状态、过程与系统——赏析2005年高考理综物理压轴题，本文主要内容关键词为：物理论文,状态论文,过程论文,系统论文,考理综论文，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。
2005年全国高考理综（全国卷Ⅰ、全国卷Ⅱ、全国卷Ⅲ）物理压轴题均为第25题，均突出考查了学生对物理过程分析的能力，考查了物理学中的至高境界的观点——能的转化与守恒定律。要求考生有扎实的基础知识和良好的解决问题的思维程序，能够对物体进行正确的受力分析和运动情景的分析，其关键就是要抓住物理情景中出现的“状态”“过程”与“系统”。下面结合三份全国高考理综物理压轴题，谈谈在物理教学中如何重视培养学生对“状态、过程与系统”的分析能力，如何在平时的物理教学中贯穿“物质不灭”“能量守恒”这个最基本的自然科学定律。
一、全国高考理综物理压轴题所考查的知识
2005年高考理综全国卷Ⅰ（浙江卷）、全国卷Ⅱ（广西卷）、全国卷Ⅲ（陕西卷）的物理压轴题所考查的知识点如表1。
由表1可知，三道物理压轴题考查了平抛运动、能量与动量守恒，并且都涉及复杂的物理过程。我们可按照物理事件发生的时间顺序，对物理过程按程序进行分析，将复杂的物理过程分解为几个简单的物理子过程，一步一步，一个程序一个程序地列出相关的式子，就可以把问题解决。在列式时要注意每个物理过程中出现的初态和末态。
表1
分值 考查的知识点 破题方法
全国卷Ⅰ20分
电容、电路、类平抛 电路分析、运动的
（浙江卷） 运动
独立性原理
全国卷Ⅱ20分
碰撞、动量、匀变速 动量守恒、运动学
（广西卷） 直线运动、平抛运动 公式
全国卷Ⅲ20分
圆周运动、能量、动动
量守恒、能量守
（陕西卷） 量、平抛运动
恒、平抛运动
二、赏析2005年高考理综物理压轴题
［全国卷Ⅰ］图1中B为电源，电动势ε=27V，内阻不计。固定电阻
连续不断地射入电容器。已知电子电量
。忽略细光束的宽度、电容器的充电放电时间及电子所受重力。假设照在
上的光强发生变化时阻值立即有相应的改变。
(1)设圆盘不转动，细光束通过b照射到上，求电子到达屏S上时，它离O点的距离
。（计算结果保留二位有效数字）。
(2)设转盘按图1中箭头方向匀速转动，每3s转一圈。取光束照在a、b分界处时t=0，试在坐标纸上，画出电子到达屏S上时，它离O点的距离y随时间t的变化图线（0～6s间）。（不要求写出计算过程，只按画出的图线评分。）
附图
图1
解析 此题涉及稳恒电流与电容的电路，光敏电阻的知识，类平抛运动，以及匀速直线运动等知识。首先通过左边的稳恒电路将某一电压加到电容器两端，由于照射光不同其相应的电阻也发生变化，从而电容器两端的电压会发生变化。电子在电场中做类平抛运动，离开电场后继续做匀速直线运动，最后打在屏幕S上，是两个物理过程相链接的运动综合题。具体解答如下：
(1)电子在电容器中做类平抛运动，设电子在极板间穿行时y方向上的加速度大小为a，穿过C的时间为
，穿出时电子偏转的距离为
，则竖直方向有：
附图
附图
附图
图2
电子将打到电容器极板上而不能到达屏S，画出的图线如图2所示。
［全国卷Ⅱ］质量为M的小物块A静止在离地面高h的水平桌面的边缘，质量为m的小物块B沿桌面向A运动以速度
与之发生正碰（碰撞时间极短），碰后A离开桌面，其落地点离出发点的水平距离为l，碰后B反向运动。求B后退的距离。已知B与桌面的动摩擦因为为μ，重力加速度为g。
解析 这是一道典型的物理过程综合题，按照发生物理事件的时间顺序画出图3，进行一步步解题。先是A、B相碰时动量守恒，相碰后B在桌面上做匀减速运动，而A离开桌面做平抛运动。具体解答如下：
A、B相碰时系统的动量守恒
附图
附图
图3
［全国卷Ⅲ］如图4所示，一对杂技演员（都视为质点）乘秋千（秋千绳处于水平位置）从A由静止出发绕O点下摆，当摆到最低点B时，女演员在极短时间内将男演员沿水平方向推出，然后自己刚好能回到高处A。求男演员落地点C与O点的水平距离s。已知男演员质量
，秋千的质量不计，秋千的摆长为R,C点比O点低5R。
附图
图4
解析 这一对杂技演员在整个表演过程可用放慢镜头的方式将物理过程分解为几个最简单的子过程。男女演员先一起整体从A下摆到B点，在这个子过程中系统的机械能守恒；在B点女演员在极短时间内将男演员沿水平方向推出的过程，男女两人水平方向动量守恒；两人分离后，男演员做平抛运动，而女演员继续荡秋千恰好能回到A点。我们只要将这三个物理过程分别列出式子，就可将此题顺利解答。
设男女演员一起整体从A下摆到B点时的速度为v，由机械能守恒定律得
附图
三、状态、过程与系统
学生在解答物理综合题时，肯定要运用定理与定律列出具体的公式。在列式时，他们首先要考虑的是研究对象，也就是对谁列方程，用物理语言来说就是此物理问题中所涉及的系统，系统中有几个物体。其二，学生运用物理规律列出公式的两边应该是不同时刻的两个状态，要把每个状态分析清楚。第三，从一个物理状态到另一个状态，把两个状态链接在一起的就是物理过程。也就是说，学生每列一个物理公式，必须非常明确这个公式是对谁（系统）列方程，是对哪个过程列方程，而方程左右两边对应的是哪两个物理状态。如2005年全国理综卷Ⅰ的物理压轴题，电子在电容器中先做类平抛运动，最后做匀速直线运动。前一过程与后一过程就是我们所说的两个子过程，是两个最简单的子过程相链接的综合题。全国理综卷Ⅱ中的物理压轴题涉及碰撞、平抛、匀减速直线运动等三个物理过程。而全国理综卷Ⅲ中的物理压轴题是圆周运动、动量守恒、平抛运动等物理过程相链接的综合题。