龔茂盛

2021全國統一高考物理試卷(甲卷)12題是典型帶電粒子在復合場中運動問題,是學生非常熟悉的“成題”,涉及的知識相當典型、基礎,具有親切感,但此題在“臨界與軌跡”上亮出了“新意”,為題海所無法包容,這正是該題的新穎獨到之處。
題目:如圖所示,長度均為l的兩塊擋板豎直相對放置,間距也為l,兩擋板上邊緣P和M處于同一水平線上,在該水平線的上方區域有方向豎直向下的勻強電場,電場強度大小為E;兩擋板間有垂直紙面向外、磁感應強度大小可調節的勻強磁場。一質量為m,電荷量為q(q>0)的粒子自電場中某處以大小為v0的速度水平向右發射,恰好從P點處射入磁場,從兩擋板下邊緣Q和N之間射出磁場,運動過程中粒子未與擋板碰撞。已知粒子射入磁場時的速度方向與PQ的夾角為60°,不計重力。
(1)求粒子發射位置到P點的距離;
(2)求磁感應強度大小的取值范圍;
(3)若粒子正好從QN的中點射出磁場,求粒子在磁場中的軌跡與擋板MN的最近距離。
試題重視對基本知識的考查,沒有讓考生感到非常陌生的情景,第一問側重考查學生閱讀理解,捕捉信息,建立模型能力。這種能力的訓練在高三復習當中是非常重視的,注意關鍵兩點很重要 :(1)帶電粒子在電場中只受電場力作用作類平拋運動,明確粒子在不同場區的交界處速度大小、方向是關鍵。(2)帶電粒子在磁場中在洛倫茲力作用下作勻速圓周運動,關鍵是粒子軌跡圓的圓心、半徑的確定;便準確作但從第(2)問題開始學生在作圖和運算方面遇到了困難,學生處理第(2)(3)問遇到的問題具體概括為三類:問題1:從N點射出時,軌跡與N點是否相切,可采用假設法解決;問題2:找不到幾何關系,這需要一定的情景作圖能力:適當添加輔助線,運用數學方法計算出粒子在兩磁場中的軌跡半徑;問題3:會列表達式,短時間內卻無法算出準確結果:這需要非常熟練的數學運算方法。
總之,考題的綜合性強,將電、磁場的性質、牛頓運動定律、類平拋運動規律、圓周運動、軌跡處理等知識有機融合一起考查,推陳出新,檢驗學生科學推理、模型構建、情景作圖等方面的核心素養和關鍵能力。在今后的課堂教學中應注意:
1、立足教材、強化基本概念;落實重點、突出主干知識
歷年高考物理題材多數源于課本,是對課本習題的類比、改造、延伸和拓展。考查立足基礎,以能力測試為主導,考查學生對基礎知識、基本技能的掌握程度和運用“雙基”解決實際問題的能力,這是中學物理學習的一個方向。高三復習過程中應充分挖掘教材中的內涵,在課本中落實考點,將分散的的各個知識點進行規納整理,構建便于記憶的知識網絡,理性對待所謂的“熱點”、“焦點”,放棄偏題、難題、怪題和情境過于復雜、模型不清的題目。對主干知識進行重點復習和專題輔導,掌握典型問題的解題思路,突破學科內綜合問題。比如此題可用“5步”法(明性質--定運動--畫軌跡—用規律—找關系)突破帶電粒子在組合場中的運動問題。
2、指導學生熟練應用數學知識分析解決物理問題
高考物理試題的解答離不開數學知識和方法的應用,借助物理知識滲透考查數學能力是高考命題的永恒主題. 所以近幾年來的高考物理試題對數學方法應用的比重逐年加大,而且應用方法的種類也在增加,因此在平時的物理教學中有意識地利用數學知識分析和討論物理問題,而且將數學思想方法和數學知識需在復習中歸納總結并進行強化訓練。
3、立足物理學科,科學指導,把握新題型
高考模式改革的重要目的是為了學生從課本中走出來,理論聯系生活實際,提高運用所學知識解決實際問題的能力。通過試題引導考生自覺傳承我國科學文化、弘揚科學精神,形成嚴謹認真、實事求是的科學態度,促使學生逐步形成探索自然的內在動力。試題具有“高起點,低落點”的特點,保證了題型的新穎、獨特。解決這類問題的關鍵是充分運用聯想、遷移、分析、重組,尋找物理知識與實際情景的結合點,從而建立相應的物理模型,將“生題”轉化為熟悉的物理問題。因此在平時的學習中,應以知識為載體,重點突出培養獲取知識的能力、科學的思維方法,從而達到活化所學知識、激發思維的積極性、主動性和創造性的目的。