浅谈物理高考冲刺复习阶段解题能力的培养

摘 要：在物理高考冲刺复习阶段中，要特别注重物理过程的展示、重视物理模型的识别、强化解题策略的训练，努力实现知识与能力的飞跃，提升“抓纲举目”的能力，力求在高考中有最佳的发挥.

关键词：过程；模型；技巧

作者简介：王超良（1959-），男，浙江东阳人，大学本科，中学高级教师，义乌市物理学科带头人，研究方向：高考复习与命题研究、创新教学研究、课堂教学模式的构建、教学方式的选择和校本教材开发等.

在物理高考冲刺复习阶段中，要特别注重物理过程的展示、重视物理模型的识别、强化解题策略的训练，努力实现知识与能力的飞跃，提升“抓纲举目”的能力，力求在高考中有最佳的发挥.为此，要特别注意以下几类题的训练.

一、强调物理过程的题

在处理这类问题时，要紧紧抓住运动与力的关系，展示物理情景，弄清楚研究对象在各阶段的运动特点和相互间的关系，并选择相应的物理规律与解题方法，形成清晰的解题思路和方案.

例1 如图1所示，粗糙的水平面上放置一矩形线框abcd，ab边的边长l1=1m，bc边的边长l2=06m，线框的质量m=1kg，电阻R=01Ω，线框与水平面间的动摩擦因数μ=05.线框受到水平向右的恒力F=10N的作用，从静止开始运动.已知水平面上ef线（ef∥gh）的右方有垂直水平面向上的均匀磁场，磁感应强度B随时间t的变化情况如图2中的B-t图象所示.从线框开始运动的时刻作为计时起点，线框进入磁场最初一段时间是匀速的，后面的运动情况未知，ef线与gh线的距离s=51m.g取10m/s2，求：

（1）线框进入磁场时匀速运动的速度v；

（2）线框由静止开始至ab边接触gh线所用的时间t；

（3）线框由静止开始至ab边接触gh线的过程中产生的焦耳热.

分析 此题涉及匀变速直线运动规律、牛顿运动定律、法拉第电磁感应定律、闭合电路的欧姆定律、安培力、功能关系和焦耳定律等内容.在求解本题时，解题者需认真审题，把握问题发生、发展和变化的态势，弄清线框运动的各个阶段的特点和所遵循的物理规律及相关物理量间关系的基础上，才能得以问题的解决.需要解题者具有有序提取和调动所学知识进行分析判断的能力，也需要有较强的分析综合能力.

解析 （1）线框进入磁场前，由牛顿第二定律得：

F-μmg=ma

解得a=5m/s2

因为线框进入磁场的最初一段时间做匀速运动，故ab边进磁场时磁感应强度不变，线框受力平衡，F=μmg+F安.

ab边进入磁场切割磁感线，产生的电动势E=Bl1v

产生的感应电流I=ER=Bl1vR

受到的安培力F安=BIl1

代入数据，解得v=2m/s

（2）线框进入磁场前，作匀加速运动的时间t1=va，解得t1=04s

线框进入磁场的过程中，做匀速运动的时间t2=l2v，解得t2=03s

当线框完全进入磁场后，ab、cd两边先不受安培力作用，后所受安培力等大反向，故线框在这个阶段中的加速度大小仍为a=5m/s2.

由运动学公式得：s-l2=vt3+12at23

代入数据，解得t3=1s

因此，ab边由静止开始运动到gh线所用的时间为：t=t1+t2+t3=17s

（3）线框的ab边进入磁场前无焦耳热产生；

线框进入磁场的过程中，产生的焦耳热为Q1=F安l2=（F-μmg）l2=3J

线框完全进入磁场至ab边接触gh线的过程中：

线框中产生的感应电动势为：E=ΔBΔtl1l2，解得E=025V

线框中产生的焦耳热为Q2=E2Rt′，t′=t-09=08s，解得Q2=0 5J

线框由静止开始至ab边接触gh线的整个过程中产生的焦耳热为：

Q=Q1+Q2=3 5J

二、重视物理模型类题

对于物理模型类题，如平衡问题、追及问题、带电粒子在电场的加速与偏转、带电粒子在匀场磁场中的运动等问题，只需将物理过程与原始模型联系起来，就容易解决.

例2 如图3所示，直角坐标系xoy位于竖直平面内，在-3m≤x≤0的区域内有磁感应强度大小为B=40×10-4T、方向垂直纸面向里的匀强磁场，其左边界与x轴交于P点；在x>0的区域内有电场强度大小E=40N/C、方向沿y轴正方向、宽度为d=20m的匀强电场.一质量m=64×10-27kg、电荷量q=-32×10-19C的带电粒子从P点以速度v=40×104m/s，沿与x轴正方向成α=60°角射入磁场，经电场偏转最终通过x轴上的Q点（图中未画出），不计粒子重力.求：

（1）带电粒子在磁场中运动的时间；

（2）当电场左边界与y轴重合时Q点的横坐标；

（3）若只改变上述电场强度的大小，要求带电粒子仍能通过Q点，讨论此电场左边界的横坐标x′与电场强度的大小E′的函数关系.

分析 此题涉及匀速圆周运动、抛体运动、带电粒子在匀强电场中的运动、带电粒子在匀强磁场中的运动等内容.要求解题者有整体考虑问题的意识，在审题后，首先应该利用物理迁移的方法在头脑中形成一幅清晰的物理图景：带电粒子从P点进行匀强磁场后，先在磁场内作匀速圆周运动，再在电场中作类平抛运动，在离开电场后作匀速直线运动.对于第（3）小题，还应能够根据题中提供的数据，考虑到有几种可能性，并善于利用绘图的形式根據物理问题发生、发展和变化的序列把带电粒子依次匀速圆周运动、类平抛运动和匀速直线运动过程进行呈现，为顺利解题奠定基础.

解析 （1）带电粒子在磁场中做匀速圆周运动

qBv=mv2r

得r=2m

由几何关系可知，粒子运动轨迹所对应的圆心角为60°，且过y轴时的速度刚好平行于x轴.

带电粒子在磁场中运动的时间t=16T=16×2πrv，得t≈523×10-5s

（2）y0=r-rcosα，得y0=1m

a=qEm，Δy=12a（dv）2，得△y=025m

故粒子先做类平抛运动，再做斜向下匀速直线运动到Q点.

设粒子离开电场时速度方向与x轴正向的夹角为θ，则

vy=a·dv，tanθ=vyv，得tanθ=025

再由粒子在电场中作类平抛运动时，其离开电场的速度方向的延长线通过其水平位移的中点，则有

tanθ=y0x-d2

得x=5m

（3）设电场左边界的横坐标为x′，则

①当0≤x′≤3m时，粒子先水平匀速后类平抛再斜向下匀速运动到Q点，则

tanθ′=qE′m·dvv=qE′dmv2

又tanθ′=y0x-x′-d2，得E′=164-x′

②当3m≤x′≤5m时，粒子先水平匀速再类平抛过Q点，则

y0=12qE′m（5-x′v）2，得E′=64（5-x′）2

三、强化技巧性较高的题

如临界问题、多体多过程问题，就是此类技巧性较高的题.遇到这类物理问题时，就要注意隐含条件的挖掘、“关键点”的突破、过程之间“衔接点”的确定、关键字词句的理解、物理情境的展示、物理过程的分析等等，需要在不断尝试与积累的过程中，逐步掌握解题技巧.

例3 如图4所示，现有范围足够大的平行电子束以速度v0从无限远处垂直射向虚线MN，虚线右侧加有一垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B.半径为R的接地金属圆筒固定在圆心O到MN的距离为2R处，圆筒轴线垂直纸面.已知电子的质量为m，电量为e，忽略电子的重力和它们间的相互作用.

（1）求初速度v0满足什么条件时，电子将不可能打到圆筒上？

（2）若电子的初速度v0=3eBRm，求边界MN上哪些范围内的电子能够打到圆筒上？

（3）在第（2）問中，若圆筒上有部分表面有来自虚线的两个不同位置的电子能打到其上面，求这样的两个电子在磁场中运动的时间差△t的最大值.

分析 对于多体、多过程问题和临界问题，展示清楚物理过程是关键，而临界点的挖掘是重中之重.利用画图的方式对物理过程的细节进行展示是有效的解题手段，这也应该成为解题者应该具有的一种习惯性思维方式或解题行为.

解析 （1）由eBv0=mv20r知，当电子进入磁场后，若半径小于R时将不会有电子打到圆筒上，可得：

v0

（2）当电子速度v0=3eBRm时，设电子在磁场中作圆周运动的半径为r′，则：

r′=mv0eB=3R

电子能够打到圆筒的范围为P1P2，如图5所示.由图中的几何关系可得：

PP1=（4R）2-（2R）2+r′=（3+23）R

同理：PP2=（23-3）R

故P1P2=43R

（3）由如图5所示的几何关系可得：

T=2πr′v0，t1=56π2πT=512T，t2=arcsin132πT

得Δt=t1-t2=meB（56π-arcsin13）

另外， 在物理高考冲刺复习阶段中，还要充分注重答题规范训练.在解题时，力求规范、表述合理，养成分步列式的习惯，可参考高考试卷的标准答案；对有多种解法的问题，建议采用常规方法求解.

参考文献：

[1]查有梁教育建模[M].广西：广西教育出版社，2001.

[2]梁书林物理学习论[M].广西 ：广西教育出版社，1998，5.

[3]王超良对构建物理课堂教学结构新模式的探索[J].教育探索，2003（1）：61-63.