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从竞赛题到2013年高考题的分析与教学反思


3 6卷 第 4期 
2 0 1 4年 4月  







学 

Vo l J   3 6   No. 4  
Ap r .2 01 4  

PHYS I CS   TEACH I NG 

从竞赛题到 2

0 1   3年 高 考 题 的 分 析 与 教 学 反 思  
章 慧雄 陆  晖 ( 浙师大数信学院/ 龙游中学   浙江 3 2 4 4 0 0 )   ( 龙游中学   浙江 3 2 4 4 0 0 )  

? 

摘  要  借 助 竞赛 题 的 一 些 特 殊 的 物 理 情 境 设 置 问题 情 境 , 添加 ( 舍 去) 特 点条件 , 建 立模型联 系, 充分挖掘 竞赛题 与 高  

考题之 间的区别, 化繁为 简、 化普遍为特殊 , 突破 学 生 思 维 难 点 , 进 行 教 学反 思 。   关 键 词  竞 赛 题  高 考 题 教 学 反 思 
中 图 分 类 号  G 6 3 3? 7   文 献标 识 码  B  

C C }   R  

文 章 编 号  1 0 0 2 —0 7 4 8 ( 2 0 1 4 ) 4—0 0 6 9  

近几 年 竞赛 题 呈 现 较 好 的梯 度 , 预 赛 卷 略 高 于  高考 , 复赛卷较难 , 与 深 化 物 理 课 程 改 革 是 相 一 致 
的, 旨在 加 强对 学 生 能 力 的考查 。在 今 年 的 高 考 物 

相 同的 , 但 实 现 了对 学 生 瞬 间 的 状 态 突变 的掌 握 到  按过 程逐 步 分 析 的递 进 考 查 。从 分 析 角 度来 看 , 恰 

好抓 住 了学 生分 析 问 题 的 思维 难 点 , 按 认 知 心 理 特  点, 学生 比较 喜欢 形象 可想 象 的运动 情境 , 对 比较 抽  象 的运动 情境 主观 臆 想 的成分 多 , 不 能很 好 地 甄 别 
模型, 在 教学 分析 时抓 住状 态特 点是 关键 。  

理试 卷 中竞 赛题 源 呈 现 明显 , 这 类 高 考 题 是 怎 样从  竞赛 题 演变 来 的呢 ?对教 学有 什 么启示 呢 ?下 面 列 
举 几例 说 明 。  




建立 相 同模型 。 借 助不 同 
运动 情境 。 突 破 分 析 难 度 


【 教学反思】   在研究习题教学时 , 一般都喜欢 
题 多变 或 一题 多解 , 在研 究 习题来 源 时 , 可 以从 竞 

[ 例1 ]  ( 竞赛 题 ) 如图 1 , 质 量 为  的小 球 放  在 质 量为 M 的大 球 顶 上 , 从 高 h处 释放 , 紧 挨 着 落  下, 撞 击地 面 后 跳起 。所 有 的碰 撞 都 是 完 全 弹 性 碰 
撞, 且 都发 生在 竖 直轴 上 。  
( 1 ) 小 球 弹 起 可 能 达 到 的 

赛 试题 中 寻找适 合 高 考 难 度 的试 题 , 通 过改 变 一 定 

的物理情 境 , 结 合 学 生 思 维难 点 , 借助一定的手段 ,  
在“ 变” 中进 行训 练 和评价 。  
二 、建 立 相 同 模 型 。 借 助 不 同  问题 情境 。 突 破 求 解 难 度 

最大 高 度 ? ( 2 ) 如 在 碰 撞  后, 物体 M 处 于平衡 , 则  质量 之 比应 为多 少? 在此 

[ 例3 ]  ( 2 5届 全 国 中学 生 奥林 匹克 竞 赛 复赛  第 六题) 零 电 阻是超 导体 的一 个基本 特 征 , 但 在 确认  这一事 实 时受 到实 验测量 精确 度 的限制 。为 克 服这  困难 , 最 著名 的实 验 是 长 时 间监 测 浸 泡 在 液 态氦 


情况 下 , 物 体  升 起 的 高 
度 为多少 ?  

图1  

图2  

( 温度 T一 4 . 2   K)中处于超 导 态 的用 铅 丝做成 的单 
匝线 圈 ( 超 导转换温度 T  一 7 . 1 9   K)中 电流 的变  化 。设 铅 丝粗 细均 匀 , 初 始 时 通 有  一 1 0 0   A 的 电  流, 电流检 测仪 器 的精 度 为 △J   7 - -1 . 0   mA, 在 持续 


[ 例2 ] ( 2 0 1 3年 重庆卷 ) 在一种 新 的“ 子母球”  
表演 中 , 让 同一 竖 直 线 上 的 小 球 A 和 小 球 B, 从 距  水 平地 面高 度为  ( 户> 1 ) 和 h的地 方 同时 由静止  释放, 如 图 2所示 。球 A 的 质量 为  , 球 B 的质 量  为 3 m。设 所有 碰撞 都是 弹性 碰撞 , 重力 加速 度 大小  为 g, 忽 略球 的直径 、 空 气阻 力及 碰撞 时 间 。  

年 的时 间 内 电 流 检 测 仪 器 没 有 测 量 到 电流 的 变 

化 。根据 这个 实 验 , 试 估 算对 超 导 态 铅 的 电 阻 率 为  零 的结论 认定 的上 限 为多大 。设 铅 中参与 导 电的 电 
子数 密度 ”一 8 . O 0 ×1 0 ∞i n 一, 已知 电子 质量 m 一 

( 1 )求球 B第 一次 落地 时球 A 的速 度大 小 ;  
( 2 )若 球 B 在 第 一 次 上 升 过 程 中 就 能 与 球 A  

9 . 1 1 ×1 O   k g , 基本 电荷 e 一1 . 6 O ×1 0  。 C 。 ( 采用  的估 算方 法必 须利 用本 题所 给 出的有 关数 据)   [ 例4 ] ( 2 0 1 3年 天 津卷 1 2题 ) 超 导 现象 是 2 O   世 纪人类 重 大发 现 之 一 , 日前 我 国 已研 制 出世 界上  传输 电流 最 大 的高 温超 导 电缆并 成功 示范 运行 。   ( 1 )超 导体 在温 度特 别低 时 电 阻可 以降 到 几乎 
?  

相碰 , 求 P的取 值范 围 ;   ( 3 )在 ( 2 ) 情形 下 , 要 使 球 A 第一 次碰 后 能到 达  比其 释放点 更 高 的位 置 , 求  应满 足 的条件 。  

【 点评 】   通 过对 高考 题 的多个 运动 过程 情 境 的 
比较 , 有效 地与 竞赛 试题 进行 区别 , 其实 本质 运 动是 

6 9  ?  

3 6卷第 4期 







学 

为零 , 这种 性 质 可 以通 过 实 验研 究 。将 一 个 闭 合 超  导金 属 圆环水 平放 置 在 匀 强 磁 场 中 , 磁感 线 垂 直 于  圆环 平 面 向上 , 逐 渐 降 低 温度 使 环 发 生 由正 常态 到 
超导 态 的转变 后 突 然撤 去 磁 场 , 若 此 后 环 中 的 电 流 

于x Oy 平 面 向外 的匀强磁 场 , 磁感应 强度 大小 为 B。   让 质量 为  , 电量 为 q ( q < O )的粒 子从 坐 标原 点 ( )   沿. z Oy平面 以不 同的初 速 度 大小 和方 向入射 到该  磁 场 中 。不计 重力 和粒 子 间的影 响 。  
.  1 ’  

不 随时 间变化 , 则表 明其 电阻 为零 。请 指 出 自上 往 
下看 环 中电流 方 向 , 并说 明理 由。  
B ‘   ’ ,  ●   ●   B  
● 

( 2 )为探 究该 圆环 在超 导状 态 的电阻 率上 限 P ,   研究 人 员测得 撤 去磁 场 后 环 中 电 流 为  , 并 经 一 年  以上 的时间 t 未检 测 出 电流变 化 。实 际上 仪器 只能  检 测 出大 于 △  的电流 变化 , 其中 △  《 , , 当电流 的 
变化 小 于 △  时 , 仪 器检测 不 出 电流 的变 化 , 研 究 人 

//   . . .  


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●  ● 

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● 

员便 认 为 电流 没有 变 化 。设 环 的横 截 面 积 为 S , 环  中定 向移动 电子 的平均 速 率为  , 电子 质 量 为 m、 电  荷量 为 e 。试用 上述 给 出的各 物理 量 , 推导出p 。  

图 4  

( 1 )若粒子 以初 速度  沿 Y轴 正 向入 射 , 恰 好  能经过 z轴 上 的 A( a , 0 ) 点, 求  的大小 ;   ( 2 )已知一粒子 的初 速度 大小 为 v ( v> 7 J   ) , 为 

( 3 )若 仍 使用 上 述 测 量 仪 器 , 实 验 持 续 时 间依  旧为 t , 为使 实 验获得 的该 圆环 在超 导状态 的电阻率 
上 限 P的准 确程 度更 高 , 请 提 出你 的建议 , 并 简 要说 
明实验方 法 。  

使 该粒子 能经过 A( n , 0 ) 点, 其 入射 角 ( 粒 子初 速度  与 z轴正 向的夹 角) 有几个 ?并求 出对应 的 s i n 臼 值;  
( 3 )如 图 4 ( b ) , 若在 此空 间再加 入沿 y轴 正 向 、   大小 为 E的匀 强 电 场 , 一 粒 子 从 0 点 以初 速 度 。  

【 点评 l 通 过 对 高考 题 的多 个设 问 , 实现 了竞 
赛题 到 高考题 的过 渡 , 该 题 本 质 上看 就 是 改 编 自竞  赛试 题 , 它运 用 了相 同的物 理规律 : 能量 守 恒和 电流  微 观 物理 意 义公 式 ; 它通 过 不 同设 问 , 设置台阶, 突 
破 学生 面对难 题 时无从 下 手的现 象 , 由浅 入 深 、 层 层 

沿 z轴 正 向发射 。研 究表 明 : 粒 子在 x Oy平 面 内做 
周期性 运 动 , 且在任一时刻 , 粒子速度 的 . 2 - 分 量  与其所 在位 置 的 Y坐 标 成 正 比, 比例 系数 与 场 强 大  小 E无关 。求 该粒子 运 动过程 中 的最大 速度值  。  

递 进 。求解 时把 数 据 处 理 问题 转 变 为 定量 、 半定 量 
的理 论 分析 , 有效 地 回避 了求 解难 点 , 能更好 地 实 现 

【 点评 】 通 过 对 竞 赛题 中特 定 条 件 的 添加 , 实 
现 了向高考 题 过 渡 , 本 质 上 看 这 两 题具 有 相 同的 物  理过 程 , 对 于竞赛题而言 , 处 理 问题 方 法 为 速 度 分 

学 生对 物理 规律 本真 地分 析 。  

【 教学反思】   近几年高考试题中题 目所含信息  
在 加大 , 比如 介 绍较丰 富 的科技 背景 ( 浙江 卷太 阳能  帆板 ) 、 生活化 技 术 ( 浙 江 卷 静 电除尘 装 置) , 然 而其  问题 的求解 难 度并 不 会 很 高 , 即所 谓 的起 点 高 落 点  低; 学 生一般 比较怵这 类 问题 , 教 学 时可 以采用 模 型  教 学法 , 多 一些 模 式 识 别训 练 。我们 可 以从 竞赛 试 

解, 但 对 于学生 而言 , 难度 很大 , 为 了降低 难度 , 高 考 
题增 设 了“ 粒 子速度 的  分 量 7 3  与其 所在 位 置 的 Y   坐标 成正 比, 比例 系 数 与 场 强 大 小 E 无 关 这 个 条 

件” 这个条 件 , 可 以使 学 生 可 忽 略运 动特 点 , 只要 能 
写 出粒子 运动 的功能 关 系 , 再 整合该 特定 条件 , 分 析  其物 理意 义 , 代 入特 殊值 就能求 解 。  

题 中挖掘一 些试 题 , 通 过 降低 问题情 境 , 培 养 学生 探 
究能力, 训 练解 题能 力 。  

【 教 学反 思 】   高考试 题 中对思 维方 法 的考查 历 
年来 是重 中之 重 , 高 中阶段 有 些 方 法 对 学 生 而言 并 
不 能有效 掌握 或 者不 作 要 求 , 然 而 通 过 信息 形 式 添 

三 、建 立相 同模型 。 借助 添加 ( 合去 )  
特 定条 件 。 突破 处 理 难 度 

加 特定条 件 , 忽略相关干扰 , 帮助学生建立模 型 , 即可 
×  

[ 例5 ]   ( 竞赛 题) 如 图 
× 



×  

引导 学生在约 束状 态下 运 用所 学 规律 求 解 。教 学 时  可 以研 究相关竞 赛 试题 , 通 过 添加 或舍 去 相关 条件 ,   改 编题 目, 帮助学生使 用现有 的思 维方 法解决 问题 。  
参 考 文 献 
[1]   范小辉. 新 编 奥林 匹 克 物 理 竞 赛 指 导 [ M] . 南京 : 南 京 师 范 大 
学出版社 , 2 O 1 2  

3所 示 , 在 空 间 有 相 互 垂 直  的 匀 强 电 场 E 和 匀 强 磁 场  B, 一 电子 从 原 点 静 止 释 放 ,   求 电子在 y轴方 向前 进 的最 
大距 离 ( 不 计 电子 重力 ) 。  
×  ×  × 

D 
× 
  1

× 
  1

X 
,  

图 3  

[ 例 6 ]   ( 2 0 1 3年 福 建  卷 2 2题) 如图 4 ( a ) , 空 间存在 一 范 围足够 大 的垂直 
? 

[ 2] 沈 晨 . 更高更妙的物理E M] . 杭州 : 浙 江 大学 出版 社 , 2 O 1 O  

7O  ?  


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