巧解2010年江苏高考物理试题

2010-07-25李如虎

物理教师 2010年10期

李如虎

(江苏省无锡市第一女子中学,江苏无锡 214002)

江苏高中参加新课改后的高考进行了3年,随着素质教育的不断推进,2010江苏高考物理试卷在难度方面有所降低,但对能力要求有所提高.试卷在知识的覆盖面上不像以往那样面面俱到,整张考卷没有出现繁、难、偏、旧的题目,突出了对素质教育的要求,突出了对利用数学方法解决物理问题能力的考察,突出了对抽象思维与形象思维结合的考察,凸显了高考考卷的选拔功能和对高中物理教学的导向功能.本文试图通过剖析2010江苏高考物理试卷中的几个问题,介绍中学物理解题过程中的常用方法.巧妙运用这些方法,会使解题思路更加清晰.

1 公式法

有些棘手的物理问题,如果凭借空想,往往很难想清楚.但是如果建立数学模型,使用数学来解决物理问题,往往可以使难题无法下手的困难迎刃而解.

图1

图2

原题1.如图1所示,一块橡皮用细线悬挂于 O点,用铅笔靠着线的左侧水平向右匀速移动,运动中始终保持悬线竖直,则橡皮运动的速度

(A)大小和方向均不变.

(B)大小不变,方向改变.

(C)大小改变,方向不变.

(D)大小和方向均改变.

解析:如图2所示,设经过时间 t橡皮到达B点,坐标为(x,y);铅笔移动的速度为 v0,由于“运动中始终保持悬线竖直”,所以有

各线段关系已经标在图2上,由上面两个运动学方程可以看出:橡皮在水平方向和竖直方向都做匀速直线运动.因此,橡皮的实际运动(合运动)是沿与水平方向成45°角的O′B方向做匀速直线运动,速度为

所以本题的正确选项为(A)选项.

2 模型法

2010年江苏高考卷第5小题,是以图像形式给出的“电场强度E随x变化的,沿 x轴对称分布的电场图像”.本题考察了学生的识图能力、抽象思维能力、建立模型能力.对于这种抽象的图像,学生往往感到很头疼.如果学生学会了将抽象的物理图景构建成符合实际情况的物理模型,将会使问题变得异常简单.

原题 5.空间有一沿 x轴对称分布的电场,其电场强度 E随x变化的图像如图 3所示.下列说法正确的是

(A)O点的电势最低.

图3

(B)x2点的电势最高.

(C)x1和-x1两点的电势相等.

(D)x1和x3两点的电势相等.

解析:经过对图3电场分布情况的研究可知,图4所示的电场模型,符合图3电场分布的情况(参阅参考文献1).

图4

从图4所示的模型可以看出:沿X轴方向电场线向两边指向无穷远处,而电场线的指向为电势降低的方向,因此O点的电势最高;x2点的电势小于 x1和 O点的电势;x1和-x1两点的电势相等;x1点的电势大于 x3点的电势.故本题的正确选项为(C)选项.

3 数学归纳法

参考答案给出的第15题的解答,过程虽然很简单,但是看完后觉得一般学生很难想起用这种方法.本文用学生熟知的数学归纳法对其中的第(2)、(3)问进行解答,过程显得更明了、简单、易懂,学生应该更容易想起这种方法.现分析如下:

原题15.制备纳米薄膜装置的工作电极可简化为真空中间距为 d的两平行极板,如图5(甲)所示.加在极板A、B间的电压UAB作周期性变化,其正向电压为U0,反向电压为-kU0(k＞1),电压变化的周期为 2τ,如图 5(乙)所示.在 t=0时,极板 B附近的一个电子,质量为m、电荷量为e,受电场作用由静止开始运动.若整个运动过程中,电子未碰到极板A,且不考虑重力作用.

(2)若电子在0～200τ时间未碰到极板B,求此运动过程中电子速度随时间t变化的关系;

(3)若电子在第N个周期内的位移为零,求k的值.