基于一道高考题的解法探讨及对物理教学的启示
以一道高考题为切入点分析一类力学问题
以一道高考题为切入点分析一类力学问题作者：***来源：《广东教育（高中）》2024年第06期考试是考生在规定时间内独立解题的一种活动，因此在每届高三二摸或二模后我都要安排课堂教学时间让学生完成这样的学习任务：以某一题目或某一物理模型为抓手，多角度切入知识点、能力点，在同学与同学、同学与老师间互动中，达到复习、巩固知识和提高技能的目的，同时也训练了学生发散式思维.现从2023年广东高考物理卷第8题入手、多维度切入，以打开学生思维的阀门，以点带面达到复习巩固的效果.14圆弧滑道特点：圆弧最高点的切线竖直，最低点的切线水平，与水平轨道平滑相接．一、原题考了些什么2023年广东高考物理卷第8题：（多选题）人们用滑道从高处向低处运送货物.如图1所示，可看作质点的货物从14圆弧滑道顶端p点静止释放，沿滑道运动到圆弧末端Q点时速度大小为6m/s .已知货物质量为20kg，滑道高度 h为4m，且过Q点的切线水平，重力加速度取10m/s2.关于货物从 P点运动到 Q点的过程，下列说法正确的有（）A.重力做的功为360JB.克服阻力做的功为440JC.经过Q点时向心加速度大小为9m/s2D.经过Q点时对轨道的压力大小为380 N1.原题（答案为BCD）考查了：A、B选项考查了功，C选项考查了向心加速度，D选项考查了牛顿第二定律等内容．2.原题的物理情景不变，改变选择项，还可以考查那些知识点？下列说法正确的有（答案为ABCDE）A.货物发生的位移为42m，方向由P指向Q （位移矢量）B.货物走过的路程为2πm （路程标量）C.重力的功率先增大后减小（瞬时功率）D.动量的变化量为120kg·m/s，方向向上（动量的变化量）E.货物先失重后超重（失重与超重）二、14圆弧滑道是一个固定物，圆弧滑道可以光滑也可以不光滑，以滑道為载体立意命题1.引入一种相关物理运动，与原题物理运动对比考查相关知识．【例1】用一条材料和粗糙程度与圆弧滑道一样的直线滑道连接PQ，如图2所示，货物从P点沿直线滑道运动到Q点时的速度（）A.等于6m/sB.大于6m/sC.小于6m/sD.无法确定【提示】圆弧轨道上货物克服摩擦力做功大于直线轨道上克服摩擦力做功，根据动能定理可得答案．【答案】B【例2】如图3所示，竖直平面内有一半径为R的四分之一圆轨道与水平轨道相切于最低点B.一质量为m的小物块从轨道最高点A由静止滑下，沿轨道运动至C处停下，B、C两点间的距离为R，小物块与圆轨道及水平轨道之间的动摩擦因数相同.现用始终沿轨道切线方向的力推动物块，使物块缓慢由C处重返A处，重力加速度为g，设推力做的功至少为 W，则（）A.W=mgRB.mgR<W<2mgRC.W=2mgRD.W >2mgR【解析】设物块克服AB段摩擦力做功Wf，物块从A到C过程，根据动能定理得mgR-μmgR-Wf=0，解得Wf=mgR-μmgR，从C到A过程，物块克服BA段摩擦力做功W'f，根据动能定理得W-mgR-μmgR-W'f=0，解得W=mgR+μmgR+W'f，显然W >mgR，物块从A到B做圆周运动，根据向心力知识可知物块受到的支持力比缓慢运动时大，所以克服摩擦力做功Wf>W'f，可得W<2mgR，综上所述mgR<W<2mgR，故选B．【答案】B2.设计相关运动，使物理问题围绕14圆轨道呈现出来．（1）巧用14圆轨道最低端的水平切线，与平抛运动结合．【例3】如图4所示，两半径皆为R的14圆轨道装置竖直固定.A、B为AB弧的最高点和最低点，圆心为O'，CD弧的圆心为O，B、O、C在同一水平线上，BO间距离为d（ d < R ）.游戏选手在O'圆轨道上某一位置释放小球，小球砸在圆O轨道上还能弹回到B点又沿圆O'轨道回到释放点，选手立刻收回小球即为游戏成功.某次有一选手把小球从某一位置释放，忽略空气阻力，小球可视为质点，重力加速度为g.小球与圆形轨道发生弹性碰撞，该选手要想游戏成功，小球应从多高位置释放.【解析】设小球过B点的速度为υ0，以υ0的初速度作平抛运动，以υ的速度与CD轨道发生弹性碰撞，反向延长线必过圆心O，由平抛运动规律得 x=2d，x=υ0t．由几何关系y=R2-d2，又y=12gt2解得υ0=d2gR2-d2 .设小球在圆轨道上（或A的正上方）以与B点相距h高的位置释放，由机械能守恒得mgh=12mυ20解得h=d2R2-d2 .（2）巧用14圆轨道最高端的竖直切线，与竖直上抛运动结合.【例4】如图5所示，abc是竖直面内的光滑固定轨道，ab水平，长度为2R；bc是半径为R的四分之一圆弧，与ab相切于b点.一质量为m的小球，始终受到与重力大小相等的水平外力的作用，自a点处从静止开始向左运动。
一题多解在大学物理教学中作用
浅谈一题多解在大学物理教学中的作用摘要:以一道刚体力学的典型题目为出发点,介绍了两种不同的解题方法。
探讨了一题多解在大学物理教学中的作用,并提出了在具体实施一题多解教学时应注意的问题。
关键词:一题多解大学物理刚体力学发散思维创新能力中图分类号:g420 文献标识码:a 文章编号:1674-098x(2012)06(b)-0146-01“条条大路通罗马”,解决同一个问题,方法往往有多种,一题多解在教学中具有重要的意义。
目前在非物理专业大学物理教学中,课时普遍较少,为了节约时间,往往忽视了这种教学方法的应用。
但是一题多解在巩固和加深所学知识,培养学生发散思维能力与创新能力,培养学生学习兴趣方面起着重要作用,所以必须加以重视。
1 下面以一道刚体力学中的典型例题,谈一下一题多解在大学物理教学中的作用例题:如图1所示,一圆形飞轮可绕垂直轴转动,边缘绕有绳子,在绳子下端挂以质量m的物体。
已知圆形飞轮半径为r,质量为m(已知转动惯量i＝mr2,摩擦力不计)。
求:(1)圆形飞轮的角加速度;(2)绳子下端挂的物体下落高度为h时,圆形飞轮的角速度和转动动能。
解:(1)如图1所示,设圆形飞轮的角加速度为β,物体下落的加速度为a则有:解法二:据机械能守恒定律,质量为m的物体减少的重力势能全部转化为本身的动能和飞轮的转动动能,所以1.1 一题多解可以巩固和加深所学知识例题中第一种解法是利用刚体转动的运动学方程以及角量和线量的关系来求解,第二种方法是利用机械能守恒的观点来求解。
这两种解法涉及的知识点不同,通过这两种解法,能巩固所学知识。
第二种解法中的机械能守恒式,加深了对转动动能这个概念的理解,使学生深刻的认识到转动动能作为机械能的一种,也可以和其他形式的机械能相互转化。
1.2 一题多解可以培养学生的发散思维能力和创新能力此题的两种解法得到的答案虽然相同,但解题的途径却不同,因为思维的出发点不一样。
一般说来任何问题的解决方法都不止一种。
2020年高考物理试题特点分析及对高中物理教学的启示
2020年高考杨理试题特点分析及对高中杨理教学的启示杨新宇（湘乡市教育发展中心教研部湖南湘潭411400）摘要：本文对全国理综I~m卷、江苏卷、山东卷、浙江卷6套试卷的物理试题进行了对照分析，试题在保持稳定的前提下，具有与往年不一般的特点：重视对基础的考查，引导教学回归教材；利用考生熟悉的、常见的器材进行创新和实践,渗透物理有用、物理有为的理念;试题选取大量的素材，融合物理概念和规律，要求学生具有一定的科学思维.高考对中学物理教学具有很强的导向性作用，在新版高中物理教材使用和教学中要重视对学生物理观念、科学思维、科学探究等物理学科素养的培养，以及重视实践意识的渗透和培养.关键词:2020年高考试题特点；物理观念;科学思维；科学探究；实践意识2020年高考落下帷幕,通过试题分析，解读试题背后蕴藏的育人价值、价值导向、人文理念，可以很好地帮助我们疏通高中物理课堂教学中的一些困惑，更好地让物理教学体现“立德树人”和回归物理教学本原.12020年高考试题特点分析对全国理综I~ni卷、江苏卷、山东卷、浙江卷6套物理试题进行了对照分析,发现试题在保持稳定的前提下，具有以下与往年不一般的显著的特点•1.1重视对基础知识的考查，引导考生回归教材例如:全国I卷第15题：“火星的质量约为地球质量的1/10,半径约为地球半径的1/2,则同一物体在火星表面与在地球表面受到的引力的比值约为多少?”本题考查万有引力定律在行星问题研究中的应用，思路简单、数学运算简单，属于容易题•人教版（旧版）必修2教材P43“问题与练习”第1题，就是一个类似的题目，可以看到这个试题的影子.全国I卷第15题：“下列核反应方程中,X,,X2（X3,x4代表a粒子的有:A.：H+Hn+X| B. +：H—；n+X2 C./u+；HBa+；：Kr+3X3 D.：n+；Li_；H+X4”.本题考查核反应过程中质量数和电荷数守恒，以及要求考生掌握质子、中子、电子、a 粒子的表达式.人教版（旧版）教材选修3-5的P78“问题与练习”第3题，和这道试题同出一辙,题型和知识点都完全一致.全国II卷第19题:“特高压输电可使输送中的电能损耗和电压损失大幅降低•我国已成功掌握并实际应用了特高压输电技术•假设从A处采用550kV的超高压向B处输电，输电线上损耗的电功率为AP,到达B处时电压下降了在保持4处输送的电功率和输电线电阻都不变的条件下，改用HOOkV特高压输电,输电线上损耗的电功率变为AP',到达B处时电压下降了不考虑其他因素的影响，则”.人教版选修3-2的P50“问题与练习”的第5题，题干情境和提问等,都和高考这道试题基本一致•如果考生认真做了、思考了教材这道习题,考试过程中可以应对自如.山东卷第5题:“图甲中的理想变压器原、副线圈匝数比n,：n2=22：3,输入端a』所接电压u随时间t 的变化关系如图乙所示•灯泡L的电阻恒为15C,额定电压为24V.定值电阻仏=1OQ、7?2=50,滑动变阻器R的最大阻值为10Q.为使灯泡正常工作，滑动变阻器接入电路的电阻应调节为”•人教版选修3-2的P44“问题与练习”的第5题，习题的情境、电路图，和这道高考试题几乎一致，考生只要做了教材的习题,考试时就会轻松应对，顺利求解.1.2试题注重选取和设计情境化、时政化、科技化的素材，使考生在新的素材、新的情境中灵活运用物理运动规律、解决物理问题，获取正确的结论（1）设置情境化素材，引导考生在情境中提炼模型,考查考生的模型构建、质疑论证的科学思维素养.例如:江苏卷第5题:“中欧班列在欧亚大陆开辟了“生命之路”，为国际抗疫贡献了中国力量•某运送防疫物资的班列由40节质量相等的车厢组成，在车作者简介：杨新宇（1976-）,男，湖南湘乡人，本科，中学高级教师，研究方向：中学物理教育教学研究.头牵引下，列车沿平直轨道匀加速行驶时，第2节对第3节车厢的牵引力为F.若每节车厢所受摩擦力、空气阻力均相等，则倒数第3节对倒数第2节车厢的牵引力为多少?”这道题要求考生在情境中构建“质点模型和匀变速直线运动模型”，应用整体法和隔离法，借助动力学观点求解.同时,通过“中欧班列”对考生渗透习近平主席的“一带一路”和“人类命运共同体”理念的教育，增强制度自信.山东卷第15题:“中医拔罐的物理原理是利用玻璃罐内外的气压差使罐吸附在人体穴位上，进而治疗某些疾病•常见拔罐有两种，如图所示，左侧为火罐，下端开口；右侧为抽气拔罐，下端开口，上端留有抽气阀门.使用火罐时，先加热罐中气体，然后迅速按到皮肤上，自然降温后火罐内部气压低于外部大气压，使火罐紧紧吸附在皮肤上.抽气拔罐是先把罐体按在皮肤上，再通过抽气降低罐内气体压强•某次使用火罐时，罐内气体初始压强与外部大气压相同，温度为450 K,最终降到300K,因皮肤凸起，内部气体体积变为罐容积的20/21.若换用抽气拔罐,抽气后罐内剩余气体体积变为抽气拔罐容积的20/21,罐内气压与火罐降温后的内部气压相同.罐内气体均可视为理想气体，忽略抽气过程中气体温度的变化•求应抽岀气体的质量与抽气前罐内气体质量的比值•”将中国国粹“中医”融合在试题中，要求学生建构“活塞模型”和“理想气体模型”，应用理想气体状态方程进行求解.在2020年春天的新冠病毒肺炎疫情防控攻坚战中，中医发挥了及其重要的作用，挽救了许多生命•本题借助“火罐”这一传统的、民间常见的治疗方法，渗透传统优秀文化教育，增强文化自信.(2)运用时政化素材，引导考生关心国家大事，积极投身到“和谐、美丽”中国的建设中，在实践中感受强大的“以人为本、人民至上、生命至上”的国家力量，感受制度的优势,体现伟大的领袖和伟大的政党带领中国人民众志成城战胜艰难险阻，向一个又一个至高点进军.例如:天津卷第3题：“新冠肺炎疫情突发，中华儿女风雨同舟、守望相助，筑起了抗击疫情的巍峨长城.志愿者用非接触式体温测量仪，通过人体辐射的红外线测量体温,防控人员用紫外线灯在无人的环境下消杀病毒,为人民健康保驾护航.红外线和紫外线相比较”.(3)借助科技化素材，引导考生关注科技发展,树立为科技强国的信念.例如:江苏卷第13B(3)题：“国际宇航联合会将2020年度“世界航天奖”授予我国“嫦娥四号”任务团队.“嫦娥四号”任务创造了多项世界第一•在探月任务中，“玉兔二号”月球车朝正下方发射一束频率为/的电磁波,该电磁波分别在月壤层的上、下表面被反射回来，反射波回到“玉兔二号”的时间差为已知电磁波在月壤层中传播的波长为入，求该月壤层的厚度d.”天津卷第2题：“北斗问天，国之夙愿.我国北斗三号系统的收官之星是地球静止轨道卫星,其轨道半径约为地球半径的7倍.与近地轨道卫星相比，地球静止轨道卫星”•近几年来，我国航天航空工业发展迅猛，“嫦娥探月”“北斗导航”“问天计划”“天眼”等，都是我国高科技技术领先世界的标志和代表•在试题中融合这些素材，可以激发考生的科技热情，引导他们学科学用科学，以后在工作中积极投入到科技创新中•(4)选取生活化素材,引导学生从生活走向物理、物理走向社会，物理让生活更美好.例如:全国I卷第14题：“行驶中的汽车如果发生剧烈碰撞，车内的安全气囊会被弹出并瞬间充满气体•若碰撞后汽车的速度在很短时间内减小为零，关于安全气囊在此过程中的作用，下列说法正确的是”.在新闻中，考生们经常会看有关交通事故的报道，会看到气囊对驾驶员、乘客在汽车撞击过程中的缓冲保护,提炼出“碰撞”模型，应用动量定理解决问题.同时，渗透对考生进行法制教育、安全教育和生命健康教育.天津卷第5题:“水枪是孩子们喜爱的玩具,常见的气压式水枪储水罐示意如图.从储水罐充气口充入气体，达到一定压强后，关闭充气口.扣动扳机将阀门M打开，水即从枪口喷出.若在水不断喷出的过程中，罐内气体温度始终保持不变，则气体”•“水枪”是几乎所有考生儿时的玩具、是成长的陪伴和记录，真实体验到在玩“水枪”的过程中，“水枪”的工作过程和机理，而后升华提升到物理模型——理想气体或实验气体，应用气体实验定律或理想气体状态方程解决问题.1.3应用考生身边的器材，开展实验创新，培养考生的创新思维和创新能力手机是考生身边最为熟悉的电子产品，平时考生可能关注的是应用手机打电话、发信息、社交聊天、打游戏等，并没有关注手机的其他功能•本次高考中深度挖掘手机的其他功能,将手机应用到实验探究中，要求考生在创新中去进行思考和提炼,提高科学探究能力，培养考生实事求是、坚持不懈的科学品质.例如：天津卷第6题:“手机无线充电是比较新颖的充电方式.如图所示，电磁感应式无线充电的原理与变压器类似，通过分别安装在充电基座和接收能量装置上的线圈，利用产生的磁场传递能量.当充电基座上的送电线圈通入正弦式交变电流后，就会在邻近的受电线圈中感应出电流，最终实现为手机电池充电•在充电过程中”•手机是考生非常熟悉的一种生活用品.平时都是使用充电线对手机充电，无线充电还是起步阶段•这一素材可以培养学生知识的迁移能力，引导学生去感受物理让生活更便捷、更美好，从而深深地热爱生活、创造生活、服务全人类.江苏卷第11题：“疫情期间刻度尺r下落中'停课不停学'，小明同学在家自手机k阳'/的小球主开展实验探究.用手机拍摄物体自由下落的视频，得到分帧图A片，利用图片中小球的位置来测/、量当地的重力加速度，实验装置图1如图1所示.（1）家中有乒乓球、小塑料球和小钢球,其中最适合用作实验中下落物体的是______.（2）下列主要操作步骤的正确顺序是______.（填写各步骤前的序号）①把刻度尺竖直固定在墙上②捏住小球,从刻度尺旁静止释放③手机固定在三角架上，调整好手机镜头的位置④打开手机摄像功能,开始摄像（3）停止摄像，从视频中截取三帧图片，图片中的小球和刻度如图2所示.已知所截取的图片相邻两帧之间的时间间隔为1/6,刻度尺的分度值是1mm,由此测得重力加速度为______m/s2.（4）在某次实验中，小明释放小球时手稍有晃动，视频显示小球下落时偏离了竖直方向.从该视频中截取图片,______（选填“仍能”或“不能”）用（3）问中的方法测出重力加速度•”在本题中，手机作为摄像工具，拍摄小球在下落过程中不同时刻的位置,类似于打点计时器的功能,手机在这里充当“刻度尺”和“秒表”的功能.这一实验设计思路可以溯源到人教版教材必修1P45“问题与练习”第5题图2.5-4“小球自由下落的频闪照片”，也可以衔接到新版人教版教材必修1的P47“做一做”部分的“用手机测自由落体加速度”•这样，通过创新活动，提高考生解决实际问题的能力，可以加强考生联系实际的意识.22020年高考试题对高中物理教学的启示高考对中学物理教学具有很强的导向性作用，在新版高中物理教材使用和教学中要重视对学生物理观念、科学思维、科学探究等物理学科素养的培养，以及重视实践意识的渗透和培养.2.1中学物理课堂教学应当以物理观念为核心从2020年高考物理试题分析中可以看到，高考一直在坚持对“物理本质”的考查.在《普通高中物理课程标准（2020年修订版）》中指出：“物理观念是从物理学视角形成的关于物质、运动与相互作用、能量等的基本认识;是物理概念和规律等在头脑中的提炼与升华;是从物理学视角解释自然现象和解决实际问题的基础.”要想使学生理解物理观念,高中物理教学中一定要重视物理概念和物理规律的教学，例如：新版人教版必修第一册Pl1“物体和质点”的教学，需要教师在教学过程中通过“实例分析，帮助学生获得感性认识;而后在共性的基础上进行归纳，得出结论;进而在实际中辨析应用，逐步建立’质点’概念；最后判断应用”•教师的教学设计要尽量引导和启发学生经历思维的探究过程，体会新的物理概念的建立方法.例如:新版人教版必修第一册P25“加速度”的教学,教师可以设计问题链，引导学生围绕问题链进行思考、交流和讨论，通过感性认识促成学生对速度”、速度变化量△”等概念进行辨析，从而认识到他们描述物体运动过程的不足,进而必须引入新的物理量速度变化率的必要性，促使学生自主建构加速度的概念.同时,教师在物理概念和规律的教学中适时注意将有关概念加以整合提升，这样学生的物理观念就会水到渠成自然而然地建立起来.2.2中学物理教学要重视对学生科学思维能力的培养根据《普通高中物理课程标准(2020年修订版)》，“科学思维”主要包括模型建构、科学推理、科学论证、质疑创新等.例如:新版人教版必修第一册P37“匀变速直线运动”，教师在教学设计的时候,可以组织学生研究某一辆小车的速度变化的实际特点，而后抽象归纳出“匀变速直线运动”模型•这样处理，有利于让学生在具体的感性认识基础上建构物理模型,理解“匀变速直线运动”这一物理概念，解决生活中的实际问题•教师在组织学生开展课堂教学过程中，要注重培养学生以证据支撑观点的科学思维习惯、逻辑推理能力以及从生活生产实际抽象出物理模型能力.2.3中学物理教学要重视通过实验培养学生的探究能力《普通高中物理课程标准(2020年修订版)》中指出：“科学探究”是指基于观察和实验提出物理问题、形成猜想和假设、设计实验与制定方案、获取和处理信息、基于证据得出结论并作出解释，以及对科学探究过程和结果进行交流、评估、反思的能力.主要包括问题、证据、解释、交流等要素.例如:新版人教版必修第一册P20“实验-测量纸带的平均速度和瞬时速度”.教材以打点计时器打出的纸带为例，分析测量纸带的平均速度和瞬时速度•教师可以组织学生查阅资料和讨论交流，找到测量速度的基本原理-应用速度的定义，即”=于，这样就把对速度的测量转化成对位移乂和时间t的测量.测量位移“可以借助刻度尺，实验的重点和难点就转换到“如何精确地测量时间＜"•在上一节“2.时间位移”的“实验-练习打点计时器”中已经知道:可以应用打点计时器精确地测量时间t在层进式思维中，教师可以提出问题链：(1)如何应用实验打出的纸带求出任意两点之间Ar或任意一段时间内M的平均速度？(2)任意一段时间内M的平均速度是否相等?物体运动的快慢是不是一样？(3)如何在纸带上尽可能精确地测量出某点的瞬时速度S?教师通过组织学生开展实验方案的设计、开展体验性的实验探究，要求学生如实记录数据、实事求是地进行数据分析，培养学生严谨认真、实事求是和持之以恒的科学态度.教师要通过实验引导学生认识到：其实,平均速度和瞬时速度这两个速度在本质上没有区别，关键是时间间隔选取的长短，当时间间隔足够短时，即M—0,这段时间M内的平均速度v就是某一时刻t的瞬时速度进一步渗透“极限思想”.从理论上讲,G很小，这段时间内通过的位移A.r也非常小，用刻度尺测量获得的数值误差会增大.因此,在实际的实验当中，都是根据实际需求和所使用的实验器材选取合适的时间间隔，例如At=0.02s或At=0.10s.2.4中学物理教学要加强对学生实践意识的渗透和培养理论联系实际，是学生学好物理、培养实践能力的最佳有效途径和手段.教师在开展教学设计时可以通过：(1)在教学引入环节设置学生在生活实际中曾经遇到过、能够引发学生深入思考的问题来引入新课.例如:新版人教版必修第一册Pl1 1.质点参考系”，引入的问题是“生活中随处可见运动的物体，例如玩耍的儿童、行驶的汽车、翱翔的雄鹰……对于这些运动的物体，我们如何准确的描述他们的运动呢?”教师结合素材提出问题串：①运动对象怎样确认？②如何描述整个物体的运动？③用哪些物理量描述物体运动？教师要鼓励和引导学生进行思考、讨论、交流，提出自己相应的观点.(2)教师在进行分析概括、推理论证中，选取的实例要以学生已有的社会生活经验为基础，以唤起学生已有知识与将要学习的知识之间的联系，激发学生的学习兴趣.例如:新版人教版必修第一册P14“路程位移”的区别时，举例“某人从北京去重庆，可以选择不同的交通方式•既可以乘坐飞机，也可以乘坐汽车，还可以先乘火车到武汉，然后乘轮船沿长江而上”，从这些非常生活化的例子出发，逐渐开展对问题的讨论.(3)在概念、规律的应用中，选取学生熟悉的、听说过的、见过的素材来融合知识、设计问题，让学生有亲近感，觉得物理有用.例如:新版人教版必修第一册P39“练习与应用”的第3题，以嫦娥三号登月探测器平稳落月，中国首次地外天体软着陆成功.当它靠近月球后，先悬停在月面上方一定高度，之后关闭发动机，以l.Gm/s?的加速度下落，经过2.25s到达月面，此时探测器的速度是多少？在这道题目中，选取“嫦娥三号”登月探测器，学生都听说过、看到过，对月球充满了向往，素材让学生有亲近感,引导学生树立当代青少年所肩负的 科技强国的社会责任.物理课堂是充满活力和灵魂的，教师就是要在知识素养和学生之间搭建一座桥梁，让固化在书本中的内容在学生的心中、手中、脑中活起来，让物理学科核心素养在学生的身上得到培养和内化.参考文献：[1] 中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准（2017年版）[M].北京：人民教育出版社,2018.[2] 郭玉英，姚建欣，张玉峰.基于学生核心素养的物理学科能力研究[M].北京:北京师范大学出版社,2017.[3] 张玉峰，等.基于课前学习诊断的高中物理教学整合 研究[M].北京:北京师范大学出版社,2018.[4] 物理课程教材研究开发中心.物理必修1（第3版）[M].北京:人民教育出版社,2010.[5] 物理课程教材研究开发中心.物理必修第一册（第1 版）[M].北京:人民教育出版社,2019.[6] 物理课程教材研究开发中心.物理必修第一册（教师 教学用书第1版）[M].北京：人民教育出版社，2019.[7] 朱小青.高中新旧课程标准教学要求比较[M].上海： 华东师范大学出版社,2020.（收稿 EJ 期：2020-07 -14）践行能力立意 体现学科素养2020年高考全国理综I 卷第25题赏析及启示施生晶|王玉辉$（三明市第二中学福建三明365000）摘 要：2020年全国理综I 卷的压轴题，考查“类平抛运动、动能改变、动量改变”等知识，考查学生对典型模型的深度理解和知识迁移能力.笔者分析试题特点，对试题进行剖析、点评和拓展，提出解题策略和教学建议，期望对高三物理复习起促进作用.关键词：高考；压轴题；能力；策略；宕示2020年高考全国理综I 卷第25题（压轴题），物理情景简单，涉及物理模型少，给人以“耳目一新”的感觉•试题考查高中物理基础知识，考查学生分析综 合能力，考查学生对典型模型的深度理解和知识迁移 能力，凝结了命题专家的智慧与心血，是一道不可多得的好题.原题在一柱形区域内有匀强电场，柱的横截面是以。
高考理综物理命题特点分析及对教学的启示
高考理综物理命题特点分析及对教学的启示作者：张学平来源：《物理教学探讨》2006年第21期摘要：1、高考理综物理命题特点分析：突出考查重点，兼顾一般知识；试题难易适中起伏不大；命题与生活实际、科技生产、现代物理相联系，考查学生理论联系实际的能力；试题充分体现了“把能力考核放在首要位置”的原则。
2、高考命题对教学的启示：要重视课本知识的教学，打好物理基础，加强对重点知识的教学。
抓住重点，照顾全面。
在平时的教学中通过各种方法、手段，培养学生的各种能力、培养学生创新探究精神。
关键词：统计与分析；特点与规律;特点、规律与启示；基本、基础与能力中图分类号：G633.7文献标识码：A文章编号：1003-6148(2006)11(S)-0046-4高考理综物理命题特点及对教学的启示随着课程改革的进一步深入、高中新课标的逐步实施也发生着相应的变化。
认真分析与研究近几年高考理综物理命题特点，找出其中的一般规律和特殊规律，将对高中物理教学工作及复习起到很好的启迪和引导作用。
同时它也是我们进行高中物理教学以及高考复习的基础与方向。
帮助我们在教学和复习过程中少走弯路，努力提高学生的各种能力，促进在学生综合素质的全面发展上打下坚实的基础。
1近几年高考理综物理命题特点分析现就2002年~2006年全国统一考试理综物理命题情况作一分析统计列表如下。
从以下二表的统计分析可看出，高考物理命题具有以下几个特点：1．1题型全面，知识覆盖面减少而范围变化大从2002年~2006年命题分析对比中可看出：各部分内容比例趋于稳定，各部分物理知识的占分比例为：力学约占45％，电学约占35％，热学约占5％，光学约占5％，原子物理学约占5％，实验约占12％~15％。
命题中有单选(2002年~2004年为单选)、多选(2005、2006年改为多选)、填空、作图、实验题(包括实验步骤、实验数据的正确读取、实验数据的分析处理，如2002年第29题，2003年的23题，2004年的22题，仪器的正确使用、电路的连接、实验设计等，如2005、2006年的22题)、综合计算题等多种题型。
2020年高考物理试题评析及启示
试题分析考点分布（2、与潍坊三次模拟考试对比分析）
2020年普通高中学业水平等级考试（山东卷）
第1题是一道典型的体现生活实践情境的试题。试题以与学生生活 联系密切的“乘坐电梯的过程”，考察学生利用s-t图像、牛顿第二定 律、超失重等基本物理知识的提炼与升华来解决实际问题。
第2题考查了考生在新情境中对综合性物理问题进行分析和推 理并得到正确结论的能力。
在最高点弹簧原长，速度为0.
只受重力，加速度为g。
最低点与最高点关于平衡位置O对称
在最低点，由牛顿定律得 Fm mg mam Fm 2mg
“获取和处理信息、基于证据得出结论、 探究运动状态变化与相互作用关系”等 素养的要求
选择题：
1
2
3
4
5
6
力学：运动 图像与超重 失重的判断
原子物理： 核反应与电 流强度的综 合
2020年高考物理试题评析及启 示
诸城教科院 徐明伟
2020-09
2019-高考综合改革引领下的基础教育改革
2019.06.11，国务院办公厅关于 新时代推进普通高中育人方式改 革的指导意见
2019.07.08，国务院办公厅关于 深化教育教学改革，全面提高义 务教育质量的意见
中国基础教育全面进入核心素养时代， 本轮新课程改革是我国基础教育发展史 上力度最大、最彻底的一次课程改革， 涉及教育教学理念、课程标准、课程管 理、课程内容及教材等多个方面的变革， 标志着我国基础教育范式的根本转换。 必将触及目前教育教学过程中普遍存在 的深层次问题。
14题实验：
引导学生从解题向解决问题转变。
（1）发现问题
（2）找到原因
结果发现电压表示数的变化范围比较小，出现该现象的主要原因是_____。
高考物理实验试题分析及对教学的启示
高考物理实验试题分析及对教学的启示
包美红;柳利芳;蔡敏
【期刊名称】《物理通报》
【年(卷),期】2007(000)002
【摘要】物理学是一门以实验为基础的科学．物理规律的发现和物理理论的建立都必须以严格的物理实验为基础，并受到实验的检验．因此，实验题是高考试卷中的重要组成部分，是对学生观察能力、分析综合能力、设计能力等综合素质进行考查的一个必要命题环节．而在每年的高考试卷中，考生在实验题部分得分率不高，这反映出在平时的教学中，实验还是比较薄弱的环节．随着新一轮基础教育课程改革的全面推进，探究性学习的兴起，最近几年高考物理实验题所占的比重增加，对能力的要求越来越高，试题更加灵活，对考生们的挑战性也越发增强．笔者就近几年的高考物理实验题做了简要的分析，意在对教学有所启迪．
【总页数】3页(P49-51)
【作者】包美红;柳利芳;蔡敏
【作者单位】沈阳师范大学,辽宁,沈阳,110034;沈阳师范大学,辽宁,沈阳,110034;沈阳师范大学,辽宁,沈阳,110034
【正文语种】中文
【中图分类】G63
【相关文献】
1.立足双基突出能力体现课改启示教学——2006年江苏高考物理试题分析及其对今后教学的启示 [J], 朱焱;徐锐;吴兴国
2.2006年高考物理实验试题特点及其对教学的启示 [J], 吴齐全;赵坚
3.2013年高考物理实验题试题分析及教学建议 [J], 管雪琴;
4.高考物理实验试题的特点及教学启示 [J], 沈朝晖
5.直观想象核心素养的考查及教学启示\r——2018年高考数学全国Ⅰ卷理科试题分析及教学启示 [J], 马胜利;于江;丁瑞峰
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高考物理试题分析及教学反思
高考物理试题分析及教学反思一。
普通高等学校招生全国统一考试物理（全国卷Ⅰ）试题评析：1、试题考核的内容比较全面，知识的覆盖面广从试题考核的内容来看，考查了物理学科中的力学、电磁学、光学、近代物理等各个方面的知识。
考查的知识点涉及力学、直线运动、牛顿运动定律、曲线运动、万有引力定律、动量守恒定律、机械振动和机械波、动能定理、氢原子的跃迁与能级等知识点，包含了中学物理中的大部分知识内容。
2、试题注重对基础知识和基本技能的考查试题注重了对学生应掌握的基础知识和基本技能进行考查。
试题中的选择题，一部分的考题是基本概念和基础知识的考题，以及应用基本规律进行基本运算的考题。
比如15.一根轻质弹簧一端固定，用大小为的力压弹簧的另一端，平衡时长度为；改用大小为的力拉弹簧，平衡时长度为。
弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内，该弹簧的劲度系数为A、B、C、D、答案：C，解析：根据胡克定律有：，16.如图所示，在外力作用下某质点运动的v-t图象为正弦曲线。
从图中可以判断A、在时间内，外力做正功B、在时间内，外力的功率逐渐增大C、在时刻，外力的功率最大D、在时间内，外力做的总功为零答案：AD，解析：选项B错误，根据P=Fv和图象斜率表示加速度，加速度对应合外力，外力的功率先减小后增大。
选项C错误，此时外力的功率为零。
3、注重应用数学处理物理问题的能力如第201924题2019阳系中的8大行星的轨道均可以近似看成圆轨道。
下列4幅图是用来描述这些行星运动所遵从的某一规律的图像。
图中坐标系的横轴是，纵轴是；这里T和R分别是行星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径，和分别是水星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径。
下列4幅图中正确的是两式相除后取对数，得：，整理得：，选项B正确。
24.（14分）短跑名将博尔特在北京奥运会上创造了100m 和2019短跑项目的新世界纪录，他的成绩分别是9.69s和l9.30s.假定他在100m比赛时从发令到起跑的反应时间是0.15s，起跑后做匀加速运动，达到最大速率后做匀速运动。
基于科学思维视角探讨一道电磁感应高考试题
《普通高中物理课程标准（2017）》（简称新课标）首次明确将“科学思维”作为物理学科核心素养的关键维度，并指出其包括模型建构、科学推理、科学论证、质疑创新等四个要素.模型建构是指根据问题情境，运用“抽象和概况”的思维方法建构理想模型、理想过程、理想实验和物理概念的过程.“科学论证”与“质疑创新”这两个要素及其对应的思维视为科学思维中的高阶思维，其中科学论证与批判性思维密切相关，质疑创新与创造性思维密切相关.科学思维的发展是课堂教学的重要任务，学生在课堂上的思维参与度如何，思维发展情况如何，需要教师在日常教学中注重落实相关训练思维的教学和评价任务.笔者在讲解2023年高考浙江卷物理19题时，引导学生从不同角度处理问题，遇到答案不一致的矛盾，引导学生尝试解决矛盾.同时也引导学生思考题目条件设置的严谨性和解题过程中遇到的一些问题，以此激励学生深入思考问题，进而探讨解决问题的方法.通过解决以上问题，培养学生批判性思维和辩证性思维，助力加强学生对物理问题思考的深刻性，从而促成知识的顺利迁移并发展高阶思维，进而达到发展科学思维的目标. 1真题再现某兴趣小组设计了一种火箭停落装置，简化原理如图1所示，它由两根竖直导轨、承载火箭装置（简化为与火箭绝缘的导电杆MN）和装置A组成，并形成闭合回路.装置基于科学思维视角探讨一道电磁感应高考试题广东省珠海市北京师范大学未来教育学院姚华鑫519087安徽省安庆市田家炳中学闫俊卿246003摘要：本文探讨教学2023年高考浙江卷物理第19题，运用多视角解答问题时遇到答案不一致的矛盾.在科学思维理论的指引下通过“模型建构、提出问题、科学推理、科学论证、迁移创造、质疑创新”等解决问题的过程和经历分析、评价、创造等思维过程，使得探讨层层递进、不断深入，明确了问题的关键所在，并为解决问题提供多种可行的办法，同时也探讨题目假设条件的严谨性、结论运用条件性和感应电动势产生机制，培养学生批判性思维和辩证性思维，达到发展学生科学思维的教学目标.关键词：科学思维；高阶思维；磁能；电磁感应强度；矛盾探讨··54A 能自动调节输出电压确保回路电流I 恒定，方向如图1所示.导轨长度远大于导轨间距，无论导电杆运动到什么位置，电流I 在导电杆以上空间产生的磁场近似为零；在导电杆所在处产生的磁场近似为为匀强磁场，大小为B 1=kI （其中k 为常量），方向垂直于导轨平面向里；在导电杆以下的两轨道间产生的磁场近似为匀强磁场，大小为B 2=2kI ，方向与B 1相同.火箭无动力下降到导轨顶端时与导电杆粘连，以速度v 0进入导轨，到达绝缘停靠平台时速度恰好为零，完成火箭停落.已知火箭与导电杆的总质量为M ，导轨间距为d =3M gkI2，导电杆电阻为R .导电杆与导轨保持接触良好接触滑行，不计空气阻力和摩擦阻力，不计导轨和装置A 的内阻.在火箭停落的过程中：（1）求导电杆所受安培力的大小F 和运动的距离L ；（2）求回路感应电动势E 与运动时间t 的关系；（3）求装置A 输出电压U 与运动时间t 的关系和输出的能量W ；（4）若R 的阻值为零，装置A 用于回收能量，给出装置A 可回收能量的来源和大小.2基本问题解答——模型建构（1）电杆受到的安培力F =B 1Id =kI ×I ×3M gkI2=3M g ,对火箭和导电杆根据牛顿第二定律可得3M g -M g =Ma ,解得a =2g 方向竖直向上，根据运动学公式可得02-v 20=2(-2g)L ,解得L =v 204g.（2）导电杆向下运动，使穿过回路的磁通量逐渐减少产生感应电动势，根据法拉第电磁感应定律可得E =ΔΦΔt =B 2dv ΔtΔt =B 2dv ,即有E =B 2dv =2kI ×3M g kI2×()v 0-2g t =6M gI ()v 0-2g t .评析：第（1）和（2）问以安培力、牛顿第二定律和电磁感应定律的基本运用和计算为背景考查学生在综合问题中运用物理知识分析问题的能力，设问具有基础性和综合性，有助于考查学生模型建构能力，即从真实物理情境中提炼物理规律与理想模型的建构能力.3复杂问题不同解法引发的矛盾——提出问题对于第三问，我们从不同角度思考问题，得到截然不同的结果.为进一步揭示问题的本质，也为展示知识间的迁移关系和知识构建框架，把学习推向纵深.简要介绍一下物理学中处理问题的三大观点：力学观点，反应了力的瞬时作用效果；动量观点，反应力在时间上的累积效果；能量观点，反应了力在空间上的累积效果.此外，我们也介绍一下物理学中四大常见的场：引力场，也称作重力场；电磁场；弱核力场；强相互作用场.前面两种场是我们中学物理常遇到的场，也是我们生活中触手可及的场.我们根据所学知识可知，物体在重力场中具有重力势能，带电物体在电场中具有电势能.类比推理，拥有某种性质的物体在磁场具有能量吗？或者说产生磁场的场源物体本身具有能量吗？（3）解法1：根据右手定则和欧姆定律可得U +E =IR ，解得U =IR -E =IR -6M gI·(v 0-2g t ),电源输出能量的功率为P =UI =MNI B 1B 2II火箭导轨导轨导电杆装置A 停靠平台图1··55()IR -E I =éëêùûúIR -6M gI ()v 0-2g t I =I 2R -6M g v 0+12M g 2t 在0~v 02g时间内输出的能量对应P -t 图像的面积，可得W =(I 2R -6M g v 0)+(I 2R -6M g v 0+12M g 2v02g )2v 02g=()I2R -6M g v 0+I 2R 2v 02g =I 2Rv 02g -3Mv 22①.解法2：从能量守恒观点出发，电源提供的能量与导电杆与火箭减少的机械能都转化为回路产生的焦耳热.可得W +ΔE 机械能=I 2Rt ,全过程减少的机械能为ΔE 机械能=æèçöø÷12Mv 20+M g v 24g -0=34Mv 20②，即有W =I 2Rt -ΔE 机械能=I 2Rv 02g -34Mv 20③.疑问：解法1和解法2分别从不同的角度出发解决问题，显然得到不同的结果，差别明显.究竟是什么原因导致的差别呢？到底是哪一种解法的结果是正确的呢？4对化解矛盾初步探讨——科学推理我们回顾一下第三问两种解法的异同.解法一用到了闭合电路欧姆定律、电源功率计算式和功与功率的关系式，解法二用到了能量守恒定律和机械能表达式.以上提到的的定律和表达式对本问题都适用，方法上没有问题.解法一从功率计算式P =UI 出发得到P -t 的关系式，那么P -t 图像与坐标轴所围成的面积即为装置A 输出的能量.该解法逻辑思路没有问题，可判定其得到的结果是正确的.对于第二种解法，从能量守恒定律的角度看待问题，考虑到了电源提供的能量、导电杆与火箭的机械能以及回路产生的焦耳热.那么整个装置系统中，仅仅考虑这三类能量全面吗？回顾物理课本必修第三册中磁场相关章节可知，规则运动的电荷形成的电流周围会产生磁场，即回路的电流会产生磁场.又由前文的介绍可知磁场也具有相应的磁能.分析①和③式可知，解法二所得的结果比解法一得到的结果要大，显然是忽略了某一种能量所致的错误.现在，我们肯定解法二是忽略了磁能所致的错误，那么我们能否计算出磁能的大小，从而使得两种解法得到的结果一致呢？5对化解矛盾的定量讨论——科学论证从定量计算的角度看，设整个回路自感系数为L B ，此时回路中导轨有电流的长度为L .由Φ=B 2Ld 可得自感系数为L B =ΦI=B 2LdI =2kLd ,磁场能量为E B =12L B I 2,可知回路初始状态的自感系数为L B 0=2kd (L 0+L ),末状态的自感系数为L B 1=2kdL 0,则初末状态的磁场能减少量为ΔE B =12L B 0I 2-12L B 1I 2=kI 2Ld ,代入d =3M gkI2可得ΔE B =3M g L ,代入L =v 204g可得ΔE B =34Mv 20④,因此装置A 输出的能量为W =焦耳热Q -克服安培力做功W A -ΔE B ,即有W =I 2Rv 02g -32Mv 20⑤.此时我们得到与解法一相同的结果.这里的定量计算中运用到了自感系数的定义式和磁能的表达式，超出了高中物理知识范围，但能为强基优生进一步深入思考问题和一线教师解答学生疑惑提供适当的参考.通过以上定量推导过程的呈现，能够帮助学生解决遇到的结果不一致的矛盾，让学生体会科学论证的过程，激发学生科学探讨的兴趣，进而促进学生的科学思维发展.··566多角度解答复杂问题——迁移创造对于本题第（4）问，看似简单，其实我们可以从不同的角度切入思考问题，均能达到解决问题的效果.以下三种解法分别从三种视角切入，能够训练学生运用多种物理规律思考问题的综合思维能力，加深学生对物理规律与概念的理解，促使思维从浅层走向高阶，达到发展高阶思维的目标.解法1：对于第（4）问，我们很容易得到如下的解答过程.若R的阻值为零，装置A用于回收能量，可得W=I 2Rv2g-32Mv20=-32Mv20,负号表示装置A回收能量，则有E回收=3Mv202.回收的能量来源于火箭和导电杆减少的机械能和全过程减少的磁场能.以上的解答过程是基于解决完上面的矛盾后得到的结果直接运用.那么在我们没有处理好之前矛盾的情况下，即本题回避运用⑤式这一表达式的情况下，我们该如何解答本题呢？其实，我们可以类比第（3）问解法一的做法，运用功率的计算式来求解，这样可以回避之前的矛盾.解法2：由于装置A的作用是保持电流大小和方向不变，因而其产生的磁场大小和方向不变，即有安培力大小和方向不变，从而火箭和导电杆做匀减速运动的加速度不变.给装置A充电的功率为P充=UI=EI=6M g I ()v0-2g t I=6M g v0-12M g2t,在0~v02g时间内对应的P-t图像与坐标轴所围成的面积即为所求的回收能量，如图2所示可得E回收=6M g v0+02⋅v0 2g=32Mv20.解法3：我们根据能量守恒定律可知装置A回收的能量等于全过程减少的机械能和减少的磁能之和，由②和④式可得E回收=ΔE机械能+ΔE磁场能=34Mv20+34Mv20=32Mv20.随着火箭和导电杆向下运动，闭合磁场区域减小，产生涡旋电场，减少的磁场能转化为了电能.评析：三种不同的视角得出三种不同的解法.解法一直接运用前文中输出能量W的表达式，然后令表达式中的R=0从而得出答案，该解法较为简单，很容易得到正确答案.解法二类比第（3）问解法一的思路与处理方法进行求解，同样可以得到正确答案，同时回避了磁能矛盾的计算.解法三承接前文能量守恒定律的视角，将机械能和磁能的减少量相加得到最终答案.从上述讨论可以看出，从不同角度切入问题能加深学生对物理问题与结论的理解与运用，进行多角度思考问题的训练有助于深化学生思考问题的思维深度并培养学生的创造性思维.7题目条件合理性和求解过程再探究——质疑创新为培养学生的辩证思维和深化科学思维的深度，教师可以带领学生探讨试题给出条件成立的合理性，引导学生如何修正题干以提高试题命制的严谨性与科学性.此外，因为该装置源于生活、生产的实际问题，为加深学生对该装置工作机制的理解，可引导学生分析装置运行过程中感应电动势的具体产生过程，以深化学生思考问题的思维深度，探索以发展高阶思维为目标的教学模式.问题一：为什么导电杆处的磁场与导电杆下方的磁场成两倍关系？题目中给出“在导电杆所在处产生的磁场近似为为匀强磁场，大小为B1=kI（其中k为常量），方向垂直于导轨平面向里；在导tPO6M g vv02g图2··57电杆以下的两轨道间产生的磁场近似为匀强磁场，大小为B2=2kI，方向与B1相同.”这一近似磁场大小关系条件.对于题目中的假设条件，我们可以这么理解：依题意可知，导轨长度远大于导轨间距，于是我们可认为左右均为无限长的电路导线，则两导轨间则近似认为是磁感应强度为B的匀强磁场.在中间导电杆位置，磁场强度可认为是上部分导轨与下部分导轨的磁感应强度的相加.因此，上、下两部分导轨分别贡献磁感应强度为B2，如图3所示.严谨性讨论：题目中情形由于导电杆上部分的导轨没有电路，因而只存在下部分的磁场.根据无限长导轨的对称性可知，在导电杆位置处只有近似一半的导轨贡献了B2的磁感应强度.而在距离导电杆较远的下方某一位置，仍然可以将该处的磁感应强度B视为向两侧无限延伸的导轨各贡献了B2大小的磁感应强度.然而对于距离导电杆较近的位置的磁感应强度则不能直接视为问题一中的两倍关系，因为此时位置两侧的导轨电流不能都视为无限长.这里的较近的位置是相对导轨间距而言的，当两侧导轨电流长度远大于导轨间距时可视为无限长电流.当导电杆距离停靠平台较远时，满足可将某一位置处两侧导轨电流视为无限长的合理区域较多，因而题目条件成立合理性较强.当导电杆不断靠近停靠平台时，满足合理位置条件的区域变少，因而题目条件的合理性降低.因此，我们得到该题目的导电杆处和其下方的磁感应强度关系是准确性比较低的近似，严谨性不够的结论.要使题目条件保持较好的准确性和科学性，我们给题目加上一个说明条件：停靠平台到装置A的距离远大于两导轨的间距大小.问题二：为什么安培力公式、感应电动势公式中的磁感应强度用不同的值？由安培力公式F=BId可知，公式中的磁感应强度应该是导电杆所在位置的磁感应强度B1.那么，在计算感应电动势时，运用公式E=B1dv是否正确呢？做法一：当导电杆的速度为v时，回路磁通量为Φ=B2L′d，式中L′为此时导电杆距离装置A的距离.由法拉第电磁感应定律可知，此时产生的感应电动势为E=ΔΦΔt=B2dv.做法二：由公式E=Bdv可知，磁场强度B应该是切割部分的磁场，故有E=B1dv.评析：做法二显然是错误的.这种做法的错误之处在于没有考虑磁场是在变化的，即导电杆处与其下面的磁感应强度大小不同，为变化磁场，因此单纯用动生电动势来计算是不合理的.我们之前运用动生电动势公式求解电动势时所遇到的绝大部分是均匀磁场.题目中的情境属于是磁通量和磁感应强度同时变化的磁感应类问题，不能作单一变量处理，比较复杂，需要慎重思考.运用法拉第电磁感应定律解决问题时，我们需要考虑闭合区域的磁通量大小，而不必考虑边界处磁感应强度的微乎其微的影响.题目中导电杆处的磁感应强度与其他区域的磁感应强度大小不同，便于利用法拉第电磁感应定律解答从而规避运用动生电动势计算出现的错误.问题三：装置回路中感应电动势的产生机制如何呢？导电杆的运动引起闭合回路区域的磁BB/2B/2图3··58通量变化，因而产生感应电动势.（1）动生电动势分析导电杆在运动过程中，切割回路中其余部分激发的磁场B1，因此动生电动势的大小为E1=B1dv，由右手定则可知其方向为顺时针.（2）感生电动势分析导电杆在运动过程中，导电杆激发的磁场在随导电杆杆一起向下移动，导电杆激发的磁场在空间各点处的强度随时间而变化，进而在周围空间激发涡旋电场.同时，导电杆以上部分的导轨中电流也因为导电杆经过后瞬间变为零，这部分激发的磁场也是一个随时间变化的磁场，它也会激发涡旋电场.不过，这两个涡旋电场具体分布如何却不便定量计算，因此，感应电动势无法直接计算.因为导电杆下方的回路中的电流大小保持不变，故回路之外导轨中消失的电流磁场激发的涡旋电场不影响导电杆以下回路中电场的分布，即等价于涡旋电场在回路中产生的总感应电动势为零.因此可以忽略涡旋电场对回路中感应电动势的影响.根据法拉第电磁感应定律，我们可以用导电杆磁场运动来计算感生电动势大小.导电杆处产生的磁场满足B1+B导电杆=B2，因而导电杆产生的等效电磁感应强度大小为B2-B1.导电杆磁场运动引起的的感生电动势E2，可以通过变换参考系来计算：取导电杆为参考系，则有装置A在向上运动切割导电杆磁场，故有E2=(B2-B1)dv，由右手定则可知，其方向也是顺时针.（3）回路总电动势分析由于两个电动势均为顺时针方向，故回路总电动势为两个分电动势之和，即有E=E1+E2=B1dv+(B2-B1)dv=B2dv.当然，这个总电动势也可以用前文的磁通量变化计算：E=ΔΦΔt=B2×ΔSΔt=B2×vΔt×dΔt=B2dv.评析：显然第二种计算方法简洁迅速，但没有指明电动势产生的具体机制，不利于学生深入理解电动势产生的具体过程和深化对物理规律与过程的思维深度.对电动势产生机制的多角度推理分析，有助于发展学生的分析推理和论证评价能力，进而发展科学思维评价体系中的分析思维和辩证思维. 8结束语本文通过分析不同解法出现的矛盾，让学生领悟磁能的存在并了解其计算方法，同时也为广大教师加深对电磁感应问题中磁能不可忽略地位的认识.此外，文中多角度思考物理问题的思维训练的教学方式有助于发展学生的高阶思维，培养关键能力.诚然，文中对题目假设条件严谨性科学性的探讨有助于培养学生批判性思考物理问题的意识，引领思维和讨论层层深入，进而达到发展高阶思维的目标.文中各个部分的探讨与解决问题的过程中蕴含评价、分析、应用创造等高阶思维，有助于培养学生的科学思维，落实物理学科核心素养的要求.参考文献［1］刘月霞，郭华.深度学习：走向核心素养［M］.北京：教育科学出版社，2018.［2］李万杰.深度学习视域下一道椭圆摆问题的探讨［J］.中学物理教学参考，2022，51（31）:17-21.［3］梁灿彬，秦光戎，梁竹健.普通物理学教程·电磁学［M］.北京：高等教育出版社，2018.［4］蒋炜波,张芳.物理学科科学思维评价研究的综述与启示［J］.中学物理，2023，41（07）:8-13.［5］韩泽宇,苏咏梅.“科学思维”及其层次刍议——基于国际科学教育与教育心理学的视角［J］.物理教学，2023，45（01）:7-10.··59。
一道高考试题的解法赏析及其教学启示
一道高考试题的解法赏析及其教学启示隆建军四川省攀枝花市大河中学校一道优秀的高考试题是经过出题专家深思熟虑、多次演算而编撰的，具有极高的教学参考价值.它可以考查不同能力层次的学生，而不同能力层次的学生也可以从不同角度去思考该问题.所以我们老师在教学中分析该试题时不能直接按参考答案讲完就可以了，而是需要我们运用不同知识，从不同角度去思考该题，让学生养成对所学知识融会贯通的习惯，从而培养学生发散思维、创造性思维和创新能力，本文从不同角度对2013年全国课标卷理科15题进行分析和解答，同时探讨了一题多解的教学启示.1.解法分析题目：设当θ=x 时，函数x x x f cos 2sin )(-=取得最大值，则=θcos . 方法一：)sin(5cos 52sin 515cos 2sin )(α-=⎪⎭⎫ ⎝⎛-=-=x x x x x x f 其中52sin ,51cos ==αα， 当θ=x 时，1)sin(=-αθ，即)(22Z k k ∈+=-ππαθ时，5)(max =x f 由αππθππαθ++=⇒∈+=-22)(22k Z k k . 即52sin 2cos 22cos cos -=-=⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎪⎭⎫ ⎝⎛++=ααπαππθk ，所以552cos -=θ 评注1：辅助角公式是研究三角函数中最值、值域、单调性等函数性质的重要公式，必须让学生准确记忆、掌握和熟练运用公式，形如ααcos sin b a +的形式都可以化成如下形式：()ϕααα++=+sin cos sin 22b a b a ， 其中,cos ,sin 2222b a a b a b +=+=ϕϕϕ为辅助角，ϕ角的终边所在象限由点),(b a 确定.特例：若c b a =+ϕϕcos sin ，且222c b a =+，则有ca cb ==ϕϕcos ,sin (其中b a ,为不同时为零的常数，c 是非零常数)从方法一的解答过程可知，本题可以理解为：已知5cos 2sin =-θθ，求θcos 的值. 方法二：利用同角三角函数基本关系和方程组思想有： 04cos 54cos 51cos sin 5cos 2sin 222=++⇒⎪⎩⎪⎨⎧=+=-θθθθθθ()02cos 52=+⇒θ所以552cos -=θ. 评注2：该方法是题目条件最值含义的理解得出的，思路自然流畅，突出对公式的直接运用，也体现了数学计算的核心素养.方法三：构造向量的坐标，利用向量数量积的定义和共线向量求解.设)2,1(),cos ,(sin -==b a θθ51==,由=⋅θαcos≤ 所以5cos 2sin ≤-θθ，当5cos 2sin =-θθ等号成立.=成立，从而向量,共线，所以0cos sin 20cos )2(sin =+⇒=--⨯θθθθ. 由⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-==⇒⎩⎨⎧=-=+552cos 55sin 5cos 2sin 0cos sin 2θθθθθθ，所以552cos -=θ. 评注3：该方法串联了向量数量积的定义、三角函数的有界性和两个向量共线的充要条件等知识，题目虽小，但是起到了复习相关知识的重要作用，从而可以引导学生对所学知识的交叉使用，知识是死的，但我们的思维是活的.方法四：利用二维柯西不等式：2212121212121)())((b b a a b a b a +≥++中的取等条件求解，由()()()22222cos 2sin cos sin )2(1θθθθ-≥+-+(*)，由柯西不等式取等号的条件可知，当且仅当θθsin 2cos -=时，不等式(*)的等号成立。
对一道高考全国物理题的解法研究
刘 伯 华
（ 江省 永 嘉 中 学 ， 江 永 嘉 浙 浙 ３５０ ２ １ ０）
２ ０ 年 高 考 全 国物 理 第 ２ 题 是 一 道 非 数 值 型 的纯 运 动 学 ０８ ３ 试 题 ， 意 简 单 明 了 ， 看 此 题 ， 生 便 会 激 起 拿 下 它 的强 烈 题 初 考 的求 解 欲 望 。但 据 当 年 考 后 调 查 ， 经 了 “ 兵 千 日 。 在 一 历 练 用 时 ” 练 的莘 莘 学 子 却 大 多 在 此 题 面 前 败 下 阵 来 。 磨 我最 近探 讨 了该 题 的 解 法 ，发 现 犹 如 进 入 科 学 迷 宫 ，其 解 题 思 路 的切 入 点 ， 种 思 路 的 解 及 其 解 的变 化 绵 延 不 绝 ， 妙 无 穷 ， 人 叹 各 奥 令 为 观 止 ， 终 不 得 不 给 该 题 定 论 ： 是 一 道 看 起 来 容 易 ， 起 最 这 解 来难 ， 同时 又 是 考 查 考 生 科 学 的思 维 能 力 、 解决 问 题 的 能 力 及 应 变 能力 的好 题 。 现将 自 己对 该 题 解 法 研 究 的 结 果 呈 现 给 大 家． 以抛 砖 引 玉
由 （ ） ２）（ ）式 可 得 所 求 。 １ （ ３ 思 路 ３ 利 用 位 移 差 的等 量 关 系 求 解 。 ： 位 移 差 的 等量 关 系 表 现 在 两 个 方 面 ，其 一 是 位 移 之 差 的 几 何 关 系 ， ／ Ａ间距 离 等 ： Ｏ 与 Ａ 问距 离 之 差 ： 二 是 做 匀 ￣Ｏ Ｊ Ｆ Ｂ Ｂ 其 变 速 直 线 运 动 的物 体 ，通 过 连 续 相 邻 相 等 时 间 内 的位 移 差 等
一
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数理化 解题研究
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基于一 道高考题的解法探讨及对物理 教学的启示
刘 秀
（安 徽 省阜 阳市第 三 中学 ２３６０００）
摘 要 ：本 文基 于 ２０１７年物理全 国 １卷第 ２ｌ题 的 多种解 法及 分析 ，探讨 高考命题 向能力 立意、素养 立意
的转化及 落实 ，物理教 学落 实培 养核 心素养、发展 高阶思 维的一 些做 法和 思考．
教学启示 基于上述分析研 究 ，在高 中物理 教学 中， 要结合教育部提 出“在基 础教 育 阶段 应该 帮助学 生形 成 适应个人终身发展和社会 发展需 要必备 品格和解决 问题 的素养 和关键能力 ，立德树人”通过教学帮助学生形成物 理学科核心素养．”教学采 取如下 目标定位 ：（１）教 学 中构
将 此三个 力平移为矢量三 角形如 图 ３
所 示．因为 ｍｇ大 小 方 向不 变． 与
的夹 角 不 变 ，故 可将 三个 力 平 移
入 圆 中如 图 ４，ｍｇ为 一 条 固定 的 弦 （固定 的弦所对应 的 圆周 角为定值 ）．
图４
由图 ４可得 从 ０逐渐变 为直径 ，故 逐 渐增大 ，Ａ对 错 ， 先 从 弦变 为 直径 再 变 为 弦 ，故 先 变 大后 变
关键词 ：核心素 养 ；动 态平衡 ；高考命题
中图分类号 ：Ｇ６３２
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
文献标识码 ：Ａ
文章编号 ：１００８—０３３３（２０１８）１０—００６５—０２
２０１４年 我国教育部 发布 的教育 部 《关于 全面 深化课 程 改革 落实立德 树人 根 本任 务 的意见 》指 出 “在基 础教 育 阶段应该帮助学生形成适 应个 人终身 发展和社 会发展 需要 必备 品 格 和解 决 问题 的 素 养 和 关键 能 力 ，立 德 树 人．”基 础 教 育 的 目的 在 于 落 实 立 德 树 人 的 根 本 任 务． ２０１７年物理全 国卷 １第 ２１题 以 日常 学生 较为 熟悉 热点 问题 “力学 中的动态平 衡 问题 ”为背景 ，但 突破 了力 学态 平衡 问题 较为常见的“已知合力 和其 中一个 分力 方 向，研 究在 另一个 分力发生变化时 ，两分 力大小 如何变化 ”适度 创新演化 成“合力 级两分 力 的夹 角不 变 同时旋 转两 分力 方 向的问题”，令不 少学 生感 觉 到很棘 手．高考 由知 识立 意 向能力 立意 、素养立意 的转 化 ，对 学生 的物理观 念和科 学 思维有 较高的要求．是一道熟悉 的创新 的亮点题．
例 １ 原题及解析 （２０１７全 国卷 １第 ２１题 ）如 图，柔 软轻绳 ＯＮ的一端 ０固定 ，其 中间某 点 拴一重 物 ，用手 拉住 绳 的另一 端 初 始 时 ，ＯＭ 竖 直且 删 被拉 直 ，ＯＭ
与ＭＮ之间的夹角为 ｌ ＞詈 ｌ，现将重物向右上方缓慢
、
‘ ，
拉起 ，并保 持夹角 不变．在 ＯＭ 由竖直 被拉到水 平 的过
ｓｌｎ ｏｔ
收 稿 日期 ：２０１８—０１一Ｏ１ 作者简介 ：刘 秀（１９８３．１１一），女 ，安徽 阜阳 ，本科 ，中教 高级 ，从事 高中物理教 学研 究．
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数理化 解题研究
２０１８年 第 １０期总第 ３９５期
不变 在 ＯＭ 由竖直被拉到水平 的过程 中，ｓｉ 先增大再减 小 ，ｓｉｎ７一 直增大 ，因此旋转 过程 中 ＭＯ绳 拉力 Ｆ 先增 大后 减小 ，ＭＮ绳 的拉力 Ｆ 逐渐增大．
程 中（ ）．Ａ．ＭＮ上 的张力逐渐增大
Ｂ．ＭＮ 上 的 张 力 先 增 大 后 减 小
Ｃ．ＯＭ上 的张力逐渐增大
Ｄ．ＯＭ 上 的张力先增大后减小
由题 意可知 ，重 物在 运动 过程 中受 重力 ，ＭＮ绳 拉力
， ＯＭ绳 拉力 ， 与 夹角保持不变．在某一时刻 三个力受 力分析 示意 图如 图 ２所示 ，
二 、解 法 评 析
本题的各种不 同的解 法 中明显共 同的特 征就是数 学 性 ，用数学思想思 考 、分 析 、解 决 物理 问题 ，如 ：解 法一 中 根据夹角不变 巧妙建 立辅 助 圆 ，解 法三 中运 用拉 密定 理 等考纲 中对 “运用 数学知 识解决 物理 问题能力 ”考查 ，体 现 了数学和物理的密切联 系 ，凸显数学思 维 的丰 富特性 ， 到落实《考试大纲》和反映新课改理念．
图 １
图 ２
图 ３
解 析 解 法 一 （平行 四边形 ）矢量 三角形 法
图 ５
图 ６
解法三 （正弦定理 ）拉密定理
根据拉 密 定理 （或 正弦定 理 ）如 图 ６所 示 ，有 ＝ ｓｌｎ ｏｔ
＝ 其 ， 中 ｒａｇ与 为定值 ， 为定值 ，保持 夹角
ｓｍｌ３ ｓｍＴ
建教学情境 ，培养学生的实践 意识 ，培养 运用物 理知识处 理实 际 、运用数学 知识解 决物 理问题 的能力．（２）通过 启 发式提 问和研 讨式 教学 培养 学生 强烈 的 问题 意 识 ，邦 之 学 生 逐 步 形 成 物 理 观 念 建 立 科 学 的 思 维 方 式 ．（３）加 强 高 阶思维 能力 的训 练．通 过 问题情境 的建 构 和布 置有一 定 深 度的问题求解任务 ，激发 学生 的求 解欲望 ，使学生 把分 析 、评 价 、创造 自觉 运用到 问题 求解 的 过程 中 ，从 思维 提 升的角度发展高阶思维 能力．
小 ，Ｃ错 Ｄ对 ，故选 ＡＤ． 解法二 等效法 重物 在 受 重 力 ｒａｇ，ＭＯ 绳 拉 力 Ｆ肋 ，ＭＮ 绳 的 拉 力
ＦＭＮ，Ｆ 。和 Ｆ 夹角保 持不变方 向在逆时 针转动 ９０。的过 程 中根 据等效 法视 为 。和 ‰ 方 向不变 ，重 力 ｍｇ的方 向顺 时针 旋转 ９０。．作矢 量三 角形 图如 图 ５所示 ，在旋 转 过 程中 ＭＯ绳拉力 Ｆ肋先增大后减小 ，在 ＪＢ＝９０。（Ｆ 。与 圆 相 切即重力方 向垂 直时 ）值最 大．ＭＮ绳 的拉 力 Ｆ 逐 渐 增 大．