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精心讲评试卷 实现科学备考

2018-08-02贵州胡道成

教学考试(高考物理) 2018年3期
关键词:转轴线圈试卷

贵州 胡道成

高考是对每位考生知识、能力和心理素质的全面考核。甚至有人说:“没有经历高三的生命是不完美的;没有经历过高考的人生是有缺憾的”。奋战高考是人生的一次历练,特别是备考冲刺阶段,学子们为了自己的“无悔青春”而每天都在铺天盖地的试卷中摸爬滚打。进入高三冲刺阶段后,教师们的课堂教学几乎都是讲评试卷,也就是讲解或评论学生的练习、测验和考试情况,分析得失、纠正错误、澄清概念、加深理解、查缺补漏。目的在于提升学生的“理解能力、推理能力、分析综合能力和应用数学处理物理问题的能力及实验能力等”。冲刺阶段的试卷讲评要立足于回归课本、巩固基础、整合知识、加深理解、融会贯通、查缺补漏、开阔思路,从而培养学生的学科核心素养和提升学生解决问题的思维能力。只有教师认真选择试题、精心讲评试卷,才能实现有效冲刺、科学备考。

许多老师面对大量“繁、难、偏、旧”的江湖试卷来者不拒,这是不科学的。其实,应该认真研究高考试题,把握高考主干知识,对学生训练的试题能够高屋建瓴地进行认真筛选,只有试卷有足够的价值,试卷的讲评才有实际意义。

一、及时分析学生试卷 弄清存在的主要问题

试卷讲评课的生命在于要有针对性,这就要求教师必须及时广泛收集信息,认真分析学生答题情况,弄清各个试题所覆盖的知识点或所涉及的物理思想、数学方法,找出最普遍、最突出、最主要的答题错误,确定学生出错关键及思维障碍,只有找出“病因”,才能对症下药。还要通过与学生广泛的交流来了解学生出错这个表象的背后所隐藏的成因,到底是概念不清、规律不理解,还是方法未掌握,抑或计算有误、答题不规范等等。尤其是对于选择题,学生的正确的答案要么是“乱蒙”的,要么是“歪打正着”。绝不能简单的对答案,或就题论题,治标不治本,一定要把学生的主体地位突显出来,教师要充分地引导学生弄清每道题所涉及的内涵,把握知识在运用时要注意哪些问题,总结这类题的解题突破口。倘若教师精心编制一道与本题比较接近的姊妹题来进行变式训练或者拓展延伸,使学生及时消化,则会加深对该类问题解法的进一步实践、总结与反思、领悟,这样才能避免“一听就懂,一做就错,讲过照错”的情况。

二、把握题给信息 防范审题差错

审题是解题的关键环节,是解题者对题给信息的发现、辨认、转译的过程,审题的正确与否直接关系到解题的成败,一旦误读或是遗漏题给信息,就会导致“失之毫厘,谬以千里”的结果。所以,在试卷讲评过程中,教师一定要把引导学生学会读题,全面把握题给信息放在重要位置来训练,引导学生对自己的“粗心大意”进行反思。2015年全国卷Ⅱ第24题题干中已给出“不计重力”的条件,可笔者在评卷的过程中发现,把“带电粒子的重力”纳入已知条件列式解题的考生接近答题考生总数的8%,画蛇添足浪费题目!2017年12月“西南名校”联考卷中的选项“玻尔的原子理论成功解释了氦原子光谱的实验规律”被许多学生作为正确答案,却没有发现正确说法中的“氢”被换成“氦”了!

题干中给出的一些条件往往对解题有重要作用。比如“……可忽略”“缓慢移动”“绝热”“导热性能良好”“理想气体”“不可伸长的细线”“轻杆”“光滑”“可视为点电荷”“可视为质点”“理想变压器”“碰撞时间极短”等;临界条件“恰能过最高点”“剪断细线的瞬间”“恰好不滑离”等;高考题为了严密起见,常常会出现具有说明、限制作用的条件,比如“在弹性限度内”“保持良好接触”“没有能量损失”“弧面与水平面光滑连接”等。当然,为了设置障碍,有时题目也会给出多余条件,比如仪器、设备的参数,这些条件不一定对解题都有用,但一些同学就会因为某个数据没用上纠结很长时间;而题中的补充条件,通常是有用的,比如“计算结果保留两位有效数字”“g=10 m/s2”“sin37°=0.6,cos37°=0.8”“填所需器材前的字母”等,许多学生没有用上这些条件,没得出答案;或者是没按要求作答,要求填字母“A”“B”之类的填成了“R”“V”;要求保留两位有效数字的,结果却保留一位或三位等。同时学会分析物理过程,善于挖掘隐含条件,比如“小球不脱离圆形轨道”“带电粒子不会打在极板上”“小球通过同一高度”及其他多解问题,这将要考虑对称性、周期性等因素。另外在题干中没有直接给出的信息,在图示或图象、表格中却能找到所需信息(比如要确定滑动变阻器的接法,而题中表格电压的数据就是从“0”开始)。这些问题在讲评试卷时需要教师对学生进行引导,不仅要弄清题给条件所蕴含的物理意义和使用方法,还要善于多渠道获取解题信息。

【例1】(2018年“超级全能生”甲卷)一个物体放在倾角为θ,且足够长的光滑斜面上,初始位置如图1甲所示,在平行于斜面的力F的控制下由静止开始沿斜面运动,运动过程中物体的机械能E随位置x的变化关系如图1乙所示。其中0~x1过程的图线是曲线,x1~x2过程的图线是平行于x轴的直线,x2~x3过程的图线是倾斜的直线,则下列说法正确的是

( )

图1

A.在0~x1的过程中,力F恒定不变

B.在0~x1的过程中,物体的加速度一直减小

C.在x1~x2的过程中,物体的加速度大小是gsinθ

D.在x2~x3的过程中,物体的加速度大于gsinθ

【答案】CD

【方法指导】至此,我们要引导学生总结一下解决图象问题的思路:一看斜率所表示的物理意义及其变化趋势,是否为线性关系;二看极值和临界条件的体现和意义;三看正负变化情况及通过观察图线远离或是靠近横轴而确定该物理量是增大还是减小;四看分段运动情况与图线各段是否对应。技巧在于整理出横轴自变量与纵轴的函数表达式,判定是否为线性关系,不能盲目看变化趋势下定论。

三、明确物理情景 弄清物理过程

物理解题过程中首先要明确物理情景,弄清研究对象,有时做题受到阻碍,也许就需要变换研究对象,同时,一个物理问题必然对应于研究对象经历的物理过程,所以解题时一定要强化对物理过程的分析,突出物理过程的特点,还要注意物理过程的多变性(经历不同的物理过程,可能会出现不同的结果),分析清楚每一个物理过程中所遵循的物理规律及其变化前后的状态量,找到联系每个过程的中间桥梁参与列式,最终呈现的解题过程就是由已知量求未知量的过程。

图2

(1)物块A运动到圆弧底端时受到的支持力FN;

(2)物块A、B的粘合体下落h=5 m时的水平位移和粘合体在传送带上滑动过程中系统增加的内能Q。

【解题思路】(1)设物块A运动到圆弧底端时的速度为v2,根据动能定理:

此时物块做圆周运动,根据牛顿第二定律:

解得:FN=180 N,方向竖直向上。

(2)物块B滑上传送带后,有:

μmBg=mBaB③

解得:aB=2 m/s2

物块B减速到与传送带速度相等所需时间:

减速过程中通过的位移,即传送带长为:

可知物块B到达右端的速度v3=2 m/s

设两物块碰撞成为粘合体的速度为v,根据动量守恒定律:

mAv2-mBv3=(mA+mB)v④

联立①④并代入数据可得:v=7 m/s,方向沿传送带向左,根据牛顿第二定律可知粘合体在传送带上的加速度:

设粘合体到达传送带左端时的速度为v′,根据运动学公式,得:

v′2-v2=-2aL⑤

设粘合体下落h=5 m所需时间为t,则:

粘合体水平位移:s=v′t⑦

粘合体在传送带上滑动过程中产生的内能:

Q=μ(mA+mB)gL=48 J。

【方法指导】对于多体问题的多个过程、多个状态,一定要按照物体经历的过程进行分析处理;对每个过程进行受力分析、能量分析,找出适用的物理规律、定理、定律进行列式,抓住每一段所对应的物理规律进行逐个求解,各个击破;尤其要注意每个过程之间的衔接量的关系,实现有效过渡。

四、建立物理模型 选择物理规律

指导学生在第一遍读题后头脑中要出现物理图景的轮廓,由头脑中的图景(物理现象与过程)与某些物理模型找关系,初步确定研究对象,猜想所对应的物理模型;第二遍读题则要由题设条件,进行分析、判断,基本确定研究对象所对应的物理模型,根据条件提取可以把这些物理量建立联系的规律、公式,通过对关键词语的理解、隐含条件的挖掘、干扰因素的排除之后,最终确定本题研究的核心问题,再进一步确定解决问题的具体途径。

【例3】(2017·全国卷Ⅱ)某同学自制简易电动机的示意图如图3所示。矩形线圈由一根漆包线绕制而成,漆包线的两端分别从线圈的一组对边的中间位置引出,并做为线圈的转轴。将线圈架在两个金属支架之间,线圈平面位于竖直面内,永磁铁置于线圈下方。为了使电池与两金属支架连接后线圈能连续转动起来,该同学应将

( )

图3

A.左、右转轴下侧的绝缘漆都刮掉

B.左、右转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉

C.左转轴上侧的绝缘漆刮掉,右转轴下侧的绝缘漆刮掉

D.左转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉,右转轴下侧的绝缘漆刮掉

【解题思路】本题的自制简易电动机类似于“直流电动机”模型。题中要求线圈能“连续转动”,与教材中的电动机相比,磁铁只有N极,没有换向器,而直流电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用,由于本题单独使用N极也可以产生向上的磁场,故没有本质差异。要使矩形线圈中产生电流,则须把绝缘漆刮掉,但如果左、右转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉 ,则线圈转过平衡位置后受力方向将发生改变,线圈会左右摆动几下停下来,此问题在教材中是用两个彼此绝缘的金属半圆环:每当线圈转过平衡位置就改变线圈中的电流方向,使线圈持续转动下去。本题中只能通过“刮漆”来实现“换向”的目的,所以应该是刮掉一半即可,所以选项A正确;但若“左转轴上侧的绝缘漆刮掉,右转轴下侧的绝缘漆刮掉 ”,这会导致不通电而不会转动,为了避免这个情况,只需要一侧保留一半的绝缘漆,另一侧全部刮掉即可,选项D正确。

【答案】AD

【方法指导】对于这些“结构不良”(没有明确的已知条件和解题途径)的新情境问题,我们要寻找到基本模型,然后找到基本模型和新情境的差异,抓住原理的一致性,灵活运用物理知识,寻找解决问题的思路与方法。类似的如伏安法测电阻,假如没有电流表或电压表(或有电表而误差太大不能用)怎么办?我们要善于寻找替换方案,多次的训练就会提升思维能力,面对陌生问题就能沉着应战。

五、通过目标导航 突显思维过程

试卷讲评过程就是教师“授人以渔”的过程,教师要把寻找解题方法过程中使用的解题思维方法与某个问题的具体解法(计算方法)区别开来,不能用对解法的表述去取代对思维过程和解题思维方法的介绍。在具体题目的解答过程中要展现出教师的思考过程,也就是怎么会想到要这样去解答,以便学生们较好的去认识、理解和模仿。对学生而言,最重要、最有价值的东西就是知道怎样去寻找解法,而非知道某个问题的具体解法。尤其联系生产生活、体育赛事、科技前沿的新情境、开放性问题,在试卷讲评过程中,教师更要引导学生学会从待求量与全部已知量之间去寻找联系,根据不同的公式和方程式形成关联链条,在寻找联系的过程中,教师要注意到目标的导向作用,不能盲目的引入一些无用的衍生量。

【例4】一个质量为m的质点做匀速直线运动,在时间间隔t内位移为s,动量的大小变为原来的3倍。该质点的加速度及在时间t内合力的冲量大小为

( )

【答案】A

六、注重物理思想 善用数学方法

在“核心素养”背景下,高考命题都喜欢突出观察、实验探究思想、数理图象处理思想、科学设想建立物理模型思想、守恒思想、变量控制思想、科学态度与科学方法(假设法、极限法、类比法、比较法、分析法、综合法、归纳法、逆向思维法等)等思想方法的运用。这就要培养学生善于对题给材料进行思维加工,经过抽象和概括、比较和分类、分析和综合的思维过程,从而建立物理模型,选择物理规律,将物理情境转化为物理条件,将物理条件转化为数学条件,再进行推导和求解 ,在得出数学结果后,思考一下是否需要根据约束条件给出符合物理实际(题目限制条件)的结果,是否还要阐释结论的物理意义。

【例5】真空中以速度v飞行的银原子持续打在器壁上产生的压强为p,设银原子打在器壁上后便吸附在器壁上,银的密度为ρ。则器壁上银层厚度增加的速度u为多大?

【解题思路】银原子持续飞向器壁,打在器壁上且被吸附在器壁上这个过程中,银原子的速度从v变为0,其动量的变化缘于器壁对它的阻碍,也就是器壁对它产生了一个冲量,所以可以从动量定理的角度来思考问题。冲量还涉及质量m、作用力F和作用时间Δt,而为了求器壁上银层厚度增加的速度u,这必然要涉及厚度,题目给出密度ρ,这与体积有联系,所以又会牵涉到银层的面积S,压强则与作用力和面积联系。所以设Δt时间内飞到器壁上面积为S的区域上的银原子的质量为m,该过程中银原子所受的平均作用力为F,银层增加的厚度为h。

根据动量定理:FΔt=mv①

又m=ρSh②

联立得:FΔt=ρShv③

银层厚度的增加速度为:

【方法指导】本题所给物理量无法直接求解,采用了分析与综合相结合的思路,通过预设中间辅助量作为待求衍生量,再寻找衍生量与已知量的关系,在引入辅助量时,要随时考虑其有效性及与题给条件的联系,不要盲目引入无关待求量,云里雾里地乱算一通。

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