)生約3/4的感應(yīng)電流。試求：

（1）金屬懸繩中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；

（2）懸繩兩端的電壓；

（3）航天飛機(jī)繞地球運(yùn)行一圈，懸繩輸出的電能。（已知地球半徑6400km。）

解析：這是一道與科學(xué)實(shí)驗(yàn)有關(guān)的信息題。將題設(shè)情景抽象成導(dǎo)體棒切割磁感線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；這一純物理過(guò)程，是解答出第（1）問(wèn)的關(guān)鍵。將懸繩（即運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體）作為電源，與電離層組成閉合回路，應(yīng)用閉合電路歐姆定律求兩端電壓，是解答第（2）問(wèn)的關(guān)鍵。第（3）問(wèn)中，求飛機(jī)運(yùn)行周期是難點(diǎn)，要涉及圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)?？梢?jiàn)，要提高學(xué)生應(yīng)用知識(shí)的能力，不但要加強(qiáng)書本上基礎(chǔ)知識(shí)的教學(xué)，更要重視知識(shí)遷移能力的培養(yǎng)。

答案：（1）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)q=BLN=5200V；（2）u=￡-Ir=2800V；（3）W-uIT=7.6×10 J，其中T求法是：T= ，式中，r是飛機(jī)到地心的距離。

例2：長(zhǎng)江是我國(guó)的第一大河，全長(zhǎng)s（m），源頭海拔h（m），全年平均流量Q（m3/s），長(zhǎng)江水不但滋潤(rùn)了兩岸，令長(zhǎng)江流域美麗富饒，而且蘊(yùn)藏著豐富的水力資源。假定不考慮以支流并入長(zhǎng)江及途中損失的水量，則長(zhǎng)江蘊(yùn)藏的水力資源為多少W？

解析：江水蘊(yùn)藏的能量是水的機(jī)械能（勢(shì)能），題中要求的功率是單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)化為其他形式能量的水能，亦即單位時(shí)間有多少水以源頭流入?？冢@無(wú)法知道。但由于源頭和入海口每秒流量均為Q（因不計(jì)支流并入及途中損失），故相當(dāng)于每秒有Q的水量從源頭流下h（m）進(jìn)入?？?。到此，我們可用水電站中攔河壩模型解此問(wèn)題。題中h、Q為有用信息，s為干擾信息。這實(shí)際上讓學(xué)生做了一次“情報(bào)分析”工作，這在國(guó)土資源調(diào)查、收集經(jīng)濟(jì)情報(bào)中極為常用。我們平時(shí)接觸到的資料、信息很多，若善于分析這些信息，就能從中讀出其背后更多的東西。同時(shí)，這也是一個(gè)很好的研究性課題：調(diào)查家鄉(xiāng)河流蘊(yùn)藏的水力資源。題目以外給予學(xué)生的思考和各種積極影響，是處理信息題時(shí)值得注意的地方。

答案：長(zhǎng)江水能功率為p= = =Qρgh，式中ρ為水的密度。

例題3：柯受良駕駛汽車飛越黃河，汽車從最高點(diǎn)開(kāi)始到著地為止這一過(guò)程的運(yùn)動(dòng)可以看做平拋運(yùn)動(dòng)。記者從側(cè)面用照相機(jī)通過(guò)多次曝光，拍攝到汽車在經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)以后的三副運(yùn)動(dòng)照片如圖2所示，相鄰兩次曝光時(shí)間間隔相等，均為Δt，已知汽車的長(zhǎng)度為l，則（？搖？搖）

A.從左邊一幅照片可推算出汽車的水平分速度的大小

B.從左邊一幅照片可推算出汽車曾經(jīng)到達(dá)的最大高度

C.從中間一幅照片可推算出汽車的水平分速度的大小和汽車曾經(jīng)到達(dá)的最大高度

D.從右邊一幅照片可推算出汽車的水平分速度的大小

解析：首先應(yīng)動(dòng)態(tài)地看照片，每幅照片中三個(gè)汽車的像是同一輛汽車在不同時(shí)刻的像，根據(jù)題目的描述，應(yīng)是由高到低依次出現(xiàn)的，而且相鄰兩像對(duì)應(yīng)的時(shí)間間隔是相等的，均為已知的Δt。題目中“汽車的長(zhǎng)度為l”這一已知條件至關(guān)重要，我們量出汽車在照片中的長(zhǎng)度，就能得到照片與實(shí)際場(chǎng)景的比例，這樣照片中各點(diǎn)間的真實(shí)距離都能算出。物理知識(shí)告訴我們，汽車在通過(guò)最高點(diǎn)后的運(yùn)動(dòng)，可抽象為質(zhì)點(diǎn)的平拋運(yùn)動(dòng)，因此水平方向?yàn)閯蛩龠\(yùn)動(dòng)，豎直方向?yàn)樽杂陕潴w運(yùn)動(dòng)。關(guān)于水平速度，由于汽車在空中相鄰的兩個(gè)像對(duì)應(yīng)的真實(shí)距離能算出，這段運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)的時(shí)間Δt已知，因此由左、中兩幅照片中的任意一幅都能算出水平速度。至于右邊的一幅，因?yàn)槠囋诳罩械南裰挥幸粋€(gè)，而緊接著的在地上的像不一定是剛著地時(shí)的像（汽車剛著地時(shí)，可能是在兩次拍攝之間），因此在這個(gè)Δt內(nèi)，可能有一段時(shí)間做的已經(jīng)不是平拋運(yùn)動(dòng)，水平方向不是勻速的，所以用該照片無(wú)法計(jì)算出水平速度。關(guān)于最大高度，應(yīng)分析豎直方向，同時(shí)對(duì)不同照片進(jìn)行比較。左邊一幅，沒(méi)拍到地面，肯定不能計(jì)算最大高度。右邊一幅，空中只有一個(gè)像，無(wú)法分析其自由落體運(yùn)動(dòng)。中間一幅，相鄰像的兩個(gè)真實(shí)距離均能知道，借用處理紙帶的方法，可算出中間那個(gè)像對(duì)應(yīng)的速度，進(jìn)而由自由落體運(yùn)動(dòng)的公式算出最高點(diǎn)這個(gè)位置的高度，再加上這個(gè)位置的離地高度即可得到汽車離地的最大高度，因此該題選A、C。

總之，在高考物理信息題的四個(gè)基本解題步驟中，每題各有側(cè)重，所涉及的物理知識(shí)并不十分高深，重在對(duì)學(xué)生能力的考查。故而教學(xué)中要多收集一些聯(lián)系前沿科技和生產(chǎn)生活實(shí)際的題目，讓學(xué)生分析，學(xué)會(huì)如何提取信息，如何分析問(wèn)題，從而提高學(xué)生的綜合能力。