于永建 司德平
2014年的新课标物理高考大纲已经颁布,其中的试卷结构、题型设置及五大能力要求等均未有多大变化,但内容要求却有较大的调整。这些变化会对2014年物理高考产生怎样的影响?本文从以下几方面谈一下这个问题。
一、2014年物理考试大纲的变化
1.增加的内容
选修模块3-5:在主题“碰撞与动量守恒”下增加“动量定理”并作Ⅱ级要求。
2.删除的内容
选修模块3-5:在主题“原子核”的说明中,删除“不要求计算有关半衰期的问题”。
3.变化的内容
选修模块3-2:在主题“交变电流”中,知识点“理想变压器”由要求“Ⅰ”变为要求“Ⅱ”;
选修模块3-4:在主题“光”中,说明“1.相对折射率不作考试要求”变为“1.相对折射率作要求”;
选修模块3-5:在主题“碰撞与动量守恒”中,说明“只限于一维两个物体的碰撞”变为“只限于一维”。
二、大纲变化解读
1.选修模块3-5内容的增减解读及可能引起的命题改变
以往“碰撞与动量守恒”部分命题以计算题为主,多从动量和机械能的结合上设置,研究对象为两个或两个以上的多体问题(尽管考纲过去“只限于一维两个物体的碰撞”,但也经常超纲,如2013全国课标卷2的相关考题,研究对象为三个),难度中等稍偏上,比以往大纲卷的难度明显降低。如今增加“动量定理”并作为Ⅱ级要求,将“只限于一维两个物体的碰撞”变为“只限于一维”,这就为多体、多过程问题的命制“松绑”了,也就是说今后命制多体问题更加名正言顺。动量定理的考查,要从动量定理的证明及其与动量守恒定律关系上加以关注,要会用动量定理解决单体、多体问题及变质量问题。
值得一提的是,在电磁感应中,安培力的冲量与电量有关,电量又与磁通量的变化有关。动量定理在计算有关安培力的冲量时往往会使问题变得简单,这是一个应该关注的地方。
过去在此部分命题,若只考动量守恒则过于简单,不得不把必考部分的能量问题牵扯进来。如今调整后,命题的自由空间加大,除了可渗透能量外,还可直接在本单元内部从动量守恒与动量定理的结合上来设题。至于考纲所言的“只限于一维”,最好还是引导学生定性地感悟一下斜碰的一些特点,2013年江苏卷的第5题就是一例,如图1。由此可见高考命题也不一定完全拘泥于“纲”,复习时应注意进行必要的渗透。
图1
在主题“原子核”的说明中,删除“不要求计算有关半衰期的问题”,亦即半衰期的计算将来出填空题或者选择题是可以的(如利用14C估算古墓的年代),单独出计算题的可能性不大。
2.选修模块3-4内容的调整解读与可能引起的命题变化
选修模块3-4的主题“光”中,说明“1.相对折射率不作考试要求”变为“1.相对折射率作要求”。考生要注意什么是相对折射率和绝对折射率。尤其以光导纤维为例,需知道内芯的折射率和外套的折射率的数量关系。
3.选修模块3-2考纲要求的变化及解读
在主题“交变电流”中,知识点“理想变压器”由要求“Ⅰ”变为要求“Ⅱ”,也即是由原来的“了解和认识”上升到“理解与应用”,考生需加强对变压器的原理、交流电形成过程、远距离输电的复习。
三、考试说明的题型示例解读
1.重视人文素养与物理思想方法的渗透
科学史、物理思想方法对学生的教育影响具有延时价值,今后的物理高考命题,还会继续关注。科学史要从时代背景及科学家用到的思想方法、受谁的什么启发、提出什么假设、经历怎样的曲折、取得何成就等方面加以关注。如开普勒发现天体运动规律的曲折经历,牛顿又是如何在开普勒、哈雷、胡克等的启发下发现万有引力定律等等,要从“过程与方法”上理解和复习,要在“情感态度价值观”上有所体验、感悟、收获,如科学研究的艰辛和实事求是的态度等。
等效法、对称思想、类比、补偿、特殊值检验等“物理思想方法猜想探究性试题”已经初现端倪。
2.贴近生活实际,从生活走向考题,从考题走向社会,“STS-EL”试题受到空前重视
29个题型示例中,“STS-EL”(科学、技术、社会、环境、经济、生活)试题占了13个,是继2013年来联系实际类试题占比例最高的一次。复习中应该对强子对撞机、霍尔元件、磁悬浮、远距离输电、直线电机与电磁推动问题、电磁阻尼、“嫦娥”号与“玉兔”号、冬奥会滑雪等实际模型中的物理规律运用引起重视。
3.传感器、DIS实验、探究性实验试题要会数据处理,看图象会得结论,并进行评价
传感器在电路中的连接、DIS实验图象的处理、科学探究的七要素要会要熟。
4.信息题要求考生“即学即用”,是考查迁移能力,在全新的情境中解决问题能力的好题
通过信息题有利于实现大学物理在中学的渗透和衔接,敦促学生转变学习方式,培养自主学习能力,因此近年一直为高考命题者所青睐。2014《考试说明》中对此亦有体现,如题型示例10的“球壳定理”。此题作为2012年课标卷的第21题,当年的难度系数为0.117,是包括计算压轴题在内最难的一个题。这是信息题的典型特征之一。
5.重视题给信息图形化,数据处理与规律阐释图象化的新特色
图象的直观性、图形提供信息的丰富性受到高考命题者的偏爱,几乎无图不成物理卷。图象翻译能力、读图能力的训练不可忽视。
6.注意数学课改可能引起的新变化
图象的线性回归是一种数学能力,也是探究物理规律进行数据处理的一种思想方法。数学课改除了将线性回归下放到高中以外,微积分等内容也有渗透。对此不可忽视。相关原创例题和分析及信息题,笔者在北师大《高中数理化》2014年第4、5、6期有三期连载论述,可参考,此处不再举例。
四、整体变化趋势与案例分析
整体看来,高考物理的要求提高了,内容范围拓宽了,命题的自由度擴大了,需要复习的内容和深度也要做出相应的变化。如,拟选3-4的同学,要增加对相对折射率的概念的认识与理解,增加在此方面的训练。
例1.如图2所示,光导纤维是利用全反射传导光信号的装置。纤维内芯材料的折射率n1=1.3,外层材料的折射率n2=1.2。试求: