培養(yǎng)高中物理優(yōu)秀生的理論與實(shí)踐

培養(yǎng)高中物理優(yōu)秀生的理論與實(shí)踐20世紀(jì)是教育的世紀(jì)，產(chǎn)生了許多有價(jià)值的教育思想:布盧姆掌握學(xué)習(xí)理論的研究目的：在于大面積提高教學(xué)質(zhì)量，使大多數(shù)學(xué)生都能取得優(yōu)秀的學(xué)習(xí)成績?；纠砟钍牵阂粋€(gè)人能學(xué)會(huì)的東西，幾乎人人都能學(xué)會(huì)。布盧姆的教學(xué)理念：1、教師要為掌握而教；2、學(xué)生要為掌握而學(xué)；3、教學(xué)要找到使學(xué)生掌握所學(xué)知識的手段，即要有正確的教學(xué)和學(xué)習(xí)策略；4、把教學(xué)評價(jià)貫穿于整個(gè)教學(xué)過程，對教育、教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行分類，為教學(xué)評價(jià)提供依據(jù)。近幾年的高考試題對中學(xué)物理教學(xué)工作具有很好的指導(dǎo)作用，特別是今年的試卷，體現(xiàn)了很多二期課改的思想，仔細(xì)研究這幾份試卷，可以得出如下結(jié)論：一、加強(qiáng)基本知識和基本技能的教學(xué)今年的高考試卷考查基本知識和基本技能的比例較大。在填空題中1A、3A、1B、2B、3B，選擇題中6、7、11、12，實(shí)驗(yàn)題中14、16，計(jì)算題中19A、21、22，共占74分。所以今年物理高考平均分較高，全市平均估計(jì)可以超過105分。但是從閱卷情況看，考生對基本知識和基本技能的掌握還是有相當(dāng)多的問題。1、基本知識的考查：例1：（6）2005年被聯(lián)合國定為“世界物理年”，以表彰愛因斯坦對科學(xué)的貢獻(xiàn)。愛因斯坦對物理學(xué)的貢獻(xiàn)有（ ）（A）創(chuàng)立“相對論”， （B）發(fā)現(xiàn)“X射線”，（C）提出“光子說”， （D）建立“原子核式模型”。本題就是一些基本知識，沒有能力要求，也是都估計(jì)到要考的內(nèi)容，是送分題。但抽樣統(tǒng)計(jì)得分率也只有0.9，還是有10%考生漏選（C）、6%考生漏選（A）、4%考生多選（B）2%考生多選（D）。例2：（7）盧瑟福通過實(shí)驗(yàn)首次實(shí)現(xiàn)了原子核的人工轉(zhuǎn)變，核反應(yīng)方程為EQ\S(4,2)He＋EQ\S(14,7)NEQ\S(17,8)O＋EQ\S(1,1)H。下列說法中正確的是（ ）（A）通過此實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子， （B）實(shí)驗(yàn)中利用了放射源放出的射線，（C）實(shí)驗(yàn)中利用了放射源放出的射線， （D）原子核在人工轉(zhuǎn)變過程中，電荷數(shù)可能不守恒。本題也是考查基本知識，也是送分題。但抽樣統(tǒng)計(jì)得分率也只有0.85，有16%考生漏選（A）、12%考生漏選（C）、2%考生多選了（B）、4%考生多選了（D）。2、基本規(guī)律的應(yīng)用：例1：（11）如圖所示，A是長直密繞通電螺線管。小線圈B與電流表連接，并沿A的軸線Ox從O點(diǎn)自左向右勻速穿過螺線管A。能反映通過電流表中電流隨x變化規(guī)律的是（ ）本題考查了兩個(gè)知識點(diǎn)，一是典型磁場的分布：通電密繞長螺線管內(nèi)部中間是勻強(qiáng)磁場，邊緣磁場較弱；二是應(yīng)用楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向。但抽樣統(tǒng)計(jì)得分率只有0.74，其中大多數(shù)（20%）是錯(cuò)選了（D），這些考生對前一知識點(diǎn)是掌握的，但楞次定律掌握不好；少數(shù)考生（4%）錯(cuò)選（A），這些考生是沒掌握產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，認(rèn)為中間部分始終有磁通量，所以始終有感應(yīng)電流；也有少數(shù)考生（2%）錯(cuò)選（B），這些考生是沒掌握前一知識點(diǎn)，不知道中間有一段勻強(qiáng)磁場，只知道向中間去磁場增強(qiáng)，向兩段磁場減弱。例2：（12）空間在一場強(qiáng)大小為E的勻強(qiáng)電場，一質(zhì)量為m、帶電量為＋q的物體以某一初速沿電場反方向做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，其加速度大小為0.8qE/m，物體運(yùn)動(dòng)s距離時(shí)速度變?yōu)榱?。則（ ）（A）物體克服電場力做功qEs， （B）物體的電勢能減少了0.8qEs，（C）物體的電勢能增加了qEs， （D）物體的動(dòng)能減少了0.8qEs。本題考查了五個(gè)知識點(diǎn)，一是牛頓第二定律，二是功的概念，三是動(dòng)能定理，四是電場強(qiáng)度概念，五是電場力做功與電勢能變化的關(guān)系，抽樣統(tǒng)計(jì)得分率為0.78，但只有48%的考生全對，其中很多考生（20%）漏選（A），這些考生是沒掌握電場強(qiáng)度和功的概念；還有很多考生（32%）漏選（C）、4%考生多選了（B），這些考生是沒掌握電場力做功與電勢能變化的關(guān)系，還有28%考生漏選（D），這些考生是沒有掌握動(dòng)能定理。3、基本實(shí)驗(yàn)方法：例1：（16）一根長為1m的均勻電阻絲需與一“10V，5W”的燈同時(shí)工作，電源電壓恒為100V。電阻絲阻值R＝100（其阻值不隨溫度變化）?，F(xiàn)利用分壓電路從電阻絲上獲取電能，使燈正常工作。（1）在右面方框中完成所需電路；（2）電路中電流表的量程應(yīng)選擇_________（選填：“0—0.6A”或“0—3A”）；（3）燈正常工作時(shí)，與其并聯(lián)的電阻絲長度為_________m（計(jì)算時(shí)保留小數(shù)點(diǎn)后兩位）。本題考查了五個(gè)知識點(diǎn)：一是分壓器電路，二是電流表內(nèi)阻的影響（電流表接到與燈泡并聯(lián)的電路里作錯(cuò)），三是部分電路歐定律，四是電阻定律，五是混聯(lián)電路計(jì)算（EQ\F(10,x)＋0.5＝EQ\F(90,100－x)，x＝17.08，則長為0.17m）；還考查了兩個(gè)能力，一是畫電路圖的能力，二是估算的能力（知道電路總電阻總小于100，所以很快知道總電流大于1A，應(yīng)選電流表的0—3A量程）。本題中作圖部分抽樣統(tǒng)計(jì)得分率為0.96，量程選擇得分率只有0.84，而計(jì)算出電阻絲長度為0.17m的得分率僅0.56（這里也有少數(shù)考生小數(shù)點(diǎn)后保留位數(shù)不對）。氣體體積V(ml)800674600531500水銀面高度差h(cm)014.025.038.045.0例2：（15）一同學(xué)用下圖裝置研究一定質(zhì)量氣體的壓強(qiáng)與體積的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)過程中保持溫度不變。最初，U形管兩臂中的水銀面齊平，燒瓶中無水。當(dāng)用注射器往燒瓶中注入水時(shí)，U形管兩臂中的水銀面出現(xiàn)高度差。實(shí)驗(yàn)的部分?jǐn)?shù)據(jù)記錄在右表。（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在右圖中畫出該實(shí)驗(yàn)的h—1/V關(guān)系圖線。（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，大氣壓強(qiáng)p0＝_______cmHg。本題考查了兩個(gè)知識點(diǎn)：一是根據(jù)表格中數(shù)據(jù)例1：（8）對如圖所示的皮帶傳動(dòng)裝置，下列說法中正確的是（ ）（A）A輪帶動(dòng)B輪沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)， （B）B輪帶動(dòng)A輪沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，（C）C輪帶動(dòng)D輪沿順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)， （D）D輪帶動(dòng)C輪沿順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。本題在自行車的傳動(dòng)裝置中出現(xiàn)過，現(xiàn)在改成可能情況分析，抽樣統(tǒng)計(jì)得分率為0.87，10%考生錯(cuò)選（A），14%考生漏選（B），6%考生錯(cuò)選（C），8%考生漏選（D）。因?yàn)椋–）、（D）這種形式與自行車中相似，而（A）、（B）這種形式不熟悉，可見部分考生是死記做過題的結(jié)論的，不是掌握分析方法的。例2：（10）如圖所示的塔吊臂上有一可以沿水平方向運(yùn)動(dòng)和小車A，小車下裝有吊著物體B的吊鉤。在小車A與物體B以相同的水平速度沿吊臂方向勻速運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，吊鉤將物體B向上吊起，A、B之間的距離以d＝H－2t2（SI）（SI表示國際單位制，式中H為吊臂離地面的高度）規(guī)律變化，則物體做（ ）（A）速度大小不變的曲線運(yùn)動(dòng)，（B）速度大小增加的曲線運(yùn)動(dòng)，（C）加速度大小方向均不變的曲線運(yùn)動(dòng)，（D）加速度大小方向均變化的曲線運(yùn)動(dòng)。本題實(shí)際上就是加了一個(gè)情景和一個(gè)以高度（不是位移）表示的函數(shù)式，其實(shí)很明顯在水平方向是是勻速運(yùn)動(dòng)，豎直方向是勻加速運(yùn)動(dòng)，所以合運(yùn)動(dòng)是一個(gè)類平拋運(yùn)動(dòng)，立即可以確定選項(xiàng)（B）、（C）正確。但本題得分率較低，抽樣統(tǒng)計(jì)得分率為0.77，漏選（B）或（C）的考生均占20%，錯(cuò)選（A）和（B）的考生均占10%。3、考查角度的轉(zhuǎn)化：例1：（9）如圖所示，A、B分別為單擺做簡諧運(yùn)動(dòng)時(shí)擺球的不同位置。其中，位置A為擺球擺動(dòng)的最高位置，虛線為過懸點(diǎn)的豎直線。以擺球最低點(diǎn)為重力勢能零點(diǎn)，則擺球在擺動(dòng)過程中（ ）（A）位置B處時(shí)動(dòng)能最大， （B）位置A處時(shí)勢能最大，（C）在位置A的勢能大于在位置B的動(dòng)能， （D）在位置B的機(jī)械能大于在位置A的機(jī)械能。本題。本題中的（C）選項(xiàng)改為判斷勢能和動(dòng)能大小的比較，其實(shí)位置A的勢能就是總機(jī)械能，位置B的動(dòng)能必小于總機(jī)械能，但增加了思維難度，本題抽樣統(tǒng)計(jì)得分率為0.9，12%考生漏選（C）；6%考生錯(cuò)選（A）、4%考生漏選（B）、2%考生漏選（D），這些考生是完全不懂了。4、等效轉(zhuǎn)化：例1：（4）如圖所示，帶電量為＋q的點(diǎn)電荷與均勻帶電薄板相距為2d，點(diǎn)電荷到帶電薄板的垂直線通過板的幾何中心。若圖中a點(diǎn)處的電場強(qiáng)度為零，根據(jù)對稱性，帶電薄板在圖中b點(diǎn)處產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大小為__________，方向_______________。（靜電力恒量為k）本題做了多次等效代換，首先是由在a點(diǎn)處場強(qiáng)為零知道：可用＋q在a點(diǎn)處的場強(qiáng)大小代換帶電薄板在a點(diǎn)處的場強(qiáng)大小，再由對稱性可知，可用帶電薄板在a點(diǎn)處的場強(qiáng)大小代換帶電薄板在b點(diǎn)處的場強(qiáng)大小。本題第一空抽樣統(tǒng)計(jì)得分率僅為0.30，第二空為0.80，三、加強(qiáng)圖線教學(xué)新教材中對圖線的要求很高，用圖線來處理物理問題也是物理學(xué)中常用的方法，今年高考試題中涉及到圖線的有填空題中的2B、5，選擇題中的11、13,實(shí)驗(yàn)題中的15、18，計(jì)算題中的21、23，共51分，占三分之一強(qiáng)。1、利用圖線所給信息解題：例1：（23）一水平放置的圓盤繞豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)，在圓盤上沿半徑開有一條寬度為2mm的均勻狹縫。將激光器與傳感器上下對準(zhǔn)，使二者間連線與轉(zhuǎn)軸平行，分別置于；圓盤的上下兩側(cè)，且可以同步地沿圓盤半徑方向勻速移動(dòng)，激光器接收到一個(gè)激光信號，并將其輸入計(jì)算機(jī)，經(jīng)處理后畫出相應(yīng)圖線。圖（a）為該裝置示意圖，圖（b）為所接收的光信號隨時(shí)間變化的圖線，橫坐標(biāo)表示時(shí)間，縱坐標(biāo)表示接收到的激光信號強(qiáng)度，圖中t1＝1.010－3s，t2＝0.810－3s。（1）利用圖（b）中的數(shù)據(jù)求1s時(shí)圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度；（2）說明激光器和傳感器沿半徑移動(dòng)的方向；（3）求圖（b）中第三個(gè)激光信號的寬度t3。本題是新型題。首先要看懂題中所涉及的物理過程，然后要從圖線中看出圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的周期為0.8s，再要從圖中看出t2＜t1，從而得出圓盤線速度增大，由于角速度不變，所以半徑增大，可見激光器和傳感器是沿半徑向外運(yùn)動(dòng)的。然后才是計(jì)算t3。本題差異很大，抽樣統(tǒng)計(jì)中13、14分的占18.5%，而0、1分的占33.4%，得分率為0.37。很多考生都以為時(shí)間差成等差關(guān)系，或是認(rèn)為半徑成等比關(guān)系。2、作圖能力：例1：（21）內(nèi)壁光滑的導(dǎo)熱氣缸豎直浸放在盛有冰水混合物的水槽中，用不計(jì)質(zhì)量的活塞封閉壓強(qiáng)為1.0105Pa、體積為2.010－3m3的理想氣體?，F(xiàn)在活塞上方緩慢倒上沙子，使封閉氣體的體積變?yōu)樵瓉淼囊话耄缓髮飧滓瞥鏊?，緩慢加熱，使氣體溫度變?yōu)?27C。（1）求氣缸內(nèi)氣體的最終體積；（2）在p—V圖上畫出整個(gè)過程中氣缸內(nèi)氣體的狀態(tài)變化（大氣壓強(qiáng)為1.0105Pa）。本題本身很簡單，滿分的很多，但在作圖中暴露出一些問題，形狀全錯(cuò)的約占15%，主要是將等溫線畫成直線，這占25%。還有就是過程方向沒加以注明的占10%。四、強(qiáng)化“可能情況討論”的能力例1：（13）A、B兩列波在某時(shí)刻的波形如圖所示，經(jīng)過t＝TA時(shí)間（TA為波A的周期），兩波再次出現(xiàn)如圖波形，則兩波的波速度之比vA:vB可能是（ ）（A）1:3， （B）1:2，（C）2:1， （D）3:1。本題由圖可知A為4a/3，B為2a/3，再次出現(xiàn)如圖波形所用時(shí)間必為周期的整數(shù)倍，波A已確定經(jīng)過一個(gè)周期，那么波B可以是k個(gè)周期，也就是在時(shí)間TA內(nèi)波B可能傳出k個(gè)波長，所以vA＝4a/3TA，vB＝2ka/3TA，vA:vB＝2:k，其中k＝1，2，。本題得分率僅0.69，漏選（A）的52%，漏選（B）的46%，漏選（C）的16%，錯(cuò)選（D）的占10%。例2：（17）兩實(shí)驗(yàn)小組使用相同規(guī)格的元件，按右圖電路進(jìn)行測量。他們將滑動(dòng)變阻器的滑臂P分別置于a、b、c、d、e五個(gè)間距相同的位置（a、e為滑動(dòng)變阻器的兩個(gè)端點(diǎn)），把相應(yīng)的電流表示數(shù)記錄在表一、表二中。對比兩組數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)的變化趨勢不同。經(jīng)檢查，發(fā)現(xiàn)其中一個(gè)實(shí)驗(yàn)組使用的滑動(dòng)變阻器發(fā)生斷路。（1）滑動(dòng)變阻器發(fā)生斷路的是第________實(shí)驗(yàn)組；斷路發(fā)生在滑動(dòng)變阻器的________段。（2）表二中，對應(yīng)滑臂P在X（d、e之間的某一點(diǎn)）處的電流表示數(shù)的可能值為：（ ）（A）0.15A， （B）0.25A，（C）0.35A， （D）0.45A。本題要求結(jié)合表中所給數(shù)據(jù)和電路進(jìn)行分析，由電路可知：滑臂P從a到e的過程中外電阻先增大后減小，所以總電流先減小后增大，表一正常；斷路情況必是表二所示情況；該處由抽樣統(tǒng)計(jì)得分率為0.88；而表二中數(shù)據(jù)表明：滑臂P從a到d的過程中，電流表示數(shù)始終減小，可見斷路處應(yīng)在d以上，而滑臂P到e時(shí)電流又有了，說明斷路處在e以下，可見斷路應(yīng)發(fā)生在de間，該處由抽樣統(tǒng)計(jì)得分率僅為0.40。然后，先由E＝0.84（R＋r）和E＝0.42（R＋2r）解出r＝R，若斷在e處，滑臂在e處時(shí)電流最小，由E＝I1（R＋4r）可得：I1＝0.168A，滑臂在d處時(shí)電流最大，由E＝I2（R＋3r）可得：I2＝0.21A，所以電流可能值在0.168A—0.21A之間；若斷在d處，滑臂在e處時(shí)電流最大，為0.84A，滑臂在d處時(shí)電流最小，由E＝I2（R＋r）可得：I2＝0.42A，所以電流可能值在0.42A—0.84A之間。這點(diǎn)是較難的。由抽樣統(tǒng)計(jì)得分率僅為0.34。例3：（20）如圖所示，帶正電小球質(zhì)量為m＝110－2kg，帶電量為q＝110－6C，置于光滑絕緣水平面上的A點(diǎn)。當(dāng)空間存在著斜向上的勻強(qiáng)電場時(shí)，該小球從靜止開始沿水平面做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，測得其速度vB＝1.5m/s，此時(shí)小球的位移為s＝0.15m，求此勻強(qiáng)電場場強(qiáng)E的取值范圍（g＝10m/s2）。某同學(xué)求解如下：設(shè)電場方向與水平面之間的夾角為，由動(dòng)能定理qEscos＝EQ\F(1,2)mvB2－0得E＝EQ\F(mvB2,2qscosq)＝EQ\F(75000,cosq)V/m。由題意可知＞0，所以當(dāng)E＞7.5104V/m時(shí)小球?qū)⑹冀K沿水平面做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。經(jīng)檢查，計(jì)算無誤。該同學(xué)所得結(jié)論是否有不完美之處？若有請予以補(bǔ)充。本題是超綱了。本題既要考慮豎直方向的電場又要考慮水平方向的電場，既要考慮可能離開水平面，又要考慮到可能不再以此加速度加速運(yùn)動(dòng)。所以抽樣統(tǒng)計(jì)得分率僅為0.42，多數(shù)考生只考慮了豎直方向的電場問題，所以只能得5分。五、加強(qiáng)語言表述能力的訓(xùn)練亞里士多德的觀點(diǎn)伽利略的觀點(diǎn)落體運(yùn)動(dòng)快慢重的物體下落快，輕的物體下落慢力與物體運(yùn)動(dòng)關(guān)系維持物體運(yùn)動(dòng)不需要力例1：（3A）對“落體運(yùn)動(dòng)快慢”、“力與物體運(yùn)動(dòng)關(guān)系”等問題，亞里士多德和伽利略存在著不同的觀點(diǎn)。請完成下表：本題是很基本的知識，但考生文字表述能力很差，表達(dá)五花八門，例2：（14）部分電磁波的大致波長范圍如圖所示。若要利用縫寬與手指寬度相當(dāng)?shù)目p獲得明顯的衍射現(xiàn)象，可選用____________波段的電磁波，其原因是________________________________________________。本題第一空抽樣統(tǒng)計(jì)得分率為0.8，第二空文字表述也是五花八門的，主要錯(cuò)誤是寫成波長遠(yuǎn)小于障礙物的尺寸。例3：（18）科學(xué)探究活動(dòng)通常包括以下環(huán)節(jié)：提出問題，作出假設(shè)，制定計(jì)劃，搜集證據(jù)評估交流等。一組同學(xué)研究“運(yùn)動(dòng)物體所受空氣阻力與運(yùn)動(dòng)速度關(guān)系”的探究過程如下：A．有同學(xué)認(rèn)為：運(yùn)動(dòng)物體所受空氣阻力可能與其運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)。B．他們計(jì)劃利用一些“小紙