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关于选择题专项教学的几点思考

2021-10-15潘华君

物理教师 2021年9期
关键词:电势小球选择题

潘华君

(江苏省宜兴第一中学,江苏 宜兴 214200)

1 八省联考江苏卷选择题分析

研读江苏模拟试题的选择题,发现:(1)问题任务设置——1-6题均只设置一个任务,7-11题均设置了4个任务;2016年—2020年江苏高考卷在单选题部分,每题只设置一个任务的题量为21(总量为25).(2)试题表述简洁,总体阅读量不大.(3)运算角度——选择题部分,不涉及复杂的运算;注重模型构建、定性分析和逻辑推理,即更注重考查学生的物理学科关键能力.(4)情境设置——选择题的情境创设,大部分都能在教材中找到痕迹,或是教材情境的再现、或是教材情境的延伸或组合,贴合教材但又不拘泥教材.(5)图形——共涉及11个图,7个情境示意图,4个物理图像(波形图,振动图,p- V图,v- t图).对比发现,上述几点很好地延续了往年江苏卷的选择题部分的传统风格.

2 选择题专项教学策略研究

2.1 为何要进行选择题专项教学

选择题专项教学的提出是基于两个方面的考量:“分值与题量”与“时间分配”.一方面,从“分值与题量”看,2020年高考江苏物理卷选择题题量为“5单4多”,分值共31分,占整卷总分值的25.8%;8省模拟江苏卷的选择题共11个单选题,分值共44分,占整卷总分值的44%.题量增加2题,占分比重增加了18.2%.这部分试题,将成为优秀选手获取高分的基石,同时也是物理相对薄弱学生的主要拿分点之一.另一方面,由于时间调整为75 min,部分学生在考试节奏和时间分配上如果过于“前重后轻”,必然导致他们没有充足的时间去思考最后两题.这两个方面看似矛盾,实则需要在高三教学中寻找两个方面的平衡点.再者,选择题作为学生临场应答面对的第一类题,解答的自我感觉会对考生的考试情绪产生较大影响.因此,在二轮复习阶段,开展选择题专项教学就成为了一种重要选择,一方面,可以提高学生解答选择题的速度,另一方面也可以提高答题的正确率.

2.2 如何进行选择题专项教学

(1)3个研读.

① 组内分工,逐条、逐句、逐字研读《课程标准》和《江苏省普通高中2018级学生物理学科课程内容调整说明》(以下简称“说明”),寻找教学中有所轻视的知识点并加以强化;② 研读教材,关注教材图片、涉及的思想方法、物理学史等;③ 研读近几年的江苏高考真题.由于受限于考试时间和题量,任何一份试卷都不可能面面俱到,同时也要关注到“教学中形成的热点和冷点”与考试卷上的考查点并不完全匹配.因此,只有做好以上3个研读,才可以“全”来应对“不全”,减少偶然性.

(2)关注新增实验和非力电实验.

在《说明》中,共有20个学生实验,与以往相比,部分实验是新增实验.在近期考试中,8省联考江苏卷的第6题以“油膜法估测分子大小”的实验为背景考查了分子直径的估算,苏锡常镇一模卷的第6题考查了“探究变压器原、副线圈两端的电压与匝数关系”具体操作,南通一模卷第4题考查了“用双缝干涉实验测量光的波长”实验中“分划板的中心刻线与亮条纹未对齐”的调整.在选择题部分出现与实验相关内容,既是对实验题的补充,也体现了命题者对实验的重视,努力区分“真做实验”和“讲实验”,引导中学进一步重视实验教学意图十分明显.

(3)拓展思维,防止固化.

在选编选择题专项练习时,建议选择适量的非常规模型题,通过这类问题的训练,帮助学生深化对常规模型的理解;理清每个模型的适用情景及边界条件;提升应对非常规问题的能力.如,八省联考湖南卷中“有4个电源甲,乙、丙、丁,其路端电压U与电流I的关系图像(电动势均为12 V,内阻分别为2Ω、4Ω、6Ω、8Ω),将一个6Ω的定值电阻分别与每个电源的两极相接,使定值电阻消耗功率最大的电源是哪个”,部分学生拿到这个题后,第一感觉就是套用“确定电源的输出功率与外电阻关系”模型,选择了电源内阻也等于6Ω的电源,而没有去进一步思考试题的要求是研究一个定值电阻的功率问题.

研读近几年江苏高考和省内各地模拟卷,现在的“新情境”题,更多的是融信息、模型等于情境中,需要学生通过仔细阅读,提炼有用信息,构建恰当模型.对于这类问题,在教学中首先要引导学生树立信心,不要害怕;其次引导学生仔细阅读文本,学会提炼问题关键点;最后,与熟悉模型对比,分析异同,建立恰当模型.

例1.电子光学中,一种静电透镜的简化模型如图1所示.以O为球心的球形边界外部各处的电势均为φ1,内部各处的电势均为φ2,φ1>φ2.一束离轴很近且关于轴对称的电子束以速度v1沿平行于轴的方向运动,在越过球形边界“壳层”的过程中,电子运动速度将发生变化.不计电子之间的相互作用力,则下列说法正确的是

图1

(A)电子束按图甲“会聚”,在球内的速度v2>v1.

(B)电子束按图甲“会聚”,在球内的速度v2<v1.

(C)电子束按图乙“发散”,在球内的速度v2>v1.

(D)电子束按图乙“发散”,在球内的速度v2<v1.

解析:这是2021年苏锡常镇一模物理卷的最后一道选择题,试题以电子光学中的静电透镜为背景,考查了带电粒子的运动问题.处理这题时:① 提炼要点——场的特点(外部电场电势均为φ1,内部电势均为φ2,φ1>φ2,球壳处有如乙图所示的场强)和速率变化问题② 模型构建—类比—带电粒子在电场中的轨迹问题.试题较好的考查了学生的信息提取能力,分析能力和模型构建能力.

2.3 选择题常用解答方法梳理

2.3.1 数形结合思想

例2.(2020年江苏卷第4题)如图2所示,一小物块由静止开始沿斜面向下滑动,最后停在水平地面上.斜面和地面平滑连接,且物块与斜面、物块与地面间的动摩擦因数均为常数.该过程中,物块的动能与水平位移x关系的图像是

图2

图3

方法探讨:“数形结合”即从数学表达式的角度去理解形状特征.通常是从某个物理原理出发,尝试推导y轴物理量随x轴物理量的变化关系.如例2中研究动能与水平位移关系,则可以从动能定理出发,推导出Ek与x的表达式,即可选出(A)选项.当然,也可以从“斜率”出发,推导本图像“斜率”的具体表达式,依据表达式判断图像.这2种方法中,第1种方法从全局出发,可以清晰的判断动能随水平位移变化的关系;第2种方法抓局部,从斜率入手.此2种方法要求学生有较强的数学功底和物理功底.

2.3.2 比较思想

俄国教育家乌申斯基说过:比较是一切理解和思维的基础,我们正是通过比较来了解世界上的一切.[1]上述例2的解决,也可以采用分段比较的方式.如图4所示,将x轴代表的物理量——水平位移等分,则相等的水平位移必有相等的斜面位移,且物体在斜面上下滑时,受力恒定,则合力做功相等.故等x必有相等动能改变量.由此可确定选项.

图4

2.3.3 对象选择

例3.(2021年苏锡常镇一模卷第3题)如图5所示,2个相同的木模质量均为m,靠3根竖直细线连接,在水平面上按一个“互”字型静置,上方木模呈现悬浮效果,这是利用了建筑学中的“张拉整体”(Tensegrity)结构原理.图中短线a上的张力F1和水平面所受压力F2满足

图5

(A)F1>mg,F2<2mg.

(B)F1>mg,F2=2mg.

(C)F1<mg,F2<2mg.

(D)F1<mg,F2=2mg.

方法探讨:这道试题以建筑学中的“张拉整体”结构为背景,考查了在受力分析中的“整体法和隔离法”的选择.少数学生考完后反馈看不懂图,这实际上反映出了这部分学生的阅读能力和信息提取能力的不足.任何一个物理问题的分析,首先得确定研究对象——整体法和隔离法的选择.对象选择是否恰当,往往会影响运算的复杂度、解题速度和正确率.这类试题,在历年高考选择题中较为常见.在组织选择题专项教学时,有必要强化这类问题的训练,特别是新情境下“对象选择”的灵活运用.无论哪种方法均以尽可能减少非待求量的出现为原则,从而有效、快捷地解决问题.

2.3.4 对称思想

例4.(2016年江苏卷第5题)小球从一定高度处由静止下落,与地面碰撞后回到原高度再次下落,重复上述运动,取小球的落地点为原点建立坐标系,竖直向上为正方向,下列速度和位置的关系如图6,能描述该过程的是

图6

方法探讨:对称思想就是利用物理对象、现象、过程等具有对称性的特点来解答问题.如例5中,“小球与地面碰撞后回到原高度”,意味着忽略空气阻力和碰撞的能量损失,则小球在空中的运动具有对称性.由此可以排除(C)、(D)选项,然后再依据“数形结合”或“比较思想”选出合适答案.

2.3.5 图图转换

例5.将小球以大小为v0的初速度竖直上抛,受到的空气阻力大小与其速率成正比,t1时刻到达最高点.下落过程中小球一直加速,t2时刻落回抛出点.下列说法中正确的是

(A)t1时刻小球的加速度为0.

(B)小球运动过程中加速度逐渐变大.

(C)小球上升过程中与下降过程中受到的空气阻力冲量大小相等.

(D)小球上升过程中与下降过程中受到的空气阻力冲量大小不相等.

方法探讨:将给定的图像转换成运动情景图,有助于学生清晰的理清思路便于快速分析问题;将运动情景图转换成其它特定的图像,往往可以化繁为简.如,例6中的(C)、(D)选项的判断,可以采用微元法和求和法,但该种方法对数学要求较高.我们不妨作出小球的v- t图(如图7所示),图像上面积表示上升和下降的两段位移.然后通过变换纵坐标,将“v”变成“f=kv”,这样“v- t图”变成了“f- t图”,面积就变成了阻力的冲量,由此可以做出准确的判断.

图7

2.3.6 等效替代

图8

方法探讨:等效替换的目的是把陌生、复杂的问题在确保效果相同的情况下替换成熟悉、简单的情境.例6中,“xOy平面是无穷大导体的表面”是“题眼”,若规定无穷远处为零电势,则该平面电势为零.其电场特征等同于等量异种电荷的中垂线,故可用位于导体平面下方h处的镜像电荷-q代替导体平面上的感应电荷,即构建等量异种电荷模型.

2.3.7 割补思想

例7.已知均匀带电球壳内部电场强度处处为零,电势处处相等.如图9所示,正电荷均匀分布在半球面上,Ox为通过半球顶点与球心O的轴线,A、B为轴上的点,且AO=OB,则下列判断正确的是

图9

(A)A、B两点的电势相等.

(B)A、B两点的电场强度不相同.

(C)点电荷从A点移动到B点,电场力一定做正功.

(D)同一个负电荷放在B点比放在A点的电势能大.

方法探讨:“割补”,就是将一个事物(或过程)分割成若干个子部分然后再加以串接、补全后,进行研究的一种思想方法.[2]例7的解答关键是判断清楚半圆环在AB连线上的电场分布情况.将半球壳补成一个完整的球壳,依据题干“均匀带电球壳内部电场强度处处为零”,即可做出判断.

当然,解答选择的方法很多,除了以上列举出来的几种,还有:逆向思维——逆着事件发生的顺序或由果溯因的过程;极限法——将某个物理量往无穷大或无穷小推,看会有什么特征;特殊值法——某一物理量取特殊值代入各个选项去检验,该种方法最大的作用是证伪.

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