周林
2015年浙江高考理綜物理試題體現(xiàn)了“立足基礎、源于教材、聯(lián)系實際、突出方法、考查能力”的命題思路.試題凸顯了以教材中的例題、習題等素材為藍本進行綜合、創(chuàng)新、改造,引領教師在高中物理教學中要注重對教材內(nèi)容的理解以及在理解基礎上的適度加深和拓展,不僅可以提升教材的價值,又能拓展學生的思維,培養(yǎng)學生的能力.本文以今年浙江高考理綜物理試題為例,分析教材中素材選用的幾個方面,引領教師在物理教學中要用好教材.
1 源于教材中的物理公式命題
例題1 (2015年浙江理綜第14題)下列說法正確的是
A.電流通過導體的熱功率與電流大小成正比
B.力對物體所做的功與力的作用時間成正比
C.電容器所帶電荷量與兩極板間的電勢差成正比
D.彈性限度內(nèi),彈簧的勁度系數(shù)與彈簧伸長量成正比
解析 《物理選修3-1》(人教版)2010年4月第3版第54頁,單位時間內(nèi)的發(fā)熱量通常稱為熱功率,由上式可得熱功率P的表達式P=I2R,故選項A錯誤.
《物理必修2》(人教版)2010年4月第3版第58頁,力對物理所做的功,等于力的大小、位移的大小、力與位移夾角的余弦這三者的乘積(W=Flcosθ),故選項B錯誤.
《物理選修3-1》(人教版)2010年4月第3版第29頁,實驗表明,一個電容器所帶的電荷量Q與電容器兩極板間的電勢差U成正比,比值
《物理必修1》(人教版)2010年3月第3版第56頁,實驗表明,彈簧發(fā)生彈性形變時,彈力的大小F跟彈簧伸長(或縮短)的長度x成正比,即F=kx(胡克定律),式中的k是彈簧的勁度系數(shù)(由彈簧本身性質(zhì)決定),故選項D錯誤.
點評 本題取材于教科書中四個獨立的物理量關系式的判斷,考查了學生對基礎知識的掌握程度.引領高中物理教學要重視對概念、定理、定律等的推導、演變、應用及適用條件,并能使學生在理解掌握的基礎上靈活的應用.
2 源于教材中的內(nèi)容命題
例題2 (2015年浙江理綜第19題)如圖1所示為賽車場的一個水平“U”彎道,轉(zhuǎn)彎處為圓心在O點的半圓,內(nèi)外半徑分別為r和2r.一輛質(zhì)量為m的賽車通過AB線經(jīng)彎道到達A′B′線,有如圖1所示的①、②、③三條距線,其中路線③是以O′為圓心的半圓,OO′=r.賽車沿圓弧路線行駛時,路面對輪胎的最大徑向靜摩擦力為Fmax.選擇路線,賽車以不打滑的最大速率通過彎道(所選路線內(nèi)賽車速率不變,發(fā)動機功率足夠大),則
A.選擇線路①,賽車經(jīng)過的路程最短
B.選擇線路②,賽車的速率最小
C.選擇線路③,賽車所用時間最短
點評 本題取材于《物理必修1》(人教版)2010年3月第3版第75頁例題1,教材中是將運動學和動力學相結(jié)合的典型例題.本題以航母電磁彈射器高科技為背景,考查了學生對運動學和動力學、功和功率基本知識的掌握程度,引領高中物理教學要夯實基礎,突出方法.
4 源于教材中的科學漫步命題
例題5 (2015年浙江理綜第15題)如圖6所示,氣墊導軌上滑塊經(jīng)過光電門時,其上的遮光條將光遮住,電子計[TP4GW139.TIF,Y#]時器可自動記錄遮光時間Δt.測量遮光條的寬度為Δx,用近似代表滑塊通過光電門時的瞬時速度.為使更接近瞬時速度,正確的措施是
A.換用寬度更窄的遮光條
B.提高測量遮光條寬度的精確度
C.使滑塊的釋放點更靠管光電門
D.增大氣墊導軌與水平面的夾角
解析 根據(jù)速度定義,當Δt無限小時,可以將通過Δx的平均速度當成瞬時速度,要讓[SX(]Δx[]Δt[SX)]更接近瞬時速度,需要讓通過的時間Δt盡量小,A換用寬帶更窄的遮光條可以減小通過時間,選項B、C、D都不會減小遮光時間,故正確答案選A.
點評 本題取材于《物理必修1》(人教版)2010年3月第3版第24頁科學漫步,教材中詳細闡述了應用氣墊導軌和數(shù)字計數(shù)器配合光電門測量速度的方法.本題看似考光電門實則考查測瞬時速度的基本思想,要求學生對合理近似思想方法有清晰的理解.引領高中物理教學中不僅要關注操作性的規(guī)則(如中間時刻的瞬時速度之類),也要關注第一性的基本思想.
5 源于教材中的問題與練習命題
例題6 (2015年浙江理綜第23題)如圖7所示,用一塊長L1=1.0 m的木板在墻和桌面間架設斜面,桌子高H=0.8 m,長L2=1.5 m.斜面和水平桌面間的傾角θ可以在0~60°之間調(diào)節(jié)后固定.將質(zhì)量m=0.2 kg的小物塊從斜面頂端釋放,[TP4GW140.TIF,Y#]物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ1=0.05,物塊和桌面間的動摩擦因數(shù)為μ2,忽略物塊在斜面和桌面交接處的能量損失.(重力加速度取g=10 m/s2;最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)
(1)求θ角增大到多少時,物塊能從斜面開始下滑;(用正切值表示)
(2)當θ角增大到37°時,物塊恰能停在桌面邊緣,求物塊與桌面間的動摩擦因數(shù)μ2;(已知sin37°= 0.6,cos37°=0.8)
(3)繼續(xù)增大θ角,發(fā)現(xiàn)θ=53°時物塊落地點與墻面的距離最大,求此最大值xm.
解析 (1)為使小物塊下滑,得
點評 本題取材于《物理必修2》(人教版)2010年4月第3版第12頁問題與練習3(如圖8),教材中利用平拋運[TP4GW141.TIF,Y#]動規(guī)律來測量鋼珠在水平桌面上運動的速度.本題利用教材中的模型來考查學生對斜面和平拋運動規(guī)律的掌握程度,能否用斜面和平拋運動的規(guī)律結(jié)合動能定理熟練求解,本題對隱含的極值問題點到為止,引領高中物理教學不要一味的求難、求繁.
例題7 (2015年浙江理綜第24題)小明同學設計了一個“電磁電平”,如圖9甲所示,等臂天平的左臂為掛盤,右臂掛有矩形線圈,兩臂平衡.線圈的水平邊長L=0.1 m,豎直邊長H=0.3 m,匝數(shù)為N1.線圈下邊處于勻強磁場內(nèi),磁感應強度B0=1.0 T,方向垂直線圈平面向里.線圈中通有可在0~0.2 A范圍內(nèi)調(diào)節(jié)的電流I.掛盤放上待測物體后,調(diào)節(jié)線圈中電流以使天平平衡,測出電流即可測得物體的質(zhì)量.(重力加速度取g=10 m/s2)
(1)為使平電磁天平的量程達到0.5 kg,線圈的匝數(shù)N1至少為多少?
(2)進一步探究電磁感應現(xiàn)象,另選N2=100匝、形狀相同的線圈,總電阻R=10 Ω.不接外電流,兩臂平衡.如圖9乙所示,保持B0不變,在線圈上部另加垂直紙面向外的勻強磁場,且磁感應強度B隨時間均勻變大,磁場區(qū)域?qū)挾萪=0.1 m.當掛盤中放質(zhì)時為0.01 kg的物體時,天平平衡,求此時磁感應強度的變化率[SX(]ΔB[]Δt[SX)].
點評 本題取材于《物理選修3-1》(人教版)2010年4月第3版第94頁問題與練習3(如圖10),教材中把安培力的知識與天平相結(jié)合,可以“稱出”磁感應強度.本題第(1)小題把“稱出”磁感應強度改成“稱出”線圈的匝數(shù),原理和方法一致;第(2)小題把傳統(tǒng)的電流天平過渡到電磁天平,來“稱出”磁感應強度的變化率.本題考查了學生對安培力和電磁感應重點知識的掌握程度,引領高中物理教學要重視教材,用好教材.
研究高考物理試題,關注試題中散發(fā)出的濃濃的物理味道,體會命題者力圖倡導的在中學物理教學中立足基礎、回歸教材的意圖,擺脫題海,領略物理的方法和精髓.物理教學必須夯實基礎,真正理解每個知識點的內(nèi)涵和外延,構(gòu)建比較牢固的知識體系,不必一味追求難、繁.應著重培養(yǎng)由實際問題向物理情景的轉(zhuǎn)化能力和構(gòu)建物理模型能力,能熟練運用物理規(guī)律解決綜合問題能力,達到“以不變應萬變”.應多關注教材中的《科學漫步》、《科學足跡》及當今前沿科技等,這些材料將是命題專家們不可多得的素材.