从高三物理论文高考试题和两个版本教材习题的比较

从高考试题和两个版本教材习题的比较谈两个版本教材习题的开发与利用一直以来，高考复习普遍存在着这样的情况：教师往往比较重视知识点的巩固和解题技能的指导；学生把时间和精力花在大量模拟试题的训练上而忽略了教材，认为教材过于简单，只是用来了解知识点；教师和学生都认为每年高考都是出新题，而不可能出见过的、特别是教材中的题。但是，近三年来，广东高考题从教材中取材的试题却不少，有些是教材课后习题的变形或拓展，有些是高考实验探究题的变形。为此，在第二轮复习中，我们应该更加深刻研究教材，开发与利用教材习题或实验探究题，转变为后段学生训练的试题，才能在备考中发挥出最大的效能。谈及教材，我们都知道，全省使用了两个版本的教材，人教版与粤教版，使用人教版的有六、七个地区，主要是粤东地区，大多数地区采用粤教版。这两个版本从知识内容来说并没有区别，主要是在解决同一个课题的方式时有了明显的差别，人教版注重内容的连贯性，多数知识与规律是如何得到的教材都进行详细的介绍，要求学生独立探究或交流合作的情况较少，教学相对会更清晰明了。粤教版则更多的采用探究的方式，要学生通过自主或合作交流的方式学习，积极主动寻找方法，发现科学规律。这样，两个版本中所介绍的例题、所设置的习题，所探究的实验的方式与方法也就存在着较大的差异。因此，研究教材不能只研究你所教的教材，还应该研究其他版本的教材，在试题设计上才能兼顾双方的特色，在取材上才有更加广阔的视野。今天，我发言的内容是“从高考试题和两个版本教材习题的比较谈两个版本教材习题的开发与利用”。下面先和大家探讨高考试题和两个版本教材习题的关系。一、近三年广东高考试题取材自两个版本教材习题的比较为了分清近三年广东高考试题取材自两个版本教材习题的情况，我设计了如下的表格来进行比较。表１：高考年份题号题型分值取材自何版本教材、何处习题或实验探究知识点相似比2007年2选择4人教版选修3-5第63页问题与练习第3题能级0.57选择4粤教版选修3-2第57页例题变压器0.39选择4人教版选修3-3第24页思考与讨论理想气体状态方程0.310选择4粤教版选修3-3第64页热功关系0.413(1)实验3人教版选修3-1第68页问题与练习第2题多用电表0.313(2)实验3人教版选修3-1第56页测量电炉丝电阻的案例测电阻0.315(2)综合4人教版选修3-5第65页思考与讨论放射线0.415(3)综合4人教版选修3-5第48页思考与讨论阴极射线0.3粤教版选修3-5第50页讨论与交流0.62008年1选择4人教版必修1第46～47页实验验证伽利略斜面实验0.34选择4人教版选修3-1第102页练习第4题回旋加速器0.3粤教版选修3-1第91页讨论与交流0.45选择4人教版选修3-2第36页问题与练习第4题交流电0.4粤教版选修3-2第47页练习第1题0.57选择4粤教版选修3-1第49页练习第2题动态电路0.68选择4人教版选修3-1第20页问题与练习第3题电场与电势0.313(1)填空5粤教版选修3-3第12页实践与拓展分子张力0.713(2)填空5粤教版选修3-3第8页讨论与交流分子热运动0.515实验11粤教版选修3-2第72页实验与探究探究温度传感器的特性0.517(1)综合8人教版必修2第57页例题功率0.42009年3选择4人教版必修1第36页问题与练习3v-t图象0.48选择4人教版必修1第86页例题2超重与失重v-t图象0.39选择4人教版选修3-2第45页思考与讨论远距离输电0.3粤教版选修3-2第61页讨论与交流远距离输电0.412选择4人教版选修3-1第100页例题质谱仪0.4粤教版选修3-1第90页质谱仪荷质比的计算0.617(1)综合10人教版必修2第9页例题2平抛运动0.4粤教版必修2第17页实践与拓展0.518综合15粤教版选修3-2第24页第3、4题电磁感应与电路0.419综合16人教版选修3-5第17页问题与练习第1题碰撞0.2从这个表格可以看到：2007年高考题取材自人教版与粤教版的分值之比22∶12。2008年高考题取材自人教版与粤教版的分值之比24∶23。2009年高考题取材自人教版与粤教版的分值之比22∶22。由此看出，从两个版本的教材习题与实验探究中取材的分值除2007年采用人教版的比重大些，但近二年就比较接近了。而从取材的总分值看，2007年只占22.7%，2008年占31%，2009年占29.4%，后二年从教材习题取材的分值明显增加，知识点的分布也较广，这样使试题更符合广东新课改的要求，即从近二年广东省高考物理所取得的优异成绩说明了高考试题取材于教材的出发点是正确的，命题很理性，考生很高兴，教师很自信，高层很满意，课改很得意。大家从表格中还看到有一列是统计试题与教材习题的相似比，这个相似比为个人的评估，不是官方的，如果有什么雷同请给我扬名，如果偏差太大，请大家谅解。从表中可以看到，近三年来，广东高考试题与粤教版的习题的相似比比较高。下面举几个例进行说明：【例1】2009年广东物理选择第12题，是考查质谱仪工作原理的理解能力。原题：图9是质谱仪的工作原理示意图．带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器．速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E．平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2．平板S下方有强度为B0的匀强磁场．下列表述正确的是（）A．质谱仪是分析同位素的重要工具B．速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外C．能通过的狭缝P的带电粒子的速率等于E/BD．粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的荷质比越小参考答案：ABC解析：由加速电场可见粒子所受电场力向下，即粒子带正电，在速度选择器中，电场力水平向右，洛伦兹力水平向左，如图所示，因此速度选择器中磁场方向垂直纸面向外B正确；经过速度选择器时满足qvBqE，可知能通过狭缝P的带电粒子的速率等于E/B，带电粒子进入磁场做匀速圆周运动则有qBmvR，可见当v相同时，qmR，所以可以用来区分同位素，且R越大，比荷就越大，D错误．图9教材对照：人教版选修3-1第100页例题：一个质量为m、电荷量为q的粒子，从容器下方的小孔S1飘入电势差为U的加速电场，其初速度几乎为零，然后经过S3沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打到照相底片D上（图3.6-4）。（1）求粒子进入磁场的速率。（2）求粒子在磁场中运动的轨道半径。解答：(1)粒子在S1区做初速度为零的匀加速直线运动。在S2区做匀速直线运动，在S3区做匀速圆周运动。由动能定理可知:21mv2＝qU由此解得：mqUv2（2）粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径为22qBmUqBmvrr和进入磁场的速度无关，进入同一磁场时，qmr，而且这些个量中，U、B、r可以直接测量，那么，我们可以用装置来测量比荷。粤教版选修3-1第90页质谱仪荷质比的计算：质谱仪的结构如图所示．带电粒子经过S１和S２之间的电场加速后，进入Ｐ１、Ｐ２之间的区域．Ｐ１、Ｐ２之间存在着互相正交的磁场B１和电场E，只有在这一区域内不改变运动方向的粒子才能顺利通过S０上的狭缝，进入磁感应强度为B２的匀强磁场区域．在该区域内带电粒子做匀速圆周运动，打在照相底片A’A上，留下痕迹．质谱仪Ｐ１、Ｐ２之间的部分就是一个速度选择器．只有满足v=E/B1的带电粒子才能做匀速直线运动通过S0上的狭缝．S0下方的空间不存在电场，只存在匀强磁场．带电粒子在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动．运动半径2qBmvr图3.6-4由以上两式消去v，得rBBEmq21式中Ｅ、Ｂ1、Ｂ2是已知的，r可测量，利用该式可以求出带电粒子的荷质比q/m。由此看出，该高考题无论题意到图象的取材都更接近于粤教版的。【例2】2007年广东物理高考第15题第3小题，是一个关于荷质比的综合问题。该题采用问答的形式考查考生对原子核的基本知识以及电磁场对带电粒子作用的基本规律的了解，考查实验与探究能力、理解能力和推理能力。原题：带电粒子的荷质比qm是一个重要的物理量.某中学物理兴趣小组设计了一个实验，探究电场和磁场对电子运动轨迹的影响，以求得电子的荷质比，实验装置如图1所示.①他们的主要实验步骤如下：Ａ．首先在两极板12MM之间不加任何电场、磁场，开启阴极射线管电源，发射的电子从两极板中央通过，在荧幕的正中心处观察到一个亮点；Ｂ．在12MM两极板间加合适的电场：加极性如图所示的电压，并逐步调节增大，使荧幕上的亮点逐渐向荧幕下方偏移，直到荧幕上恰好看不见亮点为止，记下此时外加电压为U.请问本步骤目的是什么？（答案：使电子刚好落在正极板的边缘，给出特殊的偏转量，有利于化简．）Ｃ．保持步骤B中的电压U不变，对12MM区域加一个大小、方向合适的磁场B，使荧幕正中心重现亮点，试问外加磁场的方向如何？（答案：垂直纸面向外）②根据上述实验步骤，同学们正确推算出电子的荷质比与外加电场、磁场及其他相关量的关系为22qUmBd.教材对照：人教版选修3-5第48页思考与讨论：带电粒子的电荷量与其质量之比——比荷mq，是一个重要的物理量．根据带电粒子在电场和磁场中受力的情况，可以得出组成阴极射线的微粒的比荷．建议你依照下面的提示自己算一算．1.当18.1-2金属板D1、D2之间未加电场时，射线不偏转，射在屏上P1点。按图示方向施加电场E之后，射线发生偏转并射到屏上P2处．由此推断，阴极射线带有什么性质的电荷？（带负电，可以是电子，与高考题相同）2.为了抵消阴极射线的偏转，使它从P2点回到P1，需要在两块金属板之间的区域再施加一个大小合适、方向垂直于纸面的磁场．这个磁场B应该向纸外还是向纸内？（与高考题相同）．写出此时每个阴极射线微粒（质量为m，速度为v）受到的洛仑兹力和电场力．两个力之间应该有什么关系？（相等）3.根据以上关系求出阴极射线的速度v的表达式．由于金属板D1、D2间的距离是已知的，两板间的电压是可测量的，所以两板间的电场强度E是已知量．磁场由电流产生，磁感应强度B可以由电流的大小算出，因此也按已知量处理．（BEv，与高考题相同）4.去掉D1、D2间的电场E，只保留磁场B．由于磁场方向与射线运动方向垂直，阴极射线在D1、D2之间有磁场的区域会形成一个半径为r的圆弧．此时，组成阴极射线的粒子做圆周运动的向心力是洛仑兹力（即evBmrv2，与粤教版题在前面的论述相同）．半径r可以通过P3点的位置算出，同样按已知量处理．按照以上提示就可以写出比荷mq的表达式了．粤教版选修3-5第50页讨论与交流：设平行板Ｍ、Ｎ间的间距为h，板的水平长度为d．首先使阴极仅受电场作用并达到最大偏转（如图3-1-5）,测出此时的场强Ｅ，随后保持Ｅ不变，外加磁场使射线恢复水平不再偏转，测出此时的磁感应强度Ｂ．图3-1-5使射线达到最大偏转１．请证明此时对应于(3.1.1)式（即evBmrv2）中的速度v为：EvB２．请证明此时对应于(3.1.1)式中的半径r为：hdr2（2212)(vdmhqUh,EvB,evBmrv2联立解得）３．能否得出射线粒子荷质比的表达式（22qUmBd，与高考相同）？你认为整个实验设计中最“妙”的地方在哪里？为什么？两个版本案例与高考试题的比较：首先，不加电场时，射线不偏转；接着，加了电场E，射线偏转；然后，为了抵消射线的偏转，加了合适的磁场B,由洛伦兹力和电场力的关系可以得出速率；假如撤去电场，保留磁场，粒子作圆周运动，在有磁场的区域形成一个半径r的圆弧，向心力等于洛伦兹力：2vmqvBr，这里可以得到荷质比2qEmBr。但是，半径r又将如何确定呢？对照粤教版，人教版介绍到这里就结束了，没有继续深入探讨。而粤教版在教材设计方面独具一格，设计了射线达到最大偏转的试验步骤，接着问：你认为整个实验设计最“妙”的地方在哪里？为什么？此处最“妙”的地方在于加上合适的电场使电子刚好落在正极板的近荧光屏端边缘，给出特殊的偏转量为2h(h为板的间距)，有利于化简．这样计算比荷显得极其简单．这正是高考题与粤教版的案例相同的地方。由