高中物理命题应注意科学性、严密性、时效性

冯强

摘 要： 在高中物理命题过程中，一般老师都绞尽脑汁希望命出一个具有新情景、新观点、新视角的经典题。有些新题，由于老师的奇思妙想，真有让人耳目一新的感觉，但是由于部分老师在命题过程中，没有注意科学性和严密性，导致有些题目缺乏逻辑性和指向性，结果在使用过程中总感觉不尽如人意。

关键词： 高中物理命题 科学性 严密性 时效性

一、缺乏科学性

例1：如图1所示，把一个物体系在轻绳的一端，轻绳的另一端穿过木板光滑小孔，且受到竖直向下的拉力。当拉力大小为F时，物体在水平光滑的平板上做匀速圆周运动的半径为R，当拉力增加到4F时，物体在光滑水平面上做匀速圆周运动的轨道半径变为R/2，则在拉力由F增加到4F的过程中拉力对物体所做的功为（ ）

A.FR B.FR/2 C.2FR D.5FR/4

这是一道考查圆周运动、变力做功和动能定理的好题。此题的本意在于教会学生避免乱套功的公式。一种错误的解法是：

W=·（R-）=·=FR

得：答案为D。

上述解法错误在于F与R不成线性关系，F的平均值F并不等于。

正确的解法应该是：

设拉力为F时，物体运动速度为v，则

F=mv/R

拉力为4F时，物体运动速度为v，有

4F=mv/

因为拉力F做的功等于物体动能的增量，即

W=mv-mv=FR-mv=FR-FR=FR

故正确答案应该为B。

讲完这道题以后，学生提出了这样一个问题，既然拉力的功等于力与位移的乘积，拉力的最小值是F，最大值是4F，平均值>F，绳向下的位移S=R-=，故F做的功应为

W=·S>F·=FR

最后的答案怎么会等于FR呢？我翻看了其他高中物理资料，有些资料上写明当轨道半径是R/2时，拉力是6F，这样拉力做的功按功能关系的计算结果为

W=mv-mv=FR-FR=FR>FR

看似解决了学生的疑问。

在这个题目中，当小球运动半径为R/2时，线绳拉力到底是4F还是6F？还是随拉力的不同变化情况而有其他不同值？为了搞清这个问题，我查阅了有关书籍[1][2]，进行了如下推导：

设该小球质量为m，距圆心距离为r时，线绳拉力为f，则

W=-fdr

设小球此时速度为v，沿平行和垂直线绳的分速度分别为v和v则

f=mv/r

代入①

因为f为有心力，所以小球在运动过程中角动量守恒，即

Mrv=C=恒量③

或v=C/mr代入②得

设小球做匀速圆周运动的半径为R时，线速度为v，则

F=mv/R⑤

由③⑤得

C=mrv=mRv=mR=⑥

将⑥代入④得

W=FRm=FR⑦

设物体做匀速圆周运动的半径为R/2时，线速度为v，线绳拉力大小为F，则

F=mv/⑧

据动能定理

W=mv-mv

将⑤⑦⑧代入上式得

FR=FR-FR

∴F=8F⑨

上面的推导与f的变化情况无关，⑦⑨两式说明，无论是匀速拉动，还是变速拉动，当小球运动半径为时，线绳拉力都为8F，拉力的功都是W=FR（大于FR）。

所以，从科学和技巧的角度考虑，建议这个题做如下修改：

如图1所示，把一个物体系在轻绳的一端，轻绳的另一端穿过木板光滑小孔，且受到竖直向下的拉力。当拉力大小为F时，物体在水平光滑的平板上做匀速圆周运动的半径为R，当拉力增加到8F时，物体在光滑水平面上做匀速圆周运动的轨道半径为R/2。则在拉力由F增加到的过程中拉力对物体所做的功为（ ）

A.FR B.FR C.FR D.FR

由以上推导可知，此题的正确答案是D。

二、严密性不足

例2：某一研究性学习小组的同学们设计了以下实验方案验证电荷守恒定律：

图2

根据以上实验过程和观察到的现象，回答下列问题：

（1）步骤二的实验现象，说明 。

（2）步骤三的实验现象，说明 。

（3）该研究性实验 （填“能”或“不能”）验证电荷守恒定律。

此题是一个具有发散性思维的实验题，命题教师别出心裁、独具匠心，此题的答案是：

（1）插入验电器上端空心金属球内的起电板带上了电荷；（2）两块板带有等量异号电荷，总电荷量为零；（3）能。

学生在做题过程中给出了不同答案：（1）验电器带电了（没有指出现象的本质）；（2）验电器不带电了或验电器带电量消失（仍没有指出现象的本质）；（3）不能（他们的理由是：验电器原来带电吗？……好像也对）。

出现不同答案的原因是原题指向性不明确且验电器原来带不带电、起电板原来带不带电不明确所致。此题可做如下修改：

某一研究性学习小组的同学们设计了以下实验方案验证电荷守恒定律：

图3

根据以上实验过程和观察到的现象，回答下列问题：

（1）步骤一的实验现象，说明原来两个起电板？摇 ？摇。

（2）步骤三的实验现象，说明插入验电器上端空心金属球内的起电板？摇 ？摇。

（3）步骤四的实验现象，说明？摇 ？摇。

（4）该研究性实验？摇 ？摇（填“能”或“不能”）验证电荷守恒定律。

修改后的题目加了一步，同时实验现象（1）中加了个“仍”字，指向性就明确了，同时也使题目严密。修改后题目的答案是：

（1）不带电；（2）带上了电荷；（3）两块板带有等量异号电荷，总电荷量为零；（4）能。

三、没有注意时效性

例3：有一个正充电的电容器，使它的电荷量减少了3×10C，则其电压降为原来的1/3，则（ ）

A.电容器原来带的电荷量是9×10C

B.电容器原来带的电荷量是4.5×10C

C.电容器原来的电压可能是5V

D.电容器原来的电压可能是5×10V

原答案为B、C。解法如下：

解析：由题意知C==，解得Q=4.5×10C。当U=5V时，C==F=0.9μF；当U=5×10V时，C==F=9F。电容器的电容不可能达到9F，故原电压值不可能是5×10V。

这是一个考查学生对电容器的电容定义的理解和认知日常生活中电容器的电容的大小的题目，在十几年前算得上是一个经典题目。但随着科学日新月异的发展，别说是9F的电容器，几千F的电容器现在也造出来了（从网上可直接查出来）。所以只选B、C就今天来说肯定不对，若选B、C、D，那么C、D选项又失去了原来的意义。这个题目已经成了明日黄花，老师们在选题时看来只能忍痛割爱。

中学是学生学习知识的最重要的阶段，各门知识的学习为以后继续深造和祖国建设打下坚实的基础，来不得半点马虎。物理学是一门基础科学，是自然科学和技术科学的基础，如果我们在物理知识的传授中有欠缺和错误，由于学生先入为主的关系，会给以后的学习带来不必要的迷惑。中学教师在命题过程中，要细心再细心、缜密再缜密，决不能想当然地出一些不严密甚至有错误的试题，影响学生的终生学习。

参考文献：

[1]周衍柏.理论力学教程.人民教育出版社，1980：64-68.

[2]肖士珣.理论力学简明教程.人民教育出版社，1979：77-88.

摘 要： 在高中物理命题过程中，一般老师都绞尽脑汁希望命出一个具有新情景、新观点、新视角的经典题。有些新题，由于老师的奇思妙想，真有让人耳目一新的感觉，但是由于部分老师在命题过程中，没有注意科学性和严密性，导致有些题目缺乏逻辑性和指向性，结果在使用过程中总感觉不尽如人意。

关键词： 高中物理命题 科学性 严密性 时效性

一、缺乏科学性

例1：如图1所示，把一个物体系在轻绳的一端，轻绳的另一端穿过木板光滑小孔，且受到竖直向下的拉力。当拉力大小为F时，物体在水平光滑的平板上做匀速圆周运动的半径为R，当拉力增加到4F时，物体在光滑水平面上做匀速圆周运动的轨道半径变为R/2，则在拉力由F增加到4F的过程中拉力对物体所做的功为（ ）

A.FR B.FR/2 C.2FR D.5FR/4

这是一道考查圆周运动、变力做功和动能定理的好题。此题的本意在于教会学生避免乱套功的公式。一种错误的解法是：

W=·（R-）=·=FR

得：答案为D。

上述解法错误在于F与R不成线性关系，F的平均值F并不等于。

正确的解法应该是：

设拉力为F时，物体运动速度为v，则

F=mv/R

拉力为4F时，物体运动速度为v，有

4F=mv/

因为拉力F做的功等于物体动能的增量，即

W=mv-mv=FR-mv=FR-FR=FR

故正确答案应该为B。

讲完这道题以后，学生提出了这样一个问题，既然拉力的功等于力与位移的乘积，拉力的最小值是F，最大值是4F，平均值>F，绳向下的位移S=R-=，故F做的功应为

W=·S>F·=FR

最后的答案怎么会等于FR呢？我翻看了其他高中物理资料，有些资料上写明当轨道半径是R/2时，拉力是6F，这样拉力做的功按功能关系的计算结果为

W=mv-mv=FR-FR=FR>FR

看似解决了学生的疑问。

在这个题目中，当小球运动半径为R/2时，线绳拉力到底是4F还是6F？还是随拉力的不同变化情况而有其他不同值？为了搞清这个问题，我查阅了有关书籍[1][2]，进行了如下推导：

设该小球质量为m，距圆心距离为r时，线绳拉力为f，则

W=-fdr

设小球此时速度为v，沿平行和垂直线绳的分速度分别为v和v则

f=mv/r

代入①

因为f为有心力，所以小球在运动过程中角动量守恒，即

Mrv=C=恒量③

或v=C/mr代入②得

设小球做匀速圆周运动的半径为R时，线速度为v，则

F=mv/R⑤

由③⑤得

C=mrv=mRv=mR=⑥

将⑥代入④得

W=FRm=FR⑦

设物体做匀速圆周运动的半径为R/2时，线速度为v，线绳拉力大小为F，则

F=mv/⑧

据动能定理

W=mv-mv

将⑤⑦⑧代入上式得

FR=FR-FR

∴F=8F⑨

上面的推导与f的变化情况无关，⑦⑨两式说明，无论是匀速拉动，还是变速拉动，当小球运动半径为时，线绳拉力都为8F，拉力的功都是W=FR（大于FR）。

所以，从科学和技巧的角度考虑，建议这个题做如下修改：

如图1所示，把一个物体系在轻绳的一端，轻绳的另一端穿过木板光滑小孔，且受到竖直向下的拉力。当拉力大小为F时，物体在水平光滑的平板上做匀速圆周运动的半径为R，当拉力增加到8F时，物体在光滑水平面上做匀速圆周运动的轨道半径为R/2。则在拉力由F增加到的过程中拉力对物体所做的功为（ ）

A.FR B.FR C.FR D.FR

由以上推导可知，此题的正确答案是D。

二、严密性不足

例2：某一研究性学习小组的同学们设计了以下实验方案验证电荷守恒定律：

图2

根据以上实验过程和观察到的现象，回答下列问题：

（1）步骤二的实验现象，说明 。

（2）步骤三的实验现象，说明 。

（3）该研究性实验 （填“能”或“不能”）验证电荷守恒定律。

此题是一个具有发散性思维的实验题，命题教师别出心裁、独具匠心，此题的答案是：

（1）插入验电器上端空心金属球内的起电板带上了电荷；（2）两块板带有等量异号电荷，总电荷量为零；（3）能。

学生在做题过程中给出了不同答案：（1）验电器带电了（没有指出现象的本质）；（2）验电器不带电了或验电器带电量消失（仍没有指出现象的本质）；（3）不能（他们的理由是：验电器原来带电吗？……好像也对）。

出现不同答案的原因是原题指向性不明确且验电器原来带不带电、起电板原来带不带电不明确所致。此题可做如下修改：

某一研究性学习小组的同学们设计了以下实验方案验证电荷守恒定律：

图3

根据以上实验过程和观察到的现象，回答下列问题：

（1）步骤一的实验现象，说明原来两个起电板？摇 ？摇。

（2）步骤三的实验现象，说明插入验电器上端空心金属球内的起电板？摇 ？摇。

（3）步骤四的实验现象，说明？摇 ？摇。

（4）该研究性实验？摇 ？摇（填“能”或“不能”）验证电荷守恒定律。

修改后的题目加了一步，同时实验现象（1）中加了个“仍”字，指向性就明确了，同时也使题目严密。修改后题目的答案是：

（1）不带电；（2）带上了电荷；（3）两块板带有等量异号电荷，总电荷量为零；（4）能。

三、没有注意时效性

例3：有一个正充电的电容器，使它的电荷量减少了3×10C，则其电压降为原来的1/3，则（ ）

A.电容器原来带的电荷量是9×10C

B.电容器原来带的电荷量是4.5×10C

C.电容器原来的电压可能是5V

D.电容器原来的电压可能是5×10V

原答案为B、C。解法如下：

解析：由题意知C==，解得Q=4.5×10C。当U=5V时，C==F=0.9μF；当U=5×10V时，C==F=9F。电容器的电容不可能达到9F，故原电压值不可能是5×10V。

这是一个考查学生对电容器的电容定义的理解和认知日常生活中电容器的电容的大小的题目，在十几年前算得上是一个经典题目。但随着科学日新月异的发展，别说是9F的电容器，几千F的电容器现在也造出来了（从网上可直接查出来）。所以只选B、C就今天来说肯定不对，若选B、C、D，那么C、D选项又失去了原来的意义。这个题目已经成了明日黄花，老师们在选题时看来只能忍痛割爱。

中学是学生学习知识的最重要的阶段，各门知识的学习为以后继续深造和祖国建设打下坚实的基础，来不得半点马虎。物理学是一门基础科学，是自然科学和技术科学的基础，如果我们在物理知识的传授中有欠缺和错误，由于学生先入为主的关系，会给以后的学习带来不必要的迷惑。中学教师在命题过程中，要细心再细心、缜密再缜密，决不能想当然地出一些不严密甚至有错误的试题，影响学生的终生学习。

参考文献：

[1]周衍柏.理论力学教程.人民教育出版社，1980：64-68.

[2]肖士珣.理论力学简明教程.人民教育出版社，1979：77-88.

摘 要： 在高中物理命题过程中，一般老师都绞尽脑汁希望命出一个具有新情景、新观点、新视角的经典题。有些新题，由于老师的奇思妙想，真有让人耳目一新的感觉，但是由于部分老师在命题过程中，没有注意科学性和严密性，导致有些题目缺乏逻辑性和指向性，结果在使用过程中总感觉不尽如人意。

关键词： 高中物理命题 科学性 严密性 时效性

一、缺乏科学性

例1：如图1所示，把一个物体系在轻绳的一端，轻绳的另一端穿过木板光滑小孔，且受到竖直向下的拉力。当拉力大小为F时，物体在水平光滑的平板上做匀速圆周运动的半径为R，当拉力增加到4F时，物体在光滑水平面上做匀速圆周运动的轨道半径变为R/2，则在拉力由F增加到4F的过程中拉力对物体所做的功为（ ）

A.FR B.FR/2 C.2FR D.5FR/4

这是一道考查圆周运动、变力做功和动能定理的好题。此题的本意在于教会学生避免乱套功的公式。一种错误的解法是：

W=·（R-）=·=FR

得：答案为D。

上述解法错误在于F与R不成线性关系，F的平均值F并不等于。

正确的解法应该是：

设拉力为F时，物体运动速度为v，则

F=mv/R

拉力为4F时，物体运动速度为v，有

4F=mv/

因为拉力F做的功等于物体动能的增量，即

W=mv-mv=FR-mv=FR-FR=FR

故正确答案应该为B。

讲完这道题以后，学生提出了这样一个问题，既然拉力的功等于力与位移的乘积，拉力的最小值是F，最大值是4F，平均值>F，绳向下的位移S=R-=，故F做的功应为

W=·S>F·=FR

最后的答案怎么会等于FR呢？我翻看了其他高中物理资料，有些资料上写明当轨道半径是R/2时，拉力是6F，这样拉力做的功按功能关系的计算结果为

W=mv-mv=FR-FR=FR>FR

看似解决了学生的疑问。

在这个题目中，当小球运动半径为R/2时，线绳拉力到底是4F还是6F？还是随拉力的不同变化情况而有其他不同值？为了搞清这个问题，我查阅了有关书籍[1][2]，进行了如下推导：

设该小球质量为m，距圆心距离为r时，线绳拉力为f，则

W=-fdr

设小球此时速度为v，沿平行和垂直线绳的分速度分别为v和v则

f=mv/r

代入①

因为f为有心力，所以小球在运动过程中角动量守恒，即

Mrv=C=恒量③

或v=C/mr代入②得

设小球做匀速圆周运动的半径为R时，线速度为v，则

F=mv/R⑤

由③⑤得

C=mrv=mRv=mR=⑥

将⑥代入④得

W=FRm=FR⑦

设物体做匀速圆周运动的半径为R/2时，线速度为v，线绳拉力大小为F，则

F=mv/⑧

据动能定理

W=mv-mv

将⑤⑦⑧代入上式得

FR=FR-FR

∴F=8F⑨

上面的推导与f的变化情况无关，⑦⑨两式说明，无论是匀速拉动，还是变速拉动，当小球运动半径为时，线绳拉力都为8F，拉力的功都是W=FR（大于FR）。

所以，从科学和技巧的角度考虑，建议这个题做如下修改：

如图1所示，把一个物体系在轻绳的一端，轻绳的另一端穿过木板光滑小孔，且受到竖直向下的拉力。当拉力大小为F时，物体在水平光滑的平板上做匀速圆周运动的半径为R，当拉力增加到8F时，物体在光滑水平面上做匀速圆周运动的轨道半径为R/2。则在拉力由F增加到的过程中拉力对物体所做的功为（ ）

A.FR B.FR C.FR D.FR

由以上推导可知，此题的正确答案是D。

二、严密性不足

例2：某一研究性学习小组的同学们设计了以下实验方案验证电荷守恒定律：

图2

根据以上实验过程和观察到的现象，回答下列问题：

（1）步骤二的实验现象，说明 。

（2）步骤三的实验现象，说明 。

（3）该研究性实验 （填“能”或“不能”）验证电荷守恒定律。

此题是一个具有发散性思维的实验题，命题教师别出心裁、独具匠心，此题的答案是：

（1）插入验电器上端空心金属球内的起电板带上了电荷；（2）两块板带有等量异号电荷，总电荷量为零；（3）能。

学生在做题过程中给出了不同答案：（1）验电器带电了（没有指出现象的本质）；（2）验电器不带电了或验电器带电量消失（仍没有指出现象的本质）；（3）不能（他们的理由是：验电器原来带电吗？……好像也对）。

出现不同答案的原因是原题指向性不明确且验电器原来带不带电、起电板原来带不带电不明确所致。此题可做如下修改：

某一研究性学习小组的同学们设计了以下实验方案验证电荷守恒定律：

图3

根据以上实验过程和观察到的现象，回答下列问题：

（1）步骤一的实验现象，说明原来两个起电板？摇 ？摇。

（2）步骤三的实验现象，说明插入验电器上端空心金属球内的起电板？摇 ？摇。

（3）步骤四的实验现象，说明？摇 ？摇。

（4）该研究性实验？摇 ？摇（填“能”或“不能”）验证电荷守恒定律。

修改后的题目加了一步，同时实验现象（1）中加了个“仍”字，指向性就明确了，同时也使题目严密。修改后题目的答案是：

（1）不带电；（2）带上了电荷；（3）两块板带有等量异号电荷，总电荷量为零；（4）能。

三、没有注意时效性

例3：有一个正充电的电容器，使它的电荷量减少了3×10C，则其电压降为原来的1/3，则（ ）

A.电容器原来带的电荷量是9×10C

B.电容器原来带的电荷量是4.5×10C

C.电容器原来的电压可能是5V

D.电容器原来的电压可能是5×10V

原答案为B、C。解法如下：

解析：由题意知C==，解得Q=4.5×10C。当U=5V时，C==F=0.9μF；当U=5×10V时，C==F=9F。电容器的电容不可能达到9F，故原电压值不可能是5×10V。

这是一个考查学生对电容器的电容定义的理解和认知日常生活中电容器的电容的大小的题目，在十几年前算得上是一个经典题目。但随着科学日新月异的发展，别说是9F的电容器，几千F的电容器现在也造出来了（从网上可直接查出来）。所以只选B、C就今天来说肯定不对，若选B、C、D，那么C、D选项又失去了原来的意义。这个题目已经成了明日黄花，老师们在选题时看来只能忍痛割爱。

中学是学生学习知识的最重要的阶段，各门知识的学习为以后继续深造和祖国建设打下坚实的基础，来不得半点马虎。物理学是一门基础科学，是自然科学和技术科学的基础，如果我们在物理知识的传授中有欠缺和错误，由于学生先入为主的关系，会给以后的学习带来不必要的迷惑。中学教师在命题过程中，要细心再细心、缜密再缜密，决不能想当然地出一些不严密甚至有错误的试题，影响学生的终生学习。

参考文献：

[1]周衍柏.理论力学教程.人民教育出版社，1980：64-68.

[2]肖士珣.理论力学简明教程.人民教育出版社，1979：77-88.