谈解答物理高考压轴题的策略与技巧

2013-10-21 13:15朱亚军
物理教师 2013年5期
关键词:射入压轴题意

朱亚军

(江苏省苏州中学,江苏 苏州 215007)

高考是普通高等学校选拔合格新生的主要依据,而高考对考生甄别、遴选的重要依据是看考生对高考压轴题的解答情况.通常情况下,高考压轴题中的文字或图表信息量较大,考查知识面广、灵活度大、综合性强,往往涉及到多个物理过程,所给出的物理情境常常比较复杂、新颖;涉及的物理模型也可能比较多,要运用多个物理规律进行论证或较为复杂的计算才能解得结果.

高考压轴题注重考查考生对基础知识、基本技能的掌握程度和运用所学物理知识分析、解决问题的能力,重视对考生科学素养的考查,注重理论联系实际,关注物理科学与技术、社会和环境的联系,关注物理知识在现代生产、生活等方面的广泛应用.笔者认为,考生要能够从容不迫地解答高考压轴题,除了需要扎实的物理基础知识及基本技能之外,应该掌握有效的解题策略与技巧,同时还应重视几个注意事项.

1 做好抽丝剥茧、条分缕析工作

1.1 仔细审题,明确题意

审题是对题目中的信息进行搜索、提取、加工的过程.审题时首先要保持良好的心态,其次要有耐心,应全面、细致地审读题目中的每一个字、每一句话,特别要重视题目中的关键词和数据.例如,光滑(或粗糙)、静止(或运动)、恰好达到最大速度、匀加速、一定、可能、恰好等等.一般情况下,压轴题描述的可能是复杂的运动过程,为了顺畅地解题,应该把整个过程分解成几个不同的阶段,逐一进行解剖以便各个击破,通过分析、推理、判断和计算,构建完整、准确的物理情景和物理模型,同时要通过画草图展示物理情景来帮助理解题意,以保证审题的准确性.

1.2 联想迁移,选择并灵活应用规律和模型

在透彻理解题意的基础上,将问题中的信息与自己头脑中贮存的相关信息互相联系、融合,进行科学决策,从物理过程的各个阶段中寻找遵循的规律,从状态或状态变化的过程中寻找物理量之间的密切联系,从而建立起已知量与待求量之间的纵向、横向的相互联系.所谓纵向关系是指同一研究对象的前后过程的相互关系;所谓横向关系是指某一研究对象与其他物体间的相互关系.

通常情况下,解答高考压轴题不可能一蹴而就,解题的过程并不完全是按照事先设计好的程序一成不变地执行的机械过程,原先确定的解题思路往往也是粗线条的、大约性的,亦或是尝试性的.由于高考压轴题的复杂性,或者应考者思维的缺陷等主、客观原因,解题的进程有时会思路中断,或者偏离正确的解题方向.因此,解题者应当随时、随地接收有关信息,及时地加以修正、调节.通过同步的修正、调节,强化正确,纠正错误.显而易见,解答高考压轴题的过程是一个需要不断对所发生的情况进行自我评估,并随时加以必要调整的动态过程.

1.3 胆大心细,缜密运算,步步为营

遇到情境新、信息量大、设问多、过程复杂的题目时,在审题过程中,如果已经明确了某一阶段的情景,要镇定自若地先写出简要的文字说明,根据物理规律、公式列出关系式,然后进行必要的文字运算,最后代入数据,进而把结果解答出来.因为高考阅卷是分步给分的,考生必须每分必争!这对完全理顺题意也起着至关重要的作用.因为很多情况下后一阶段的情景要由前一阶段的结果来判定,所以前一阶段的结果往往是打通后续障碍的重要武器.显然,解题时要各个击破,步步为营!

1.4 规范、严谨,绝不无谓失分

解答高考压轴题必须规范、严谨.规范解题应该有必要的文字说明,书写整洁、清楚,条理清晰,作图要工整、准确,文字、符号和单位要规范统一,最终的结果必须用已知的条件或所要求的字母表示.使用的学科语言必须规范,要有学科特色和“物理味”.最终还要对所求得的结果进行讨论和检验(看是否符合实际和物理规律),并给出明确的结论.

2 典型案例分析和点评

例.(2012年江苏物理高考压轴题)如图1所示,待测区域中存在匀强电场和匀强磁场,根据带电粒子射入时的受力情况可推测其电场和磁场.图中装置由加速器和平移器组成,平移器由两对水平放置、相距为l的相同平行金属板构成,极板长度为l、间距为d,两对极板间偏转电压大小相等、电场方向相反.质量为m、电荷量为+q的粒子经加速电压U0加速后,水平射入偏转电压为U1的平移器,最终从A点水平射入待测区域.不考虑粒子受到的重力.

图1

(1)求粒子射出平移器时的速度大小v1;

(2)当加速电压变为4U0时,欲使粒子仍从A点射入待测区域,求此时的偏转电压U;

(3)已知粒子以不同速度水平向右射入待测区域,刚进入时的受力大小均为F.现取水平向右为x轴正方向,建立如图所示的直角坐标系Oxyz.保持加速电压为U0不变,移动装置使粒子沿不同的坐标轴方向射入待测区域,粒子刚射入时的受力大小如表1所示.

表1

请推测该区域中电场强度和磁感应强度的大小及可能的方向.

解析:(1)根据题意,不考虑带电粒子受到的重力(试题中的原文),带电粒子首先经过加速电场获得初速度v0,随后射入第1个平移器做类平抛运动,发生第1次偏转、侧移,速度大小增加;接着斜射入第2个平移器做类斜抛运动,但第2次侧移后从A点水平射入待测区域.根据“水平”(策略与技巧1:仔细审题、明确题意)两字可以得出带电粒子射出第2个平移器时的末速度v1等于初速度v0.粒子在第2个平移器中做的斜抛运动,可以看作是一个“反演”的平抛运动(策略与技巧2:联想迁移,选择并灵活应用规律和模型).

在带电粒子加速运动的过程中,根据动能定理有

(策略与技巧3:胆大心细,缜密运算,步步为营)

如果磁感应强度B的方向沿x轴的正方向,结合表1中的其他信息有

所以电场强度E与Oxy平面平行且与x轴方向的夹角为30°或150°(策略与技巧4:规范严谨,绝不无谓失分).

同理,如果磁感应强度B的方向沿x轴的负方向,则电场强度E与Oxy平面平行且与x轴方向的夹角为-30°或-150°.(策略与技巧4:规范严谨,绝不无谓失分)

点评:本题充分考查了考生的空间想象能力、推理能力和应用数学处理物理问题的能力.

3 解答中的几个注意事项

3.1 谨防“以假乱真”

有些高考压轴题描述的物理过程含而不露,答题者需结合已知条件应用有关概念和规律.进行具体分析,而不要急于动笔列方程、找关系,以免用错误的过程或模型代替实际的物理过程或情境.如上述试题中带电粒子在第2个平移器中做的类斜抛运动,高考《考试说明》中是不作要求的,也就是说本题有一点超纲的嫌疑.但是,可以把该斜抛运动看作是第1个平移器中做类平抛运动的反演过程.这样,看似超纲的问题也就迎刃而解了.

3.2 貌似条件不够时,需要挖掘“隐含”条件

高考压轴题之所以难,不仅因为物理过程复杂多变,还由于潜在的条件隐蔽难寻,令考生有一头雾水、产生条件不足之感而陷入困境.这正好是在考查考生思维的深刻性、敏捷性和批判性.如果考生不仔细分析物理过程,走马观花的一阅而过,挖掘不出这些条件而失去了正确、迅速解题的机会.如该试题中“粒子以不同速度水平向右射入待测区域,刚进入时的受力大小均为F”,说明粒子所受的洛伦兹力为零.磁场的方向一定平行于x轴.

3.3 避开“陷阱”,排除干扰

有些高考压轴题可能故意多给出一些已知条件,或者在解题的过程中精心设置一些“陷阱”误导考生走入歧途或落入“陷阱”.在这里,就是通过“陷阱”等干扰因素来考查考生分析判断、明辨是非、及时纠错的能力.这些因素的迷惑程度愈大,愈容易在解题过程中犯错误.因此,如何从分析物理过程中排除这些干扰因素,然后得出正确的结论是十分重要的.如上述试题中判断出“磁场的方向一定平行于x轴”后,还需要注意磁场有2个可能的方向:沿x轴的正方向或沿x轴的负方向.

3.4 巧妙划分物理过程

该分则分,宜合则合,整体法和隔离法的运用相辅相成、相得益彰,将物理过程的分析、研究对象及规律的选用加以统筹考虑,以选得最佳的解题思路和便捷的解题过程.

3.5 紧扣“临界”,寻求突破

一些复杂的物理过程,由于一个或几个物理量变化到某一特定值——临界值的时候,物理过程将发生质的突变,因此紧紧扣住临界值,把握物理过程发生突变的条件,对于不同本质的物理过程选用准确的规律,可以避免把一些形同质异的物理过程混为一谈.

3.6 练就良好心理素质

出色高考成绩的取得,不仅需要扎实的基础知识和熟练的基本技巧、技能,还需要具备良好的心理素质,它极大地影响着考生临场水平的发挥.因此,教师要指导考生以平静的心态进入考场,从容不迫地进行考试.见到熟悉的题目,不要得意忘形;遇到陌生的试题,不能惊慌失措.

总之,考生面对高考压轴题要努力做到“你易我易大家易,我不大意;我难你难大家难,我不怕难”.

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