以物理思想和物理方法為載體的高考試題賞析

各地的物理高考試題體現了高考命題的思想和指導原則，貼近中學教學實際，在知識、方法和能力等方面貫徹了新課程的理念，多視角、多層次地考查了考生物理思維的深刻性和靈活性。下面，筆者對高考中出現的以物理思想和物理方法為載體的考題進行了分析。

例1.用控制變量法可以研究影響平行板電容器電容的因素（如圖1）。設兩極板正對面積為S，極板間的距離為d，靜電計指針偏角為θ。在實驗中，極板所帶電荷量不變，若（ ）

A.保持S不變，增大d，則θ變大

B.保持S不變，增大d，則θ變小

C.保持d不變，減小S，則θ變小

D.保持d不變，減小S，則θ不變

解析：由C=■可知，保持S不變，增大d，電容減小，而C=■。由于Q基本不變，則U變大，θ變大；保持d不變，減小S，電容減小，θ變大。故答案選A。

點評：本題以高中物理常用的研究方法“控制變量”為載體，結合平行板電容器的決定式和定義式中各物理量的關系，考查學生綜合分析問題的能力。

例2.伽利略曾設計如圖2所示的一個實驗，將擺球拉至M點放開，擺球會達到同一水平高度N點。如果在E或F處釘上釘子，擺球將沿不同的圓弧達到同一高度的對應點；反過來，如果讓擺球從這些點下落，它同樣會達到原水平高度上的M點。這個實驗可以說明，物體由靜止開始沿不同傾角的光滑斜面（或弧線）下滑時，其末速度的大小（ ）

A.只與斜面的傾角有關

B.只與斜面的長度有關

C.只與下滑的高度有關

D.只與物體的質量有關

解析：在伽利略的理想斜面和擺球實驗中，斜面上的小球和擺線上的小球好像“記得”自己的起始高度，實質是在動能與勢能的轉化過程中，總能量保持不變。物體由靜止開始沿不同傾角的光滑斜面（或弧線）下滑時，高度越大，初始的勢能就越大，轉化后的末動能和速度也就越大。而與斜面的傾角、長度及物體的質量無關。故答案選C。

點評：本題以“伽利略的理想斜面和擺球實驗”的推理問題的物理思想和物理方法為載體，結合運動過程中總機械能守恒的規律，考查學生分析問題時，能否抓住問題本質的能力。

例3.卡文迪什利用如圖3所示的扭秤實驗裝置測量了引力常量G。

(1)(多選題)為了測量石英絲極微的扭轉角，該實驗裝置中采取使“微小量放大”的主要措施有（ ）

A.減小石英絲的直徑

B.增大T型架橫梁的長度

C.利用平面鏡對光線的反射

D.增大刻度尺與平面鏡的距離

（2）已知T型架水平橫梁長度為1，質量分別為m、m′的球位于同一水平面。當橫梁處于力矩平衡狀態，測得m、m′連線長度為r，且與水平橫梁垂直；同時，測得石英絲的扭轉角度為θ。由此得到，扭轉力矩kθ（k為扭轉系數且已知），則引力常量的表達式G=_____。

解析：（1）采取使“微小量放大”的方法測量石英絲極微的扭轉角，需利用光的反射放大原理。當入射角改變為θ，反射角將變為２θ，而光線改變相同的角度所對的距離不同，離平面鏡越遠，所對應的距離越大。所以選項C、D正確；(2)根據力矩平衡的原理得：Ｇ■·l=kθ，得Ｇ=■。

點評：本題以卡文迪什采用“微小量放大”的方法，測量小球間非常微弱的萬有引力為載體，結合萬有引力定律、光反射的放大原理、力矩平衡原理等知識，綜合考查學生對物理知識和物理方法的理解運用能力。

在以后的高考命題中，物理方法和物理思想的滲透將會更加深入，這就需要教師在平常的教學中，一定要把知識講解透徹，關鍵是讓學生掌握研究問題的物理方法。在復習過程中，不僅要讓學生做對題目，還要使學生通過做題更深入地理解知識，掌握解決問題的思路和方法，這是提高物理學習效益的好方法。

（作者單位：江西省贛州市贛縣中學）