解答物理综合试题的方法探究，本文主要内容关键词为：试题论文,物理论文,方法论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
随着2000年在江苏等四省实行“3 ＋综合”高考考试科目的改革后，教育部将于2001年在北京等10多个省市扩大试行，至2002年在全国全面推开“3＋X”方案。综合试题的命题和解答也就成了教师、学生和教学研究人员关心的热点之一。笔者就对综合试题的解答作了一些思考，供同行参考，不当之处，敬请斧正。
1、对3＋X综合科目试题命题的思考
教育部在《关于山西、吉林、江苏、浙江四省2000年高考试行“综合科目”考试的通知》中指出，“综合科目”是建立在中学文化科目基础上综合能力的测试。命题的指导思想是：以能力测试为主导，考查学生在中学所学这些相关课程基础知识、基本技能的掌握程度和运用这些基础知识分析，解决问题的能力。鉴于目前普通高中教学的现状，同时又积极推进高考内容和形式的改革，“综合科目”首先是学科内的综合，其次才是跨学科综合。跨学科的综合试题占一定比例，其比重将随普通高中教学改革的深入逐步加大。命题遵循现行普通高中相关各科《教学大纲》，但不拘泥于《教学大纲》。江苏省教委的文件还指出：不以知识点的交叉为考查重点，并要反映相关学科的主干。
1.1不拘泥于教学大纲的涵义是：反对对大纲知识点的死记硬背， 提倡对大纲所规定的知识点的灵活运用；它意味着试题要适当增加应用性和能力型的题目，以及创设一些新情境，让学生用所学的基本知识来解决问题。
1.2综合科目试题中，跨学科的题目比例不会太大。 教学应立足本学科的主干知识，重视基础知识的掌握、基本技能的训练，适当注意引导学生联系社会、生产、生活、科技等实际问题。
1.3综合科目中各科试题的浓度和难度都会有所下降。 道理很简单，以前的物理、化学（或政治、历史）各科满分为150分，时间为120分钟，而2000年综合科目满分才260分，时间为150分钟，今年综合科目满分为300分，时间仍为150分钟，且要涉及各科的主干。况且，“综合科目”设置的目的在于考查学生的综合能力，单科考查能力也退居其次。
再结合2000年全国高考理科综合能力测试卷（江苏、浙江、吉林及山西省卷），我们就能更好地理解对上述教育部门的文件精神。
2、物理综合试题的基本特点
由于物理综合试题集考查多种知识、能力于一体的特征，因此在综合试卷中更具有较重的地位。从内容上来看，主要有以下基本特点：①试题题干提供的信息常涉及中学生未曾学过的新知识，或创设中学生未曾接触过的新情景。通常，这些新知识，新情景与生产实践、科学实验、现代科学技术有密切联系。②试题给予的信息与中学物理知识密切相关，具有启发性。信息经科学处理后，可以形成新概念或新方法，综合应用已有知识和新概念或新方法，可以正确地处理，解决所给的问题。
3、物理综合试题的基本解法
3.1要有正确的心理状态，克服慌乱、畏惧的心理。
应该看到，一个学生成绩的好坏是基础、技能、技巧与心理素质的综合反映，由于物理综合试题所给的信息过程往往是考前很难预料，不少学生就会过度紧张而造成记忆中断，思路阻塞的现象。应当明确，综合试题主要考查学生在中学所学的基础知识。“综合科目”首先是学科内的综合，其次才是跨学科的综合，并反映相关学科的主干。因此，平时学习中只要夯实基础，立足本学科，在“3 ＋综合”高考中一般不会出问题，即使出现一些“不拘泥于《教学大纲》”的试题，考虑到高中生的实际学习情况，也不可能是过分复杂的问题。再者，综合试卷由于受高考时间的约束和各科题量的限制，必须保证学生有思考的余地，因此，没有必要有恐慌、畏惧的心理。下面的例题供大家对认识综合题作一些参考。
例题1、图1是氮元素在自然界中的循环示意图：
试回答：
（1）图1中_________过程称为氮的固定（填写序号）。下列能将蛋白质转化为氨的生物是_________（填写字母）。A.藻类 B.分解者 C.化能合成类生物
（2）若在一次雷阵雨闪电中，两块云间的电势差均为10[9]V，从一块云移到另一块云的电量约为30C，此次闪电放出的能量是_________kJ；若闪电时有千分之一的能量用于生成一氧化氮，能产生一氧化氮_______mol。
（3）试写出一氧化氮在空气中随雨水流入含硅酸钙、 氧化铁的土壤时发生的有关反应方程式。
（4）此次雷阵雨生成物相当于给大地施加尿素〔CO（NH[,2]）[,2]〕肥料为________kg。
解析：（1）由生物学知识可得，在一定的条件下，N[,2]可与其他物质进行化学反应，固定形成氮化物的过程称为氮的固定。故答①。将蛋白质转化为氨的生物是通过分解者来实现的。故选B。
∴此次雷阵雨生成物相当于给大地施加尿素〔CO（NH[,2]）[,2]〕肥料9.96kg。
点评：此题是属于跨学科的综合题。显然，综合程度比较高，但从知识点的考查来看，都有属于各科的基础知识，难度对学生来讲是比较小的。因此，从心理上不要认为综合肯定是属于较高难度的“综合”题。
例题2、如图2所示为一种测定风作用力的仪器的原理图。P 为金属球，悬挂在一细长金属丝下面，O为悬挂点，R[,0]是保护电阻，CD是水平放置的光滑电阻丝，与细金属丝始终保持良好接触。无风时细金属丝与电阻丝在C点接触，此时电路中电流为I[,0]，有风时金属丝将偏转一角度，角θ与风力大小有关。已知风力方向水平向左，OC＝h，CD＝L，球质量为m，电阻丝单位长度的阻值为k，电源内阻和金属丝电阻均不计。金屑丝偏转θ角时，电流表的示数为I＇，此时风力大小为F，试写出：
（1）风力大小F与θ的关系式。
（2）风力大小F与电流表示数I＇的关系式。
解析：（1）有风时，对金属球P，受重力G＝mg，风力F、金属丝拉力T（如图3），保持平衡。
点评：此题是属于学科内的各知识点的综合。一般来看，难度应该稍微大一点，但从这题来看，将力学和电学综合以后仍是一道相当基础的试题。因此跨学科的综合完全也可以是各部分基础知识的综合应用。
从信息论的角度来看，解题过程可以分为：大脑输入信息，加工整理信息，输出信息三个要素。大脑信息的获得要通过两个渠道，一是题目提供的信息，如已知条件等；二是大脑储存的信息，包括对物理知识的理解与记忆，前者是对题目进行分析、整理信息中获得，后者是通过回忆和思索获得的。解答物理综合试题也离不开这两个过程，我们通过下例来说明第二个过程的建立。
3.2提炼有效信息，是解答综合题的关键所在。
诚然，大脑输入信息的真实程度，信息量的多少，对大脑思维能否正确的输出是至关重要的。在解答物理综合试题时，要根据题目提供的信息，抓住主要因素，进行分析整理信息，删去一些不必要的，甚至是一些干扰信息，将信息简化、提炼是必要的。通过分析法、综合法，运用抽象概括，判断推理等多种思维方法进行科学处理信息，总结出与解题有关的新知识，是正确解题的首要关键。
例题3、阅读下列信息，并结合该信息解题：
开普勒从1609～1619年发表了著名的开普勒行星三定律：
第一定律：所有的行星分别在大小不同的椭圆轨道上围绕太阳运动，太阳在这个椭圆的一个焦点上；
第二定律：太阳和行星的联线在相等的时间内扫过相等的面积；
第三定律：所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方跟公转周期的平方的比值都相等。
实践证明，开普勒三定律也适用于人造地球卫星的运动。
如果人造地球卫星沿半径为r的圆形轨道绕地球运动， 当开动制动发动机后，卫星速度降低并转移到与地球相切的椭圆轨道。如图4 所示，问在这之后，卫星经过多长时间着陆？空气阻力不计，地球半径为R，地球表面重力加速度为g。圆形轨道作为椭圆轨道的一种特殊形式。
解析：当卫星在圆轨道上运动时，由圆周运动的动力学知识，可以得出卫星的半径和周期的关系。又因为圆轨道作为椭圆轨道的一种特殊形式，因此该圆轨道的半径的三次方和其周期的平方之比，与椭圆的半长轴的三次方和周期的平方之比相等。由图4可得， 椭圆半长轴的大小为（r＋R）/2。设m为卫星质量，r为圆轨道半径，T为运动行周期。
点评：此题的信息可分为四块：一是开普勒三定律的内容，二是“开普勒三定律也适用于人造地球卫星的运动”，三是人造地球卫星由圆轨道转移到椭圆轨道，四是“圆形轨道作为椭圆轨道的一种特殊形式”。其中最有效的信息是开普勒第三定律，是本题的突破口，而开普勒第二定律几乎是无效信息，应予忽略。其他信息则是辅助信息。
3.3运用基础知识，合理建立物理模型。
在提炼好有效信息的基础上，再结合平时所学的物理知识进行回忆，根据题目具体条件，通过类比、等效代换等手段，合理建立物理模型。这种有效的联想能使学生有一种豁然开朗的感觉。
例题4、（1999年上海高考题）天文观测表明， 几乎所有远处的恒星（或星系）都在以各自的速度背离我们而运动，离我们越远的星体，背离我们运动的速度（称为退行速度）越大：也就是说，宇宙在膨胀，不同星体的退行速度v和我们的距离r成正比，即v＝Hr，式中H为一常量，称为哈勃常数，已由天文观察测定。为解释上述现象，有人提出一种理论，认为宇宙是从一个大爆炸的火球开始形成的，假设大爆炸后各星体即以不同的速度向外匀速运动，并设想我们就位于其中心，则速度越大的星体，现在离我们越远，这一结果与上述天文观察一致。
由上述理论和天文观察结果，可估算宇宙年龄T，其计算式为T＝_________，根据近期观察，哈勃常数H＝3×10[－2]米/（秒·光年），其中，光年是光在一年中行进的距离，由此估算宇宙的年龄约为______亿年。
解析：对题目提供的信息整理后，可以这样处理：地球作为宇宙爆炸的中心，设某一星球以速度v匀速运动到距地球r处，它所经历的时间即为宇宙的年龄。由此我们把宇宙间各星球复杂的运动简化为一个星球的匀速运动的物理模型。
代入数据，可得T约为100亿年。
例题5、台北消息：1999年9月21日凌晨。台湾南投地区发生了7.6级大地震，它是台湾中部大茅——双冬及车笼铺两块断层受到挤压，造成剧烈上升及平行移位而形成的。已知地震波分三种：纵波（P波）， 速度vp＝9.9km/s；横波（S波），速度vs＝4.5km/s；面波（L波），速度vL＜vs，在浅源地震中破坏力最大。
（1）位于震源上方的南投地区某中学实验室内有水平摆A与竖直摆B（如图5甲），地震发生时最先剧烈振动的是哪个摆？
（2）台中市地震观测台记录到的地震曲线假若如图5乙所示，则由图乙可知a、b、c三种波形各对应于哪种地震波？若在曲线上测得P波与S波的时间差为7.6s，则地震台距震源（Z）多远？
（3）假若地震P波沿直线传播到台中市时，当地地表某标志物振动方向沿图5丙中ZT方向，测得某时刻该标志物的水平位移x＝23.1mm，竖直分位移y＝0.4mm，试由此估算震源深度h。
（4）预测预报地震的方法较多， 一种是吸收法测量地下水溶解气体的量，如二氧化碳或氧，然后绘制成曲线，为了获得氧的吸收溶液，配制方法如下：在250ml锥形瓶中加
解析：由题意不妨建立这样一种物理模型：由震源Z 处同时向各个方向发出三种波，机械波向前作匀速运动（如图6），在南投地区， 纵波最先到达，使地面沿ZN（即上下）方向振动，其次是横波，使地面沿垂直于ZN（即地表）方向振动，最后到达的是面波。由于B 摆的振动方向与纵波的方向一致，所以最先振动的是B摆。A摆的振动方向和横波的振动方向一致，因此要晚振动一点。解答如下：
（1）最先振动的是B摆。
（2）a为P波（纵波）
b为S波（横波）
c为L（面波）
地震台距离振源距离s，则
点评：这两个例题是以科普材料和发生的自然现象为背景，考查了学生的自学能力和理解能力。在理解题意的基础上抓住主干，大胆细心地建立简化的过程模型是解题的关键。
当然，解答物理综合题的方法还有很多，同时还应注意各学科之间的交叉点，注意高中物理和普通物理的衔接的知识点，更要注意命题意图，立足本学科，打好双基，在教学中努力培养学生多角度，多层次地运用多种能力和方法来分析、解决问题，这才符合中学进行素质教育的要求。