物理试题命制应规避五大误区

2020-11-20 01:21福建饶华东林厦门
教学考试(高考物理) 2020年6期
关键词:物块小球做题

福建 饶华东 林厦门

命制物理试题,对教师的综合素质要求较高。首先,要保证科学性,其次,要考虑难度(区分度)的控制,再者,要考虑知识点的覆盖。尽管广大一线教师在命题过程中细心谨慎、再三斟酌、精挑细选,仍难以避免问题试题的出现,甚至有些大型考试的试题也隐藏着瑕疵。有些问题非常隐蔽,以至于试题中的问题无人发现。笔者归纳了试题命制的五大误区,并将部分问题试题进行展示、剖析,希望对一线物理教师有所启示。

误区1 以偏概全

【例1】如图1所示,将质量为M1、半径为R且内壁光滑的半圆槽置于光滑水平地面上,左侧紧靠墙壁,右侧靠一质量为M2的物块。今让一质量为m的小球自左侧槽口A的正上方h高处从静止开始落下,与圆弧槽相切自A点进入槽内,则以下结论中正确的是

图1

( )

A.槽离墙后,不会再次与墙接触

B.小球离开C点以后,将做竖直上抛运动

C.小球在槽内运动的全过程中,小球与半圆槽在水平方向动量守恒

D.小球在槽内运动的全过程中,小球、半圆槽和物块组成的系统动量守恒

【点评】命题者把A选项当作正确答案,很可能只作了定性分析,未进行定量计算,进而犯了“以偏概全”的错误。命题者在命题过程中应该有做题意识,我们指导学生做题时,提倡“能定性不定量”,目的是提高解题效率,而作为命题者在做题时,则应做到“能定量不定性”,目的是确保题目不出现纰漏。此外,对于选编试题,在做题时千万不能参考原题解析,参考原题解析,解题思路就会顺着原题思路走,存在的问题可能就发现不了,从而出现问题试题。

误区2 先入为主

图2

( )

A.物块先做匀减速直线运动后做匀速直线运动

B.物块一直做匀速直线运动

C.电动机因物块在传送带上的运动而多消耗的电能为μmgL

【问题剖析】命题者提供的参考答案为BD。对于D选项,命题者陷入了思维定式,“先入为主”地认为摩擦力对传送带做负功,实际上本题由于物块速度大于传送带速度,物块对传送带的摩擦力水平向右,对传送带做正功,所以不但没有多消耗电能,反而是减少能量消耗,只需将D选项的“多消耗”改为“少消耗”就没有问题了。实际上本题在网络上流传的版本有两种,后出现的版本已经将“多消耗”改为了“少消耗”,错误已经得到了纠正。

D

【点评】经验是把双刃剑,它既可以为命题者提供丰富的素材和思路,也可以限制命题者的思维,甚至导致命题者陷入思维定式,“先入为主”地犯“经验性错误”,本题就是最好的例证。所以,命题过程中,命题者对自己越是熟悉的内容,越要提醒自己避开“经验性错误”。

误区3 百密一疏

【例3】过山车是游乐场中常见的设施,图3是一种过山车的简易模型。它由水平直轨道和两个竖直的光滑圆形轨道组成,B、C是两个圆轨道的最低点,第一圆轨道的半径R1=1.6 m。一个质量为m=1.0 kg的小球(视为质点),从轨道的左侧A点以v0=10 m/s的初速度沿轨道向右运动,小球恰能通过第一圆轨道最高点,已知A、B间距与B、C间距均为L,小球与水平直轨道的动摩擦因数为μ=0.2,重力加速度g取10 m/s2,求:

C

A

图3

(1)小球通过第一圆轨道最高点的速度v1的大小;

(2)间距L;

(3)如果要使小球不能脱离轨道,且圆轨道间不相互重叠,其他条件不变,则在第二个圆轨道设计中,半径R2应满足的条件。(保留1位小数)

【原解析】(1)解答过程略。

(2)解答过程略。

(3)要保证小球不脱离圆轨道,可分两种情况进行讨论:

③为了保证圆轨道不重叠,R2最大值应满足(R1+R2)2=L2+(R2-R1)2,解得:R2=3.9 m。

综合①、②、③,要使小球不脱离圆轨道,且圆轨道不重叠,则第二圆轨道的半径须满足0

【点评】对于多过程问题或多解问题,极易出现可能性分析的遗漏,解决办法除了命题人自己反复检查外,审题人务必负起责任,认真做题、审题,并且做题过程不能受命题人的误导,应遵行独立审题的原则,甚至还可以实行多人单独审题的原则。实际上本题是某市高一下学期的期末质量检测题,阅卷工作开始前,不少一线教师就发现了问题,错误得到了纠正,所以,只要严把审题关,就可以把错误避免。

误区4 无中生有

【例4】如图4所示,一个质量为m,带电荷量为+q的圆环,可在水平放置的足够长的粗糙绝缘细杆上滑动,细杆置于磁感应强度为B的匀强磁场中。现给圆环一向右的初速度v0,在以后的运动过程中,圆环运动的速度—时间图像可能是

B

图4

( )

【点评】如果单从考查受力分析、牛顿运动定律及有关物理方法、思维分析来讲,本题是一道思维含量较高的试题,正因如此,被许多教师选为经典例题,做过本道试题的学生更是数不胜数,但这道题目却隐含了“无中生有”的严重错误。物理是基础科学,物理教学应培养“求真求实”的科学态度,所以,教学中讲解本题的同时指出错误所在十分必要,事实上,qvB大小与mg大小是具有可比拟性的,但所给情景不是处在真空中的情景,而为虚假情景,这违背了科学性原则。若将本题的题干和配图稍作调整便可避免问题,如图5所示,将圆环初速度改为水平向左,圆环受到向下的洛伦兹力,根据牛顿运动定律可知μ(mg+qvB)=ma,环将做加速度越来越小的减速运动,直至停止,正确答案为C,这就巧妙地避开了qvB=mg的条件。

图5

误区5 顾此失彼

【例5】如图6所示,直线 Ⅰ、 Ⅱ 分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的特性图线,曲线Ⅲ是一个小灯泡的伏安特性曲线,如果把该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接,则下列说法正确的是

图6

( )

A.电源1与电源2的内阻之比是11∶7

B.电源1与电源2的电动势之比是1∶1

C.在这两种连接状态下,小灯泡消耗的功率之比是1∶2

D.在这两种连接状态下,小灯泡的电阻之比是1∶2

课题基金:本文系2019年福建省基础教育课程教学研究立项课题:基于物理学科核心素养培养的高中物理直观化教学策略研究(课题编号:MJYKT2019-197)研究成果。

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