于永建 司德平
2014年的新課標物理高考大綱已經頒布,其中的試卷結構、題型設置及五大能力要求等均未有多大變化,但內容要求卻有較大的調整。這些變化會對2014年物理高考產生怎樣的影響?本文從以下幾方面談一下這個問題。
一、2014年物理考試大綱的變化
1.增加的內容
選修模塊3-5:在主題“碰撞與動量守恒”下增加“動量定理”并作Ⅱ級要求。
2.刪除的內容
選修模塊3-5:在主題“原子核”的說明中,刪除“不要求計算有關半衰期的問題”。
3.變化的內容
選修模塊3-2:在主題“交變電流”中,知識點“理想變壓器”由要求“Ⅰ”變為要求“Ⅱ”;
選修模塊3-4:在主題“光”中,說明“1.相對折射率不作考試要求”變為“1.相對折射率作要求”;
選修模塊3-5:在主題“碰撞與動量守恒”中,說明“只限于一維兩個物體的碰撞”變為“只限于一維”。
二、大綱變化解讀
1.選修模塊3-5內容的增減解讀及可能引起的命題改變
以往“碰撞與動量守恒”部分命題以計算題為主,多從動量和機械能的結合上設置,研究對象為兩個或兩個以上的多體問題(盡管考綱過去“只限于一維兩個物體的碰撞”,但也經常超綱,如2013全國課標卷2的相關考題,研究對象為三個),難度中等稍偏上,比以往大綱卷的難度明顯降低。如今增加“動量定理”并作為Ⅱ級要求,將“只限于一維兩個物體的碰撞”變為“只限于一維”,這就為多體、多過程問題的命制“松綁”了,也就是說今后命制多體問題更加名正言順。動量定理的考查,要從動量定理的證明及其與動量守恒定律關系上加以關注,要會用動量定理解決單體、多體問題及變質量問題。
值得一提的是,在電磁感應中,安培力的沖量與電量有關,電量又與磁通量的變化有關。動量定理在計算有關安培力的沖量時往往會使問題變得簡單,這是一個應該關注的地方。
過去在此部分命題,若只考動量守恒則過于簡單,不得不把必考部分的能量問題牽扯進來。如今調整后,命題的自由空間加大,除了可滲透能量外,還可直接在本單元內部從動量守恒與動量定理的結合上來設題。至于考綱所言的“只限于一維”,最好還是引導學生定性地感悟一下斜碰的一些特點,2013年江蘇卷的第5題就是一例,如圖1。由此可見高考命題也不一定完全拘泥于“綱”,復習時應注意進行必要的滲透。
圖1
在主題“原子核”的說明中,刪除“不要求計算有關半衰期的問題”,亦即半衰期的計算將來出填空題或者選擇題是可以的(如利用14C估算古墓的年代),單獨出計算題的可能性不大。
2.選修模塊3-4內容的調整解讀與可能引起的命題變化
選修模塊3-4的主題“光”中,說明“1.相對折射率不作考試要求”變為“1.相對折射率作要求”。考生要注意什么是相對折射率和絕對折射率。尤其以光導纖維為例,需知道內芯的折射率和外套的折射率的數量關系。
3.選修模塊3-2考綱要求的變化及解讀
在主題“交變電流”中,知識點“理想變壓器”由要求“Ⅰ”變為要求“Ⅱ”,也即是由原來的“了解和認識”上升到“理解與應用”,考生需加強對變壓器的原理、交流電形成過程、遠距離輸電的復習。
三、考試說明的題型示例解讀
1.重視人文素養與物理思想方法的滲透
科學史、物理思想方法對學生的教育影響具有延時價值,今后的物理高考命題,還會繼續關注。科學史要從時代背景及科學家用到的思想方法、受誰的什么啟發、提出什么假設、經歷怎樣的曲折、取得何成就等方面加以關注。如開普勒發現天體運動規律的曲折經歷,牛頓又是如何在開普勒、哈雷、胡克等的啟發下發現萬有引力定律等等,要從“過程與方法”上理解和復習,要在“情感態度價值觀”上有所體驗、感悟、收獲,如科學研究的艱辛和實事求是的態度等。
等效法、對稱思想、類比、補償、特殊值檢驗等“物理思想方法猜想探究性試題”已經初現端倪。
2.貼近生活實際,從生活走向考題,從考題走向社會,“STS-EL”試題受到空前重視
29個題型示例中,“STS-EL”(科學、技術、社會、環境、經濟、生活)試題占了13個,是繼2013年來聯系實際類試題占比例最高的一次。復習中應該對強子對撞機、霍爾元件、磁懸浮、遠距離輸電、直線電機與電磁推動問題、電磁阻尼、“嫦娥”號與“玉兔”號、冬奧會滑雪等實際模型中的物理規律運用引起重視。
3.傳感器、DIS實驗、探究性實驗試題要會數據處理,看圖象會得結論,并進行評價
傳感器在電路中的連接、DIS實驗圖象的處理、科學探究的七要素要會要熟。
4.信息題要求考生“即學即用”,是考查遷移能力,在全新的情境中解決問題能力的好題
通過信息題有利于實現大學物理在中學的滲透和銜接,敦促學生轉變學習方式,培養自主學習能力,因此近年一直為高考命題者所青睞。2014《考試說明》中對此亦有體現,如題型示例10的“球殼定理”。此題作為2012年課標卷的第21題,當年的難度系數為0.117,是包括計算壓軸題在內最難的一個題。這是信息題的典型特征之一。
5.重視題給信息圖形化,數據處理與規律闡釋圖象化的新特色
圖象的直觀性、圖形提供信息的豐富性受到高考命題者的偏愛,幾乎無圖不成物理卷。圖象翻譯能力、讀圖能力的訓練不可忽視。
6.注意數學課改可能引起的新變化
圖象的線性回歸是一種數學能力,也是探究物理規律進行數據處理的一種思想方法。數學課改除了將線性回歸下放到高中以外,微積分等內容也有滲透。對此不可忽視。相關原創例題和分析及信息題,筆者在北師大《高中數理化》2014年第4、5、6期有三期連載論述,可參考,此處不再舉例。
四、整體變化趨勢與案例分析
整體看來,高考物理的要求提高了,內容范圍拓寬了,命題的自由度擴大了,需要復習的內容和深度也要做出相應的變化。如,擬選3-4的同學,要增加對相對折射率的概念的認識與理解,增加在此方面的訓練。
例1.如圖2所示,光導纖維是利用全反射傳導光信號的裝置。纖維內芯材料的折射率n1=1.3,外層材料的折射率n2=1.2。試求: