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江苏高考物理论述计算题研究

时间:2015-01-01 12:45来源:教科室 作者:高玉海 点击:
附件 4 -1 姓 名: 高玉海 单 位: 徐州市丰县华山中学 发表刊物: 《数理化解题研究》高中版 发表时间: 2014 年第 1 期第 46-48 页 江苏高考物理论述计算题研究 本文对近几年江苏高考论述计算题的特点进行分析,归纳,以期探寻命题规律,引导高中物理复

 

附件4-1

姓  名:高玉海                         单  位:徐州市丰县华山中学 

发表刊物:《数理化解题研究》高中版    发表时间:2014年第1期第46-48

 

江苏高考物理论述计算题研究

本文对近几年江苏高考论述计算题的特点进行分析,归纳,以期探寻命题规律,引导高中物理复习对路到位,提高复习的针对性,有效性,从而提升学生能力,提高学生成绩。

一.近四年江苏省高考物理计算题类型分析

   近四年来每年有三道计算题,第一题均为电磁感应部分内容,第二题为力学内容考查,最后一题均是考查带电粒子在电磁场中运动的问题。

    从考查的知识点及题目背景来看,电磁感应部分主要考查了电磁感应与动力学的结合,理想变压器相关计算,感生电动势,电磁感应中电量,电热的计算。题目趋于平稳,难度下降。根据《课程标准》,这部分知识在选修3-2,为了引导高中物理教学向重视基础,发展潜能的方向发展,也为了良好体现课程的选择性,减轻学生负担,江苏高考命题把该部分内容的难度降下来也是十分必要的。力学计算题: 10年考查机械能守恒及动能定理的应用,11年考查加速度大小相同的连接体,即牛顿运动定律的应用,12年以缓冲装置的理想模型为背景,考查动能定理、弹性势能、滑动摩擦和静摩擦、胡克定律、共点力作用下的平衡等知识,是一个构思精美的试题。13年利用学生熟悉的惯性演示实验考查加速度不同连接体问题的计算,题目贴近学生,清新自然。它们共同特点是与生活实际相结合,利用理想化得方法简化成物理模型,再利用相关的理论解决问题。试题大多选取生活生产中常见的运动常用装置为背景,模型新颖,物理内涵丰富,突出考查了学生的物理思维能力,充分体现了新课程的要求,均有较好的区分效果。同时试题增加了开放性问题,有效考查了学生论述能力。带电粒子在电磁场中的运动的考查: 10年利用“制备纳米薄膜装置的工作电极简化为真空中间距为d的两平行极板”为背景,考查学生分析能力,利用数学解决物理问题的能力。11考查回旋加速器的原理洛伦兹力公式带电粒子在电磁场中的运动、匀速圆周运动、向心力、带电粒子在电场中的加速等知识,题目的情景与考生熟悉的带电粒子在回旋加速器中的情况并不完全相同,命题人对其进行了合理的简化处理,(将加速电压简化为三角波电压,粒子高速运动造成的相对论效应简化为粒子的质量增加等),较好的考查了学生的分析综合能力、知识迁移能力12年以利用专业的设备来探测未知空间的匀强电磁复合场问题为背景,考查了带电粒子在电场中加速和偏转的运动,以及电场强度电场力磁感应强度洛伦兹力力的合成与分解等知识,要求学生有较好的空间想象能力。 13年以“在科学研究中,通过施加适当的电场和磁场来实现对带电粒子运动的控制”为背景,提供周期性变化的电场和磁场,研究带电粒子的加速圆周运动周期性往复几何关系等。对学生的推理能力分析综合能力和利用数学解决物理问题的能力有较高要求。

总体上看计算题命题趋势渐趋平和,总体难度有下降趋势。试题注重物理方法的考查,如归纳法的应用;注重对学生物体受力分析、物理过程分析能力的考查;注重对学生物理建模能力的考查.题目背景来自于实际生产生活,通过具有现实意义的情景考查考生解决实际问题的能力,或在课本知识背景上创新,使学生有亲切感,有利于展现自己的能力,尤其是最后一道压轴题,也不再让考生感觉深不可测,望而生畏。

二.从高考物理计算题的求解看复习对策

江苏高考《物理考试说明》中明确提出:“高考物理科要求考查的能力主要包括以下几个方面:理解能力推理能力分析综合能力应用数学处理物理问题的能力实验与探究能力”。其中分析综合能力应用数学处理物理问题的能力考查主要通过论述计算题。通过论述计算题的解决能比较有效地考查考生接受信息、鉴别和选择信息的能力,分析、推理、综合应用知识的能力,通过考生对问题解决的程度判断其能力。那么我们复习过程中应该如何才能有效地提高学生的能力呢?下面通过对几个高考计算题的分析,看复习过程中需要关注的问题。

例析1:(2011:江苏第14题)如图所示,长为L、内壁光滑的直管与水平地面成30°角固定放置。将一质量为m的小球固定在管底,用一轻质光滑细线将小球与质量为M=km的小物块相连,小物块悬挂于管口。现将小球释放,一段时间后,小物块落地静止不动,小球继续向上运动,通过管口的转向装置后做平抛运动,小球在转向过程中速率不变。(重力加速度为g)

(1)求小物块下落过程中的加速度大小;

(2)求小球从管口抛出时的速度大小;

(3)试证明小球平抛运动的水平位移总小于

考查知识点

物理模型

物理方法

备注

牛顿运动定律

平抛规律

匀变速运动规律

速度大小相同的连接体

斜面

整体法  隔离法

应用数学解决物理问题

从能量的角度看:考查系统机械能守恒

 

本题情景新颖,较好考查了学生对整体法  隔离法的应用,第二问要求学生分析清楚相关运动过程,利用牛顿第二定律和匀变速运动规律求解,或先用两物体机械能守恒,再M块落地后,m机械能守恒解决问题。第三问在前两问的基础上,结合平抛运动规律,写出小球平抛运动水平位移的表达式,运用数学知识中的不等式较易证明。

复习对策:熟练掌握匀变速运动规律,牛顿第二定律,动能定理,机械能守恒等力学相关的规律,要注意对规律的掌握不能靠记忆,应在不同的背景下,通过应用达到对规律的掌握和灵活应用。应注意培养学生构建物理模型的能力,对物理过程的分析能力,应培养学生“具体问题具体分析”的习惯和能力,而不是让学生记住一些解题的类型。应注意学生熟练运用数学方法解决物理问题能力的培养。应加强学生在解题过程中规范要求:(示例)

(1)设细线中的张力为T,根据牛顿第二定律

         解得:

2)设M落地时速度大小为V,m射出管口时速度大小为V0 ,M落地前系统机械能守恒得:

 

M落地后m机械能守恒 

解得

 

3)平抛运动    

                                   

 

例析2:(2013江苏第13题)如图所示,匀强磁场中有一矩形闭合线圈abcd,线圈平面与磁场垂直。 已知线圈的匝数N=100,边长ab =1.0mbc=0.5m,电阻r=2 磁感应强度B0~1s内从零均匀变化到0.2T 1~5s内从0.2T均匀变化到-0.2T,取垂直纸面向里为磁场的正方向。求:

10.5s时线圈内感应电动势的大小E和感应电流的方向;

2)在1~5s内通过线圈的电荷量q

3)在0~5s内线圈产生的焦耳热Q

考查知识点

物理模型

物理方法

法拉第电磁感应定律

楞次定律   焦耳定律

电量求解

“感生类”电磁感应问题

不同情景下基本规律的识别及应用

 本题情景较简单,意在考查基础知识和基本能力。江苏高考计算题第一次出现动生电动势的求解问题,通过磁场的变化从正方向到负方向,求解问题的多样性等增加了题目内涵,区别于平时学生训练的问题,要求学生解决问题不能仅靠机械记忆,而是应该深刻理解规律的内函,真正掌握解决问题的方法。意在引导学生走出题海,在学习知识的过程中,加强物理方法的学习和思维能力的培养,注意物理模型的迁移,理解物理公式的含义,适用范围。面对新的情景问题,应特别注意审清题意,抓住具体条件的变化,切不可根据平时解题,生搬硬套,造成失误。

例析3:(2013江苏第15题)在科学研究中,可以通过施加适当的电场和磁场来实现对带电粒子运动的控制。 如题图所示的xOy平面处于匀强电场和匀强磁场中,电场强度E和磁感应强度B随时间 作周期性变化的图象如题图所示。 x轴正方向为E的正方向,垂直纸面向里为B的正方向。 在坐标原点O有一粒子P,其质量和电荷量分别为m+q 不计重力。 时刻释放P,它恰能沿一定轨道做往复运动。

1)求P在磁场中运动时速度的大小

2)求 应满足的关系;

3)在 时刻释放P,求P速度为零时的坐标。

 

考查知识点

物理模型

物理方法

匀强电场、磁场,运动轨迹的几何判断   ,牛顿第二定律

带电粒子在周期性变化的电场,磁场中往复运动

用几何图形分析、表达物理问题    数学归纳法应用

 本题考查带电粒子在电场中的加速和磁场中的圆周运动。分析求解周期、半径、轨迹等。要求学生对题述的物理过程和现象进行正确分析的基础上,通过几何关系的探寻,注意运动周期性,通过推理判断,写出函数表达。

题目的第一问较简单,学生只要能够分析出 之间带电粒子在电场中做匀加速运动,利用牛顿第二定律即可解决问题。即:电场力     加速度  速度   其中     解得:

(1)

对于第二问,首先应注意粒子在电场中加速结束时刻,磁场出现,电场消失,粒子在磁场中匀速圆周运动,当 时,粒子圆周运动结束,磁场消失,电场出现,粒子开始沿x轴负方向做匀减速,才能沿一定轨道做往复运动。画出示意图(1),寻找在磁场中运动时间与电场,磁场周期之间的关系,注意往复性,写出相关量的表达式,即可解决问题。

设粒子在磁场中运动的周期为T,则:   n=1,2,3..

匀速圆周运动  

解得   n=1,2,3..

2

第三问要求较高,由于 时刻释放P,粒子加速的时间 进入磁场,做匀速运动,在 时刻出磁场,再经 减速为零,到达y轴,此时电场仍存在,粒子反向加速时间 再进入磁场做匀速圆周运动。出磁场再进入电场减速时间 速度为零到达y轴,以后重复上述运动形式,只不过速度为零的位置在y轴上的距离变大。此时做出图(2),即可写出位置坐标的函数表达。

规范解题: 时刻释放,P在电场中加速时间为

在磁场中做匀速圆周运动

圆周运动半径:    解得:

又经 时间P速度减为零后向右加速时间为 再进入磁场   

解得:   综合以上,速度为零时横坐标x=0   

相应的纵坐标为       k=1,2,3

 

解得:       k=1,2,3…..

面对论述计算题要从基本知识,基本方法入手,结合高考试题,通过适当的训练,提高应对能力.在复习过程中应注意“把题目的文字叙述转化为情景,把情景转化为物理条件,把物理条件转化为数学条件等方面的训练”,注意思维的严密性,提高应用知识的灵活性。在思维方式、审题习惯、表达意识、审视答案等方面进行系统强化.

( 作者:高玉海 责任编辑:史玉村 审核发布:史玉村)
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史玉村 查看详细资料 发送留言 加为好友 用户等级:实习编辑 注册时间:1970-01-01 08:01 最后登录:2018-03-27 11:03
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