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高考物理能力型试题特点分析与解题指导
淳安中学物理组王红良
论文摘要：本文通过对2003年高考物理试题特点和考生解题情况的分析基础上
提出问题，即如何更加准确地把握高考物理试题的特点和命题趋势，揭示高考物理试题的解题规律，以加强考前复习的针对性，提高学生解题能力。文章以《2003年考试说明》为依据将高考物理能力型试题分成一般性试题、设计性实验题、信息题三大部分。一般性试题根据解题一般过程将其特点分为条件模糊性、策略多样性、结论多元性、知识综合性四部分。信息题则从材料信息化、信息量、物理模型的构建三个方面进行解题指导。设计性实验题主要从实验的基础、实验的核心和实验的途径三方面进行阐述。
问题提出: 2002年全国各地高考物理试题在遵循高考改革的总原则及《考试说
明》的基础上，保持稳定，继续注重基础知识，加强能力考查，进一步注重理论联系实际，加强考查考生的独立思考问题的能力、利用所学知识获取新信息来解决问题的能力。2003年的《考试说明》更加明确提出高考物理命题要本着考查学生的理解能力、推理能力、设计和完成实验的能力、获取知识的能力、分析综合能力为原则。可见试题突出开放性、设计性和信息化的特点是改革的趋势，“能力”两个字是高考试题的核心。但在答卷中也反映出很多问题。主要表现为基础知识不扎实，对概念和规律的理解不深刻；理论联系实际的能力偏低；应用数学解决物理问题的能力差；实验能力还需要大大加强。本文着重以试题所创设的背景模型和考查目的为依据从一般性试题、信息题、实验题三个方面进行分析。
一、一般性试题
一般性试题实际上是传统试题在新的社会形势、人才观念的要求下而进行改革的产物。如果说传统物理试题中物理概念、规律跟所求解的问题发生直接对接的话，那么改革后的试题就不存在这种直接性，从试题的物理背景、研究对象、运动过程和状态到题目结论都可能需要学生进行理解、推理、辨析、抽象和综合后才能建立起相应的物理模型。这类试题常被称为“常规性试题”，它的特点主要表现为以下几方面。
1. 条件模糊性
这种类型的考题是给定结论来探求满足结论的条件，而满足结论的条件可能有多余或暂缺或隐含不明确，使学生抓不住关键，无从下手。这类题常以基本知识为背景加以设计而成，主要是考查学生的基础知识掌握程度和归纳探索能力。
例1、（96全国）一物体作匀变速直线运动，某时刻速度的大小为4米/秒，1秒
钟后速度的大小变为10米/秒。在这1秒钟内该物体的( )。
(A)位移的大小可能小于4米 (B)位移的大小可能大于10米
(C)加速度的大小可能小于4米/秒2 (D)加速度的大小可能大于10米/秒2
分析：题目中有“速度大小”和“可能”几个关键词，这隐含着题目只告诉我们
1
匀速直线运动的速度大小，还要考虑方向。这要求考生充分理解“速度”这一物理量的完整含义，从中领会出解题思路。本题选AD。
解题指导： 要重视题设条件在解题中的作用和地位。
第一，剔除多余条件，防止走入解题的歧途。这就要求考生对概念要理解充分，对规律运用要恰当熟练。
第二，要既不盲从也不掉以轻心，凡是大小和方向连同考虑的物理量（矢量和部分标量，如磁通量），要知其一，还要知其二，全面思考；对减速，追及相遇问题，题设的运动学量应推敲其客观性和可行性，要全局思考；圆周运动、波动问题，应周密思考其周期性特征，把握题设条件；透镜成象的放大缩小、实象与虚象，都要完整地思考。一句话，用“可能”理念充分认识题设条件，最大限度地挖掘题设中的隐含条件，这样才能展开广泛的思维。
第三，理论联系实际，因为有很多物理条件都可以从日常生活的经验中找到，或可由特殊的数学运算技巧避开，或能从题中的习惯用语中寻找到。
2、方法多样性
这种类型的考题要求学生依据题目提供的题设信息，寻找切合实际的多种途径解决问题，具体表现为一题多解，主要考查学生对物理概念和物理规律的逻辑结构网络的内化程度，考查学生在思维上的敏捷性、探究性、创造性和简约性。
例2、(98全国)一段凹槽A倒扣在水平长木板C上，槽内有一小物块B，它到槽
两侧的距离均为L/2，如图所示。木板位于光滑水平的桌面上，槽与木板间的摩擦不计，小物块与木板间的摩擦系数为μ．A、B、C三者质量相等，原来都静止．现使槽A以大小为V0的初速向右运动，已知V0<
2?gL。当A和B发生碰撞时，两者速度
互换。求从A、B发生第一次碰撞到第二次碰撞的时间内，木板C运动的路程．
分析：
解法一：（用动能定理）A与B刚发生第一次碰撞后，A停下不动，B以初速向右运动．由于摩擦，B向右作匀减速运动，而C向右作匀加速运动，两者速率逐渐接近．设B、C达到相同速度v1时B移动的路程为s1．设A、B、C质量皆为m，由动量守恒定律，得mv0=2mv1 由动能定理关系，得?mgs112?12mv0?2A C B L L
12mv122 ① ②
由①得V1=
v0,代人②式，得s1?2?gL3v08?g
根据条件V0<
，得s1?34L ③
可见，在B、C达到相同速度v1时，B尚未与A发生第二次碰撞．B与C一起将以v1向右
2
匀速运动一段距离（L-S1）后才与A发生第二次碰撞．设C的速度从零变到v1的过程中，C的路程为s2．由功能关系，得?mgs解得 s2?v022?12mv1④
28?g
因此在第一次到第二次碰撞间C的路程为s?s2?L?s1?L?解法二：（用功能原理） mv0=2mv1 故 V1= 1v0
2v02 ⑤
4?g设d为B和C之间的相对位移，由功能关系得：?mgdv02?12mv20?12?2mv12
?d?4?g 又 d+s=L ?s?L?v024?g
解法三：（用动量定理） mv0=2mv1 故 V1= 1v0
2设t为B和C相对运动的时间，由动量定理，对C：
?mgt?mv1?0 ? t?v0v02?g2 ?s1?v0?v12t?3v028?g s2?v12t?3v028?g
?s?s2?L?s1?L?
4?g解法四：（用图象法） B与C相互作用的过程中，B做匀减速直线运动，C做初速为v 零的匀加速直线运动，将次过程画成v-t图线，如图
C物体的位移为B的位移L减去阴影部分的位移 V B 0?S?L?12v0t2 又V1=
12v0=μ
2gt
O C B+C ?t?v02?g ?s?L?v04?g t t 解题指导：本题属多个物体相互作用的力学综合题，解题过程中巧妙地应用
了整体法、隔离法。解法一是常规解法，运算较繁，但解法一更具有物理价值。解法二是要求熟练运用功能原理。解法三是利用动量定理结合匀变速运动的规律，难度较大。解法四是巧用（V-t）图像的几何解法,最简便，但技巧性强，不易掌握。
在解决动力学中相互作用问题时有三大观点。解题时优先考虑从动量角度（动
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量守恒定律和动量定理），涉及功能转化的则考虑能量观点（机械能守恒定律、能量守恒定律、动能定理、功能原理），如果是匀变速运动问题或是要求加速度，还可以用牛顿运动定律和运动学公式。在逻辑思维中可考虑形象思维（物理图像、图形）、习惯性思维的同时，还要考虑特殊方法（整体法、隔离法、假设法、微元法、临界法、极值法）。本着正确、简捷、物理意义明确的要求，活化解题思路，选取最佳方法。
3. 结论多元性
这种类型的试题是在给定条件下探索结论的多样性，主要考查学生的发散思维能力、应用能力和创新精神，通过训练还能克服思维定势的负面影响，培养学生创造性思维。
例3、（02上海）如图所示，两条互相平行的光滑金属导轨位于水平面内，距离
微L=0.2m，在导轨的一端接有阻值为R=0.5Ω的电阻，在x≥0处有一水平面垂直的均匀磁场，磁感强度B=0.5T。一质量为m=0.1kg的金属直杆垂直放在导轨上，并以v0=2m/s的速度进入磁场，在安培力和一个垂直于杆的水平外力F的共同作用下做匀速直线运动，加速度大小为a=2m/s2、方向和初速度方向相反。设导轨和金属杆的电阻都可忽略，且接触良好，求：⑴电流为零时金属杆所处的位置；⑵电流为最大值的一半时，施加在金属杆上的外力F的大小和方向；⑶保持其他条件不变，而初速度v0取不同的值，求开始时F方向和初速度v0的取值的关系。 分析：①感应电动势ε=BLV，I=ε/R， ∴I=0时，V=O ∴ x=V02/2a =1米
x R a VB L O ②最大电流Im=BLV0/RI’=Im/2=BLV0/2R 安培力f= I’BL= B2L2V0/2R=0.02牛顿 Ⅰ、向右运动时 F+f=ma ，F=ma-f=0.08 牛顿 ，方向与x轴相反 Ⅱ、向左运动时 F-f=ma ，F=ma+f=0.22牛顿 ，方向与x轴相反 ③开始时V=V0，f= ImBL= BLV0/R F+f=ma ，F= ma -f= ma - B2L2V0/R
Ⅰ、当V0
2
2
22
4
解题指导： 这类题近几年考得比较多，如00年全国卷第19题，96全国第25
题，等等。结论多元化也就是指在解答开放题时往往可以得到并列的多个答案，它一般是由于题设条件的隐含性或过程的可能性所致。如上题第②中，当电流为最大值的一半时，施加在金属杆上的外力F的大小和方向有两种情况，第③题中加速度a不变时，外力F的方向和大小也有两种情况，只有充分认识到力F和加速度a的矢量性及其制约关系，才能完全挖掘其中的多种可能性。所以，解题时要认真审题，仔细分析过程，尽可能获取与题意相符的信息，分清可能的物理过程或运动状态，必要时可作示意图辅助解题，从而建立正确的物理模型，保证解题的完整性。
4. 知识综合性
能力性题在考查学科知识的基础上，更着重考查利用相关学科知识综合解决实际问题的能力，强调学科内部综合的同时更强调学科间的相关内容的渗透、交叉和融合。能力题的“能力”的含义之一就是突破传统的学科本位思想，达到各个学科的综合，并最终实现理论联系实际的素质教育要求。
例4、（99全国保送）若近似认为月球绕地球公转与地球绕太阳公转的轨道在同一平面内，且均为正圆，又知道这两种转动方向，如图，月相变化的周期是29.5天，（图中是相继两次满月时，月、地、日相对位置的示意图），求： （1） 月球两次满月时，地球转过的角度？
（2） 月球绕地球转一周所用的时间T（因月球总是一面朝向地球，故T恰是月球的
自转周期）
分析：（1）地球公转时，由???t?2?265?29.5?0.5rad?29.1029.5满月 满月 （2）T?2???2?2???29.5?27.3天
?太阳 解题指导：上述试题是一道涉及地理现象、物理原理和数学方法的综合性试题。目前理科综合考试中学科间综合的情况非常少，但强调与各学科相互渗透将逐渐成为一种趋势。同时在立足于学科内综合的基础上，加强考查理论联系实际的能力。这类试题往往以现实问题立意命题，通过叙述物理情景并设问，要求考生通过分析，从实际的物理情景中抽象出物理模型，再从物理模型中分析其中的物理规律、各物理量的变化和相互之间的关系，最后建立数学关系式进行求解。通过这样的试题的考查，一方面能够较好地鉴别考生理解和掌握所学知识的水平。另一方面能较好地引导教学中注重理论联系实际，培养学生灵活应用知识的能力。近几年的高考传统试题中此类题目改革已呈现出以下几种类型。
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