巧拆高考题慧编“原创”题<br/>——以2016年高考新课标卷Ⅱ必做计算题的改编为例

巧拆高考题慧编“原创”题
——以2016年高考新课标卷Ⅱ必做计算题的改编为例

2017-06-27王东本

物理教师 2017年6期

关键词：金属杆原创重力

王东本

(新疆克州二中,新疆克州 845350)

巧拆高考题慧编“原创”题
——以2016年高考新课标卷Ⅱ必做计算题的改编为例

王东本

(新疆克州二中,新疆克州 845350)

高考真题是高三准备参加高考考生复习的稀罕资源,如果巧加利用它也是非毕业年级学生学习的宝贵资料库.如果把高考题目原封不动拿来就用,可能涉及的知识点学生还未学完,也可能题目的难度太大不适合高一或高二学生使用,为了解决这一问题,一线的教师可以根据自己学生的实际需要对高考题目进行拆分、重组、删减等加以改编,变成学生平时学习或测试中一道亮丽的风景线.

高考;改编;原创

高考年年有,考题年年变,每一年的高考考试题目都会给考生和教师耳目一新的感觉.细心分析这些考试题目,大多数的考试题目就是我们在高中各年级或者不同学期学习的知识的再组合,理所当然教师们也可以把高考考试题目拆变成不同年级不同时期的训练题目,并告知学生这些题目是你从高考考题中抽离出来改编的试题,让学生提前领会到高考考的就是大家平时知识积累.本文借助2016年高考新课标卷Ⅱ必做计算题部分进行改编,以期抛砖引玉和同行一起探索命题的方向与方法.

1 拆分运动过程,“原创”新题

单元测试题、月考训练题、期中期末测试题等虽然无需达到高考难度,但这些测试题目的出现既要考查学优生的解题能力,又要调动学困生的解题积极性,还要激发中等生更上一层楼的激情,[1]那么教师就可以从高考题目中入手,将多过程的试题减少一部分过程,将其精简压缩,既保证了它高考的原滋味,又具有很好的适应度,满足非毕业年级学生训练的需要.

图1

例1.(2016年高考新课标卷Ⅱ第24题)如图1,水平面(纸面)内间距为l的平行金属导轨间接一电阻,质量为m、长度为l的金属杆置于导轨上.t=0时,金属杆在水平向右、大小为F的恒定拉力作用下由静止开始运动,t0时刻,金属杆进入磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域,且在磁场中恰好能保持匀速运动.杆与导轨的电阻均忽略不计,两者始终保持垂直且接触良好,两者之间的动摩擦因数为μ.重力加速度大小为g.求:

(1) 金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小;

(2) 电阻的阻值.

借用这道考题提供的新颖情境,将试题拆分成3道试题,以适用于3个不同时期不同难易度的训练需要.

图2

改编题1.如图2,水平面(纸面)内间距为l的平行金属导轨上质量为m、长度为l的金属杆置于U形导轨上.t=0时,金属杆在水平向右、大小为F的恒定拉力作用下由静止开始运动,杆与导轨两者之间的动摩擦因数为μ.(重力加速度大小为g)求:

(1) 杆运动过程中的受力情况;

(2) 杆运动过程中的加速度;

(3)t0时刻杆运动的速度.

解析: (1) 金属杆受到竖直向下的重力,竖直向上的支持力,此二力平衡;水平向右的恒定拉力,水平向左的滑动摩檫力，此二力提供加速度.

(2) 设金属杆加速度大小为a,由牛顿第二定律得

ma=F-μmg.

(1)

(3) 设金属杆在t0时刻运动的速度为v,由运动学公式有

v=at0.

(2)

联立(1)、(2)式解得

图3

点评：此题适用于学习完必修1后的综合训练,考查了运动学公式,重力、弹力、滑动摩檫力等的受力分析,也对牛顿第二定律的应用进行了考查,是一个考查学生基本学习情况完成度的好题,本题兼顾知识巩固与能力提升.

解析：当金属杆以速度v在磁场中运动时,由法拉第电磁感应定律,得杆中的电动势为

E=Blv.

代入v可得

由右手定则可知产生的感应电流方向从B到A,即B点电势比A点电势低.

图4

(1) 杆运动过程中的受力情况;

(2) 金属杆所受的安培力;

(3) 电阻的阻值.

解析： (1) 杆运动过程中的受力情况是: 金属杆受到竖直向下的重力,竖直向上的支持力,此二力平衡;水平向右的恒定拉力,水平向左的滑动摩檫力,水平向左的安培力,根据匀速直线运动的特点，此三力合力为0.

(2) 因金属杆做匀速运动,由牛顿运动定律得

F-μmg-F安=0.

即

F安=F-μmg.

(1)

(3) 设金属杆在磁场区域中匀速运动时,金属杆的电流为I,根据欧姆定律和法拉第电磁感应定律得

(2)

式中R为电阻的阻值.由右手定则知道金属杆所受的安培力为

F安=BIl.

(3)

联立(1)～(3)式解得

点评：此题是学习完物理课本选修3-1、3-2后的小综合题,知识点覆盖高一学习的受力分析与牛顿运动定律的应用,恒定电流中闭合电路欧姆定律,通电导体在磁场中受到的力,法拉第电磁感应定律,包含了高中物理力学、电磁学一半左右的知识点,和高考原题相比难易程度差不多,是一个高二学期期末测试或高三第一轮复习训练的妙题,基础性强,过程分析紧凑,对于初步建立物理综合知识体系的高二学生,训练运动过程相对较少的题目有助于学生成就感的建立,对于后期高三物理综合知识网的建立做好了铺垫,也起到了良好的引导作用.

2 重组更换模型,删减提问,“另构”新题

高考压轴题计算量大,过程复杂,旨在挑选国家栋梁之才,是让大多数考生望而却步的题目,如果放在平时的非毕业年级测试中可能会挫伤学生学习的积极性,教师可以借此物理情境将其他的物理模型“移花接木”,减少原题的设问,降低试题的难度,以此起到查漏补缺的作用,也起到了高考模拟的作用.

图5

例2.(2016年高考新课标卷Ⅱ第25题)轻质弹簧原长为2l,将弹簧竖直放置在地面上,在其顶端将一质量为5m的物体由静止释放,当弹簧被压缩到最短时,弹簧长度为l.现将该弹簧水平放置,一端固定在A点,另一端与物块P接触但不连接.AB是长度为5l的水平轨道,B端与半径为l的光滑半圆轨道BCD相切,半圆的直径BD竖直,如图5所示.物块P与AB间的动摩擦因数μ=0.5.用外力推动物块P,将弹簧压缩至长度l,然后放开,P开始沿轨道运动,重力加速度大小为g.[2]

(1) 若P的质量为m,求P到达B点时速度的大小,以及它离开圆轨道后落回到AB上的位置与B点间的距离;

(2) 若P能滑上圆轨道,且仍能沿圆轨道滑下,求P的质量的取值范围.

将试题中的弹簧模型换为斜面模型将问题(2)直接删掉,降低难度,旨在得到一个刚学完必修2的高一学生的训练题.

图6

改编题4.AB是长度为4l的水平轨道,A端与光滑斜面AE圆滑相连,B端与半径为l的光滑半圆轨道BCD相切,半圆的直径BD竖直,如图6所示.光滑斜面上一质量为m的物体P由离水平轨道高为5l处静止释放,P与AB间的动摩擦因数μ=0.5,重力加速度大小为g.求P到达B点时速度的大小,以及它离开圆轨道后落回到AB上的位置与B点间的距离.

解析：物体P由静止释放到到达B点时的速度大小为vB,有能量守恒定律得