新课程理念下高考物理专题复习设计的探讨——以高考物理试题材料性质命题为例.pdf

V 0 1 2 8N o 3 7 6 S 4 2 0 1 0 4 4 物理教学探讨 J o u r n a l o f P h y s i c sT e a c h i n g 第2 8 卷总第3 7 6 期 2 0 1 0 年第4 期 上半月 r r r r 崤萋j 新课程理念下高考物理专题复习设计的探讨 土土一 以高考物理试题 材料性质 命题为例 冷文义 江西省九江市同文中学 江西省九江市3 3 2 0 0 0 近代物理学推动了信息技术 新材料技术 新能源技术 航空航天技术 生物技术等的迅速 发展 继而推动了人类社会的变化 材料是人类 用来制造机器 构件 器件和其它产品的物质 是 人类赖以生存和发展的物质基础 了解材料科 学技术的有关知识及应用 体会它们的发展对人 类生活和社会发展的影响 已成为高中物理新 课程的重要目标之一 因此 本文从材料性质的 角度 结合高中物理新课程的理念 对高考物理 的专题复习设计谈谈个人的经验 1 材料的电学性质 在2 0 0 9 年普通高等学校招生统一考试中 理科综合能力测试试卷 I 中有如下一道物理 试题 2 4 1 5 分 材料的电阻率I D 随温度变化的规 律为l D p o 1 其中口称为电阻温度系数 I 口b 是材料在t 0 C 时的电阻率 在一定的温度范 围内a 是与温度无关的常量 金属的电阻一般随 温度的增加而增加 具有正温度系数 而某些非 金属如碳等则相反 具有负温数系数 利用具有 正负温度系数的两种材料的互补特性 可制成阻 值在一定温度范围内不随温度变化的电阻 已 知 在o 时 铜的电阻率为1 7 1 0 8 Q I T I 碳 的电阻率为3 5 1 0 5 Q m 在o 附近时 铜的 电阻温度系数为3 9 l O 3 碳的电阻温度 系数为一5 o 1 0 一 将横截面积相同的碳 棒与铜棒串接成长1 0 m 的导体 要求其电阻在 0 C 附近不随温度变化 求所需碳棒的长度 忽 略碳棒和铜棒的尺寸随温度的变化 解析设所需碳棒的长度为L 电阻率为 n 电阻为R 电阻温度系数为q 铜棒的长度为 L z 电阻率为P 2 电阻为R 电阻温度系数为a 根据题意有 1 0 l l D l o 1 6 f 1 n P 2 1 口2 t 式中l D 阳分别为碳和铜在0 C 时的电阻 率 则有 R l D l 等 R 2 1 0 2 可1 2 式中S 为碳棒与铜棒的横截面积 碳棒与铜棒连接成的导体的总电阻和总长 度分别为 R R l R 2 L o L l L 2 式中L o 1 0 m 联立以上各式得 R n 丐L 1 I 2 鲁 世 产 要使R 不随t 变化 此式中t 的系数必须为 零 即 p l o 口l L l P 2 0 a 2 L 2 0 可得L 一鬲t 0 2 0 t 2 l D l 口 L 代人数据解得 L l 3 8 1 0 一m 此题巧妙利用具有正负温度系数材料的互 补性 制成阻值在一定温度范围内不随温度变化 的电阻 将电阻与电阻定律 电阻率与温度的关 系及串联电路等知识贯穿于其中 从江西省对 1 9 0 0 0 0 份抽样试卷的分析中得出 本题区分度 0 4 分上 考生人均得4 6 4 分 难度0 3 1 0 如从 抽样卷中去除零分者 人均得6 92 分 难度 0 4 6 1 零分人数占抽样数的3 0 0 9 本题的 得分比教师预想的要低得多 由于新课程强调 通过实验探究决定导线电 阻的因素 知道电阻定律 虽然 普通高中物理 课程标准 简称 标准 没有明确要求金属导 体的电阻率与温度的关系 但通过 标准 的活 动建议可以知道 应通过实验使学生认识到导体 万方数据 第2 8 卷总第3 7 6 期 2 0 1 0 年第4 期 上半月 物理教学探讨 Jo u r n a l O f P h y s i c sT e a c h i n g V 0 1 2 8N O 3 7 6 S 4 2 0 1 0 4 5 的电阻率与温度有关 可适当了解一些导体的热 敏特性 超导现象和超导材料等 并了解其在生 活和科技中的应用 在高考专题复习时 教师应 让学生知道电阻与材料 长度以及横截面积的定 量关系 知道电阻定律及其表达式 要在实验探 究过程中了解导体电阻率的概念 知道常见金属 导体电阻率的大小的排序 2 材料的力学性质 2 0 0 1 年普通高等学校招生统一考试中 天 津市和江西省物理试卷中有如下一道物理试题 8 4 分 惯性制导已广泛应用于弹道式导 弹工程中 这个系统的重要元件之一是加速度 计 加速度计的构造原理的示意图如图1 所示 沿导弹长度方向安装的固定光滑杆上套一质量 为m 的滑块 滑块两侧分别与劲度系数均为k 的 弹簧相连 两弹簧的另一端与固定壁相连 滑块 原来静止 弹簧处于自然长度 滑块上有指针 可 通过标尺测出滑块的位移 然后通过控制系统进 行制导 设某段时间内导弹沿水平方向运动 指 针向左偏离0 点的距离为z 则这段时间内导弹 的加速度 A 方向向左 大小为k x m B 方向向右 大小为k x m C 方向向左 大小为2 k x m D 方向向右 大小为2 k x m I 等f 睁煺笋刮 l 滑杆 滑妥 图l 试题以牛顿运动定律和胡克定律为知识载 体 联系现代科技和生活实际 内涵丰富 从江西 省对1 5 0 0 0 份抽样试卷的分析中得出 本题区分 度0 2 6 考生人均得3 4 分 难度0 8 5 新课程 强调让学生学习终身发展必备的物理基础知识 和技能 了解这些知识与技能在生活 生产中的 应用 关注科学技术的现状及发展趋势 初步了 解物理学的发展历程 关注科学技术的主要成就 和发展趋势以及物理学对经济 社会发展的影 响 在高考专题复习时 教师应让学生知道常见 的形变 通过实验了解物体的弹性 知道胡克定 律 能用牛顿运动定律解释生活中的有关问题 设计一种能显示加速度大小的装置 而且还要知 道日常生活和生产中所用弹簧的形状及使用目 的 如获得弹力或减缓振动等 3 材料的光学性质 在2 0 0 9 年普通高等学校招生统一考试中 理科综合能力测试题 宁夏卷 中有如下一道物 理试题 2 3 1 1 分 青岛奥运会帆船赛场采用风力 发电给蓄电池充电 为路灯提供电能 用光敏电 阻作为传感器控制路灯电路的开关 实现自动控 制 光敏电阻的阻值随照射光的强弱而变化 作 为简化模型 可以近似认为 照射光较强 如白 天 时电阻几乎为0 照射光较弱 如黑天 时电 阻接近于无穷大 利用光敏电阻作为传感器 借 助电磁开关 可以实现路灯自动在白天关闭 黑 天打开 电磁开关的内部结构如图所示 1 2 两 接线柱之间是励磁线圈 3 4 两接线柱分别与弹 簧片和触点连接 当励磁线圈中电流大于5 0 m A 时 电磁铁吸合铁片 弹簧片和触点分离 3 4 断 开 电流小于5 0 m A 时 3 4 接通 励磁线圈中允 许通过的最大电流为1 0 0 m A 用以下器材设计一个自动控制路灯的电路 画出电路原理图 光敏电阻R 灯泡L 额定功 率4 0 W 额定电压3 6 V 保护电阻R 电磁开关 蓄电池E 电压3 6 V 内阻很小 开关S 导线若 干 当 光敏电阻R o 灯泡L 图3 二二二二卜 保护电阻R 电磁开关 回答下列问题 如果励磁线圈的电阻为2 0 0 1 2 励磁线圈 万方数据 V 0 1 2 8N o 3 7 6 S 4 2 0 1 0 4 6 第2 8 卷总第3 7 6 期 2 0 1 0 年第4 期 上半月 允许加的最大电压为 一V 保护电阻R z 的 阻值范围为 一二 在有些应用电磁开关的场合 为了安全 往往需要在电磁铁吸合铁片时 接线柱3 4 之间 从断开变为接通 为此 电磁开关内部结构应如 何改造 请结合本题中电磁开关内部结构图说 明 答 任意举出一个其它的电磁铁应用的例 子 答 一 在高考命题中 以往的实验题往往来源于课 本中的实验 将其拼凑起来组成大题 实验题能 力要求不高 主要以原有实验的再现为主 记忆 性的味道浓一些 而此题以功能材料的光学性质 为切人点 根据电学和传感器知识设计一控制电 路 能力要求更高 信息量更大 具有开放性与探 究性 材料的光学性质在生产和生活中有着广泛 的应用 如照相机上的增透 立体电影 工艺检 测 该试题情景较新 注重对学生应用数学知识 解决物理问题能力的考查 充分体现了新课标的 理念 在高考专题复习时 教师应让学生了解非 电学量转换成电学量的技术意义 能够知道传感 器的工作原理 能列举传感器 如光敏传感器 热 敏传感器以及压电传感器 在生活和生产中的 应用 能对典型传感器的工作原理 技术意义 经 济效益进行分析 4 材料的热学性质 在2 0 0 8 年普通高等学校招生统一考试中 广东省物理试卷中有如下一道物理试题 1 5 1 1 分 某实验小组探究一种热敏电阻 的温度特性 现有器材 直流恒流电源 在正常工 作状态下输出的电流恒定 电压表 待测热敏电 阻 保温容器 温度计 开关和导线等 1 若用上述器材测量热敏电阻的阻值随 温度变化的特性 请你在实物图上连线 2 实验的主要步骤 正确连接电路 在保温容器中注入适量 冷水 接通电源 调节并记录电源输出的电流值 在保温容器中添加少最热水 待温度稳 定后 闭合开关 一 一 断开 开关 重复第 步骤操作若干次 测得多组数 据 3 实验小组算得该热敏电阻在不同温度 下的阻值 并据此绘得图中的R t 关系图线 请 根据图线写出该热敏电阻的R t 关系式 R Q 保留3 位有效数 字 关于热敏电阻的测量学生不会感到陌生 但 题目并不是简单的 实验再现 而是要让学生去 思考 探索已经设计好的实验步骤的意义 探 究 与 猜想 始终贯穿全题 这种试题方式与新 课标的要求相呼应 从1 0 7 2 2 3 份抽样试卷分析 得出 全卷难度0 6 l 信度0 8 5 非选择题难度 0 5 l 信度0 7 7 区分度0 9 7 实验题得分率低 在高考专题复习时 教师应让学生了解某些 材料的热敏特性 知道材料的热学性质在生产和 生活中有着广泛的应用 如空调机 电冰箱等各 种设备 在新课程理念中 特别强调教学的过程 和方法 试题方式的改变势必推动中学物理实验 教学和复习方法的改进 因此 要重视实验教学 教学中要重视基本实验 常规实验 学生要加强 对实验原理 实验方法 实验过程的理解 通过实 验教学培养学生的观察能力和实际操作能力 实 验设计能力以及分析综合能力 总之 在高中物理新课程改革的背景下 教 师在进行高考物理的 材料性质 专题复习设计 时 必须重视材料科学技术的有关知识及应用 让学生了解材料科学技术的发展对人类生活和 社会发展的影响 同时通过具体实例 将专题复 习内容紧密联系生产生活实际 拓展学生的复习 视野 有效地培养学生解决问题的能力 参考文献 1 中华人民共和国教育部制订 普通高中物理课程标 准 实验 M 北京 人民教育出版社 2 0 0 3 4 2 教育部考试中心 普通高等学校全国统一考试大纲 的说明 M 3 高等教育出版社 2 0 0 9 L 3 j 江西省教育厅基础教育处 新课程实验6 0 问 M 二一t 一世纪出版社 2 0 0 7 栏目编辑陈洁 万方数据 新课程理念下高考物理专题复习设计的探讨 以高考物理新课程理念下高考物理专题复习设计的探讨 以高考物理 试题 材料性质 命题为例试题 材料性质 命题为例 作者 冷文义 作者单位 江西省九江市同文中学 江西省九江市 332000 刊名 物理