朱亞軍
(江蘇省蘇州中學,江蘇 蘇州 215007)
高考是普通高等學校選拔合格新生的主要依據,而高考對考生甄別、遴選的重要依據是看考生對高考壓軸題的解答情況.通常情況下,高考壓軸題中的文字或圖表信息量較大,考查知識面廣、靈活度大、綜合性強,往往涉及到多個物理過程,所給出的物理情境常常比較復雜、新穎;涉及的物理模型也可能比較多,要運用多個物理規律進行論證或較為復雜的計算才能解得結果.
高考壓軸題注重考查考生對基礎知識、基本技能的掌握程度和運用所學物理知識分析、解決問題的能力,重視對考生科學素養的考查,注重理論聯系實際,關注物理科學與技術、社會和環境的聯系,關注物理知識在現代生產、生活等方面的廣泛應用.筆者認為,考生要能夠從容不迫地解答高考壓軸題,除了需要扎實的物理基礎知識及基本技能之外,應該掌握有效的解題策略與技巧,同時還應重視幾個注意事項.
審題是對題目中的信息進行搜索、提取、加工的過程.審題時首先要保持良好的心態,其次要有耐心,應全面、細致地審讀題目中的每一個字、每一句話,特別要重視題目中的關鍵詞和數據.例如,光滑(或粗糙)、靜止(或運動)、恰好達到最大速度、勻加速、一定、可能、恰好等等.一般情況下,壓軸題描述的可能是復雜的運動過程,為了順暢地解題,應該把整個過程分解成幾個不同的階段,逐一進行解剖以便各個擊破,通過分析、推理、判斷和計算,構建完整、準確的物理情景和物理模型,同時要通過畫草圖展示物理情景來幫助理解題意,以保證審題的準確性.
在透徹理解題意的基礎上,將問題中的信息與自己頭腦中貯存的相關信息互相聯系、融合,進行科學決策,從物理過程的各個階段中尋找遵循的規律,從狀態或狀態變化的過程中尋找物理量之間的密切聯系,從而建立起已知量與待求量之間的縱向、橫向的相互聯系.所謂縱向關系是指同一研究對象的前后過程的相互關系;所謂橫向關系是指某一研究對象與其他物體間的相互關系.
通常情況下,解答高考壓軸題不可能一蹴而就,解題的過程并不完全是按照事先設計好的程序一成不變地執行的機械過程,原先確定的解題思路往往也是粗線條的、大約性的,亦或是嘗試性的.由于高考壓軸題的復雜性,或者應考者思維的缺陷等主、客觀原因,解題的進程有時會思路中斷,或者偏離正確的解題方向.因此,解題者應當隨時、隨地接收有關信息,及時地加以修正、調節.通過同步的修正、調節,強化正確,糾正錯誤.顯而易見,解答高考壓軸題的過程是一個需要不斷對所發生的情況進行自我評估,并隨時加以必要調整的動態過程.
遇到情境新、信息量大、設問多、過程復雜的題目時,在審題過程中,如果已經明確了某一階段的情景,要鎮定自若地先寫出簡要的文字說明,根據物理規律、公式列出關系式,然后進行必要的文字運算,最后代入數據,進而把結果解答出來.因為高考閱卷是分步給分的,考生必須每分必爭!這對完全理順題意也起著至關重要的作用.因為很多情況下后一階段的情景要由前一階段的結果來判定,所以前一階段的結果往往是打通后續障礙的重要武器.顯然,解題時要各個擊破,步步為營!
解答高考壓軸題必須規范、嚴謹.規范解題應該有必要的文字說明,書寫整潔、清楚,條理清晰,作圖要工整、準確,文字、符號和單位要規范統一,最終的結果必須用已知的條件或所要求的字母表示.使用的學科語言必須規范,要有學科特色和“物理味”.最終還要對所求得的結果進行討論和檢驗(看是否符合實際和物理規律),并給出明確的結論.
例.(2012年江蘇物理高考壓軸題)如圖1所示,待測區域中存在勻強電場和勻強磁場,根據帶電粒子射入時的受力情況可推測其電場和磁場.圖中裝置由加速器和平移器組成,平移器由兩對水平放置、相距為l的相同平行金屬板構成,極板長度為l、間距為d,兩對極板間偏轉電壓大小相等、電場方向相反.質量為m、電荷量為+q的粒子經加速電壓U0加速后,水平射入偏轉電壓為U1的平移器,最終從A點水平射入待測區域.不考慮粒子受到的重力.

圖1
(1)求粒子射出平移器時的速度大小v1;
(2)當加速電壓變為4U0時,欲使粒子仍從A點射入待測區域,求此時的偏轉電壓U;
(3)已知粒子以不同速度水平向右射入待測區域,剛進入時的受力大小均為F.現取水平向右為x軸正方向,建立如圖所示的直角坐標系Oxyz.保持加速電壓為U0不變,移動裝置使粒子沿不同的坐標軸方向射入待測區域,粒子剛射入時的受力大小如表1所示.

表1
請推測該區域中電場強度和磁感應強度的大小及可能的方向.
解析:(1)根據題意,不考慮帶電粒子受到的重力(試題中的原文),帶電粒子首先經過加速電場獲得初速度v0,隨后射入第1個平移器做類平拋運動,發生第1次偏轉、側移,速度大小增加;接著斜射入第2個平移器做類斜拋運動,但第2次側移后從A點水平射入待測區域.根據“水平”(策略與技巧1:仔細審題、明確題意)兩字可以得出帶電粒子射出第2個平移器時的末速度v1等于初速度v0.粒子在第2個平移器中做的斜拋運動,可以看作是一個“反演”的平拋運動(策略與技巧2:聯想遷移,選擇并靈活應用規律和模型).
在帶電粒子加速運動的過程中,根據動能定理有




(策略與技巧3:膽大心細,縝密運算,步步為營)
如果磁感應強度B的方向沿x軸的正方向,結合表1中的其他信息有

所以電場強度E與Oxy平面平行且與x軸方向的夾角為30°或150°(策略與技巧4:規范嚴謹,絕不無謂失分).
同理,如果磁感應強度B的方向沿x軸的負方向,則電場強度E與Oxy平面平行且與x軸方向的夾角為-30°或-150°.(策略與技巧4:規范嚴謹,絕不無謂失分)
點評:本題充分考查了考生的空間想象能力、推理能力和應用數學處理物理問題的能力.
有些高考壓軸題描述的物理過程含而不露,答題者需結合已知條件應用有關概念和規律.進行具體分析,而不要急于動筆列方程、找關系,以免用錯誤的過程或模型代替實際的物理過程或情境.如上述試題中帶電粒子在第2個平移器中做的類斜拋運動,高考《考試說明》中是不作要求的,也就是說本題有一點超綱的嫌疑.但是,可以把該斜拋運動看作是第1個平移器中做類平拋運動的反演過程.這樣,看似超綱的問題也就迎刃而解了.
高考壓軸題之所以難,不僅因為物理過程復雜多變,還由于潛在的條件隱蔽難尋,令考生有一頭霧水、產生條件不足之感而陷入困境.這正好是在考查考生思維的深刻性、敏捷性和批判性.如果考生不仔細分析物理過程,走馬觀花的一閱而過,挖掘不出這些條件而失去了正確、迅速解題的機會.如該試題中“粒子以不同速度水平向右射入待測區域,剛進入時的受力大小均為F”,說明粒子所受的洛倫茲力為零.磁場的方向一定平行于x軸.
有些高考壓軸題可能故意多給出一些已知條件,或者在解題的過程中精心設置一些“陷阱”誤導考生走入歧途或落入“陷阱”.在這里,就是通過“陷阱”等干擾因素來考查考生分析判斷、明辨是非、及時糾錯的能力.這些因素的迷惑程度愈大,愈容易在解題過程中犯錯誤.因此,如何從分析物理過程中排除這些干擾因素,然后得出正確的結論是十分重要的.如上述試題中判斷出“磁場的方向一定平行于x軸”后,還需要注意磁場有2個可能的方向:沿x軸的正方向或沿x軸的負方向.
該分則分,宜合則合,整體法和隔離法的運用相輔相成、相得益彰,將物理過程的分析、研究對象及規律的選用加以統籌考慮,以選得最佳的解題思路和便捷的解題過程.
一些復雜的物理過程,由于一個或幾個物理量變化到某一特定值——臨界值的時候,物理過程將發生質的突變,因此緊緊扣住臨界值,把握物理過程發生突變的條件,對于不同本質的物理過程選用準確的規律,可以避免把一些形同質異的物理過程混為一談.
出色高考成績的取得,不僅需要扎實的基礎知識和熟練的基本技巧、技能,還需要具備良好的心理素質,它極大地影響著考生臨場水平的發揮.因此,教師要指導考生以平靜的心態進入考場,從容不迫地進行考試.見到熟悉的題目,不要得意忘形;遇到陌生的試題,不能驚慌失措.
總之,考生面對高考壓軸題要努力做到“你易我易大家易,我不大意;我難你難大家難,我不怕難”.