回歸教材 重視過程 獲取信息

陳信余

高考結束后，教師和學生對2013年廣東高考理科綜合（物理）試題，普遍的評價是：出乎意料之外。那么，老師和學生意料之中的試題是怎樣的？此次意料之外，外在那里？平時的教學是全面到位還是有所選擇？是扎扎實實還是投機取巧？帶著這樣的問題和思考，認真、客觀地分析、評價這份試題，對教師的教和學生的學是非常有借鑒作用的，尤其是對2014年高考備考復習有很好的啟示和幫助。

啟示一：回歸教材要落到實處

現舉例簡析今年廣東高考理科綜合（物理）的部分試題，看看它們在教材上的影子。

【例1】某航母跑道長200m。飛機在航母上滑行的最大加速度為6m/s2，起飛需要的最低速度為50m/s.那么，飛機在滑行前，需要借助彈射系統獲得的最小初速度為

A. 5m/s B. 10m/s C. 15m/s D. 20m/s

簡析：試題以航母為背景，考查勻變速直線運動問題，已知位移、加速度和末速度，求初速度，利用推論：[vt][2]-[v0][2]=2as，是非常基礎的一個練習。看看粵教版物理必修1第二章第三節的例題2。

一列火車以30m/s的初速度勻加速從一長直斜坡駛下，經過700m的斜坡后速度達到40m/s，求火車在該段運動過程中加速度的大小。

例題有分析和解答。該例題已知初、末速度和位移，求加速度，仍然利用推論進行求解。相信你認真看了這道例題，對解決今年的這道高考題應該不會有什么障礙的。而且不會覺得意外。

【例2】某噴墨打印機的簡化模型如圖1所示，重力可忽略的墨汁微滴，經帶電

室帶負電后，以速度v垂直勻強電場飛入極板間，最終打在紙上，則微滴在極板間電場中

A. 向負極板偏轉

B. 電勢能逐漸增大

C. 運動軌跡是拋物線

D. 運動軌跡與帶電量無關

簡析：試題以噴墨打印機為背景，考查帶電粒子在電場中偏轉的相關知識，聯系實際又貼近生活，是一道非常不錯的試題。看看粵教版物理選修3-1第一章第六節的練習第2題：

如圖2是噴墨打印機的結構簡圖，其中墨盒可以發出墨汁微滴。此微滴經過帶電室時被帶上負電，帶電多少由計算機按字體筆畫高低位置由輸入信號控制。帶電后的微滴進入偏轉板間，在電場力作用下偏轉，沿不同方向射出，打到紙上即顯示出字體。無信號時，微滴徑直通過偏轉板區域注入回流槽再流回墨盒。設一滴墨汁微滴的質量為1.5×10-10kg，經過帶電后上了-1.4×10-13C的電荷量，隨后以20m/s的速度進入偏轉板間，已知偏轉板的長度為1.6cm，板間電場強度為1.6×106N/C，那么此微滴離開偏轉板時在豎直方向將偏轉多大距離？

練習題介紹了噴墨打印機工作的原理，然后以一個定量計算的問題出現。顯然，練習題比今年高考試題的要求要高，高考試題只要求進行定性的分析。如果在平時學習時，對這道練習題認真對待，面對這樣的高考題就絕對不會覺得“出乎意料之外”了。

【例3】某軸核裂變是核電站核能的重要來源，其一種裂變反應是[235][92]U+[0][1]n?[56][144]Ba+[89][36]Kr+3[0][1]n.下列說法正確的有

A. 上述裂變反應中伴隨著中子放出

B. 鈾塊體積對鏈式反應的發生無影響

C. 鈾核的鏈式反應可人工控制

D. 鈾核的半衰期會受到環境溫度的影響

簡析：很多學生對試題中的“鏈式反應”及其相關的知識會認為是“意料之外”。其實這只是學生平時對教材的重視不夠而已，《考試說明》“裂變反應堆”是Ⅰ級要求的一個考查點。粵教版物理選修3-5第四章第二節“放射性元素的衰變”強調了放射性元素的速率是核本身因素決定，與原子所處的物理狀態或化學狀態無關。第五“裂變和聚變”對裂變和鏈式反應作了詳細的介紹與分析，并清楚地講到，鈾塊的體積對于產生鏈式反應也是一個重要的因素。本章的第六節“核能的利用”中明確指出，人們制成核反應堆來控制鏈式反應的速度，并介紹了如何利用石墨和重水來使中子減速。可以看到，考查的都是教材上的內容和基本要求。

啟示二：重視物理過程的分析

在高考物理科要考查的“分析綜合能力”中這樣寫到：能夠獨立地對所遇到的問題進行具體分析、研究，弄清其中的物理狀態、物理過程和物理情境，找出起重要作用的因素及有關條件；能夠把一個復雜問題分解為若干較簡單的問題，找出它們之間的關系；能夠提出解決問題的方法，運用物理知識綜合解決所遇到的問題。所以重視物理過程的分析是強調和重視“分析綜合能力”的體現。今年廣東高考理綜（物理）第35題在這方面作了一個很好的示范。

【例4】如圖3所示，兩塊相同平板P1、P2至于光滑水平面上，質量均為m。P2的右端固定一輕質彈簧，左端A與彈簧的自由端B相距L。物體P置于P1的最右端，質量為2m且可以看作質點。P1與P以共同速度v0向右運動，與靜止的P2發生碰撞，碰撞時間極短，碰撞后P1與P2粘連在一起，P壓縮彈簧后被彈回并停在A點（彈簧始終在彈性限度內）。P與P2之間的動摩擦因數為μ，求：

（1）P1、P2剛碰完時的共同速度v1和P的最終速度v2；

（2）此過程中彈簧最大壓縮量x和相應的彈性勢能Ep

簡析：此題的初始狀態，即已知條件非常明白；目標狀態，即求解問題，也是很清楚；其中的障礙，即物理過程以及涉及到的物理規律和隱含條件，使得問題增大了難度。消除障礙的方法就是，逐步分解物理過程，逐一分析涉及到的相應物理規律。現就研對象、過程描述、過程末狀態圖、規律和公式及隱含條件列表分析如下：

通過過程分解式的分析，問題就一目了然了。很清楚地看到，每一個過程都不是那么的難，都是一些常見的基本問題。

啟示：一般的物理問題都是由三個成分構成：一是初始狀態，表現為一組給定的信息；二是目標狀態，關于構成問題結構的描述；三是障礙，在問題的初始狀態與目標狀態之間存在障礙，正確解決方法并非顯而易見，必須間接地通過一定的認知操作才能改變給定狀態，逐步達到目標狀態。這個“障礙”就是物理過程。

對待物理問題，要重視分析，尤其是物理過程的分析，而不是一味的套用公式。中學物理問題的基本結構是：一個物理狀態到達另一個物理狀態；而狀態的變化總是通過運動來實現的；而運動則總是遵循一定的規律。其中運動狀態的變化過程中，會有一些隱含的物理條件，如：豎直平面內圓周運動的物體恰能通過最高點（即隱含：僅重力提供向心力）、物體做勻速直線運動（隱含：合外力為零）……等；另外，除物理條件外，還有可能受到一些幾何約束，包括邊角關系、幾何長短關系。重視物理過程的拆分與分析，對提高分析綜合能力顯得非常重要。

啟示三：突出信息獲取的能力

物理問題構成成分之一的初始狀態，往往表現為一組給定信息。因此，要順利地解決物理問題，信息獲取能力至關重要。今年的理綜（物理）卷在這方面有了充分的考慮。

【例5】如圖4所示，游樂場中，從高處A到水面B處有兩條長度相同的光滑軌道。甲、乙兩小孩沿不同軌道同時從A處自由滑向B處，下列說法正確的有

A. 甲的切向加速度始終比乙的大

B. 甲、乙在同一高度的速度大小相等

C. 甲、乙在同一時刻總能到達同一高度

D. 甲比乙先到達B處

簡析：試題情境貼近學生生活實際。要順利且正確解答本題，必須從題中獲取以下信息：（1）軌道光滑，則甲、乙下滑過程中，只有重力做功，滿足機械能守恒定律；（2）雖然甲、乙的路徑不同，但起點相同、終點相同，所以，甲、乙的位移是相同。由信息（1），可以確定選項B是正確的。由信息（1）、（2），可以利用速度時間圖象所圍面積所代表的意義——位移，來定性確定甲、乙下滑的時間。

【例6】（計算題）如圖5（a）所示，在垂直于勻強磁場B的平面內，半徑為r的金屬圓盤繞過圓心O的軸轉動，圓心O和邊緣K通過電刷與一個電路連接，電路中的P是加上一定正向電壓才能導通的電子元件。流過電流表的電流I與圓盤角速度ω的關系如圖5（b）所示，期中ab段和bc段均為直線，且ab段過坐標原點。ω>0代表圓盤逆時針轉動。已知：R=3.0Ω，B=1.0T，r=0.2m。忽略圓盤、電流表和導線的電阻

（1）根據圖（b）寫出ab、bc段對應I與ω的關系式

（2）求出圖（b）中b、c兩點對應的P兩端的電壓Ub、Uc

（3）分別求出ab、bc段流過P的電流Ip與其兩端電壓Up的關系式

簡析：本題將文字信息與圖象信息結合。文字信息有：（1）場景的描述；（2）電子元件的特性；（3）ω的正負與圓盤順逆時針轉動的界定；（4）已知量的的給出。圖象信息有：（1）情境圖象（工作場景）；（2）電路圖象（各元件的串關聯關系）；（3）函數圖象（各物理量的數量及對應的規律）。本題的過程不復雜，運算也相對簡單，只要能準確從題中提取這些信息，結合所學物理知識，對信息進行簡單處理，問題就很輕易的得到解決。這種信息獲取能力要引起我們的高度重視，廣東近幾年高考理綜（物理）卷已給了我們提示，下面將2013年廣東高考理科綜合（物理）卷的最后一道題摘抄如下，供師生參考，希望能從中獲得一些啟示，為以后的高考備考提供明確的方向。

平時學生訓練的都是一根導體棒在平行金屬軌道上切割磁感線的問題，現在試題是圓盤在磁場中轉動切割，學生覺得是“意料之外”。如果學生平時重視教材的閱讀，這個問題就是意料之中的事。粵教版選修3-2第一章第五節“電磁感應規律的應用”以發拉第圓盤發電機為題材，重點介紹了圓盤在磁場中轉動時，法拉第電磁感應定律的應用，并配有例題。現將例題和分析摘抄如下，供學生參考，以提醒學生回歸教材、重視教材對高三復習的重要性。

啟示：教材是傳播知識的文獻、是學生閱讀的文本、教與學的載體，教材的內容雖然是既定的、現成的，但教材所選編的內容一定是最通識、最基礎和最經典的。教師圍繞教材的內容幫助學生包括對文字、圖象、表格、插圖等內容的解讀；通過最基本的物理事實、著名科學家的故事、經典物理實驗的作用與地位以及物理學史上的重大發現，滲透最基本的物理思想和研究問題的方法。學生通過對教材的閱讀（包括典型的例題和基礎的練習），吸取有利于學生終身發展的必備知識，也是基礎教育所提倡的學習方式。重視教材也是突出“過程與方法”這維課程目標的體現。

每年的復習都會強調：回歸基礎、回歸課本。完全源于課本上的試題幾乎每年考有。關鍵是我們有沒有認真對待，有沒有有落到實處。

【例7】（2012年廣東理綜，第36題） 圖8（a）所示的裝置中，小物塊A、B質量均為m，水平面上PQ段長為l，與物塊間的動摩擦因數為μ，其余段光滑。初始時，擋板上的輕質彈簧處于原長；長為r的連桿位于圖中虛線位置；A緊靠滑桿（A、B間距大于2r）。隨后，連桿以角速度ω勻速轉動，帶動滑桿作水平運動，滑桿的速度-時間圖像如圖8（b）所示。A在滑桿推動下運動，并在脫離滑桿后與靜止的B發生完全非彈性碰撞。

（1）求A脫離滑桿時的速度v0，及A與B碰撞過程的機械能損失ΔE。

（2）如果AB不能與彈簧相碰，設AB從P點到運動停止所用的時間為t1，求ω得取值范圍，及t1與ω的關系式。

（3）如果AB能與彈簧相碰，但不能返回到P點左側，設每次壓縮彈簧過程中彈簧的最大彈性勢能為Ep，求ω的取值范圍，及Ep與ω的關系式（彈簧始終在彈性限度內）。

簡析：（略）

啟示：信息隱含在給定的材料之中，可以文字的、圖象的、情境的；也可以是物理學史的，科學、技術和社會的；還可以是生活常識和經驗、日常生活和社會最新發展……等等。要求能從中獲取與物理有關的信息，并能運用這些信息，結合所學的物理知識解決有關的物理問題，這是信息獲取能力的重要表現。我們平常所說的要重視審題，在某種程度上就是要求學會從所給的材料中獲取有用的信息。在高三的復習備考中一定要加強主方面能力的培養。

（作者單位：廣州市教育局教學研究室）

責任編校 李平安