对2021年高考物理(甲卷)12题的分析与体会

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  2021全国统一高考物理试卷(甲卷)12题是典型带电粒子在复合场中运动问题,是学生非常熟悉的“成题”,涉及的知识相当典型、基础,具有亲切感,但此题在“临界与轨迹”上亮出了“新意”,为题海所无法包容,这正是该题的新颖独到之处。
  题目:如图所示,长度均为l的两块挡板竖直相对放置,间距也为l,两挡板上边缘P和M处于同一水平线上,在该水平线的上方区域有方向竖直向下的匀强电场,电场强度大小为E;两挡板间有垂直纸面向外、磁感应强度大小可调节的匀强磁场。一质量为m,电荷量为q(q>0)的粒子自电场中某处以大小为v0的速度水平向右发射,恰好从P点处射入磁场,从两挡板下边缘Q和N之间射出磁场,运动过程中粒子未与挡板碰撞。已知粒子射入磁场时的速度方向与PQ的夹角为60°,不计重力。
  (1)求粒子发射位置到P点的距离;
  (2)求磁感应强度大小的取值范围;
  (3)若粒子正好从QN的中点射出磁场,求粒子在磁场中的轨迹与挡板MN的最近距离。
  试题重视对基本知识的考查,没有让考生感到非常陌生的情景,第一问侧重考查学生阅读理解,捕捉信息,建立模型能力。这种能力的训练在高三复习当中是非常重视的,注意关键两点很重要 :(1)带电粒子在电场中只受电场力作用作类平抛运动,明确粒子在不同场区的交界处速度大小、方向是关键。(2)带电粒子在磁场中在洛伦兹力作用下作匀速圆周运动,关键是粒子轨迹圆的圆心、半径的确定;便准确作但从第(2)问题开始学生在作图和运算方面遇到了困难,学生处理第(2)(3)问遇到的问题具体概括为三类:问题1:从N点射出时,轨迹与N点是否相切,可采用假设法解决;问题2:找不到几何关系,这需要一定的情景作图能力:适当添加辅助线,运用数学方法计算出粒子在两磁场中的轨迹半径;问题3:会列表达式,短时间内却无法算出准确结果:这需要非常熟练的数学运算方法。
  总之,考题的综合性强,将电、磁场的性质、牛顿运动定律、类平抛运动规律、圆周运动、轨迹处理等知识有机融合一起考查,推陈出新,检验学生科学推理、模型构建、情景作图等方面的核心素养和关键能力。在今后的课堂教学中应注意:
  1、立足教材、强化基本概念;落实重点、突出主干知识
  历年高考物理题材多数源于课本,是对课本习题的类比、改造、延伸和拓展。考查立足基础,以能力测试为主导,考查学生对基础知识、基本技能的掌握程度和运用“双基”解决实际问题的能力,这是中学物理学习的一个方向。高三复习过程中应充分挖掘教材中的内涵,在课本中落实考点,将分散的的各个知识点进行规纳整理,构建便于记忆的知识网络,理性对待所谓的“热点”、“焦点”,放弃偏题、难题、怪题和情境过于复杂、模型不清的题目。对主干知识进行重点复习和专题辅导,掌握典型问题的解题思路,突破学科内综合问题。比如此题可用“5步”法(明性质--定运动--画轨迹—用规律—找关系)突破带电粒子在组合场中的运动问题。
  2、指导学生熟练应用数学知识分析解决物理问题
  高考物理试题的解答离不开数学知识和方法的应用,借助物理知识渗透考查数学能力是高考命题的永恒主题. 所以近几年来的高考物理试题对数学方法应用的比重逐年加大,而且应用方法的种类也在增加,因此在平时的物理教学中有意识地利用数学知识分析和讨论物理问题,而且将数学思想方法和数学知识需在复习中归纳总结并进行强化训练。
  3、立足物理学科,科学指导,把握新题型
  高考模式改革的重要目的是为了学生从课本中走出来,理论联系生活实际,提高运用所学知识解决实际问题的能力。通过试题引导考生自觉传承我国科学文化、弘扬科学精神,形成严谨认真、实事求是的科学态度,促使学生逐步形成探索自然的内在动力。试题具有“高起点,低落点”的特点,保证了题型的新颖、独特。解决这类问题的关键是充分运用联想、迁移、分析、重组,寻找物理知识与实际情景的结合点,从而建立相应的物理模型,将“生题”转化为熟悉的物理问题。因此在平时的学习中,应以知识为载体,重点突出培养获取知识的能力、科学的思维方法,從而达到活化所学知识、激发思维的积极性、主动性和创造性的目的。
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