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欢欢家教教你如何解读高考物理信息
2009-10-23
 信息题也称为信息迁移或者开放性阅读理解题,其涉及内容学科内不同分支知识的综合,亦包括学科间知识的综合,这类试题以其立意新颖、构思巧妙、可读性强、密切联系实际生活而为试题设计专家所青睐;以其涉及知识理解、过程解读、模型转化、方法处理、情感及价值的全方位考查,因而成为多年来高考各科试题的热门考题。

几乎每年高考均有信息题,尤其是物理和数学,这时考生而言是好事,因为可以通过对试题规律进行归纳、综合,从而找到快捷的求解思路,但同时对考生而言也是个不小的挑战,因为其新颖性令很多考生无所适从,因此研究这类老师显然是很有必要的,目的是为了使考生们更好地掌握住这类试题的求解技巧,并从思维的角度来驾御这类考题。为此我们教研组提出了三个解题关键,并选择了具有学科交叉的典型性试题进行分析,以求达到帮助考生的目的。

一、还原试题信息为解题信息,并通过解题语言加以描述,从而合理解答试题

还原信息就是先读懂试题信息,并联系必要的解题信息,然后将试题信息转化,通过必要的解题工具加以应用,达到求解的目的。例1就是一个涉及到物理和数学及地理知识的试题,试题的背景是台风对海边城市的影响,解题时需要将实际问题(物理和地理知识背景)转化为数学间题。

例1 (2003·全国高考数学试题)在某海滨城市附近海面有一台风,据监测,当前台风中心位于城市O(如图)的东偏南θ()方向300km的海面P处,并以20km/h的速度向西偏北45°方向移动。台风侵袭的范围为圆形区域,当前半径为60km,并以10km/h的速度不断增大。问几小时后该城市开始受到台风的侵袭?



解析 设该城市遭遇台风侵袭的时间为t小时,则可知在Q处的时候,台风范围半径为60+10t,物理的速度问题;满足该城市被侵袭的条件是,则在三角形△OPQ中,依据余弦定理有:



到这里,基本的数学模型就建立起来啦。实际上,能够将此数学模型建立则问题已经基本完成80%,剩下的就是基本解答。这里几个要点,试题信息一是图,将此图转化为几何模型,则是通过辅助线OQ,构造出一个普通意义的三角形,这样通过三角形的基本性质完成最后的数学模型的构造;试题信息二是数据,将两者结合就构造出解题所需要的数学模型。在下面解答中一种方法是用临界法,即,代入基本的信息求解,有t1=12,t2=24,实际上,这样的结果则是台风将在12小时侵袭到该城市,而在24小时后离开该城市;第二种方法是直接通过不等式代入求解可得到12≤t≤24。

思维拓展:风在该城市将持续多久?很显然是Δt=12。如果能够再深远一点,则更好。比如:如果台风向西偏北a角为多少。则该城市将不会受到侵袭?也就是将本问题的特殊性转化为一般性问题,这样难度就增加了不少。为此,还是依据同样的数学模型和几何模型,在三角形△OPQ中,依据余弦定理有




要使得城市不受到台风影响,则一个潜在的条件是,另外就是。此时代入数据,则数学模型转化为:



满足上述条件则该城市必然不会遭受台风侵袭。同样转化为基本的不等式的求解。此时利用一元二次不等式的判别式解答,满足条件要求Δ<0,可得



点评:从本题的设计角度来看,它是好题,因为设计者将生活中非常密切的台风联系并设计出如此巧妙的试题;试题的整个求解过程涉及的思维技巧并不难,而是对基础知识的综合应用;本题涉及的信息非常丰富,涉及物理、地理和数学知识,同时具有拓展性,这种拓展性直接体现在试题的思维拓展,以此来拓展学生的思维视野。

由此可见,将试题信息转化为数学信息是求解高考数学信息题的一个必须引起重视的核心,考生在平时训练中,要自觉地有意识地强化这方面的训练,以便在此方面能力上得到加强。实际上,试题中,出现的是数学试题,但本质问题是物理现象和数学的联系,因此,在数学中,经常是物理现象;在物理中,经常是数学建模,平时训练时要加以重视。

二、比较信息,将试题信息进行相似联系和比较,从而将试题信息转化解题信息,并通过解题工具合理解答

纵观近几年的高考物理试题,不少取材于现代高科技信息或生产实际,这对考查能力、选拔人才及中学物理的教学导向均有良好作用。但此类新信息题取材新颖,并多作如实冗长叙述,“未经”提纯,甚至出现专用新名词术语、新公式常数,确实容易令考生眼花缭乱,统计得分率都偏低。而实际上,我们只要引导考生针对全新的试题信息进行比较,将陌生信息通过相似联系和比较,转化为熟悉信息,并借助我们的解题工具,就能使问题得到合理解决。

例2 (2001·全国高考物理试题)惯性制导系统已广泛应用于弹道式导弹工程中,这个系统的重要元件之一是加速度计,加速度计的构造原理的示意图如下图所示。沿导弹长度方向安装的固定光滑杆上套一质量为m的滑块,滑块两侧分别与劲度系数均为k的弹黄相连;两弹簧的另一端与固定端相连,滑块原来静止,弹簧处于自然长度,滑块上有指针,可通过标尺测出滑块的位移,然后通过控制系统进行制导。设某段时间内导弹沿水平方向运动,指针向左偏离O点的距离为x,则这段时间内导弹的加速度( )。



A.方向向左,大小为kx/m

B.方向向右,大小为kx/m

C.方向向左,大小为2kx/m

D.方向向右,大小为2kx/m

解析 撇开陌生的信息,通过相似性联系,抓住主要信息并加以比较和分析,从而找到解答试题的正确方法。分析这类问题可知它与平时的受力问题是类似的,问题就转化为我们所熟悉的物理信息,即弹簧受力问题。由导弹沿水平向左偏移x,则以导弹为研究对象,弹簧一边受挤压,一边受拉伸,其受力情况如右:,则合力,,显然方向是向右,选D。

点评:实际止,很多问题并不是很难,而是考生本身被新的信息所蒙住,以至思维被错制住,导致思维混乱,从而使得本来很简单的解题还是要失去分数,这在每年高考中都存在,因此应该引起我们的注意。

三、综合知识联系,强化学科知识点的综合理解、分析和解读

《考试说明》把运用所学知识和方法,分析问题和解决问题的能力作为重要考查内容,特别是近几年来,试题打破了以往的固定模式,创造了新的问题情境,寻求知识的重新组合。由于题目形式新颖,使得只会记题目、背套路的学生束手无策,所以分析问题和解决问题能力的培养势在必行。在复习的时候要加强知识点的联系,并设置学科背景,以此墙养对学科知识点的理解、分析和解读能力。

例3 (2001·全国高考物理试题)在一密封的啤酒瓶中,下方为溶有CO2的啤酒,上方为纯CO2气体,在20℃时,溶于啤酒中的CO2的质量为,上方气体状态CO2质量为,压强为p0=1个大气压,当温度升高到40℃时,啤酒中溶解的CO2的质量减少,变为,瓶中气体CO2的压强上升到p1,已知。啤酒的体积不因溶入CO2而变化,且不考虑容器体积和啤酒体积随温度变化,又知对同种气体,在体积不变的情况下p/T与m成正比,试计算p1等于多少标准大气压(结果保留两位有效数字)。

解析 在已知条件下,40℃时,溶解于啤酒液体中的CO2的质量为;作为一个系统,整体质量必然守衡,跑出来的气体必然是跑到空气中,则有空气中的CO2质量为;再根据题意,对于不同的质量,在体积不变的条件下,p/T与m成正比,则;。

联立上述方程,则可以得到,代入已知条件T1=313K,T0=293K,则可以得到p1=1.6个标准大气压。

点评:实际上,高考物理试题绝对是信息性强的题型,与应用题在本质上是一致的本题具有三个特点:①创新性,提供了一个从未见过的关系式作为背景,从而考查考生驾驭新信息的能力;②在设计上不构泥于成规,因为这样的新的信息与原有知识结构中的溶液及气体密度与压强的关系等似乎不相通,从而考查考生的灵活度。如果考生按定势思维求解,即用原溶液及气态公式,则将陷入命题专家的陷阱;③在命题上,它将一个最为基拙同时又是最为重要的定律:质量守衡定律融入到试题解答从学科的角度来看,步及到化学质量守衡定律,学生并不陌生,但关键是在考场上,是否能够综合应用,这对考生而言是一个考验,很多素质不过硬的考生就丧失了分数。而如果能够以客观的态度、冷静的思维,时试题信息加以分析、综合和提炼,则能够利用现有的知识综合将问题合理解决。

本试题难度不大,但考查的面广,且涉及的知识点非常基拙,考察了对新信息的综合应用能力和对学科知识的综合能力。

笔者在教学实践中,对高考物理信息题进行了必要的归纳,并认为转化试题信息、比较试题信息、综合知识联系是解答这类试题的三个关键点实际上,这二个解题思路和技巧经常是综合在一起运用;应该在平时复习训练加强,以求举一反三、触类旁通,从而达到《考试说明》所规定的能力要求。
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