比例思想和比較思維在高考物理的呈現(xiàn)及應對策略

李勝強

(江蘇省鄭集高級中學城區(qū)校區(qū)，江蘇 徐州 221116)

比例思想和比較思維在高考物理的呈現(xiàn)及應對策略

李勝強

(江蘇省鄭集高級中學城區(qū)校區(qū)，江蘇 徐州 221116)

縱觀2016年高考物理試題，不管是全國卷還是地方卷，都滲透了比例思想和比較思維的考查，不管是力學習題還是電磁學試題，都滲透了推導能力的考查，在定性和定量中找尋物理規(guī)律和解題技巧.

理論推導；比例思想；比較思維；應對策略

一、從相同中找不同——求同存異

圖1

原題1 (2016·新課標Ⅰ卷第15題)現(xiàn)代質(zhì)譜儀可用來分析比質(zhì)子重很多倍的離子，其示意圖如圖1所示，其中加速電壓恒定.質(zhì)子在入口處從靜止開始被加速電場加速，經(jīng)勻強磁場偏轉(zhuǎn)后從出口離開磁場.若某種一價正離子在入口處從靜止開始被同一加速電場加速，為使它經(jīng)勻強磁場偏轉(zhuǎn)后仍從同一出口離開磁場，需將磁感應強度增加到原來的12倍.此離子和質(zhì)子的質(zhì)量比約為

A.11 B.12 C.121 D.144

圖2

原題2 (2016·全國卷Ⅲ第21題)如圖2所示，M為半圓形導線框，圓心為OM；N是圓心角為直角的扇形導線框，圓心為ON；兩導線框在同一豎直面(紙面)內(nèi)；兩圓弧半徑相等；過直線OMON的水平面上方有一勻強磁場，磁場方向垂直于紙面.現(xiàn)使線框M、N在t=0時從圖示位置開始，分別繞垂直于紙面、且過OM和ON的軸，以相同的周期T逆時針勻速轉(zhuǎn)動，則( ).

A.兩導線框中均會產(chǎn)生正弦式交變電流

B.兩導線框中感應電流的周期都等于T

D.兩導線框的電阻相等時，兩導線框中感應電流的有效值也相等

原題2中導線框M、N均旋轉(zhuǎn)切割磁感線，以相同的周期T逆時針勻速轉(zhuǎn)動，旋轉(zhuǎn)第一個90°的過程物理規(guī)律完全一致(磁通量一直增大)，旋轉(zhuǎn)第二個90°的過程物理規(guī)律完全不同(M磁通量繼續(xù)一直增大，N磁通量不變)，旋轉(zhuǎn)第三個90°的過程物理規(guī)律又完全一致(磁通量一直減小)，旋轉(zhuǎn)第四個90°的過程物理規(guī)律又完全不同(M磁通量繼續(xù)減小，N磁通量為零)，綜上所述，導線框M中始終有電流存在而N中階段性存在電流(一個周期內(nèi)只有一半時間有電流)，選項BC正確.

應對策略 相同的物理情景必然蘊含著相同的物理規(guī)律，應推導出物理規(guī)律的最終結(jié)果，通過控制變量的研究方法構建物理量的定量關系，這也是比例思想的理論基礎.

二、從不同中找相同——求異存同

原題3 (2016·全國卷Ⅱ第16題)小球P和Q用不可伸長的輕繩懸掛在天花板上，P球的質(zhì)量大于Q球的質(zhì)量，懸掛P球的繩比懸掛Q球的繩短.將兩球拉起，使兩繩均被水平拉直，如圖3所示.將兩球由靜止釋放，在各自軌跡的最低點( ).

圖3

A.P球的速度一定大于Q球的速度

B.P球的動能一定小于Q球的動能

C.P球所受繩的拉力一定大于Q球所受繩的拉力

D.P球的向心加速度一定小于Q球的向心加速度

原題4 (2016·四川卷第4題)如圖4所示，正六邊形abcdef區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面的勻強磁場.一帶正電的粒子從f點沿fd方向射入磁場區(qū)域，當速度大小為vb時，從b點離開磁場，在磁場中運動的時間為tb，當速度大小為vc時，從c點離開磁場，在磁場中運動的時間為tc，不計粒子重力.則( ).

圖4

A.vb∶vc=1∶2，tb∶tc=2∶1

B.vb∶vc=2∶1，tb∶tc=1∶2

C.vb∶vc=2∶1，tb∶tc=2∶1

D.vb∶vc=1∶2，tb∶tc=1∶2

原題4中粒子進入磁場時速度方向相同(從f點沿fd方向射入)，離開磁場時位置不同(從b點和c點射出).從b點離開磁場時，磁偏轉(zhuǎn)的圓心在a點，軌道半徑大小為正六邊形的邊長l，圓心角為120°，從c點離開磁場時，磁偏轉(zhuǎn)的圓心在af與bc反向延長線的交點，軌道半徑大小為2l，圓心角為60°，選項A正確.

應對策略 看似不同的物理情景實際上蘊含的物理規(guī)律是一致的，要看透表象的不同，通過表象看實質(zhì)，通過物理原理解決物理問題，不被表象迷惑.

三、比例思想的應用——追根溯源

圖5

原題5 (2016·浙江卷第16題)如圖5所示，a、b兩個閉合正方形線圈用同樣的導線制成，匝數(shù)均為10匝，邊長la=3lb，圖示區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強磁場，且磁感應強度隨時間均勻增大，不考慮線圈之間的相互影響，則( ).

A.兩線圈內(nèi)產(chǎn)生順時針方向的感應電流

B.a、b線圈中感應電動勢之比為9∶1

C.a、b線圈中感應電流之比為3∶4

D.a、b線圈中電功率之比為3∶1

原題6 (2016·北京卷第16題)如圖6所示，勻強磁場中有兩個導體圓環(huán)a、b，磁場方向與圓環(huán)所在平面垂直，磁感應強度B隨時間均勻增大.兩圓環(huán)半徑之比為2∶1，圓環(huán)中產(chǎn)生的感應電動勢分別為Ea和Eb，不考慮兩圓環(huán)間的相互影響.下列說法正確的是( ).

圖6

A.Ea∶Eb=4∶1，感應電流均沿逆時針方向

B.Ea∶Eb=4∶1，感應電流均沿順時針方向

C.Ea∶Eb=2∶1，感應電流均沿逆時針方向

D.Ea∶Eb=2∶1，感應電流均沿順時針方向

四、比較思維的應用——看透實質(zhì)

圖7

原題7 (2016·江蘇卷第2題)有A、B兩小球，B的質(zhì)量為A的兩倍.現(xiàn)將它們以相同速率沿同一方向拋出，不計空氣阻力.圖7中①為A的運動軌跡，則B的運動軌跡是( ).

A.① B.② C.③ D.④

原題8 (2016·海南卷第10題)如圖8所示，一帶正電的點電荷固定于O點，兩虛線圓均以O為圓心，兩實線分別為帶電粒子M和N先后在電場中運動的軌跡，a、b、c、d、e為軌跡和虛線圓的交點.不計重力.下列說法正確的是( ).

A.M帶負電荷，N帶正電荷

B.M在b點的動能小于它在a點的動能

C.N在d點的電勢能等于它在e點的電勢能

D.N在從c點運動到d點的過程中克服電場力做功

試題分析 原題7中A、B兩小球的質(zhì)量不同，以相同速率沿同一方向拋出時，，水平分速度vx=v·cosθ豎直分速度vy=v·sinθ，由斜拋運動的規(guī)律可得，A、B兩小球經(jīng)歷的時間相等，A、B兩小球的豎直高度相等，A、B兩小球的水平位移相等.選項A正確.

原題8中根據(jù)帶電粒子M和N在電場中運動的軌

跡，體會固定于O點帶正電的點電荷對帶電粒子M和N的偏轉(zhuǎn)效果的不同，對M和N分別引力和斥力的作用效果，點電荷對M的引力先做正功再做負功，點電荷對N的斥力先做負功再做正功，軌跡具有對稱性，物理規(guī)律也有對稱性.選項AC正確.

應對策略 定性中的物理問題的判斷是高考中常用的解題技巧，根據(jù)物理情景看透物理實質(zhì)，通過定性比較體會兩種情景的不同.

[1]人民教育出版社.普通高中課程標準試驗教科書物理選修3-1[M].北京：人民教育出版社，2010.

[2]李勝強.從兩道力學實驗題談起[J].物理教學探討，2015(4):61-63.

[3]李勝強.伏安法在電學實驗中的基本應用與變式分析[J].物理教學探討，2016(2):60-63.

[4]李勝強.對2015年江蘇高考題中一道電學實驗題的商榷[J].物理教師，2016(3):88-90.

[責任編輯：閆久毅]

2017-05-01

李勝強(1980- )，男，江蘇徐州人，中小學一級教師，本科學歷，從事高中物理教學．

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1008-0333(2017)19-0065-03