物理高考“新題”的解題策略

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物理高考“新題”的解題策略

爲了考查考生各方面的能力,提高高考的信度和效度,適應新的發展要求,每一年的高考題中都會出現一些比較新穎的題目。物理高考題更是“年年歲歲卷相似,歲歲年年題不同”。面對這些“新題”,不少考生往往無所適從,不知所措。筆者在物理高考複習教學中,向學生提出這樣的策略:“熟題當作生題做,生題當作熟題做;平時苦練基本功,打遍天下無敵手。”下面就近年來物理高考題中出現的常見類型的“新題”作一剖析,從而分析其解題的策略。
一、“老歌新唱”型
陳題翻新,在原有的傳統題基礎上進行適當的巧妙的變化而成。表面上看題目並沒有多少新意,但仔細品味卻有所變化,有的甚至有本質的區別。最近幾年的物理高考題中,有相當一部分都是屬於這一類型。
 [例1] (2001年全國高考題第20題)如圖1 所示,一對平行光滑軌道放置在水平面上,兩軌道間距l=0.20m,電阻R=1.0;有一導體杆靜止地放在軌道上,與兩軌道垂直,杆及軌道的電阻皆可忽略不計。整個裝置處於磁感強度B=0.50T的勻強磁場中,磁場方向垂直軌道面向下。 現用外力F沿軌道方向拉桿,使之做勻加速運動。 測得力F與時間t的關係如圖2所示。求杆的質量m和加速度a。
[分析] 這是一道看似平實無奇,實爲暗藏鋒芒的題目。從物理情景上看,並不是一種新題型——磁場中的軌道、滑桿問題(考生對此是非常熟悉的);但稍加思索就會發現,它同以往做的題目大不相同——滑桿做勻變速運動(而考生做得較多的是滑桿勻速的情形)。這道題目具有較強的綜合性,既用到電磁感應、磁場力和有關電路的知識,又用到受力分析、牛頓運動定律和有關運動學的知識,還涉及到圖象的分析和處理等。這就要求學生在平時的學習中不但要正確理解有關的基礎知識,具備紮實的基本功,而且要能夠做到舉一反三、融會貫通。該題是一道陳題翻新的好題目。
[例2](2003年全國高考題第18題)如圖所示,兩根平行金屬導軌固定在水平桌面上,每根導軌每米的電阻爲r=0.10Ω/m,導軌的端點P、Q用電阻可忽略的導線相連,兩導軌間的距離l=0.20m,有隨時間變化的勻強磁場垂直於桌面,已知磁感應強度B與時間t變化的關係爲B=kt,比例係數k=0.020T/s,一電阻不計的金屬桿可在導軌上無摩擦地滑動, 在滑動過程中保持與導軌垂直,在t=0時刻,金屬桿緊靠在P、Q端,在外力作用下,杆以恆定的加速度從靜止開始嚮導軌的另一端滑動,求在t=6.0s時金屬桿所受的安培力。
[分析]這道題目表面上看與例1十分相似
[解題策略]——謹慎讀題,新舊對比,熟題生做。首先要耐心仔細地把題目通讀一遍,看清題目的意思,切忌浮燥輕敵,因似曾相識而草率作答。然後把該題與以前做過的類似題目進行對照比較,尋找它們之間的異同點,存同求異——既要比較相似之處,以便應用以前使用過的方法和思路,更要比較不同之處,從而採取相應對策;在此基礎上再認真謹慎地尋求解決問題的方法。
二、“新鞋老路”型 
 這一類題目,初看起來好像從來沒有見到過,但只要深入思考就會發現,題目所涉及的知識、解決問題的思路和有關的技巧等都是比較傳統的。
 [例2] (2000年上海市高考題21)風洞實驗室中可產生水平方向的、大小可調節的風力,現將一套有小球的細直杆放入風洞口實驗室,小球孔徑略大於細桿直徑(如圖3所示)。
 [1]當杆在水平方向上固定時,調節風力的大小,使小球在杆上勻速運動。這時
小球所受的風力爲小球所受重力的0.5倍,求小球與杆間的動摩擦因數。
 [2]保持小球所受風力不變,使杆與水平方向間夾角爲37°並固定,則小球從靜止出發在細杆上滑下距離s所需時間爲多少?(sin37°=0.6,cos37°=0.8)
 [分析] 本題是在風洞實驗室中研究小球的受力情況和運動情況,緊密聯繫科研實際,情景設置新穎別緻。但稍加思考就不難發現,該題實際上是一道“力和運動”的基本題:第[1]問是根據共點力的平衡條件來求解;第[2]問則是一個典型的動力學問題——由受力情況確定運動情況。
 (2002年上海18)已知某一區域的地下埋有一根與地表面平行的直線電纜、電纜中通有變化的電流,在其周圍有變化的磁場,因此可以通過在地面上測量閉合試探小線圈中的感應電動勢來探測電纜的確切位置、走向和深度。當線圈平面平行地面測量時,在地面上a、c兩處測得試探線圈中的電動勢爲零,b、d兩處線圈中的電動勢不爲零;當線圈平面與地面成45°角時,在b、d兩處測得試探線圈中的電動勢爲零。經測量發現,a、b、c、d恰好位於邊長爲1米的正方形的四個頂角上,如圖所示。據此可以判定地下電纜在:_____兩點連線的正下方,離地表面約深度爲________ 米。
 
  [解題策略]——吃透題意,索本求源,生題熟做。首先要冷靜地看清題意,透過題目的表象看到其實質,不要被題目的外表所迷惑;也不要被題目中所敘述的一些新的知識、新的說法所嚇倒。然後再好好地分析題目所涉及的物理知識、物理情景和物理原理;脫去包裝題目的.層層外衣就會暴露其物理本質,這時你會發現,實際上並不是什麼難題。最後應用所學過的有關知識、聯繫平時做過的題目,也就自然找到解決問題的方法了。
三、“面目全非”型
    這一類題目,不僅僅是改頭換面,陳題翻新的問題,它往往是從頭到腳、從外到裏都透着新鮮氣。這類題目往往大量採用了基礎知識與科學技術相結合、物理模型與生活實際相結合、科學知識與人文精神相統一的命題思路。因爲充滿創新意識、富有時代氣息而受到命題者的偏愛。
 [例3]  (2001年上海市高考題18)某學生爲了測量一物體的質量,找到一個力電轉換器,該轉換器的輸出電壓正比於受壓面的壓力(比例係數爲k),如圖4所示。測量時先調節輸入端的電壓,使轉換器空載時的輸出電壓爲零;而後在其受壓面上放一物體,即可測得與物體的質量成正比的輸出電壓U。
 現有下列器材:力電轉換器、質量爲m0
的砝碼、電壓表、滑動變阻器、乾電池各一
個、開關及導線若干、待測物體(可置於力
電轉換器的受壓面上)。
 請在如圖5所示的方框內完成對該物體
的測量。                                           
 [1]設計一個電路,                                [圖4]
要求力電轉換器的輸
入電壓可調,並且使
電壓的調節範圍儘可
能大,在方框內畫出
完整的測量電路圖。
 [2]簡要說明測量
步驟,求出比例係數
k,並測出待測物體
的質量m。                                 
 [3]請設想實驗中                         
可能會出現的一個問題。                     [圖5]     
 [分析]  此題是一種使用新儀器的設計實驗題,其中既考查了學生將實際問題轉化爲物理問題的能力,同時也考查了學生的思維能力提出問題能力和解決問題的能力:它要求學生既要搞清力電轉換器的大致原理,又要思考用所給器材來測量物體質量的方法;既要設計實驗所用的電路,又要設計實驗的具體步驟和測量方法;同時還要符合題目中“要求力電轉換器的輸入電壓可調,並且使電壓的調節範圍儘可能大”這一限定條件。另外題目還留給學生很大的想象空間,比如第[3]問中“設想實驗中可能會出現的一個問題”。所以此題充分體現了基礎教育改革與發展的精神和全新的評價理念,能有效地考查學生的多方面的能力。
 (2002年上海23)如圖所示爲利用電磁作用輸送非導電液體裝置的示意圖。一邊長爲L、截面積爲正方形的塑料管道水平放置,其右端面上有一截面積爲A的小噴口,噴口離地的高度爲h,管道中有一絕緣活塞,在活塞的中部和上部分別嵌有兩根金屬棒a、b,其中棒b的兩端與一電壓表相連,整個裝置放在豎直向上的勻強磁場中,當棒a中通有垂直紙面向裏的恆定電流I時,活塞向右勻速推動液體從噴口水平射出,液體落地點離噴口的水平距離爲s,若液體的密度爲ρ,不計所有阻力,求:
 (1)活塞移動的速度;
 (2)該裝置的功率;
 (3)磁感強度B的大小;
 (4)若在實際使用中發現電壓表的讀數變小,試分析其可能的原因。
 
 
  [解題策略]——夯實基礎,縱橫聯繫,活化思維。要很好地解決這一類問題,首先要有相當紮實的物理功底,既要熟練掌握中學物理的基本知識和基本原理,又要透徹理解有關規律的來龍去脈,同時還要了解一些重要模型的建立過程以及在建模過程中重要研究方法和物理思想。其次,在平時要留心日常生活、關心社會科技、加強課外閱讀,努力拓寬知識視野、提高各種能力。另外,在考前也要適當做一些類似的練習也是十分必要的。進入考場後,關鍵要做到“理得清、想得開、用得準”——一要搞清題目所表達的意思,理清思路;二要開動腦筋,聯想所學過的知識、原理和方法;三要冷靜思考,選準解決問題的具體方法。這樣才能做到“自信沉着、應付自如、正常發揮”。