高考理綜物理綜合題的特點及對教學的啟示

艾 靜 熊建文

(華南師范大學物理與電信工程學院 廣東 廣州 510006)

1 問題的提出

高考既是選拔性考試，又對日常教學有導向作用，因此高考命題要適應課程改革發展的需要，在緊抓基礎、注重能力培養與提高的同時，提倡聯系實際．近幾年各地高考理綜物理試題題型穩定，每年又有一些經典的新題涌現，特別是綜合題新題的設計，更是得到廣泛的關注和肯定；同時這些新題的出現給學生解題帶來一定的困難．因此，把握新題命題規律，有利于教師提升自己的專業水平，改變以往套用題庫的現象，深入鉆研，提高個人命題能力；也有助于教師及時把握高考動態，指導學生積極備考；同時教師通過對新題命題的深入研究，指導學生學習相應的解題策略，提高學生解決實際問題的能力，培養、塑造學生良好的思維品質．

2 近幾年高考理綜物理綜合題新題特點分析

近幾年高考理綜物理綜合題在注重對信息的遷移能力考查的同時，對思維的靈活性和發散性上也提出了更高的要求．對新題特點進行分類，歸納其命題規律，力求做到學以致用、舉一反三、觸類旁通．

2.1 情境上靈活創新

問題情境具有來源廣、表征方式多樣化的特點．問題情境除取自以往的成題外，有的來源于教材，有的取自生活模型．表征方式呈現多樣化，一道題中可能包含文字、圖形圖像、表格等多種表征方式，主要考查學生對信息解讀和處理能力，將已有知識遷移運用到新情境中的能力．

資料中的相似題：如圖1所示，位于豎直平面內的光滑圓弧軌道，半徑為R，軌道的最低點B的切線沿水平方向，軌道上端A距水平地面高度為H．質量為m的小球(可視為質點)從軌道最上端A點由靜止釋放，沿軌道最下端B點水平飛出，最后落在水平地面上的C點處，若空氣阻力可忽略不計，重力加速度為g，求：

(1)小球運動到B點時，軌道對它的支持力多大；

(2)小球落地點C與B點的水平距離x為多大？

圖1

高考中的新題：(2010年高考江蘇卷第14題)在游樂節目中，選手需要借助懸掛在高處的繩飛越到水面的浮臺上，小明和小陽觀看后對此進行了討論．如圖2所示，他們將選手簡化為質量m=60 kg的質點，選手抓住繩由靜止開始擺動，此時繩與豎直方向夾角α=53°，繩的懸掛點O距水面的高度H=3 m．不考慮空氣阻力和繩的質量，浮臺露出水面的高度不計，若水足夠深．取重力加速度g=10 m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6．

(1)求選手擺到最低點時對繩拉力的大小F；

(2)若繩長l=2 m，選手擺到最低點時松手落入水中．設水對選手的平均浮力f1=800 N，平均阻力f2=700 N，求選手落入水中的深度d；

(3)若選手擺到最低點時松手，小明認為繩越長，在浮臺上的落點距岸邊越遠，小陽認為繩越短，落點距岸邊越遠，請通過推算說明你的觀點．

圖2

說明：對比就會發現，兩道題本質上有相似之處，只是運用的問題情境不同，江蘇卷在情境選取上更貼近生活，能較好地聯系學生生活體驗，同時也充滿趣味性．可見高考題大多由經典習題改編而來，所不同的是將物理情景具體化、多樣化，力求與實際生活聯系更緊密．還有一些問題素材取自教材，如2011年浙江卷理綜物理試題第25題，靜電除塵問題等．

可見，高考新題并非無跡可尋，只要多看、多想、多總結、多反思，就能掌握本質規律，以不變應萬變，同時在平常教學中應將各種抽象的物理題引導學生變形為能解決生活中的實際問題，既能掌握物理知識，又能學以致用．

2.2 形式上多樣化創新

過程中涉及的問題形式更具開放性，有別于以往封閉型問題，有的問題是條件開放導致結論開放，有的是結論設置的方式導致的開放．在綜合題中融入開放性元素，是適應新課標發展需要的改革，在促進學生深入理解基礎知識和基本技能的同時，能更好地促進學生創造性思維能力的發展．

資料中的相似題:如圖3所示，在xOy平面內，MN和x軸之間有平行于y軸的勻強電場和垂直于xOy平面的勻強磁場，y軸上離坐標原點4L的A點處有一電子槍，可以沿+x方向射出速度為v0的電子(質量為m，電荷量為e)．如果電場和磁場同時存在，電子將做勻速直線運動．如果撤去電場，只保留磁場，電子將從x軸上距坐標原點3L的C點離開磁場．不計重力的影響，求：

(1)磁感應強度B和電場強度E的大小和方向；

(2)如果撤去磁場，只保留電場，電子將從D點(圖中未標出)離開電場，求D點的坐標；

(3)電子通過D點時的動能．

圖3

高考中的新題:(2012年高考江蘇卷第15題)如圖4所示，待測區域中存在勻強電場和勻強磁場，根據帶電粒子射入時的受力情況可推測其電場和磁場，圖中裝置由加速器和平移器組成，平移器由兩對水平放置、相距為l的相同平行金屬板構成，極板長度為l，間距為d，兩對極板間偏轉電壓大小相等、電場方向相反． 質量為m，電荷量為+q的粒子經加速電壓U0加速后，水平射入偏轉電壓為U1的平移器，最終從A點水平射入待測區域．不考慮粒子受到的重力．

圖4

(3)已知粒子以不同速度水平向右射入待測區域，剛進入時的受力大小均為F．現取水平向右為x軸正方向，建立如圖所示的直角坐標系O-xyz． 保持加速電壓為U0不變，移動裝置使粒子沿不同的坐標軸方向射入待測區域，粒子剛射入時的受力大小如下表1所示．

請推測該區域中電場強度和磁感應強度的大小及可能的方向．

表1 粒子射入受力大小

說明：第(3)問在設問方式上創新，不同于以往的封閉性試題，使問題更具靈活性和開放性．

理綜物理綜合題在設置問題時不再僅僅是“求”，部分問題以“討論”“推測”“評價”“建議”“設想”等方式設置，體現試題在命題形式上力求積極創新．同時也啟發教師在教學中開展創新教育．創新教育是一種旨在培養受教育者的創新意識、創新精神和創新能力的教育，充分調動學生認識與實踐的主觀能動性，以適應未來社會需要和滿足學生主體充分發展[1]．

2.3 目的上針對性創新

問題設置更有針對性、更具應用性．注重理論聯系實際，關注科學技術和社會，融入STS教育與問題中．在提高學生運用知識解決實際問題能力的同時，全面落實對“知識與技能”“過程與方法”“情感態度與價值觀”三維目標的考查，也使學生收獲到課本上沒有的生活經驗，增長見識．

資料中的相似題:如圖5所示，左端固定在墻壁上的輕質彈簧將一質量為M的小物塊A彈出，物塊A離開彈簧后與一質量為m的靜止在水平地面上的小物塊B發生彈性正碰，一切摩擦均不計，為使兩者至少能發生兩次碰撞，則m與M的比值應滿足什么條件?

圖5

高考中的新題：(2012年高考廣東卷第36題)如圖6(a)所示的裝置中，小物塊A和B質量均為m，水平面上PQ段長為l，與物塊間的動摩擦因數為μ，其余段光滑．初始時，擋板上的輕質彈簧處于原長；長為r的連桿位于圖中虛線位置；A緊靠滑桿(A和B間距大于2r)．隨后，連桿以角速度ω勻速轉動，帶動滑桿做水平運動，滑桿的速度-時間圖像如圖6(b)所示．A在滑桿推動下運動，并在脫離滑桿后與靜止的B發生完全非彈性碰撞．

圖6

分析：該題聯系了機械中的“曲軸連桿結構”裝置．資料中大多運用壓縮的彈簧將物塊彈開，使物塊獲得一個初速度，高考中采用曲軸連桿結構裝置，和后續物理過程結合得非常好，也使得問題的創設更具有創新性和延伸性．該題在考查學生對新情境的應變能力外，考題與實際生活的聯系，使其針對性更強．同時也融入了STS教育，對學生的發展起到了很好的導向作用．

3 對教學的啟示

通過對高考理綜物理綜合題新題命題特點的分析，為解決以往學生面對新題時得分低的現象，有效改善學生在解答綜合題新題時出現的解題障礙，建議在日常教學中有意識地培養和提高學生的編題、選題、用題的能力．

3.1 具備基本編題的能力

一道好的習題應當立意清晰嚴密，文字流程簡潔，不冗長又無紕漏．同時習題還應盡量留有展開的余地，啟發思考[2]．

3.1.1 依據目標定新題

主要編制方式是根據考查目的確定題目的內容、形式、難度，利用平時積累的素材，逐步搜索并擇定適當的物理情景，編制出適合需要的新題．

例如，考查中等難度的力學綜合題，涉及到碰撞和豎直平面內的圓周運動．

(1)A球到達底端E點與B球發生碰撞前，對軌道的壓力？

(2)若DE所對圓弧半徑為R，GF所對圓弧半徑為r，且R與r大小關系不確定，試對小球B的可能運動情況做定性分析．

圖7

說明：該題考查了簡單的彈性正碰規律，重點考查了無支持物情況下物體在豎直平面內做圓周運動相關知識的運用．本題的定量計算的要求不高，主要是考查學生的定性推理能力．問題設置層層遞進，第(1)小問是常規送分題，但要注意研究對象的選取及牛頓第三定律的運用；第(2)問分析可知小球B最終有三種可能的情況：平拋、斜拋、在軌道內做往返運動．

自編題貴在平時積累素材，對平時教學中遇到的經典習題的設計進行分析，提取出其精華部分，如經典情境的選取、經典物理過程的設計、形式的經典等都能快速提升教師編題的能力，為自編題打下堅實的基礎．

3.1.2 變成題為新題

成題是目前已有的題目，對成題進行適當的加工，如改變情境、重組綜合、改變問題設置方式等都能起到推陳出新的目的．

教材中的素材：依據磁場對電流會產生作用力的原理，可制造一種新型武器——電磁炮．其原理如圖8所示，把炮彈(導體)放置在強磁場中的兩平行導軌上，給導軌通以方向相反的大電流，此電流通過炮彈構成回路．這樣，炮彈作為一個通電導體在磁場作用下沿導軌加速運動，并以某一速度發射出去[3].

圖8

(1)炮彈能達到的最大水平速度？

(2)炮彈的最大水平射程？

(3)在炮彈達到最大速度的過程中，cd桿上產生的焦耳熱？

圖9

說明：該題的問題情境取自教材中關于電磁炮的相關知識的介紹，將圓周運動、雙導體棒在磁場中運動、平拋運動組合，考查能量觀點、動量守恒定律等規律的綜合運用，難度較大，綜合性強．

在編題過程中可以鼓勵學生積極參與其中，學生參與編題一方面可以加深學生對知識的理解和對方法的熟練運用，鍛煉其思維的靈活性，培養創新思維能力；另一方面教師通過分析學生在編題過程中出現的問題及時改進教學，同時也可能收獲一些創意性的意見．

3.2 指導學生有效選題

學生應具備自己選題能力，新課標提倡自主學習，而自主學習中很重要的一點就是要自主選題．選題要有目的性、典型性、針對性、發散性、遞進性、綜合性．學生在選題過程中，一方面可使學生熟練掌握課程標準，也可促進學生對題目所涉及的相關知識和方法的深入理解，建立自己的評判標準，避免以往教學中由于目標不明確而導致部分學生盲目追求難題、新題的錯誤行為．

3.3 促進學生有效用題

有效用題將題目充分運用，如日常教學中一題多解、一題多變、多題歸一類的訓練，解題不應停留在表面，不是能解某道題就行，而應該能做到觸類旁通，做一道題收獲一類題，這樣才能在茫茫題海中解放出來，找到一條通往勝利的捷徑．

高考中新題的價值在于啟發思考，指導教學．教師對新題的研究有助于提高自身的專業素養，同時有利于教師在日常教學中指導學生編題、選題、用題，開發學生多元智能，培養創新思維能力，提高解決實際問題的能力．

參考文獻

1 王力邦.中學物理教師的學習與思考.北京：科學出版社，2009.278

2 姜水根，沈晨.談編制新題.物理教師.1994(4)：36～37

3 廣東基礎教育課程資源研究開發中心物理教材編寫組編著.普通高中課程標準實驗教科書《物理·選修3-1》.廣州：廣東教育出版社，2004.81～82