近年高考物理题与竞赛题对比分析，本文主要内容关键词为：近年论文,竞赛题论文,物理题论文，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。
在近几年的高考物理题中我们可以看到许多竞赛题的影子，特别是全国中学生物理竞赛的宗旨由针对智力的单纯选拔转变为注重基础、贴近高考之后，这种现象出现的频率就更高了，现在全国中学生物理竞赛预赛的试题难度与高等院校升学考试的试题难度相当，但试题往往会通过非常新颖的物理模型和物理情景来考查学生的能力，而这些物理模型和物理情景又被高考命题人员所借鉴，因此就出现了高考中的物理试题与竞赛题“长得像”的现象，这一现象在高考物理试题的压轴题中表现得尤为突出。下面通过几个具体的例子来看一看高考题在借鉴竞赛题的物理情境时所体现出的一些特点。
一、简化模型，降低难度
［2005年江苏省高考题］如图1所示，三个质量均为m的弹性小球用两根长度均为L的轻绳连成一条直线而静止在光滑水平面上，现给中间的小球B一个水平初速度
，方向与绳垂直，小球相互碰撞时无机械能损失，轻绳不可伸长。求：
附图
图1
(1)当小球A、C第一次相碰时，小球B的速度。
(2)当三个小球再次处在一条直线上时，小球B的速度。
(3)运动过程中小球A的最大动能
和此时两根绳的夹角θ。
(4)当三个小球处在同一直线上时，绳中的拉力F的大小。
解析 (1)设小球A、C第一次相碰时，小球B的速度为
，考虑到对称性及绳的不可伸长特性，小球A、C沿小球B初速度方向的速度也为，由动量守恒定律，得
。
附图
此时两根绳间夹角为θ=90°。
(4)小球A、C均以半径L绕小球B做圆周运动，当三个小球在同一直线上时，以小球B为参考系（小球B的加速度为零，为惯性参考系），小球AC相对于小球B的速度为
。
所以，此时绳中拉力大小为
。
［第六届全国中学生物理竞赛预赛试题（1989年）］长为2b的轻绳，两端各系一质量为m的小球，中央系一质量为M的小球，三球均静止于光滑的水平桌面上，绳处于拉直状态。今给小球M以一冲击（如图3所示）。求绳两端的小球发生互碰前的瞬间绳中的张力。
附图
图3
解析 设两小球互碰前的瞬间，小球M和m相对于桌面的加速度的大小分别为
，则有
附图
这两道题目采用的物理模型一样，物理情景一样，只是高考题对模型做了一些简化，使处理问题的难度有所下降。高考题首先将三个球的质量设定均是m，这样就降低了计算难度。其次将求解两端的小球互碰前瞬间绳中的拉力问题改为求解三个小球处在同一直线上时绳上拉力，这样就避免涉及非惯性参考系，因为在两端的小球互碰前瞬间，中间小球有加速度，若选取中间小球为参考系，则为非惯性参考系，而三个小球在同一条直线上时，中间小球所受合外力为零，选取中间小球为参考系，则构成惯性参考系，牛顿运动定律仍然成立，这样就降低了分析上的难度。三是增设了对两端小球运动情况分析，要求求出两端小球的最大动能和具有最大动能时刻两根绳之间的夹角，这样就要求学生清楚地掌握左右两端小球运动所具有的对称特点，明确系统运动过程中能量转移和转化的关系。总之，这道高考题对模型进行了简化，降低了问题的难度，同时又由模型出发创设了新的情景，这一特点值得注意。
附图
图4
二、改变角度，推陈出新
［2004年天津市高考题］磁流体发电是一种新型发电方式，图5和图6是其工作原理示意图。图5中的长方体是发电导管，其中空部分的长、高、宽分别为l、a、b，前后两个侧面是绝缘体，上、下两个侧面是电阻可忽略的导体电极，这两个电极与负载电阻
相连。整个发电导管处于图6中磁场线圈产生的匀强磁场里，磁感应强度为B，方向如图所示。发电导管内有电阻率为ρ的高温、高速电离气体沿导管向右流动，并通过专用管道导出。由于运动的电离气体受到磁场作用，产生了电动势，发电导管内电离气体流速随磁场有无而不同。设发电导管内电离气体流速处处相同，且不存在磁场时电离气体流速为，电离气体所受摩擦阻力总与流速成正比，发电导管两端的电离气体压强差△p维持恒定，求：
附图
(1)不存在磁场时电离气体所受的摩擦阻力F多大；
(2)磁流体发电机的电动势E的大小；
(3)磁流体发电机发电导管的输入功率P。
解析 (1)不存在磁场时，由力的平衡得F=ab△p。
(2)设磁场存在时的气体流速为v，则磁流体发电机的电动势E=Bav。
附图
［第十届全国中学生物理竞赛预赛试题(1993)］磁流体发电机的示意图如图7所示。横截面为矩形的管道长为l，宽为a，高为b，上下两个侧面是绝缘体，相距为a的两个侧面是电阻可忽略的导体，此两导体侧面与一负载电阻相连，整个管道放在一匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，方向垂直于上下侧面（向上）。现在电离气体（正、负带电粒子）持续稳定地流经管道，为了使问题简化，设横截面上各点流速相同。已知流速与电离气体所受的摩擦阻力成正比；且无论有无磁场存在，都维持管两端电离气体的压强差皆为p。设无磁场存在时电离气体的流速为，求有磁场存在时磁流体发电机的电动势的大小ε。已知电离气体的平均电阻率为ρ。
附图
图7
解答 当有磁场存在时，设电离气体（相当于导体）的流速为v，因其切割磁感线，将产生横向的感应电动势，其大小为ε=vaB(1)
因为电离气体是匀速流动，当无磁场时，管两端电离气体的压力差与摩擦力平衡。当有磁场时，由于感应电流的存在，电离气体还将受到安培力作用，这时压力差与安培力以及这时的摩擦力平衡。已知摩擦力与流速成正比，因而可通过这两次平衡求得流速v的值，与(1)式结合即可求得ε。由欧姆定律可知，感应电流I=ε/R
R是整个电路的电阻，即
附图
管内电离气体所受的安培力F=IBa，
其方向可由ε及I的方向判断出是和流速方向相反的，即图中向左的方向。
当无磁场时，用f表示摩擦力，由力的平衡可知pab=f，
当有磁场时，用f′表示摩擦力，由力的平衡可知pab=F+f′，
已知流速与摩擦力成正比，所以有
。
由以上诸式可解得
附图
很明显，竞赛题只是作为这道2004年天津市高考题中的一问，在原有模型的基础之上，高考题又增加了对磁流体发电机发电导管的输入功率的求解，使这道高考题目除考查了受力平衡、法拉第电磁感应定律、闭合电路的欧姆定律，电阻定律、压强、安培力的计算等知识点之外，又增加了对功率、能量守恒定律的考查，变成了一道有相当难度且知识覆盖面相当宽的压轴题。作为采用小综合试题的省份而言，要在理科综合试题中用12道题完成对一个中学生物理知识掌握情况和理解运用情况的考查是不可能，如何在如此少的题目中覆盖尽量多的知识点是高考命题人员需要面对的问题。2004年天津市的高考物理试题压轴题提出了一种思路：通过对竞赛题的挖掘和扩展，改变出题的角度或创设新的物理情景，使试题具有了更宽的知识覆盖面和思维难度。这一特点应引起高三备考老师的注意。
三、移花接木，老树新枝
［2002年广东省高考题］下面是一个物理演示实验，它显示：图8中自由下落的物体A和B经反弹后，B能上升到比初始位置高得多的地方。
附图
图8
附图
附图
高考题是2002年广东省高考物理试题第17题，当年的许多考生都没能清晰的分析出两个物体运动的变化，特别是
相互作用过程中运动状态的变化，这道题目恰恰是从竞赛题改造而来的，通过对物理模型的微小改造（将两球相互作用改为一球一杆相互作用）和对相互作用阶段的适当简化，使一道“古老”的竞赛题焕然一新，以一个全新的面目出现，并且在当年高考中取得了出乎意料的效果。
综上所述，我们可以看到高考物理试题与物理竞赛试题存在着千丝万缕的联系，通过对学生进行物理竞赛的辅导，有利于拓宽学生的知识面，提高学生的思维能力与分析能力，有助于尖子学生的成长和提高，增加他们学习物理的兴趣，为他们将来的发展打下坚实的基础。