培养高中物理优秀生的理论与实践

培养高中物理优秀生的理论与实践培养高中物理优秀生的理论与实践 20 世纪是教育的世纪，产生了许多有价值的教育思想: 布卢姆掌握学习理论 的研究目的：在于大面积提高教学质量，使大多数学生都能取得优秀的学习成绩。 基本理念是：一个人能学会的东西，几乎人人都能学会。布卢姆的教学理念：1、 教师要为掌握而教；2、学生要为掌握而学；3、教学要找到使学生掌握所学知识的 手段，即要有正确的教学和学习策略；4、把教学评价贯穿于整个教学过程，对教 育、教学目标进行分类，为教学评价提供依据。近几年的高考试题对中学物理教学 工作具有很好的指导作用，特别是今年的试卷，体现了很多二期课改的思想，仔细 研究这几份试卷，可以得出如下结论： 一、加强基本知识和基本技能的教学一、加强基本知识和基本技能的教学 今年的高考试卷考查基本知识和基本技能的比例较大。在填空题中 1A、3A、1B、2B、3B，选择题中 6、7、11、12，实验题中 14、16，计算题中 19A、21、22，共占 74 分。 所以今年物理高考平均分较高，全市平均估计可以超过 105 分。 但是从阅卷情况看，考生对基本知识和基本技能的掌握还是有相当多的问题。 1、基本知识的考查： 例 1：（6）2005 年被联合国定为“世界物理年” ，以表彰爱因斯坦对科学的贡献。 爱因斯坦对物理学的贡献有（） （A）创立“相对论” ，（B）发现“X 射线” ， （C）提出“光子说” ，（D）建立“原子核式模型” 。 本题就是一些基本知识，没有能力要求，也是都估计到要考的内容，是送分题。但 抽样统计得分率也只有 0.9，还是有 10%考生漏选（C） 、6%考生漏选（A） 、4%考生多选 （B）2%考生多选（D） 。 例 2：（7）卢瑟福通过实验首次实现了原子核的人工转变，核反应方程为He NOH。下列说法中正确的是（） （A）通过此实验发现了质子， （B）实验中利用了放射源放出的射线， （C）实验中利用了放射源放出的射线， （D）原子核在人工转变过程中，电荷数可能不守恒。 本题也是考查基本知识，也是送分题。但抽样统计得分率也只有 0.85，有 16%考生 漏选（A） 、12%考生漏选（C） 、2%考生多选了（B） 、4%考生多选了（D） 。 2、基本规律的应用： 例 1：（11）如图所示，A 是长直密绕通电螺 线管。小线圈 B 与电流表连接，并沿 A 的轴线 Ox 从 O 点自左向右匀速穿过螺线管 A。能反映通过电 流表中电流随 x 变化规律的是（） 本题考查了两个知识点，一是典型磁场的分布：通电密绕长螺线管内部中间是匀强 B A O x G l I （A） I （B） I （C） I （D） 0 l/2 l x 0 l/2 l x 0 l/2 l x 0 l/2 l x 磁场，边缘磁场较弱；二是应用楞次定律判断感应电流的方向。但抽样统计得分率只有 0.74，其中大多数（20%）是错选了（D） ，这些考生对前一知识点是掌握的，但楞次定律 掌握不好；少数考生（4%）错选（A） ，这些考生是没掌握产生感应电流的条件，认为中 间部分始终有磁通量，所以始终有感应电流；也有少数考生（2%）错选（B） ，这些考生是 没掌握前一知识点，不知道中间有一段匀强磁场，只知道向中间去磁场增强，向两段磁场 减弱。 例 2：（12）空间在一场强大小为 E 的匀强电场，一质量为 m、带电量为q 的物体 以某一初速沿电场反方向做匀减速直线运动，其加速度大小为 0.8qE/m，物体运动 s 距离时 速度变为零。则（） （A）物体克服电场力做功 qEs，（B）物体的电势能减少了 0.8qEs， （C）物体的电势能增加了 qEs，（D）物体的动能减少了 0.8qEs。 本题考查了五个知识点，一是牛顿第二定律，二是功的概念，三是动能定理，四是 电场强度概念，五是电场力做功与电势能变化的关系，抽样统计得分率为 0.78，但只有 48%的 考生全对，其中很多考生（20%）漏选（A） ，这些考生是没掌握电场强度和功的概念；还 有很多考生（32%）漏选（C） 、4%考生多选了（B） ，这些考生是没掌握电场力做功与电势 能变化的关系，还有 28%考生漏选（D） ，这些考生是没有掌握动能定理。 3、基本实验方法： 例 1：（16）一根长为 1 m 的均匀电阻丝需与一“10 V，5 W”的灯同时工作，电源电压恒为 100 V。电阻丝阻值 R100 （其阻值不随温度变化） 。现利用分压电路从电阻丝上获取电能， 使灯正常工作。 （1）在右面方框中完成所需电路；（2）电路中电 流表的量程应选择_（选填：“00.6 A”或“03 A” ） ； （3）灯正常工作时，与其并联的电阻丝长度为_m（计算时保留小数点后两位） 。 本题考查了五个知识点：一是分压器电路，二是电流表内阻的影响（电流表接到与 灯泡并联的电路里作错） ，三是部分电路欧定律，四是电阻定律，五是混联电路计算 （0.5，x17.08 ，则长为 0.17 m） ；还考查了两个能力，一是画电路图的能 10 x 90 100x 力，二是估算的能力（知道电路总电阻总小于 100 ，所以很快知道总电流大于 1 A，应选 电流表的 03 A 量程） 。 本题中作图部分抽样统计得分率为 0.96，量程选择得分率只有 0.84，而计算出电阻 丝长度为 0.17 m 的得分率仅 0.56（这里也有少数考生小数点后保留位数不对） 。 例 2：（15）一同学用下图装置研究一定质量气体的压强与体积的关系。实验过程中 保持温度不变。最初，U 形管 两臂中的水银面齐平，烧瓶中 无水。当用注射器往烧瓶中注 入水时，U 形管两臂中的水银面出现高度差。实验的 部分数据记录在右表。 （1）根据表中数据，在右图中画出该实验的 h1/V 关系图线。 （2）实验 时，大气压强 p0_cmH g。 R L E A 气体体积 V(ml)800674600531500 水银面高度差 h(cm)014.025.038.045.0 水 银 U 装有水的注射器 形 管 烧瓶 h (cm) 40 20 0 0.5 1.0 1.5 2.0 1/V ( 10-3ml-1) 20 40 60 80 本题考查了两个知识点：一是根据表格中数据作图的方法，二是玻意耳定律；还考 查了个能力：一是由物理规律找出与图线相对应的方程的能力，二是由图线的斜率或截距 求得待测量的能力。 本题作图部分抽样统计得分率为 0.84，有些考生连图线的基本形状都不知道，画成 双曲线、竖直直线或各种曲线。大气压强很多考生是通过表中数据计算而得的，题意是要 求能从图线的截距求得，这是用图线处理实验数据的常用方法（当然题中没有明显提示， 最好加一空图线与纵坐标轴的交点的物理意义是什么） 。很多考生计算结果与图线和纵 坐标的交点坐标值不对应。该空的得分率为 0.88。 所以在高考复习的第一轮复习中，一定要速度慢些，多练一些基本题，让学生把最 基本的东西牢固掌握，然后再进入第二轮复习。去年我看到有些学校第一轮复习过快，这 样在第一轮复习中学生都是一知半解，没有落实，反过来再抄时，学生就会觉得都知道了， 不喜欢听，但要他自己做又不太会，得不了分。也有些学校第一轮复习过难，反而影响了 基本知识的落实。 二、加强联想、比较和转化的训练二、加强联想、比较和转化的训练 今年高考试卷中有相当比例的试题是在原有基础上稍做了一些修改的，如填空题中 的 2A、5，选择题中的 8、9、10、13，实验题中的 14、15，计算题中的 19B， 1、表述方式的转化： 例 1：（5）右图中图线表示某电池组的输出电压 电流关系，图线表示其输出功率电流关系。该电 池组的内_，当电池组的输出功率为 120 W 时，电池组的输出电压是_V。 本题是已知条件用图线表述。考查了两个知识点： 一是电源的 UI 图线，二是电源的输出功率。第一空较 常见，但抽样统计得分率也只有 0.84，第二空 PI 图线 只出现一半，考生不熟悉，所以得分率仅 0.54，当然有些考生是通过 E50 V，r5 ，P出100 W 计算而得的，所以发现了有两解，或是只写了 20 一解。 例 2：（2B）如图所示，实线表示两个相干波源 S1、S2发出的波的波峰位置，图中的_点为振动 加强的位置，图中的_点为振动减弱的位置。 本题是把平时做的熟题中去掉了虚线表示的波谷。 但因为改动不大，且图中只有两点可供选择，所以得分 率接近 1.00，当然也有极少数考生答错。 例 3：（19B）如图所示，某人乘雪撬从雪坡经 A 点 滑至 B 点，接着沿水平路面滑至 C 点停止。人与雪撬的总 质量为 70 kg。表中记录了沿坡滑下过程中的有关数据，请 根据图表中的数据解决下列问题： （1）人与雪撬从 A 到 B 的过程中，损失的机械能为 多少？ （2）设人与雪撬在 BC 段所受阻力恒定，求 阻力大小（g10 m/s2） 。 本题是已知条件用表格表述。该题得分率明 显比 19A 低，主要是因为不习惯用表格给出已知条 件，少数考生把人的初速度当成零了。 输 输 出 50 120 出 电 45 100 功 压 40 80 率 (V)35 60(W) 30 40 25 20 20 0 0 1 2 3 4 5 电流（A） 位置ABC 速度 （m/s） 2.012.00 时刻（s）0410 b a S1 S2 A 20 m B C 2、情景的转化： 例 1：（8）对如图所示的皮带传动装置，下列说法中正确的是（） （A）A 轮带动 B 轮沿逆时针方向旋转， （B）B 轮带动 A 轮沿逆时针方向旋转， （C）C 轮带动 D 轮沿顺时针方向旋转， （D）D 轮带动 C 轮沿顺时针方向旋转。 本题在自行车的传动装置中出现过，现在改成可能情况分析， 抽样统计得分率为 0.87，10%考生错选（A） ，14%考生漏选（B） ，6%考生错选（C） ，8% 考生漏选（D） 。因为（C） 、 （D）这种形式与自行车中相似，而（A） 、 （B）这种形式不熟 悉，可见部分考生是死记做过题的结论的，不是掌握分析方法的。 例 2：（10）如图所示的塔吊臂上有一可以沿水平方向运 动和小车 A，小车下装有吊着物体 B 的吊钩。在小车 A 与物体 B 以相同的水平速度沿吊臂方向匀速运动的同时，吊钩将物体 B 向 上吊起，A、B 之间的距离以 dH2t2（SI） （SI 表示国际单位 制，式中 H 为吊臂离地面的高度）规律变化，则物体做（ ） （A）速度大小不变的曲线运动， （B）速度大小增加的曲线运动， （C）加速度大小方向均不变的曲线运动， （D）加速度大小方向均变化的曲线运动。 本题实际上就是加了一个情景和一个以高度（不是位移）表示的函数式，其实很明 显在水平方向是是匀速运动，竖直方向是匀加速运动，所以合运动是一个类平抛运动，立 即可以确定选项（B） 、 （C）正确。 但本题得分率较低，抽样统计得分率为 0.77，漏选（B）或（C）的考生均占 20%， 错选（A）和（B）的考生均占 10%。 3、考查角度的转化： 例 1：（9）如图所示，A、B 分别为单摆做简谐运动时摆球 的不同位置。其中，位置 A 为摆球摆动的最高位置，虚线为过悬点 的竖直线。以摆球最低点为重力势能零点，则摆球在摆动过程中（ ） （A）位置 B 处时动能最大， （B）位置 A 处时势能最大， （C）在位置 A 的势能大于在位置 B 的动能， （D）在位置 B 的机械能大于在位置 A 的机械能。 本题。本题中的（C）选项改为判断势能和动能大小的比较，其实位置 A 的势能就是 总机械能，位置 B 的动能必小于总机械能，但增加了思维难度，本题抽样统计得分率为 0.9，12%考生漏选（C） ；6%考生错选（A） 、4%考生漏选（B） 、2%考生漏选（D） ，这些 考生是完全不懂了。 4、等效转化： 例 1：（4）如图所示，带电量为q的点电荷与均匀带电薄 板相距为 2d，点电荷到带电薄板的垂直线通过板的几何中心。若 图中 a 点处的电场强度为零，根据对称性，带电薄板在图中 b 点处 产生的电场强度大小为_，方向_。 （静电 力恒量为 k） A B C D A B A B b a q d d d 本题做了多次等效代换，首先是由在 a 点处场强为零知道：可用q在 a 点处的场强 大小代换带电薄板在 a 点处的场强大小，再由对称性可知，可用带电薄板在 a 点处的场强 大小代换带电薄板在 b 点处的场强大小。本题第一空抽样统计得分率仅为 0.30，第二空为 0.80， 三、加强图线教学三、加强图线教学 新教材中对图线的要求很高，用图线来处理物理问题也是物理学中常用的方法，今 年高考试题中涉及到图线的有填空题中的 2B、5，选择题中的 11、13,实验题中的 15、18，计算题中的 21、23，共 51 分，占三分之一强。 1、利用图线所给信息解题： 例 1：（23）一水平放置的圆盘绕竖直轴转动， 在圆盘上沿半径开有一条宽度为 2 mm 的均匀狭缝。将 激光器与传感器上下对准，使二者间连线与转轴平行， 分别置于；圆盘的上下两侧，且可以同步地沿圆盘半径 方向匀速移动，激光器接收到一个激光信号，并将其输 入计算机，经处理后画出相应图线。图（a）为该装置 示意图，图（b）为所接收的光信号随时间变化的图线，横坐 标表示时间，纵坐标表示接收到的激光信号强度，图中 t11.0103 s，t20.8103 s。 （1）利用图（b）中的数据求 1 s 时圆盘转动的角速度； （2）说明激光器和传感器沿半径移动的方向； （3）求图（b）中第三个激光信号的宽度t3。 本题是新型题。首先要看懂题中所涉及的物理过程，然后要从图线中看出圆盘转动 的周期为 0.8 s，再要从图中看出t2t1，从而得出圆盘线速度增大，由于角速度不变， 所以半径增大，可见激光器和传感器是沿半径向外运动的。然后才是计算t3。 本题差异很大，抽样统计中 13、14 分的占 18.5%，而 0、1 分的占 33.4%，得分率为 0.37。很多考生都以为时间差成等差关系，或是认为半径成等比关系。 2、作图能力： 例 1：（21）内壁光滑的导热气缸竖直浸放在盛有冰 水混合物的水槽中，用不计质量的活塞封闭压强为 1.0105 Pa、体积为 2.0103 m3的理想气体。现在活塞上方缓慢倒 上沙子，使封闭气体的体积变为原来的一半，然后将气缸 移出水槽，缓慢加热，使气体温度变为 127C。 （1）求气 缸内气体的最终体积；（2）在 pV 图上画出整个过程中 气缸内气体的状态变化（大气压强为 1.0105 Pa） 。 本题本身很简单，满分的很多，但在作图中暴露出一些问题，形状全错的约占 15%，主要是将等温线画成直线，这占 25%。还有就是过程方向没加以注明的占 10%。 四、强化四、强化“可能情况讨论可能情况讨论”的能力的能力 例 1：（13）A、B 两列波在某时刻的波形 如图所示，经过 tTA时间（TA为波 A 的周期） ， 两波再次出现如图波形，则两波的波速度之比 vA:vB可能是（） （A）1:3，（B）1:2， 激光器 传感器 I t1 t2 t3 0 0.2 1.0 1.8 t(s) （b） p (105 Pa) 3.0 2.0 1.0 0 1.0 2.0 3.0 V (10 3 m3 ) vA vB a a （C）2:1，（D）3:1。 本题由图可知A为 4a/3，B为 2a/3，再次出现如图波形所用时间必为周期的整数倍， 波 A 已确定经过一个周期，那么波 B 可以是 k 个周期，也就是在时间 TA内波 B 可能传出 k 个波长，所以 vA4a/3TA，vB2ka/3TA，vA:vB2:k，其中 k1，2，。 本题得分率仅 0.69，漏选（A）的 52%，漏选（B）的 46%，漏选（C）的 16%，错 选（D）的占 10%。 例 2：（17）两实验小组使用相同规格的元件，按右图电 路进行测量。他们将滑动变阻器的滑臂 P 分别置于 a、b、c、d、e 五个间距相同的位置（a、e 为滑动变阻器的两 个端点） ，把相应的电流表示数记录在表一、表二中。对比两 组数据，发现电流表示数的变化趋势不同。经检查，发现其中 一个实验组使用的滑动变阻器发生断路。 （1）滑动变阻器发生断路的是第 _实验组；断路发生在滑动变阻器的 _段。 （2）表二中，对应滑臂 P 在 X（d、e 之间的某一点）处的电流表示数的可能值为： （） （A）0.15 A，（B）0.25 A， （C）0.35 A，（D）0.45 A。 本题要求结合表中所给数据和电路进行分析，由电路可知：滑臂 P 从 a 到 e 的过程 中外电阻先增大后减小，所以总电流先减小后增大，表一正常；断路情况必是表二所示情 况；该处由抽样统计得分率为 0.88；而表二中数据表明：滑臂 P 从 a 到 d 的过程中，电流 表示数始终减小，可见断路处应在 d 以上，而滑臂 P 到 e 时电流又有了，说明断路处在 e 以下，可见断路应发生在 de 间，该处由抽样统计得分率仅为 0.40。 然后，先由 E0.84（Rr）和 E0.42（R2r）解出 rR，若断在 e 处，滑臂在 e 处时电流最小，由 EI1（R4r）可得：I10.168 A，滑臂在 d 处时电流最大，由 EI2（R3r）可得：I20.21 A，所以电流可能值在 0.168 A0.21 A 之间；若断在 d 处， 滑臂在 e 处时电流最大，为 0.84 A，滑臂在 d 处时电流最小，由 EI2（Rr）可得： I20.42 A，所以电流可能值在 0.42 A0.84 A 之间。这点是较难的。由抽样统计得分率仅 为 0.34。 例 3：（20）如图所示，带正电小球质量为 m1102 kg，带电量为 q1106 C，置于光滑绝缘水平面上的 A 点。 当空间存在着斜向上的匀强电场时，该小球从静止开始沿水 平面做匀加速直线运动，当运动到 B 点时，测得其速度 vB1.5 m/s，此时小球的位移为 s0.15 m，求此匀强电场场 强 E 的取值范围（g10 m/s2） 。 某同学求解如下：设电场方向与水平面之间的夹角为，由动能定理 qEs cos mvB20 得 EV/m。由题意可知0，所以当 E7.5104 V/m 时小 1 2 mvB2 2qs cos 75000 cos 球将始终沿水平面做匀加速直线运动。 经检查，计算无误。该同学所得结论是否有不完美之处？若有请予以补充。 本题是超纲了。 表一（第一实验组） P 的位置 a b c d e A的示数(A) 0.84 0.48 0.42 0.48 0.84 表二（第二实验组） P 的位置 a b c d X e A的示数(A) 0.84 0.42 0.28 0.21 0.84 e R P d A c b a E A B 本题既要考虑竖直方向的电场又要考虑水平方向的电场，既要考虑可能离开水平面， 又要考虑到可能不再以此加速度加速运动。所以抽样统计得分率仅为 0.42，多数考生只考 虑了竖直方向的电场问题，所以只能得 5 分。 五、加强语言表述能力的训练五、加强语言表述能力的训练 例 1：（3A）对“落体运动快慢” 、 “力与物体运动关系”等问题，亚里士多德和伽利 略存在着不同的观点。请完成下表： 本题是很基本的知识，但考生文字表述能力很差，表达五花八门， 例 2：（14）部分电磁波的大致波长范围如图 所示。若要利用缝宽与手指宽度相当的缝获得明显的 衍射现象，可选用_波段的电磁波，其原 因是 _。 本题第一空抽样统计得分率为 0.8，第二空文字表述也是五花八门的，主要错误是写 成波长远小于障碍物的尺寸。 例 3：（18）科学探究