朱亞軍
(江蘇省蘇州中學(xué),江蘇 蘇州 215007)
高考是普通高等學(xué)校選拔合格新生的主要依據(jù),而高考對考生甄別、遴選的重要依據(jù)是看考生對高考壓軸題的解答情況.通常情況下,高考壓軸題中的文字或圖表信息量較大,考查知識面廣、靈活度大、綜合性強(qiáng),往往涉及到多個物理過程,所給出的物理情境常常比較復(fù)雜、新穎;涉及的物理模型也可能比較多,要運用多個物理規(guī)律進(jìn)行論證或較為復(fù)雜的計算才能解得結(jié)果.
高考壓軸題注重考查考生對基礎(chǔ)知識、基本技能的掌握程度和運用所學(xué)物理知識分析、解決問題的能力,重視對考生科學(xué)素養(yǎng)的考查,注重理論聯(lián)系實際,關(guān)注物理科學(xué)與技術(shù)、社會和環(huán)境的聯(lián)系,關(guān)注物理知識在現(xiàn)代生產(chǎn)、生活等方面的廣泛應(yīng)用.筆者認(rèn)為,考生要能夠從容不迫地解答高考壓軸題,除了需要扎實的物理基礎(chǔ)知識及基本技能之外,應(yīng)該掌握有效的解題策略與技巧,同時還應(yīng)重視幾個注意事項.
審題是對題目中的信息進(jìn)行搜索、提取、加工的過程.審題時首先要保持良好的心態(tài),其次要有耐心,應(yīng)全面、細(xì)致地審讀題目中的每一個字、每一句話,特別要重視題目中的關(guān)鍵詞和數(shù)據(jù).例如,光滑(或粗糙)、靜止(或運動)、恰好達(dá)到最大速度、勻加速、一定、可能、恰好等等.一般情況下,壓軸題描述的可能是復(fù)雜的運動過程,為了順暢地解題,應(yīng)該把整個過程分解成幾個不同的階段,逐一進(jìn)行解剖以便各個擊破,通過分析、推理、判斷和計算,構(gòu)建完整、準(zhǔn)確的物理情景和物理模型,同時要通過畫草圖展示物理情景來幫助理解題意,以保證審題的準(zhǔn)確性.
在透徹理解題意的基礎(chǔ)上,將問題中的信息與自己頭腦中貯存的相關(guān)信息互相聯(lián)系、融合,進(jìn)行科學(xué)決策,從物理過程的各個階段中尋找遵循的規(guī)律,從狀態(tài)或狀態(tài)變化的過程中尋找物理量之間的密切聯(lián)系,從而建立起已知量與待求量之間的縱向、橫向的相互聯(lián)系.所謂縱向關(guān)系是指同一研究對象的前后過程的相互關(guān)系;所謂橫向關(guān)系是指某一研究對象與其他物體間的相互關(guān)系.
通常情況下,解答高考壓軸題不可能一蹴而就,解題的過程并不完全是按照事先設(shè)計好的程序一成不變地執(zhí)行的機(jī)械過程,原先確定的解題思路往往也是粗線條的、大約性的,亦或是嘗試性的.由于高考壓軸題的復(fù)雜性,或者應(yīng)考者思維的缺陷等主、客觀原因,解題的進(jìn)程有時會思路中斷,或者偏離正確的解題方向.因此,解題者應(yīng)當(dāng)隨時、隨地接收有關(guān)信息,及時地加以修正、調(diào)節(jié).通過同步的修正、調(diào)節(jié),強(qiáng)化正確,糾正錯誤.顯而易見,解答高考壓軸題的過程是一個需要不斷對所發(fā)生的情況進(jìn)行自我評估,并隨時加以必要調(diào)整的動態(tài)過程.
遇到情境新、信息量大、設(shè)問多、過程復(fù)雜的題目時,在審題過程中,如果已經(jīng)明確了某一階段的情景,要鎮(zhèn)定自若地先寫出簡要的文字說明,根據(jù)物理規(guī)律、公式列出關(guān)系式,然后進(jìn)行必要的文字運算,最后代入數(shù)據(jù),進(jìn)而把結(jié)果解答出來.因為高考閱卷是分步給分的,考生必須每分必爭!這對完全理順題意也起著至關(guān)重要的作用.因為很多情況下后一階段的情景要由前一階段的結(jié)果來判定,所以前一階段的結(jié)果往往是打通后續(xù)障礙的重要武器.顯然,解題時要各個擊破,步步為營!
解答高考壓軸題必須規(guī)范、嚴(yán)謹(jǐn).規(guī)范解題應(yīng)該有必要的文字說明,書寫整潔、清楚,條理清晰,作圖要工整、準(zhǔn)確,文字、符號和單位要規(guī)范統(tǒng)一,最終的結(jié)果必須用已知的條件或所要求的字母表示.使用的學(xué)科語言必須規(guī)范,要有學(xué)科特色和“物理味”.最終還要對所求得的結(jié)果進(jìn)行討論和檢驗(看是否符合實際和物理規(guī)律),并給出明確的結(jié)論.
例.(2012年江蘇物理高考壓軸題)如圖1所示,待測區(qū)域中存在勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場,根據(jù)帶電粒子射入時的受力情況可推測其電場和磁場.圖中裝置由加速器和平移器組成,平移器由兩對水平放置、相距為l的相同平行金屬板構(gòu)成,極板長度為l、間距為d,兩對極板間偏轉(zhuǎn)電壓大小相等、電場方向相反.質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子經(jīng)加速電壓U0加速后,水平射入偏轉(zhuǎn)電壓為U1的平移器,最終從A點水平射入待測區(qū)域.不考慮粒子受到的重力.
圖1
(1)求粒子射出平移器時的速度大小v1;
(2)當(dāng)加速電壓變?yōu)?U0時,欲使粒子仍從A點射入待測區(qū)域,求此時的偏轉(zhuǎn)電壓U;
(3)已知粒子以不同速度水平向右射入待測區(qū)域,剛進(jìn)入時的受力大小均為F.現(xiàn)取水平向右為x軸正方向,建立如圖所示的直角坐標(biāo)系Oxyz.保持加速電壓為U0不變,移動裝置使粒子沿不同的坐標(biāo)軸方向射入待測區(qū)域,粒子剛射入時的受力大小如表1所示.
表1
請推測該區(qū)域中電場強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小及可能的方向.
解析:(1)根據(jù)題意,不考慮帶電粒子受到的重力(試題中的原文),帶電粒子首先經(jīng)過加速電場獲得初速度v0,隨后射入第1個平移器做類平拋運動,發(fā)生第1次偏轉(zhuǎn)、側(cè)移,速度大小增加;接著斜射入第2個平移器做類斜拋運動,但第2次側(cè)移后從A點水平射入待測區(qū)域.根據(jù)“水平”(策略與技巧1:仔細(xì)審題、明確題意)兩字可以得出帶電粒子射出第2個平移器時的末速度v1等于初速度v0.粒子在第2個平移器中做的斜拋運動,可以看作是一個“反演”的平拋運動(策略與技巧2:聯(lián)想遷移,選擇并靈活應(yīng)用規(guī)律和模型).
在帶電粒子加速運動的過程中,根據(jù)動能定理有
(策略與技巧3:膽大心細(xì),縝密運算,步步為營)
如果磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向沿x軸的正方向,結(jié)合表1中的其他信息有
所以電場強(qiáng)度E與Oxy平面平行且與x軸方向的夾角為30°或150°(策略與技巧4:規(guī)范嚴(yán)謹(jǐn),絕不無謂失分).
同理,如果磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向沿x軸的負(fù)方向,則電場強(qiáng)度E與Oxy平面平行且與x軸方向的夾角為-30°或-150°.(策略與技巧4:規(guī)范嚴(yán)謹(jǐn),絕不無謂失分)
點評:本題充分考查了考生的空間想象能力、推理能力和應(yīng)用數(shù)學(xué)處理物理問題的能力.
有些高考壓軸題描述的物理過程含而不露,答題者需結(jié)合已知條件應(yīng)用有關(guān)概念和規(guī)律.進(jìn)行具體分析,而不要急于動筆列方程、找關(guān)系,以免用錯誤的過程或模型代替實際的物理過程或情境.如上述試題中帶電粒子在第2個平移器中做的類斜拋運動,高考《考試說明》中是不作要求的,也就是說本題有一點超綱的嫌疑.但是,可以把該斜拋運動看作是第1個平移器中做類平拋運動的反演過程.這樣,看似超綱的問題也就迎刃而解了.
高考壓軸題之所以難,不僅因為物理過程復(fù)雜多變,還由于潛在的條件隱蔽難尋,令考生有一頭霧水、產(chǎn)生條件不足之感而陷入困境.這正好是在考查考生思維的深刻性、敏捷性和批判性.如果考生不仔細(xì)分析物理過程,走馬觀花的一閱而過,挖掘不出這些條件而失去了正確、迅速解題的機(jī)會.如該試題中“粒子以不同速度水平向右射入待測區(qū)域,剛進(jìn)入時的受力大小均為F”,說明粒子所受的洛倫茲力為零.磁場的方向一定平行于x軸.
有些高考壓軸題可能故意多給出一些已知條件,或者在解題的過程中精心設(shè)置一些“陷阱”誤導(dǎo)考生走入歧途或落入“陷阱”.在這里,就是通過“陷阱”等干擾因素來考查考生分析判斷、明辨是非、及時糾錯的能力.這些因素的迷惑程度愈大,愈容易在解題過程中犯錯誤.因此,如何從分析物理過程中排除這些干擾因素,然后得出正確的結(jié)論是十分重要的.如上述試題中判斷出“磁場的方向一定平行于x軸”后,還需要注意磁場有2個可能的方向:沿x軸的正方向或沿x軸的負(fù)方向.
該分則分,宜合則合,整體法和隔離法的運用相輔相成、相得益彰,將物理過程的分析、研究對象及規(guī)律的選用加以統(tǒng)籌考慮,以選得最佳的解題思路和便捷的解題過程.
一些復(fù)雜的物理過程,由于一個或幾個物理量變化到某一特定值——臨界值的時候,物理過程將發(fā)生質(zhì)的突變,因此緊緊扣住臨界值,把握物理過程發(fā)生突變的條件,對于不同本質(zhì)的物理過程選用準(zhǔn)確的規(guī)律,可以避免把一些形同質(zhì)異的物理過程混為一談.
出色高考成績的取得,不僅需要扎實的基礎(chǔ)知識和熟練的基本技巧、技能,還需要具備良好的心理素質(zhì),它極大地影響著考生臨場水平的發(fā)揮.因此,教師要指導(dǎo)考生以平靜的心態(tài)進(jìn)入考場,從容不迫地進(jìn)行考試.見到熟悉的題目,不要得意忘形;遇到陌生的試題,不能驚慌失措.
總之,考生面對高考壓軸題要努力做到“你易我易大家易,我不大意;我難你難大家難,我不怕難”.