1、高三物理復(fù)習(xí)中的能力培養(yǎng)問題,浙江省慈溪中學(xué) 徐志長 ,2011年浙江省普通高考考試說明中對理科綜合考試的能力要求,一、理解能力,二、推理能力,三、分析綜合能力,四、應(yīng)用數(shù)學(xué)處理物理問題的能力,五、實驗與探究能力,在考查知識的同時，注重考查能力，并把對能力的考查放在首要位置。通過考查知識來鑒別考生能力的高低。,高三物理復(fù)習(xí)最后階段中要著重培養(yǎng)的幾個能力,一、建模能力的培養(yǎng),二、遷移能力的培養(yǎng),三、實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng),四、應(yīng)試能力的培養(yǎng),一、建模能力的培養(yǎng),實際問題,（一）思路,例1：（09浙江高考24）某校物理興趣小組決定舉行遙控賽車比賽。比賽路徑如圖所示，賽車從起點A出發(fā)，沿水平直線軌道運動L后

2、，由B點進入半徑為R的光滑豎直圓軌道，離開豎直圓軌道后繼續(xù)在光滑平直軌道上運動到C點，并能越過壕溝。已知賽車質(zhì)量m=0.1kg，通電后以額定功率P=1.5w工作，進入豎直軌道前受到阻力恒為0.3N，隨后在運動中受到的阻力均可不計。圖中L=10.00m，R=0.32m，h=1.25m， s=1.50m。問：要使 賽車完成比賽，電動 機至少工作多長時間？,（二） 例題,小車在直軌道AB間運動L： 功率恒定（P=Fv）牽引力是變力，摩擦力是恒力。 運動模型： 變加速直線運動,小車在圓軌道上運動： 圓軌道光滑，小車只受重力作用。 運動模型： 變速圓周運動,小車越過壕溝的運動：只受重力作用，初速度與重力

3、垂直。 運動模型： 平拋運動,該題中，通過對物體能到達圓周最高點所需的初速度、小球能過壕溝所需初速度大小為隱含條件的對比分析，考查考生分析綜合問題的能力。,例2：（10年浙江高考24）如圖所示，一矩形輕質(zhì)柔軟反射膜可繞過O點垂直紙面的水平軸轉(zhuǎn)動，其在紙面上的長度為L1，垂直紙面的寬度為L2。在膜的下端（圖中A處）掛有一平行于轉(zhuǎn)軸，質(zhì)量為m，長為L3的導(dǎo)體棒使膜繃成平面。在膜下方水平放置一足夠大的太陽能光電池板，能接收到經(jīng)反射膜反射到光電池板上的所有光能，并將光能轉(zhuǎn)化成電能。光電池板可等效為一個一電池，輸出電壓恒定為U，輸出電流正比于光電池板接收到的光能（設(shè)垂直于入 射光單位面積上的光功率保持恒

4、 定）。導(dǎo)體棒處在方向豎直向上 的勻強磁場B中，并與光電池構(gòu) 成回路，流經(jīng)導(dǎo)體棒的電流垂直 紙面向外（注：光電池與導(dǎo)體棒 直接相連，連接導(dǎo)線未畫出）。,（1）現(xiàn)有一束平行光水平入射，當反射膜與豎直方向成60 時，導(dǎo)體棒處于受力平衡狀態(tài)，求此時電流強度的大小和光電池的輸出功率。 （2）當變成45 時，通過調(diào)整電路使導(dǎo)體棒保持平衡，光電池除維持導(dǎo)體棒力學(xué)平衡外，還能輸出多少額外電功率？,考生反映： 題目看不懂，不會建立物理模型。 原因： 文字多：400個字符； 知識廣：幾何光學(xué)、電路、安培力、靜力學(xué)等； 插圖難：是一幅不易看懂的截面圖。,當反射膜與豎直方向成60時的導(dǎo)體棒受重力、反射膜的拉力和安培

5、力作用而靜止 物理模型共點力的平衡,（1）現(xiàn)有一束平行光水平入射，當反射膜與豎直方向成60 時，導(dǎo)體棒處于受力平衡狀態(tài)，求此時電流強度的大小和光電池的輸出功率。,平行光射到反射膜上 物理模型 光的反射定律,S1=S1=L1L2cos60,（2）當變成45 時，通過調(diào)整電路使導(dǎo)體棒保持平衡，光電池除維持導(dǎo)體棒力學(xué)平衡外，還能輸出多少額外電功率？,當反射膜與豎直方向成45時的導(dǎo)體棒受重力、反射膜的拉力和安培力作用而靜止。 物理模型共點力的平衡,平行光射到反射膜上 物理模型 光的反射定律,S2=S2=L1L2cos45,例3：如圖所示，MN和PQ是兩根放在豎直面內(nèi)且足夠長的平行金屬導(dǎo)軌，相距l(xiāng)=50

6、cm。導(dǎo)軌處在垂直紙面向里的磁感應(yīng)強度B=5T的勻強磁場中。一根電阻為r=0.1的金屬棒ab可緊貼導(dǎo)軌左右運動。兩塊平行的、相距d=10cm、長度L=20cm的水平放置的金屬板A和C分別與兩平行導(dǎo)軌相連接，圖中跨接在兩導(dǎo)軌間的電阻R=0.4。其余電阻忽略不計。已知當金屬棒ab不動時，質(zhì)量m=10g、帶電量q=103C的小球以某一速度v0沿金屬板A和C的中線射入板間，恰能射出金屬板（g取10m/s2）。求：,帶負電小球以某一速度v0沿金屬板A和C的中線射入板間，恰能射出金屬板。求： （1）當ab桿不運動時小球的速度v0；,ab棒不切割，金屬板A、C不帶電，小球只受重力。 運動模型：平拋運動,帶負

7、電小球以某一速度v0沿金屬板A和C的中線射入板間。求： （2）若使小球在金屬板間不偏轉(zhuǎn)，則金屬棒ab的速度大小和方向。,小球不偏轉(zhuǎn)，小球受到的重力和電場力必定大小相等方向相反。 運動模型：勻速直線運動（平衡問題）,帶負電小球以某一速度v0沿金屬板A和C的中線射入板間，恰能射出金屬板。求： （3）若要使小球能從金屬板間射出，則金屬棒ab勻速運動的速度應(yīng)滿足什么條件？,ab棒運動模型：勻速運動 小球運動模型：類平拋運動,例4：圖中MN為很大的薄金屬板（可理解為無限大），金屬板原來不帶電。在金屬板的右側(cè)，距金屬板距離為d的位置上放入一個帶正電、電荷量為q的點電荷，由于靜電感應(yīng)產(chǎn)生了如圖甲所示的電場分

8、布。P是位于點電荷右側(cè)，與點電荷之間的距離也為d的一個點，則P點的電場強度為：,左圖所示的電場分布與圖與右圖中虛線右側(cè)的電場分布是一樣的。右圖中是兩異種點電荷電荷量的大小均為q，它們之間的距離為2d，虛線是兩點電荷連線的中垂線。由此可求出P點的電場強度大小。 等量異種點電荷電場模型用類比方法建立模型！,可計算出答案：A,二、遷移能力的培養(yǎng),已有的知識,（一） 思路,例5：（09浙江高考題）如圖所示，在磁感應(yīng)強度大小為B、方向豎直向上的勻強磁場中，有一質(zhì)量為m、阻值為R的閉合矩形金屬線框用絕緣輕質(zhì)細桿懸掛在點，并可繞點擺動。金屬線框從右側(cè)某一位置靜止開始釋放，在擺動到左側(cè)最高點的過程中，細桿和金

9、屬線框平面始終處于同一平面，且垂直紙面。則線框中感應(yīng)電流的方向是（ ） A B C先是 后是 D先是 后是,（二）例題,（96年全國高考題）一平面線圈用細桿懸于P點，開始時細桿處于水平位置，釋放后讓它在如圖所示的勻強磁場中運動。已知線圈平面始終與紙面垂直，當線圈第一次通過位置和位置時，順著磁場的方向看去，線圈中感應(yīng)電流的方向分別為（ ）。位置位置 A. 逆時針方向逆時針方向 B. 逆時針方向順時針方向 C. 順時針方向順時針方向 D. 順時針方向逆時針方向,96年的高考題，磁場方向是水平的,09年的浙江省高考題，磁場方向是豎直向上的,遷移,例6：（09浙江高考25） 如圖所示，x軸正方向水平向

10、右，y軸正方向豎直向上。在xOy平面內(nèi)有與y軸平行的勻強電場，在半徑為R的圓內(nèi)還有與xOy平面垂直的勻強磁場。在圓的左邊放置一帶電微粒發(fā)射裝置，它沿x軸正方向發(fā)射出一束具有相同質(zhì)量m、電荷量q（q0）和初速度v的帶電微粒。發(fā)射時，這束帶電微粒分布在0y2R的區(qū)間內(nèi)。已知重力加速度大小為g。求：,（2）請指出這束帶電微粒與x軸相交的區(qū)域，并說明理由。,（1）、（3）略,從O點（y0，x0）射出的粒子（速率相同）通過磁場后均沿+x方向平行射出,從O點（y0）射出的粒子（速率相同）通過磁場后均沿+x方向平行射出,遷移,遷移,從O點（y0）射出的粒子（速率相同）通過磁場后均沿+x方向平行射出,沿+x方

11、向平行射出的粒子（速率相同）通過磁場后匯聚在O點,遷移與逆向、對稱的物理思想！,例7： （10浙江高考24）有一個放射源水平放射出 、 和 三種射線，垂直射入如圖所示磁場。區(qū)域和的寬度均為d，各自存在著垂直紙面的勻強磁場，兩區(qū)域的磁感強度大小B相等，方向相反。 （1）若要篩選出速率大于v1的粒子進入?yún)^(qū)域，求磁場寬度d與B和v1的關(guān)系。,三種射線在磁場中的偏轉(zhuǎn),遷移,粒子在磁場中的臨界偏轉(zhuǎn),例6： （10浙江高考24）有一個放射源水平放射出 、 和 三種射線，垂直射入如圖所示磁場。區(qū)域和的寬度均為d，各自存在著垂直紙面的勻強磁場，兩區(qū)域的磁感強度大小B相等，方向相反。 （2）若B0.0034T，

12、v10.1c則可得d; 粒子的速率為0.001c，計算 和 射線離開區(qū)域時的距離；并給出去除 和 射線的方法。,三種射線在磁場中的偏轉(zhuǎn),遷移,定量計算粒在磁場中的偏轉(zhuǎn)距,例6： （10浙江高考24）有一個放射源水平放射出 、 和 三種射線，垂直射入如圖所示磁場。區(qū)域和的寬度均為d，各自存在著垂直紙面的勻強磁場，兩區(qū)域的磁感強度大小B相等，方向相反。 （3）當d 滿足第（1）小題所給關(guān)系時，請給出速率在v1vv2區(qū)間的粒子離開區(qū)域時的位置和方向。 （4）請設(shè)計一種方案，能使離開區(qū)域的 粒子束在右側(cè)聚焦且水平出射。,遷移與逆向、對稱的物理思想！,例8：邊長為L1和L2有N匝的矩形線圈可繞中心軸OO

13、轉(zhuǎn)動，始末端通過電刷與阻值為R的電阻連接，如圖（a）所示。線圈處于磁鐵和圓柱形鐵芯之間的均勻輻射磁場中，磁場的磁感線如圖（b）所示，N、S兩極過渡區(qū)域的寬度可忽略不計，邊長為L1的邊所處的輻向磁場的磁感應(yīng)強度為B，線圈導(dǎo)線單位長度的電阻為R0 ，當線圈以角速度順時針勻速轉(zhuǎn)動時：從圖示時刻開始計時，并設(shè)此時流過電阻R的電流方向為正，試在圖（c）中畫出一個周期內(nèi)R兩端電壓隨時間的變化圖象（Ut）。求此線圈正常轉(zhuǎn)動一周時產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的有效值。求線圈正常轉(zhuǎn)動時電阻R消 耗的電功率。,三、實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng),（一）說明中的變化,（1）“測定金屬的電阻率”改為“探究導(dǎo)體電阻與其影響因素的定量關(guān)系”， （2）

14、“描繪小電珠的伏安特性曲線”改為“測繪小燈泡的伏安特性曲線”。,1. 考試內(nèi)容范圍及要求中：,2. 2011年理科綜合參考試卷中：,實驗題由原來的21的、兩小題，改為21與22兩題，物理總題數(shù)增加一題。,（二）實驗考查的趨向,課本實驗,要求： 理解每一個實驗原理、實驗步驟和數(shù)據(jù)處理以及實驗時應(yīng)注意事項 實驗數(shù)據(jù)處理是反映學(xué)生分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論的思維能力，實驗操作時的注意事項是區(qū)別考生做過實驗與沒有做過實驗的很好的一種檢測方法。,（三）課本實驗,例9：（ 09年浙江高考22.）如圖甲所示，在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實驗中，同組同學(xué)已經(jīng)完成部分導(dǎo)線的連接，請你在實物接線圖中完成余下導(dǎo)線的連接。,

15、對實物線路的連接 實物線路的連接仍然是高考考查的重點內(nèi)容，因為線路的連接對做過該實驗的學(xué)生與沒有做過該實驗的學(xué)生有較大的區(qū)分度。而且線路的連接要在掌握實驗原理、實驗電路、儀表、儀器的使用、減小實驗誤差等等方面的基礎(chǔ)上進行綜合分析，才能畫出正確的實物連接線路。,連線要注意問題 由于網(wǎng)上閱卷，線路的連接要求考生用2B鉛筆連接。最好確認無誤后，再用黑色的鋼筆或圓珠筆連接。,連線要規(guī)范，防止 試卷掃描時引起不 必要的失誤,例10： （10年浙江省高考21. ）在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中，某同學(xué)測得電流電壓的數(shù)據(jù)如下表所示：,（1）用上表數(shù)據(jù)描繪電壓隨電流的變化曲線；,（2）（略）,對實驗數(shù)

16、據(jù)的處理： 要善于掌握數(shù)據(jù)處理的方法和技巧， 要善于分析和討論數(shù)據(jù)處理后得出的實驗結(jié)論。,1. 要求： 以重點實驗為突破口，在重點實驗的原理上進行拓展和實驗創(chuàng)新，以提高實驗的基本能力和應(yīng)變能力,（四）課本實驗基礎(chǔ)上的拓展實驗,（1）實驗器材的拓展 實驗器材替換的拓展，即能否用其它器材替換實驗中的相關(guān)器材而達到相同目的 實驗器材功能的拓展，即能否用此套器材達到其它目的,（2）實驗方案（原理）的拓展，即能否用其它方法達到相同目的,（3）實驗數(shù)據(jù)處理方法的拓展，即采用不同的數(shù)據(jù)處理方法的優(yōu)劣比較和物理意義分析。,2. 分類,例11. 測定電源的電動勢和內(nèi)阻,用電壓表和電流表測量電源的電動勢和內(nèi)阻,用

17、電流表和電阻箱測電源電動勢與內(nèi)阻,用電壓表和電阻箱測電源電動勢與內(nèi)電阻,10年江蘇卷、廣東卷,用兩只電壓表測電源電動勢與內(nèi)阻,U0為左圖V1的讀數(shù)；U1、U2為右圖V1、V2的讀數(shù),用兩只電流表測電源電動勢與內(nèi)阻,E=1.45（0.02）V r=0.82（0.02）,實驗器材替換的拓展！,例12：（10年上海高考題）某同學(xué)利用DIS，定值電阻、電阻箱等實驗器材測量電池a的電動勢和內(nèi)阻，實驗裝置如圖1所示，實驗時多次改變電阻箱的阻值，記錄外電路的總電阻阻值R，用電壓傳感器測得端電壓U，并在計算機上顯示出如圖2所示的關(guān)系圖線a，重復(fù)上述實驗方法測量電池b的電動勢和內(nèi)阻，得到圖2中的圖線b。,（1）

18、由圖線a可知電池a的電動勢=_V，內(nèi)阻=_,實驗器材替換的拓展！關(guān)注實驗新器材！,例13： 2009年浙江高考22. （2）實驗時，若擺球在垂直紙面的平面內(nèi)擺動，為了將人工記錄振動次數(shù)改為自動記錄振動次數(shù)，在擺球運動最低點的左、右兩側(cè)分別放置一激光光源與光敏電阻與某一自動記錄儀相連，該儀器顯示的光敏電阻阻值R隨時間t變化圖線如圖乙所示，則該單擺的振動周期為 。若保持懸點到小球頂點的繩長不變，改用直徑是原小球直徑2倍的另一小球進行實驗，則該單擺的周期將 ，圖乙中的t 將 。（填“變大”、“不變”或“變小”）。,2t0,變大,變大,實驗器材替換的拓展！,例14：用電壓表和電阻箱測電源電動勢與內(nèi)電阻

19、的器材來測電壓表的內(nèi)阻,為了測量電壓表的內(nèi)阻，現(xiàn)有約1.5V的電池二節(jié)、電阻箱、待測電壓表、開關(guān)各一個，連成如圖所示的電路，設(shè)電源的內(nèi)阻不計，U為電壓表示數(shù)，RV為電壓表的內(nèi)阻，R為測量時電阻箱的阻值，E為電源的電動勢。實驗給出的數(shù)據(jù)如表所示。 請運用圖線求出: （1）電源的電動勢；（2）電壓表的內(nèi)阻RV。,截距為: b=1/E=0.324 直線的斜率: k=1/ERV= 3.3310-4 求得：E=3.09V，RV=972。,實驗器材功能的拓展！,定值電阻Rx的測量方法 1歐姆表：最直接測電阻的儀表。用歐姆表測量只能進行粗測，為下一步的精確測量提供一個參考依據(jù)。 2替代法：替代法的測量思路是

20、等效的思想，可以是利用電流等效、也可以是利用電壓等 3伏安法：需要的基本測量儀器是電壓表和電流表。當電表的內(nèi)阻已知時，電壓表同時可以當電流表使用，同樣電流表也可以當電壓表用。（已知內(nèi)阻的電表具有三重功能） 4伏安法拓展：,例15：（10年福建高考卷）如圖是用來測量待測電阻阻值的實驗器材，器材及其規(guī)格列表如下。為了能正常進行測量并盡可能減少測量誤差，實驗要求測量時電表的讀數(shù)大于其量程的一半，而且調(diào)節(jié)滑動變阻器能使電表讀數(shù)有較明顯的變化。請用實線代表導(dǎo)線，在所給的實驗器材圖中選擇若干合適的器材，連成滿足要求的測量阻值的電路。,實驗方案（原理）的拓展！,例題16：用以下器材測量一待測電阻Rx的阻值。

21、器材（代號）與規(guī)格如下： 電流表A1（量程250mA,內(nèi)阻r1為5)；標準電流表A2（量程300mA，內(nèi)阻r2約為5）；待測電阻R1（阻值約為100）；滑動變阻器R2（最大阻值10）； 電源E（電動勢約為10V，內(nèi)阻r 約為1）；單刀單擲開關(guān)S，導(dǎo)線若干。要求方法簡捷，并能測多組數(shù)據(jù)，（1）畫出實驗電路原理圖，并標明每個器材的代號。,（2）需要直接測量的物理量是_； 用測的量表示待測電阻R1的計算式是R1_。,兩電流表的示數(shù)I1、I2 I1 r1/（ I2 - I1 ）,實驗方案（原理）的拓展！,例17：10浙江：在“探究彈簧彈力大小與伸長量的關(guān)系”實驗中，甲、乙兩位同學(xué)選用不同的橡皮繩代替彈

22、簧，為測量橡皮繩的勁度系數(shù)，他們在橡皮繩下端面依次逐個掛下鉤碼（每個鉤碼的質(zhì)量均為m=0.1kg，取g=10m/s2），并記錄繩下端的坐標X加（下標i表示掛在繩下端鉤碼個數(shù)）。然后逐個拿下鉤碼，同樣記錄繩下端面的坐標X減，繩下端面坐標的值Xi（X加+X減）/2的數(shù)據(jù)如下表：,（1）同一橡皮繩的X加 X減（大于或小于）； （2） 同學(xué)的數(shù)據(jù)更符合實驗要求（甲或乙）； （3）選擇一級數(shù)據(jù)用作圖法得出該橡皮繩的勁度系數(shù)k（N/m）； （4）為了更好的測量勁度系數(shù)，在選用鉤碼時需考慮的因素有哪些？,實驗數(shù)據(jù)處理方法的拓展,例18：某學(xué)生用打點計時器研究小車的勻變速直線運動他將打點計時器接到頻率為50

23、Hz的交流電源上，實驗時得到一條紙帶，如圖所示他在紙帶上便于測量的地方選取第一個計時點，在這點下標明A ，第六個點下標明B ，第十一個點下標明C ，第十六個點下標明D ，第二十一個點下標明E 測量時發(fā)現(xiàn)B點已模糊不清，于是他測得AC長為14.56 cm，CD長為11.15cm ，DE長為13.73cm，則打C點時小車的瞬時速度大小為 m/s ，小車運動的加速度大小為_m/s2 ，AB的距離應(yīng)為 cm（保留三位有效數(shù)字）,實驗數(shù)據(jù)處理方法的拓展,解析：打C點時小車的瞬時速度為:,小車的加速度為：,由BC-AB=AC-2AB=aT2 可得:,1. 一般設(shè)計性實驗的設(shè)計思路：,實驗?zāi)康?2. 要求：

24、,（五）一般設(shè)計性實驗,設(shè)計性實驗的教學(xué)一定要暴露和體現(xiàn)設(shè)計的過程與方法！,例19：現(xiàn)要求用下列所提供的器材測量一節(jié)干電池的電動勢E。 干電池（電動勢約為1.5V，內(nèi)阻未知） 電流表（量程10mA，內(nèi)阻為3040） 阻值為100和150的定值電阻各一個 開關(guān)S1 、S2 導(dǎo)線若干,（1）根據(jù)所給器材，要求測量盡可能精確，請設(shè)計一個測量一節(jié)干電池電動勢的電路。,解析：思路：由于只有一個電流表和兩個定值電阻，所以可以考慮用電流表、電阻箱（兩個定值電阻相當于電阻箱的兩次讀數(shù)）測電源的電動勢。,測量電源電動勢的三種基本測量方法：,過程與方法,根據(jù)分析的思路，我們可以設(shè)計出如下兩個電路：,進一步分析：兩

25、個電路原理圖中，哪一個電路合理？,看看已知的物理量進行估算 干電池（電動勢約為1.5V，內(nèi)阻未知） 電流表（量程10mA，內(nèi)阻為3040） 阻值為100和150的定值電阻各一個,甲電路合理！,（2）在所選擇的電路原理圖中， R1應(yīng)選擇阻值為 的定值電阻.,150,（3）在該實驗中需要測出那些物理量？,閉合開關(guān)S1、S2時，電流表的讀數(shù)I1；閉合開關(guān)S1、斷開S2時，電流表的讀數(shù)I2,（4）寫出用已知量和測得量表示的 待測干電池的電動勢表達式。,閉合開關(guān)S1、S2時，電流表的讀數(shù)I1：,閉合開關(guān)S1、斷開S2時，電流表的讀數(shù)I2 ：,可得：,09年浙江高考物理實驗注重的是實驗操作與注意事項 10年浙江高考物理實驗卻注重的是實驗數(shù)據(jù)的處理方法