提綱挈領(lǐng)巧遷移 知行合一應(yīng)考題*
——賞析2016年高考北京理綜卷物理壓軸題

姜 珊 鄒 斌

(中央民族大學(xué)理學(xué)院 北京 100081)

吳廣國(guó)

(北京景山學(xué)校 北京 100006)

提綱挈領(lǐng)巧遷移知行合一應(yīng)考題*
——賞析2016年高考北京理綜卷物理壓軸題

姜 珊 鄒 斌

(中央民族大學(xué)理學(xué)院 北京 100081)

吳廣國(guó)

(北京景山學(xué)校 北京 100006)

高考?jí)狠S題是命題者獨(dú)具匠心的結(jié)晶，是用來(lái)鑒別學(xué)生知識(shí)的掌握程度以及綜合應(yīng)用能力的分檔題.壓軸題雖融合多知識(shí)點(diǎn)，卻能清晰呈現(xiàn)物理情境，展示物理問(wèn)題變化發(fā)展的全過(guò)程，這正是對(duì)物理問(wèn)題的研究提供的新思路.因而分析最新高考?jí)狠S題的創(chuàng)新之處，總結(jié)應(yīng)對(duì)壓軸題的方式方法，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生優(yōu)秀的物理品質(zhì)和核心素養(yǎng)具有重要意義.2016年高考北京理綜卷物理第24題充分展現(xiàn)了其獨(dú)創(chuàng)之美，現(xiàn)以此題展開(kāi),剖析其獨(dú)特之處，多方面賞析壓軸題的物理魅力，并提出一些較具有建設(shè)性的方法以供參考.

物理壓軸題 北京高考 解題方法

縱覽2016年全國(guó)各地的高考物理壓軸題，可謂驚喜頗多.推陳出新，將常規(guī)模型賦予新的物理情境，以考查學(xué)生構(gòu)建物理模型的能力.發(fā)散思維，在問(wèn)題的設(shè)置上多探討多分析論證，以突出考查學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究的能力.數(shù)理結(jié)合，圖像法、歸納法、函數(shù)、求導(dǎo)等在巧解計(jì)算題時(shí)的運(yùn)用，考查學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)工具處理物理問(wèn)題的能力[1].考題關(guān)乎社會(huì)發(fā)展及科技創(chuàng)新，理論聯(lián)系實(shí)際，考查學(xué)生綜合運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，以及學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng).壓軸題在高考物理試卷中的地位舉足輕重.結(jié)合高考考查目標(biāo)，壓軸題相比于其他題目綜合能力更強(qiáng)，并且物理情境新奇，過(guò)程分析曲折復(fù)雜，能夠反映試卷的整體風(fēng)格，較高的區(qū)分度有利于高校選拔優(yōu)秀人才.與全國(guó)其他省市相比，2016年高考北京理綜卷物理壓軸題極富有獨(dú)創(chuàng)性，創(chuàng)設(shè)了一束光線穿過(guò)介質(zhì)小球的光學(xué)物理情境，進(jìn)而引起學(xué)生對(duì)動(dòng)量定理相關(guān)規(guī)律的進(jìn)一步思考和理解[2].北京物理卷第24題以全新的視角，將光學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)結(jié)合在一起，注重考查學(xué)科潛力，受到諸多教師的肯定.

2016年高考北京理綜卷物理試題共分為選擇題和非選擇題兩部分，總分120分.壓軸題第24題分?jǐn)?shù)為20分，約占物理試卷總分的17%，占非選擇題的28%，可見(jiàn)壓軸題在物理試卷中單題分值最高.該題本身對(duì)學(xué)生綜合能力的要求很高，在整套試卷中，第24題占有舉足輕重的地位.

【原題】(1)動(dòng)量定理可以表示為p=Ft,其中動(dòng)量p和力F都是矢量.在運(yùn)用動(dòng)量定理處理二維問(wèn)題時(shí)，可以在相互垂直的x,y兩個(gè)方向上分別研究.例如，質(zhì)量為m的小球斜射到木板上，入射的角度是θ，碰撞后彈出的角度也是θ，碰撞前后的速度大小都是v，如圖1所示，碰撞過(guò)程中忽略小球所受重力.

圖1 小球撞擊木板示意圖

a.分別求出碰撞前后x,y方向小球的動(dòng)量變化;

b.分析說(shuō)明小球?qū)δ景宓淖饔昧Φ姆较?

(2)激光束可以看作是粒子流，其中的粒子以相同的動(dòng)量沿光傳播方向運(yùn)動(dòng).激光照射到物體上，在發(fā)生反射、折射和吸收現(xiàn)象的同時(shí)，也會(huì)對(duì)物體產(chǎn)生作用.光鑷效應(yīng)就是一個(gè)實(shí)例，激光束可以像鑷子一樣抓住細(xì)胞等微小顆粒.

一束激光經(jīng)S點(diǎn)后被分成若干細(xì)光束，若不考慮光的反射和吸收，其中光束①和②穿過(guò)介質(zhì)小球的光路如圖2所示.圖中O點(diǎn)是介質(zhì)小球的球心，入射時(shí)光束①和②與SO的夾角均為θ，出射時(shí)光束均與SO平行，請(qǐng)?jiān)谙旅鎯煞N情況下，分析說(shuō)明兩光束因折射對(duì)小球產(chǎn)生的合力的方向.

a. 光束①和②強(qiáng)度相同;

b. 光束①比②的強(qiáng)度大.

圖2 光束穿過(guò)介質(zhì)小球光路圖

1 逐析壓軸題的創(chuàng)新之美

1.1壓軸題別開(kāi)生面的情境設(shè)計(jì)

本題所采用的是小球碰撞模型，這也是處理物理問(wèn)題常用的一個(gè)重要模型.動(dòng)量定理、動(dòng)量守恒定律、機(jī)械能守恒定律等在此模型上都有涉及.雖然其本身是一個(gè)常規(guī)模型，但該壓軸題對(duì)此模型創(chuàng)設(shè)了兩個(gè)新的物理情境.

情境1:本題由動(dòng)量定理的矢量性為“小球碰撞模型”設(shè)定了一個(gè)二維情境，若想求出小球碰撞前后x和y方向的動(dòng)量變化，務(wù)必要對(duì)小球的動(dòng)量進(jìn)行正交分解.需要注意的是，分解時(shí)要先確定正方向，與正方向相反的物理量取負(fù)值，分解可按照題中所建坐標(biāo)系直接進(jìn)行.

情境2:兩束光穿過(guò)介質(zhì)小球的光學(xué)情境.初看可能會(huì)覺(jué)得(1)、(2)兩問(wèn)無(wú)必然聯(lián)系，值得注意的是第(2)問(wèn)的第一部分已經(jīng)說(shuō)明激光束可以看做粒子流，是眾多粒子以相同的動(dòng)量沿光的傳播方向運(yùn)動(dòng)，這正是利用動(dòng)量定理來(lái)處理微觀粒子的碰撞問(wèn)題，只是在此模型外營(yíng)造了一個(gè)創(chuàng)新性相對(duì)較強(qiáng)的情境.

結(jié)合以上分析，本題對(duì)動(dòng)量定理的考查，充分彰顯了其獨(dú)特性.將動(dòng)量定理融合在光學(xué)情境中充分考查了學(xué)生對(duì)材料的分析、模型的構(gòu)建以及基礎(chǔ)知識(shí)的綜合運(yùn)用能力.物理情境的“新”不單體現(xiàn)在形式上，在其內(nèi)容上也有體現(xiàn).縱覽近幾年的高考?jí)狠S題，物理過(guò)程的復(fù)雜性決定了物理情境的多樣化.物理過(guò)程可以由一維到二維推進(jìn)，也可由多個(gè)過(guò)程整合而成，這反而需要學(xué)生自己創(chuàng)設(shè)物理情境，化復(fù)雜過(guò)程為單一問(wèn)題.2015年新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅱ第25題第(2)問(wèn)就是一個(gè)多過(guò)程問(wèn)題，考生需根據(jù)A和B真實(shí)下落的物理情境將二者的運(yùn)動(dòng)過(guò)程劃分成A和B均以各自的加速度做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，A做勻加速運(yùn)動(dòng)而B(niǎo)做勻減速運(yùn)動(dòng)，A勻加速運(yùn)動(dòng)到B的末端而B(niǎo)靜止3段，再根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)求解即可.類(lèi)似于這種多過(guò)程的物理情境問(wèn)題，要注意分析其臨界點(diǎn)，以此為突破口化繁為簡(jiǎn).總之，壓軸題巧妙的情境設(shè)計(jì)值得深思.

1.2壓軸題獨(dú)具匠心的設(shè)問(wèn)方法

本題由常規(guī)模型創(chuàng)設(shè)新的物理情境，并且(1)、(2)兩問(wèn)環(huán)環(huán)相扣、逐漸深入，由宏觀的小球碰撞問(wèn)題，引出微觀粒子的碰撞問(wèn)題[3].同時(shí)其設(shè)問(wèn)方法也別具匠心，第(1)問(wèn)b，分析說(shuō)明小球?qū)δ景宓淖饔昧Φ姆较?第(2)問(wèn)分析說(shuō)明兩束光因折射對(duì)小球產(chǎn)生的合力的方向.兩問(wèn)中均采用“分析說(shuō)明”的開(kāi)放性設(shè)問(wèn)方法來(lái)命題.開(kāi)放性設(shè)問(wèn)可以幫助學(xué)生檢索頭腦中已有的知識(shí)儲(chǔ)備，將關(guān)聯(lián)知識(shí)合并組裝成一個(gè)體系，一一陳列.考生在分析小球?qū)δ景宓淖饔昧Ψ较驎r(shí)，首先要想到的就是動(dòng)量定理，其次是牛頓第三定律.通過(guò)求出的力是木板對(duì)小球的作用力，與題目要求相反，開(kāi)放性設(shè)問(wèn)引導(dǎo)學(xué)生對(duì)其進(jìn)行精細(xì)分析，可以減少失誤，運(yùn)用作用力和反作用力的知識(shí)繼續(xù)探究力的方向，得出正確結(jié)論.

拓展思維的過(guò)程也是將舊知識(shí)翻新的過(guò)程，因此開(kāi)放性設(shè)問(wèn)更利于學(xué)生發(fā)散思維的培養(yǎng).考生在分析兩種情況下光束對(duì)小球產(chǎn)生的合力的方向時(shí)，首先要拓展思維，抓住核心考點(diǎn)——?jiǎng)恿慷ɡ?，然后將?dòng)量定理應(yīng)用到微觀粒子運(yùn)動(dòng)當(dāng)中，運(yùn)用原有知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題.跳出考題本身，開(kāi)放性設(shè)問(wèn)在日常的教學(xué)活動(dòng)中也應(yīng)被重視.學(xué)生思維模式的形成以及思維的廣度，主要是平時(shí)的鍛煉，在課堂上教師應(yīng)當(dāng)根據(jù)課程內(nèi)容，提出一些開(kāi)放性的問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生去探討.

1.3壓軸題別具一格的數(shù)學(xué)思維

物理壓軸題對(duì)學(xué)生的綜合分析能力要求較高，物理過(guò)程較為復(fù)雜，模型的構(gòu)建抽象難懂，這就會(huì)給學(xué)生造成很大的做題障礙.恰到好處地運(yùn)用數(shù)學(xué)工具可以達(dá)到事半功倍的效果.常用的數(shù)學(xué)工具有圖像、函數(shù)、微積分等[4].本題綜合性較強(qiáng)，在運(yùn)算的過(guò)程中對(duì)應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)處理物理問(wèn)題的能力要求較高.在求解動(dòng)量變化時(shí)，可應(yīng)用矢量正交分解法則和圖像法，化抽象難懂難計(jì)算的二維碰撞過(guò)程為一維直觀的普通碰撞問(wèn)題，問(wèn)題迎刃而解.在第(2)問(wèn)b中可建立直角坐標(biāo)系，將整個(gè)系統(tǒng)放在一個(gè)坐標(biāo)系中進(jìn)行探究，化抽象為具體，并且也便于分析和表述方向問(wèn)題.本題運(yùn)算的獨(dú)特之處就在于運(yùn)用恰當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)思維，將復(fù)雜的物理過(guò)程轉(zhuǎn)為更易接受的過(guò)程，這不僅考查了學(xué)生的物理知識(shí)儲(chǔ)備，也考查了學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問(wèn)題的能力.

壓軸題對(duì)學(xué)生數(shù)學(xué)思維的考查是具體的.如2016年高考浙江卷第25題第(2)問(wèn)要求求出一個(gè)峰區(qū)內(nèi)圓弧所對(duì)的圓心角，而結(jié)合已知信息分析出離子在峰區(qū)內(nèi)部做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，若想求出圓心角，則必先確定軌跡圓的圓心，由離子所受洛倫茲力與速度方向垂直即可確定圓心，再根據(jù)幾何關(guān)系求出圓心角.找到正確的幾何關(guān)系是本題的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，這也是壓軸題數(shù)學(xué)思維縝密的體現(xiàn).除此之外，部分壓軸題在設(shè)置題目時(shí)，采用文字表述和圖像相結(jié)合的方式為考生提供信息，因此需要學(xué)生能根據(jù)圖像分析得出已知信息，以便解題.

1.4壓軸題明確而多元的考查方向

高考的目的是選拔優(yōu)秀人才，而壓軸題設(shè)定的首要目的就是要充分發(fā)揮其區(qū)分功能，供廣大高校選拔人才，因此高考?jí)狠S題一般具有較高的信度和區(qū)分度.本題以常規(guī)物理模型為主要內(nèi)容，側(cè)重對(duì)微觀機(jī)理方面的考查，將力學(xué)、幾何與光學(xué)有機(jī)結(jié)合，極富有創(chuàng)新性.本題注重區(qū)分不同程度的學(xué)生，集基礎(chǔ)知識(shí)的考查、數(shù)學(xué)方法的運(yùn)用、分析推理的能力、實(shí)驗(yàn)探究的能力、綜合運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力于一身，是一套多元考查的好題.壓軸題的考查方向是多元的，一般情況下都有其側(cè)重考查的部分.2016年的江蘇卷注重考查學(xué)生的分析綜合能力以及用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問(wèn)題的能力，而同年的浙江卷注重考查帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)知識(shí)部分.

2 解答壓軸題的必由之路

2.1追溯本源回歸教材

好的復(fù)習(xí)資料對(duì)于正在備考的學(xué)生們十分重要，而教材才應(yīng)是給予足夠重視的核心.高考題的考點(diǎn)和試題的模型均來(lái)自于教材，吃透教材，才能在各式各樣的考題中提取出重要的信息.而壓軸題本身并非偏題怪題，其難點(diǎn)就在于題目本身綜合性很強(qiáng)，情境偏新.如2016年北京理綜卷的第24題，核心考點(diǎn)是動(dòng)量定理，除此之外還有牛頓第三定律、運(yùn)動(dòng)的合成和分解以及光學(xué)的一些基本知識(shí)等.雖然題目本身綜合性較強(qiáng)，但仔細(xì)分析容易發(fā)現(xiàn)其在教材當(dāng)中都有跡可循[5].

首先，本題的第一問(wèn)考查的是“碰撞”模型，并提到了動(dòng)量定理在處理二維問(wèn)題中的應(yīng)用.在人教版新課標(biāo)教材選修3-5第19頁(yè)“對(duì)心碰撞和非對(duì)心碰撞”這一板塊中已經(jīng)說(shuō)明，若兩個(gè)物體發(fā)生的是非對(duì)心碰撞，那么對(duì)這種碰撞的研究屬于平面內(nèi)的二維問(wèn)題.同時(shí)教材在右側(cè)的提示說(shuō)明中給出了對(duì)于非對(duì)心碰撞的物體的研究方法——在相互垂直的兩個(gè)方向上分別使用動(dòng)量守恒定律.再看本題第一問(wèn)，所給信息恰恰符合教材這一內(nèi)容，在處理二維碰撞問(wèn)題時(shí)，是將其放在兩個(gè)相互垂直的方向上分別研究，考題來(lái)源于教材的延伸是顯而易見(jiàn)的.

其次，本題的第二問(wèn)考查的實(shí)質(zhì)是微觀粒子的碰撞問(wèn)題，在同一本教材的第20頁(yè)“散射”這部分內(nèi)容中，明確提到了在粒子物理中，經(jīng)常讓一束粒子射入物體，使二者發(fā)生碰撞，進(jìn)而研究粒子的碰撞方向等問(wèn)題.而在本題中，雖然描述的物理情境是光學(xué)背景，但是已經(jīng)明確提出光的粒子性，其實(shí)質(zhì)正是教材所提到的當(dāng)粒子與物體發(fā)生碰撞后，對(duì)其方向的研究.當(dāng)一道很新穎的考題擺在面前時(shí)，剖析其宏觀或者微觀的物理情境，尋找其在課本中的源頭，摸清考點(diǎn)，這樣就將所謂的新情境新題轉(zhuǎn)化成了我們熟悉的一類(lèi)題，后續(xù)解題也更加輕松.

2.2構(gòu)建模型勤于歸納

壓軸題都有其核心考點(diǎn)，如帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)、動(dòng)量守恒定律、動(dòng)能定理等，而這一核心考點(diǎn)往往都有固定的物理模型.在做物理習(xí)題時(shí)，若能在頭腦中構(gòu)建出它的模型，那么其解法就清晰很多.北京這道壓軸題的模型是碰撞，若能聯(lián)系本題和碰撞中的動(dòng)量定理等相關(guān)知識(shí)來(lái)解答，就化抽象的物理情境為熟知的固有內(nèi)容了.“碰撞”模型在北京卷中的出現(xiàn)較為頻繁，2011和2012這兩年均以其為模型，以勻強(qiáng)電場(chǎng)為背景，從不同角度加深學(xué)生對(duì)這一模型的認(rèn)識(shí)和理解.

廣大考生在日常的訓(xùn)練中，要經(jīng)常歸納物理模型，熟練掌握其相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，經(jīng)過(guò)反復(fù)的運(yùn)用，以求在面對(duì)這種綜合性較強(qiáng)的題目時(shí)，在頭腦中能夠迅速構(gòu)建出需要的物理模型.如2016年全國(guó)卷Ⅲ的壓軸題是以金屬棒在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中沿光滑平行金屬導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)為模型.天津卷第12題以“條形磁鐵在導(dǎo)軌上的運(yùn)動(dòng)”為模型，四川卷則建立了“帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)”模型，而浙江卷和江蘇卷均以“回旋加速器”為模型設(shè)計(jì)壓軸題，結(jié)合以上來(lái)看，電場(chǎng)、磁場(chǎng)以及力與運(yùn)動(dòng)的結(jié)合仍是壓軸考點(diǎn)，必須給予足夠的重視.在日常學(xué)習(xí)中要勤于歸納方式方法，以點(diǎn)帶面，力求能夠構(gòu)建一個(gè)模型可以解決一類(lèi)問(wèn)題.

2.3提綱挈領(lǐng)由難變易

壓軸題的考查范圍較為全面，尤其在考點(diǎn)上可能牽連甚廣.在審題時(shí)要注意抓住其核心內(nèi)容，排除不必要的內(nèi)容.確定好解題思路后，再根據(jù)題目需要添加答案的血肉部分，使其更完整豐滿.如在本道壓軸題的第二問(wèn)中，創(chuàng)設(shè)的是光學(xué)的物理情境，但核心考點(diǎn)是微觀粒子碰撞中的動(dòng)量定理，若能抓住這一核心結(jié)合第一問(wèn)，題目就迎刃而解了.但很多考生還常常遇到這樣的問(wèn)題，內(nèi)心當(dāng)中已經(jīng)明確考點(diǎn)，也有解題的大致思路，但是語(yǔ)言蒼白，不知道落實(shí)到卷子上要怎么表述出來(lái)，這個(gè)時(shí)候可以先寫(xiě)出骨架.如這道題就是分別列出x和y兩個(gè)方向的動(dòng)量變化關(guān)系式，然后再賦予文字闡述，既要解釋列的式子是什么，又要說(shuō)明得到的結(jié)論，這就是血肉部分.

提綱挈領(lǐng)需邊讀題邊思考，近幾年的題目越來(lái)越新，使考生對(duì)原本熟練掌握的知識(shí)變得陌生，那么考生在審題的過(guò)程中，就要學(xué)會(huì)“挑刺”，挑出題干信息，挖掘潛在含義.若有圖形一定要結(jié)合圖形來(lái)看題，明確解題思路后，運(yùn)用合適的方法來(lái)答題.如2016年江蘇卷第15題:如圖3所示，以回旋加速器為模型，創(chuàng)設(shè)了帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中運(yùn)動(dòng)以及該粒子在半徑為R，間距為d的狹縫中運(yùn)動(dòng)的物理情境，如圖4在給定電壓值U0周期T的情況下，分別求得出射粒子的動(dòng)能、粒子從飄入狹縫至動(dòng)能達(dá)到Em所需要的總時(shí)間、狹縫中超過(guò)99%的粒子能夠射出時(shí)d應(yīng)滿足的條件.

圖3 回旋加速器的工作原理圖

圖4 狹縫間交變電壓變化圖

這是一道典型的需要題圖結(jié)合進(jìn)行分析的考題，考生在讀題的過(guò)程中要注意結(jié)合題圖來(lái)分析，注意觀察圖4中電壓隨周期的變化，也可以把題目的主要信息畫(huà)出來(lái)，而解題的關(guān)鍵就是考生要明確回旋加速器模型中交變電壓的頻率，粒子最大動(dòng)能與加速電壓無(wú)關(guān)，粒子加速的次數(shù)、回旋的次數(shù)，加速次數(shù)或回旋次數(shù)決定粒子運(yùn)動(dòng)的時(shí)間等基本問(wèn)題.同時(shí)本題的解題思路大體上就是根據(jù)洛倫茲力提供向心力，可以求出粒子的速度，再運(yùn)用動(dòng)能定理，求出動(dòng)能的大?。环治鲆椎贸隽Ｗ釉讵M縫間做的是勻加速直線運(yùn)動(dòng)，那么加速時(shí)間就容易得出了.明確回旋加速器的工作原理，用數(shù)學(xué)知識(shí)加以輔助解答，第三問(wèn)做起來(lái)也就沒(méi)那么復(fù)雜了.

2.4巧用數(shù)學(xué)化繁為簡(jiǎn)

物理這門(mén)學(xué)科對(duì)學(xué)生的邏輯思維要求較高，物理壓軸題可能會(huì)涉及一些較為復(fù)雜的計(jì)算知識(shí)，然而考試時(shí)間分秒必爭(zhēng)，若能借助數(shù)學(xué)思維來(lái)解決物理問(wèn)題，省時(shí)省力，事半功倍.在解決力學(xué)問(wèn)題時(shí)，常常會(huì)對(duì)物體進(jìn)行受力分析，若物體受到3個(gè)或更多力而又處于平衡狀態(tài)時(shí)，可以用數(shù)學(xué)中的三角函數(shù)相關(guān)知識(shí)，對(duì)力進(jìn)行合成或者分解.如2015年全國(guó)Ⅱ卷第25題第一問(wèn)要求求得0～2 s時(shí)間內(nèi)A和B加速度的大小，根據(jù)牛頓第二定律，若想求解加速度，務(wù)必要對(duì)A和B進(jìn)行受力分析，而后通過(guò)平衡條件進(jìn)行列式解答.當(dāng)在習(xí)題中列方程或者方程組等式子時(shí)，要考慮所代的數(shù)是否有正負(fù)之分，如2015年全國(guó)Ⅰ卷第25題第一問(wèn)要求分別求出木板與地面、木板與小物塊之間的動(dòng)摩擦因數(shù).此題中涉及到摩擦力、速度、加速度、位移等物理量，這就需要考慮物理量本身是矢量還是標(biāo)量，又要考慮其實(shí)際意義，而本題中這幾個(gè)物理量均為矢量，因此在做題的過(guò)程中首先要規(guī)定正方向，經(jīng)過(guò)對(duì)圖像、木板與小物塊的受力情況、位移關(guān)系等的分析，運(yùn)用數(shù)學(xué)思維，合理列式計(jì)算.再比如圖像法在解決這種思維過(guò)程復(fù)雜的問(wèn)題時(shí)，可以起到化繁為簡(jiǎn)的效果.

圖像法在運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用效果尤為明顯，拿北京這道壓軸題來(lái)說(shuō)，把復(fù)雜又抽象的二維碰撞問(wèn)題，通過(guò)在數(shù)學(xué)坐標(biāo)系的分解，進(jìn)而轉(zhuǎn)換成了學(xué)生熟知的一維碰撞問(wèn)題.圖像法在電磁場(chǎng)計(jì)算題中的應(yīng)用也較為頻繁，如2010年課標(biāo)全國(guó)卷第25題，若想求出粒子源的出射速度，則務(wù)必要畫(huà)出其運(yùn)動(dòng)軌跡，再由幾何關(guān)系求解出軌道半徑；2011年課標(biāo)全國(guó)卷第25題與上一題目類(lèi)似，均是求粒子速度問(wèn)題，同樣需畫(huà)軌跡，由幾何關(guān)系導(dǎo)出軌道半徑的值.2014年四川卷第11題第(3)問(wèn)，需在明確粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的前提下，畫(huà)出運(yùn)動(dòng)軌跡，進(jìn)而由圓周運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)及幾何關(guān)系求解；2015年浙江卷第25題第(2)問(wèn),2015年天津卷第12題第(2)問(wèn),2016年浙江卷第25題(2)、(3)兩問(wèn)，粒子運(yùn)動(dòng)軌跡均同上，為圓周運(yùn)動(dòng)，若想求解則必須畫(huà)圖.由此可見(jiàn)，數(shù)學(xué)知識(shí)在物理中的應(yīng)用是非常廣泛的，巧用數(shù)學(xué)，可以把復(fù)雜的物理問(wèn)題更清晰直觀地展現(xiàn)在面前.

3 對(duì)壓軸題未來(lái)趨向的展望

3.1物理情境更加“接地氣”

近幾年的高考題趨向于不斷推陳出新，為其創(chuàng)設(shè)更加“接地氣”更切合實(shí)際的物理情境.如2016年浙江卷第25題考查的是回旋加速器的內(nèi)容，這一內(nèi)容在之前的考題中已經(jīng)多次出現(xiàn)，但是本題為解決實(shí)際生活當(dāng)中如何提高回旋加速器能量的問(wèn)題，而塑造了“扇形聚焦回旋加速器”為物理背景，緊密聯(lián)系實(shí)際，進(jìn)而展開(kāi)所要探討的內(nèi)容.除了背景上的創(chuàng)新，在物理過(guò)程的分析、物理模型的構(gòu)建等方面也不斷趨向于實(shí)際[6]，同年江蘇卷第15題，打破了學(xué)生在平常練習(xí)中遇見(jiàn)的理想狀態(tài)，而是要求考慮粒子在狹縫中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，這不僅給試題增加了難度，同時(shí)也是注重考查學(xué)生應(yīng)用物理知識(shí)處理實(shí)際問(wèn)題的能力.2015年浙江卷第25題，介紹了離子束在實(shí)際實(shí)驗(yàn)中的引出方法，學(xué)生在求解第(2)問(wèn)和第(3)問(wèn)時(shí)要建立兩個(gè)模型，分別是離子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中和在輻向電場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)模型，看似較難理解，實(shí)際上都是熟知“接地氣”的物理情境.

3.2考查方向愈加追求“一題三維”

壓軸題愈加趨向多方向考查學(xué)生的素質(zhì).不僅考查學(xué)生對(duì)基本知識(shí)的掌握情況，而且注重學(xué)生對(duì)物理過(guò)程、物理方法、科學(xué)精神、實(shí)驗(yàn)探究的能力等眾多方向的把握.如2015年全國(guó)Ⅱ卷第25題，以暴雨天山體滑坡泥石流為背景，就是關(guān)切生活的表現(xiàn)，把物理試題放在真實(shí)的情境中，分析石堆A,B下落的情況，正是對(duì)真實(shí)物理過(guò)程的考查.2016年江蘇卷第15題以回旋加速器的工作原理為背景，雖然物理模型較為常規(guī)，但其要求考慮粒子在狹縫中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，一反學(xué)生在日常訓(xùn)練中的理想條件，使粒子的運(yùn)動(dòng)更符合實(shí)際，有助于培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，同時(shí)考慮細(xì)節(jié)因素，也利于學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程中意外因素的把握.結(jié)合了三維教學(xué)目標(biāo)的壓軸題，對(duì)于培養(yǎng)全面發(fā)展的人才具有很好的促進(jìn)作用.

3.3設(shè)問(wèn)形式更加追求開(kāi)放性問(wèn)法

開(kāi)放性設(shè)問(wèn)是指所設(shè)置問(wèn)題的答案不是唯一的，或者探索正確答案的過(guò)程和方法不是唯一的.這種設(shè)問(wèn)方法可以發(fā)散學(xué)生的思維，增強(qiáng)其創(chuàng)新意識(shí)，因此在這些年的高考題中，開(kāi)放性的設(shè)問(wèn)方法已經(jīng)在高考卷上有所體現(xiàn).其中使用這種設(shè)問(wèn)方式最多的就是北京卷，其第23題第二問(wèn)讓學(xué)生通過(guò)對(duì)已知數(shù)據(jù)的分析，說(shuō)明忽略電子重力的原因，而壓軸題第24題第一、二兩問(wèn)均采用“分析說(shuō)明”字樣進(jìn)行開(kāi)放性設(shè)問(wèn)，這無(wú)疑是北京卷的一大亮點(diǎn).在考查學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)成果方面，北京卷這種開(kāi)放性的設(shè)問(wèn)方法很好地做出了表率作用.同時(shí)也是為廣大教育工作者和考生提供了一個(gè)信息，在未來(lái)的考試中，類(lèi)似于這種可以培養(yǎng)學(xué)生良好的物理素養(yǎng)的開(kāi)放性問(wèn)法或開(kāi)放性問(wèn)題，可能會(huì)越來(lái)越被接受和重視.

4 結(jié)束語(yǔ)

物理壓軸題體現(xiàn)了高考命題指導(dǎo)思想的精髓，同時(shí)也是對(duì)這一指導(dǎo)思想的具體表達(dá).注重考查學(xué)生建構(gòu)物理模型的能力、實(shí)驗(yàn)探究的能力、應(yīng)用數(shù)學(xué)處理物理問(wèn)題的能力以及物理思維的培養(yǎng)等.北京高考物理壓軸題一直具有其獨(dú)創(chuàng)性，推陳出新，為常規(guī)模型構(gòu)建全新的物理情境，這種考查的方式響應(yīng)了教學(xué)的三維目標(biāo)，在注重對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)考查的同時(shí)，也關(guān)乎學(xué)生技能以及科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)，這也給廣大一線教師提供了新的教學(xué)線索，注重學(xué)生物理思想的培養(yǎng)以及建模能力的養(yǎng)成.

1 曹義才.2014年高考物理計(jì)算壓軸題命題特點(diǎn)例談.物理教師,2015,36(3):76～80

2 劉安瀾，梁彥溪，梁吉峰.對(duì)2016年北京高考?jí)狠S題(第24題)創(chuàng)新物理情境的賞析.中學(xué)物理,2016,34(19):76～79

3 葉兵.2014年全國(guó)高考物理壓軸題賞析.物理教學(xué),2014,36(8):56～60

4 黃柏松.2006年高考物理壓軸題(江蘇卷)多種解法.物理教師,2006,27(11):65～67

5 崔琰，李筱娜.2013年北京高考物理壓軸題的解析與思考.物理教師,2013,34(7):77～78

6 游傳政.物理模型的教學(xué)實(shí)踐探討.物理教學(xué)探討,2014,32(7) :3～5

2017-03-31)

**全國(guó)教育信息化重點(diǎn)專項(xiàng)課題“基于微課的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式創(chuàng)新應(yīng)用研究”子課題，項(xiàng)目編號(hào)：JYB1503004A

鄒斌(1980- )，男，博士，副教授，研究方向?yàn)槲锢斫逃?