福建 饒華東 林廈門
命制物理試題,對教師的綜合素質(zhì)要求較高。首先,要保證科學(xué)性,其次,要考慮難度(區(qū)分度)的控制,再者,要考慮知識點的覆蓋。盡管廣大一線教師在命題過程中細心謹(jǐn)慎、再三斟酌、精挑細選,仍難以避免問題試題的出現(xiàn),甚至有些大型考試的試題也隱藏著瑕疵。有些問題非常隱蔽,以至于試題中的問題無人發(fā)現(xiàn)。筆者歸納了試題命制的五大誤區(qū),并將部分問題試題進行展示、剖析,希望對一線物理教師有所啟示。
【例1】如圖1所示,將質(zhì)量為M1、半徑為R且內(nèi)壁光滑的半圓槽置于光滑水平地面上,左側(cè)緊靠墻壁,右側(cè)靠一質(zhì)量為M2的物塊。今讓一質(zhì)量為m的小球自左側(cè)槽口A的正上方h高處從靜止開始落下,與圓弧槽相切自A點進入槽內(nèi),則以下結(jié)論中正確的是
圖1
( )
A.槽離墻后,不會再次與墻接觸
B.小球離開C點以后,將做豎直上拋運動
C.小球在槽內(nèi)運動的全過程中,小球與半圓槽在水平方向動量守恒
D.小球在槽內(nèi)運動的全過程中,小球、半圓槽和物塊組成的系統(tǒng)動量守恒
【點評】命題者把A選項當(dāng)作正確答案,很可能只作了定性分析,未進行定量計算,進而犯了“以偏概全”的錯誤。命題者在命題過程中應(yīng)該有做題意識,我們指導(dǎo)學(xué)生做題時,提倡“能定性不定量”,目的是提高解題效率,而作為命題者在做題時,則應(yīng)做到“能定量不定性”,目的是確保題目不出現(xiàn)紕漏。此外,對于選編試題,在做題時千萬不能參考原題解析,參考原題解析,解題思路就會順著原題思路走,存在的問題可能就發(fā)現(xiàn)不了,從而出現(xiàn)問題試題。
圖2
( )
A.物塊先做勻減速直線運動后做勻速直線運動
B.物塊一直做勻速直線運動
C.電動機因物塊在傳送帶上的運動而多消耗的電能為μmgL
【問題剖析】命題者提供的參考答案為BD。對于D選項,命題者陷入了思維定式,“先入為主”地認為摩擦力對傳送帶做負功,實際上本題由于物塊速度大于傳送帶速度,物塊對傳送帶的摩擦力水平向右,對傳送帶做正功,所以不但沒有多消耗電能,反而是減少能量消耗,只需將D選項的“多消耗”改為“少消耗”就沒有問題了。實際上本題在網(wǎng)絡(luò)上流傳的版本有兩種,后出現(xiàn)的版本已經(jīng)將“多消耗”改為了“少消耗”,錯誤已經(jīng)得到了糾正。
D
【點評】經(jīng)驗是把雙刃劍,它既可以為命題者提供豐富的素材和思路,也可以限制命題者的思維,甚至導(dǎo)致命題者陷入思維定式,“先入為主”地犯“經(jīng)驗性錯誤”,本題就是最好的例證。所以,命題過程中,命題者對自己越是熟悉的內(nèi)容,越要提醒自己避開“經(jīng)驗性錯誤”。
【例3】過山車是游樂場中常見的設(shè)施,圖3是一種過山車的簡易模型。它由水平直軌道和兩個豎直的光滑圓形軌道組成,B、C是兩個圓軌道的最低點,第一圓軌道的半徑R1=1.6 m。一個質(zhì)量為m=1.0 kg的小球(視為質(zhì)點),從軌道的左側(cè)A點以v0=10 m/s的初速度沿軌道向右運動,小球恰能通過第一圓軌道最高點,已知A、B間距與B、C間距均為L,小球與水平直軌道的動摩擦因數(shù)為μ=0.2,重力加速度g取10 m/s2,求:
C
A
圖3
(1)小球通過第一圓軌道最高點的速度v1的大??;
(2)間距L;
(3)如果要使小球不能脫離軌道,且圓軌道間不相互重疊,其他條件不變,則在第二個圓軌道設(shè)計中,半徑R2應(yīng)滿足的條件。(保留1位小數(shù))
【原解析】(1)解答過程略。
(2)解答過程略。
(3)要保證小球不脫離圓軌道,可分兩種情況進行討論:
③為了保證圓軌道不重疊,R2最大值應(yīng)滿足(R1+R2)2=L2+(R2-R1)2,解得:R2=3.9 m。
綜合①、②、③,要使小球不脫離圓軌道,且圓軌道不重疊,則第二圓軌道的半徑須滿足0 【點評】對于多過程問題或多解問題,極易出現(xiàn)可能性分析的遺漏,解決辦法除了命題人自己反復(fù)檢查外,審題人務(wù)必負起責(zé)任,認真做題、審題,并且做題過程不能受命題人的誤導(dǎo),應(yīng)遵行獨立審題的原則,甚至還可以實行多人單獨審題的原則。實際上本題是某市高一下學(xué)期的期末質(zhì)量檢測題,閱卷工作開始前,不少一線教師就發(fā)現(xiàn)了問題,錯誤得到了糾正,所以,只要嚴(yán)把審題關(guān),就可以把錯誤避免。 【例4】如圖4所示,一個質(zhì)量為m,帶電荷量為+q的圓環(huán),可在水平放置的足夠長的粗糙絕緣細桿上滑動,細桿置于磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中?,F(xiàn)給圓環(huán)一向右的初速度v0,在以后的運動過程中,圓環(huán)運動的速度—時間圖像可能是 B 圖4 ( ) 【點評】如果單從考查受力分析、牛頓運動定律及有關(guān)物理方法、思維分析來講,本題是一道思維含量較高的試題,正因如此,被許多教師選為經(jīng)典例題,做過本道試題的學(xué)生更是數(shù)不勝數(shù),但這道題目卻隱含了“無中生有”的嚴(yán)重錯誤。物理是基礎(chǔ)科學(xué),物理教學(xué)應(yīng)培養(yǎng)“求真求實”的科學(xué)態(tài)度,所以,教學(xué)中講解本題的同時指出錯誤所在十分必要,事實上,qvB大小與mg大小是具有可比擬性的,但所給情景不是處在真空中的情景,而為虛假情景,這違背了科學(xué)性原則。若將本題的題干和配圖稍作調(diào)整便可避免問題,如圖5所示,將圓環(huán)初速度改為水平向左,圓環(huán)受到向下的洛倫茲力,根據(jù)牛頓運動定律可知μ(mg+qvB)=ma,環(huán)將做加速度越來越小的減速運動,直至停止,正確答案為C,這就巧妙地避開了qvB=mg的條件。 圖5 【例5】如圖6所示,直線 Ⅰ、 Ⅱ 分別是電源1與電源2的路端電壓隨輸出電流變化的特性圖線,曲線Ⅲ是一個小燈泡的伏安特性曲線,如果把該小燈泡分別與電源1、電源2單獨連接,則下列說法正確的是 圖6 ( ) A.電源1與電源2的內(nèi)阻之比是11∶7 B.電源1與電源2的電動勢之比是1∶1 C.在這兩種連接狀態(tài)下,小燈泡消耗的功率之比是1∶2 D.在這兩種連接狀態(tài)下,小燈泡的電阻之比是1∶2 課題基金:本文系2019年福建省基礎(chǔ)教育課程教學(xué)研究立項課題:基于物理學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)的高中物理直觀化教學(xué)策略研究(課題編號:MJYKT2019-197)研究成果。誤區(qū)4 無中生有
誤區(qū)5 顧此失彼