值得关注的高考物理试题的新视角

徐海龙

(温州市第二外国语学校　浙江 温州　325000)

钱呈祥

(永嘉县上塘中学　浙江 温州　325100)



值得关注的高考物理试题的新视角

徐海龙

(温州市第二外国语学校浙江 温州325000)

钱呈祥

(永嘉县上塘中学浙江 温州325100)

提出并分析了近年来高考物理试题某些新动向，值得关注.

高考物理试题新视角值得关注

牛顿曾经说过,“如果我看得比别人更远些，那是因为我站在巨人的肩膀上”.那么，作为一名中学物理教师，要想引领学生走得更远，就一定要跟随时代前进，要站得高、看得远，要不断地扩充自己的知识领域，更要有前瞻性，看问题要更深刻.而大学物理中不仅包括物理学的基本知识，而且包括物理学的思想体系、研究方法等更深层次的东西.因此，中学物理教师必须站在大学物理的高度来指导中学物理教学.从一个新的视角观察：近几年，高考物理的个别试题有一种考查大学物理思维方法的倾向，下面举例说明之.

【例1】(2015年高考广东卷第13题)甲、乙两人同时同地出发骑自行车做直线运动，前1h内的位移-时间图像如图1所示.下列表述正确的是

A．0.2～0.5h内，甲的加速度比乙的大

B．0.2～0.5h内，甲的速度比乙的大

C．0.6～0.8h内，甲的位移比乙的小

D．0.8h内，甲、乙骑行的路程相等

图1

解析：该题图像为位移-时间图像，图像斜率大小代表速度大小，下面分析各段甲、乙的运动情况.0～0.2h内均做匀速直线运动，速度相等，加速度均为零;在0.2～0.5h内做匀速直线运动，甲的速度大于乙的速度，加速度均为零,选项A错误，选项B正确；在0.5～0.6h内均静止;在0.6～0.8h内均做匀速直线运动，但甲的速度大于乙的速度，加速度均为零，甲的位移是-5km，大小是5km,乙的位移是-3km，大小为3km，选项C错误；整个0.8h内，甲的路程是15km,乙的路程是11km, 选项D错误.其中A选项，是比较甲和乙的加速度，只要将甲和乙在0.2～0.5h内的直线方程求一阶导数，就得到甲和乙的速度是两个不同的定值，求二阶导数，就得到加速度都是零，可见，甲和乙的加速度是一样的.

【例2】(2015年高考广东卷第14题)如图2所示，帆板在海面上以速度v朝正西方向运动，帆船以速度v朝正北方向航行，以帆板为参照物

A．帆船朝正东方向航行，速度大小为v

B．帆船朝正西方向航行，速度大小为v

解析：此题考查相对速度以及不同参考系中速度转换.以帆板为参照物，求此参考系中帆船的速度，就是求解帆船相对帆板的速度，由图3所示，可得

v船对板= v船对地+ v地对板= v船对地+(-v板对地)

图2

图3

【例3】(2015年高考新课标Ⅱ卷第21题)如图4所示，滑块a和b的质量均为m，a套在固定直杆上，与光滑水平地面相距h，b放在地面上，a，b通过铰链用刚性轻杆连接.不计摩擦，a，b 可视为质点，重力加速度大小为g.则

A.a落地前，轻杆对b一直做正功

C.a下落过程中，其加速度大小始终不大于g

D.a落地前，当a的机械能最小时，b对地面的压力大小为mg

图4

图5

【例5】(2015年高考江苏卷第8题)两个相同的负电荷和一个正电荷附近的电场线分布如图6所示，c是两负电荷连线的中点，d点在正电荷的正上方，c，d到正电荷的距离相等，则

A．a点的电场强度比b点的大

B．a点的电势比b点的高

C．c点的电场强度比d点的大

D．c点的电势比d点的低

图6

解析：由图知，a点处的电场线比b点处的电场线密集，c点处的电场线比d点处的电场线密集，所以选项A，C正确；过a点画等势线，与b点所在电场线的交点在b点沿电场线的方向上，所以b点的电势高于a点的电势，故B错误；同理可得d点的电势高于c点的电势，故D正确.这个题目中，比较c点和d点的电势高低，也可以根据电势的叠加原理来判断，正电荷跟c点和d点的距离相等，产生的电势相等，两个负电荷与c点的距离比d点近，在c点产生的电势也比较低，所以，根据叠加原理，可知c点的电势比d点的低.电场的叠加原理是大学《电磁学》要求的知识点.

【例6】(2014年高考江苏物理卷第4题)如图7所示，一圆环上均匀分布着正电荷，x轴垂直于环面且过圆心O. 下列关于x轴上的电场强度和电势的说法中正确的是

A．O点的电场强度为零，电势最低

B．O点的电场强度为零，电势最高

C．从O点沿x轴正方向，电场强度减小，电势升高

D．从O点沿x轴正方向，电场强度增大，电势降低

图7

解析：O点合场强为零，在O点右侧每一点合场强方向向右，在O点左侧每一点合场强方向向左，沿电场方向电势降低，所以O点电势最高，选项B正确,A,C,D错误.圆环上均匀分布着正电荷，其中心轴上电场强度的计算，采用微元法，是大学《电磁学》教材上的例题.

【例7】( 2013年高考新课标Ⅰ卷第15题)如图8，一半径为R的圆盘上均匀分布着电荷量为Q的电荷，在垂直于圆盘且过圆心c的轴线上有a，b，d3个点，a和b,b和c,c和d间的距离均为R，在a点处有一电荷量为q(q>0)的固定点电荷.已知b点处的场强为零，则d点处场强的大小为(k为静电力常量)

图8

图9

图10

图11

解析：无穷大带电平板其周围电场可以等效为匀强电场，切除的圆板如果r趋于零，则场强应为恒定值，比较各选项可得A项正确.该题目的解法涉及电场的叠加原理，这是大学《电磁学》要求的知识点.

【例10】(2010年高考福建理综卷第18题)物理学中有些问题的结论不一定必须通过计算才能验证，有时只需通过一定的分析就可以判断结论是否正确.如图12所示为两个彼此平行且共轴的半径分别为R1和R2的圆环，两圆环上的电荷量均为q(q>0)，而且电荷均匀分布.两圆环的圆心O1和O2相距为2a，连线的中点为O，轴线上的A点在O点右侧与O点相距为r(r

图12

解析：本题考查了物理学方法的使用，利用等效法、特殊值法和微元法综合分析比较方便.当r=0时，A点位于连线的中点O处，两个带电圆环均可以等效成位于圆心处的点电荷，根据场强的叠加容易知道，此时总场强为零，将r=0代入各选项，可排除A，B选项.

当r=a时，A点位于圆心O2处，带电圆环O2由于对称性，在A点的电场为零，根据微元法可以求得此时的总场强为

将r=a代入C，D选项，可排除C选项.该题目的圆环上均匀分布着正电荷，其中心轴上电场强度的计算采用微元法，是大学《电磁学》教材上的例题.

小结：这就是近几年高考新出现的一类题目，要求考生注意领会大学物理的相关物理思想方法.毫无疑问，这些试题都凸显了探究理念，旨在强化对三维目标中“过程与方法”的考查.这些试题蕴含的物理思想有模型思想、对称思想、等效思想、微元思想和转化思想.物理学思想方法是解决问题的武器，教学中要敢于创设新情境.物理思想是物理方法的灵魂，是物理问题品质的反映，是解决物理问题的思想支柱.物理问题是物理思想的载体，是践行物理思想的基地.只有深刻挖掘物理问题所蕴含的物理思想， 才能在物理思想的引领下探寻问题的解决途径.

大学物理与高中物理相比涵盖内容广泛、研究问题广博、研究方法多样、物理思想深刻，它不仅包括力、热、电、光、原等普通物理部分，还涉及到相对论和量子力学等一些新兴科学内容，与高中物理相比研究的是更深层次、更一般的规律.在高中阶段学生已经接触到了部分物理模型，能把实际问题抽象成物理模型.在大学物理中，物理模型更加抽象，要求的不只是把实际的物体抽象成物理模型，更重要的是能根据不同的物理模型去研究物体的共性.可以说，对同一问题的研究，大学物理更上升到一般性，而高中物理只涉及基础和特例.物理方法是物理思想的体现，物理学上研究问题的方法很多，比如有实验法、假设法、类比法、分析法、归纳法、总结法、图表法、图像法、控制变量、理想模型法等等.从研究问题方法上来看，高中物理和大学物理都普遍采用这些方法.所不同的是大学物理对这些方法的研究更深入，应用更广泛，更有助于思维的拓展和创新能力的培养.例如：对于理想模型法的研究，高中物理电磁学中为了研究问题方便引入了点电荷模型，然后从库仑定律出发，研究点电荷周围场的分布和初步分析多个孤立点电荷场的叠加问题，而大学物理对这个问题的研究是在高中物理基础上，深入研究多个孤立点电荷场的叠加问题.

大学物理思想方法对中学物理教师的教学具有指导意义：有利于教师物理知识体系的深化；有助于提高物理教师的专业知识和科学素养；有利于教师物理思维的扩展；有利于教师物理科学素养的提升；大学物理研究问题的广度和深度及其研究方法更有助于教师的发散性思维、抽象思维和逻辑思维的扩展.作为高中教师，具备一定的大学物理知识，能从研究方法上指导高中物理教学.高中物理教育教学应该随着科技和知识创新的发展不断发展，教学内容由传统的静态转化为与时俱进的动态开放发展.教师要根据教学大纲不断更新教学内容，渗透大学物理思想，对高中物理进行整合和有益的补充，积极引导学生关注教学前沿，大胆探索未知世界.

2015-07-12)