注重物理过程 培养学科素养*——2018年高考全国Ⅱ卷理综·物理选择题选析

尹明德

(秦安县一中 甘肃 天水 741600)

2018年高考已经落幕，仔细琢磨Ⅱ卷物理选择题，其重点考查6个方面：规律运用和逻辑判断、生活事例及物理解释、新背景蕴含的基础知识、物理过程和数形比较、综合分析及数学运算能力.试题有利于以物理观念、物理思维、科学探究、科学态度为核心素养的课程改革，有利于物理教师顺学科特点之势而为.现把几个题的解析过程及折射出的问题撰写成文，旨在启迪物理教与学.

1 规律先行 逻辑随后

物理定律、定理、定则是物理概念联系的桥梁，是物理现象的本质反映，是物理教学的核心内容，是培养学生用物理观念去分析解决问题的依托，高考题能直接或间接考查它，必在情理之中.

【例1】(2018年高考全国Ⅱ卷理综第14题)如图1所示，某同学用绳子拉动木箱，使它从静止开始沿粗糙水平路面运动至具有某一速度.木箱获得的动能一定( )

A.小于拉力所做的功

B.等于拉力所做的功

C.等于克服摩擦力所做的功

D.大于克服摩擦力所做的功

图1 例1题图

解析：分析受力、画出受力图和过程图如图2所示，观察选项并结合题干“动能”一词，易想到用“动能定理”来列式.因拉力F做正功、动摩擦力f做负功(物体克服动摩擦力做功)、重力G和支持力N不做功，即WF-Wf=Ek-0，易知Ek

图2 例1题受力分析图

因N+Fsinθ=mg，显然当Fsinθ=mg时，N=0，Wf=μNx=0；这时选项B,D也正确.可见，Ek和WF的大小关系存在Ek>WF,Ek

2 生活事例 物理解释

物理现象存在于我们的身边，用物理知识去分析生活现象，不仅可以培养学生的学科兴趣，还可以培养学生从生活中提取物理问题的能力，使学生在质疑中活学活用物理知识.

【例2】(2018年高考全国Ⅱ卷理综第15题)高空坠物极易对行人造成伤害.若一个50 g的鸡蛋从一居民楼的25层坠下，与地面的碰撞时间约为2 ms，则该鸡蛋对地面产生的冲击力约为( )

A.10 N B.102N

C.103N D.104N

解析：本题以新闻报道中的现实安全问题为题材，要求以鸡蛋为研究对象，首先要会抽象物理模型：

(1)把鸡蛋视为质点(其最大线度远小于下落距离)，忽略空气阻力;

(3)与地面碰撞的2 ms内，速度由v减小为零(破碎).

其次要有一定的生活常识：

(1)鸡蛋从手里掉到地上都会破碎，何况高空！

(2)居民楼每层楼高(2.60～3.40 m),考虑估算方便取3.20 m;

(3)第1层楼高度是指“1楼地平～2楼地平”间的距离，则25层楼的总高度为h=25×3.20 m=80.00 m;

(4)取重力加速度为g=10 m/s2，求出v=40 m/s;

(5)鸡蛋与地面作用过程中,受重力mg，地面的弹力N，因涉及力、时间及运动状态改变，故选用“动量定理”来解题，取向下方向为正方向，由

(mg-N)Δt=0-mv

得

0.5+103≈103N

选项C正确.

可见鸡蛋与地面作用过程中，竟然产生100 kg的力！自身重力可忽略不计.请思考：如果鸡蛋与地面的作用时间为0.2 s呢?

3 背景新颖 旨在基础

随着现代科学技术的进步和我国科学家的发奋图强，使“千里眼、顺风耳”的幻想成为现实，物理教学中适时插入我国现代科学成就和科学家的故事，对培养学生的科学态度、科学精神和民族自豪感大有裨益.

【例3】(2018年高考全国Ⅱ卷理综第16题)2018年2月，我国500 m口径射电望远镜(天眼)发现毫秒脉冲星“J0318+0253”，其自转周期T=5.19 ms.假设星体为质量均匀分布的球体，已知万有引力常量为6.67×10-11N·m2/kg2.以周期T稳定自转的星体的密度最小值约为( )

A.5×109kg/m3B.5×1012kg/m3

C.5×1015kg/m3D.5×1018kg/m3

得

代入密度公式有

选项C正确.

4 注重过程 数形比较

物理过程是物理问题按照分析需要的简化过程，常要随着“时空的先后顺序”在思维上进行抽象、分析和综合，在数和形上进行综合比较，这对培养学生严谨、仔细、认真、钻研的科学态度和学科内综合素养是必不可少的.

图3 例4题图

解析：在图3中，把线框标记为abcd，取图4中a0b0c0d0为t=0位置，则向左匀速运动至a1b1c1d1位置的时刻为

图4 金属框匀速运动位置示意图

图5 运动过程中线框产生的感应电动势

5 物理分析 代数运算

用物理概念、物理规律、物理方法审视物理问题后，常要把物理问题化简为数学问题，用解方程组、二次函数、不等式、数列、导数等数学方法使问题迎刃而解.

图6 例5题图

解析：由直线电流的右手安培定则知，L1在a，b两点产生“×”的B1；L2在a点产生“×”的B2，在b点产生“·”的B2；设垂直纸面向外的“·”为正，根据同一直线的矢量运算法则

对a点有

对b点有

联立解方程组得

可见，选项A,C正确.

6 推导论证 融会贯通

在学习物理时，首先要明白概念本身的意义，其次要弄清概念之间的联系规律，这种规律要么根据实验来探究，要么根据理论推导来寻求.只知道利用现成结论，或代入某个公式的“死学”，或所有类型试题都要讲到的“死教”，则创新能力将成为空谈.

【例6】(2018年高考全国Ⅱ卷理综第21题)如图7所示，同一平面内的a,b,c,d4点处于匀强电场中，电场方向与此平面平行，M为a,c连线的中点，N为b,d连线的中点.一电荷量为q(q>0)的粒子从a点移动到b点，其电势能减小W1；若该粒子从c点移动到d点，其电势能减小W2.下列说法正确的是( )

A.此匀强电场的场强方向一定与a,b两点连线平行

D.若W1=W2，则a,M两点之间的电势差一定等于b,N两点之间的电势差

图7 例6题图

解析：如图8所示，在匀强电场中，a,b,c,d4点构成矩形，若l1是长度，l2是宽度，则电势差Uad=Ubc=El1cosθ,Uab=Udc=El2sinθ，即平行等长处电势差才相等；

若e点是ad边的中点，则Uae=Ued或φa-φe=φe-φd

图8 例6题分析图

电场线与等势线垂直，且指向电势降落的方向；由Wab=qUab知正电荷从高电势运动至低电势，电场力做正功，电势能减小.根据这些基础知识，显然有a点电势高于b点，c点电势高于d点，满足

即M点电势一定高于N点电势.

本题选项A因无法确定等势线而不能确定场强方向，选项C也因无法确定c,d两点沿场强方向的距离而不能确定.对选项B由

WMN=q(φM-φN)=

知是正确的.对选项D，若W1=W2，则

φa-φb=φc-φd

移项得

φa-φc=φb-φd

即

Uac=Ubd

因

故

UaM=UbN

选项D正确.

综合上述试题的特征分析及求解可见，在物理课堂教学中，不仅要重视物理概念和规律的建立过程，还要重视用物理观念去抽象或解释生产、生活和科技中的物理问题.“习题”教学绝非为了培养解题高手，而是服务于理解核心知识,掌握解决问题的思维方式和方法.做实验(或作实验题)是为了让学生正确使用器材、弄清实验原理、培养动手、质疑、分析和探究能力.

面对选拔性高考，要摒弃“题海”演练，要尊重学科特点和学生的心理认知规律，要让物理课堂放出重基础、重过程、重实验、重思维、重弄通、重反思的光芒，要让“典型例题”“生活中的物理”“高科技中的物理”产生培养学科探究能力的效益.