| 信息题——高考物理的新视点 |
| 众所周知，当前科学技术日新月异，一个人在学校所学的知识，不可能够用一辈子，如果没有一定的自学能力，就不能在工作中接受新知识、新技能。高考命题要有助于高等学校选拔人才，因此就要预测学生将来能够学会什么，潜能有多大。现代教学理论认为，教学就是使学生学会收集信息，并提高信息处理能力的活动。引人注目的新信息题正以旺盛的生命力成为高考物理试题中的一个亮点。这类题多以当今社会热点和最新科技动态为立意背景，在题干中给出解题所需的新知识、新情境、新方法等新信息。它要求学生在考场上独立完成现场学习、接受新信息，将信息进行有效提炼、加工、联想、类比等处理，并与原有物理知识衔接，进而迁移、创造，解决新问题。这类问题情景高度陌生，不但能考查学生的创新能力，而且对学生的心理素质是一个考验，有利于公平竞争，能抑制“题海战术”，有助于中学物理教学实施素质教育。 然而，一些自学能力较差的学生看到新信息题就不知所措，花了大量时间仍抓不住解决问题的关键，导致不少学生每见到此类问题，心理就产生畏难情绪涸此他们特别需要教师平时启发、引导、指点迷津，帮助他们形成正确的解题思路。为此本文拟就该类题型的解法作如下剖析： 1、提炼 有些习题的文字叙述冗长，有用和无用信息混杂，再加上有意的设陷，使解题者往往难以把握问题的实质而误人歧途。面对这样的习题，需要反复阅读，用着重号圈出文字叙述中的关键词句，大刀阔斧地削去一些屏蔽思维的枝节内容，从而在认知结构中清晰地呈现出问题的主干，使看似复杂的问题简明化。 例1、（2000年上海高考题）阅读如下资料并回答问题： 自然界中的物体由于具有一定的温度、会不断向外辐射电磁波，这种辐射团与温度有关，称为热辐射。热辐射具有如下特点：①辐射的能量中包含各种波长的电磁波；②物体温度越高，单位时间从物体表面单位面积上辐射的能量越大；③在辐射的总能量中，各种波长所占的百分比不同。 处于一定温度的物体在向外辐射电磁能量的同时，也要吸收由其他物体辐射的电磁能量，如果它处在平衡状态测能量保持不变。若不考虑物体表面性质对辐射与吸收的影响，我们定义一种理想的物体，它能100％地吸收入射到其表面的电磁辐射，这样的物体称为黑体。单位时间内从黑体表面单位面积辐射的电磁 （1）每小时从太阳表面辐射的总能量为多少？ （2）火星受到来自太阳的辐射可认为垂直射到面积为πr2（为火星半径）的圆盘上，已知太阳到火星的距离约为太阳半径的400倍，忽略其它天体及宇宙空间的辐射，试估算火星的平均温度。 析与解：此题是一道典型的文字叙述式信息给予题，篇幅长，有500多字。干扰信息较多，许多考生面对这长长的篇幅已是心慌意乱，如果阅读理解能力又差，往往看过几遍而头脑中仍是杂乱无绪，解此类问题有一个经验，即从所问出发，提炼有用的信息。（1）由题意知从太阳表面辐射的能量等于太阳单位时间内从 2、迁移 这是现阶段高考试卷中信息题的主要加工策略。通过题意的分析可揭示出待求结果和已知信息的相同或类似的条件，从而找到两者联系的纽带，将信息在实际解题中加以应用。在对已知信息加工过程中要特别注意对现象、史实、数据按内在联系进行抽象归纳，逻辑地统摄成规律，并按此规律进行合理的推想，进而找到解决问题的方法。 例2、阅读下列信息，并结合该信息解题：（1）开普勒从1609年—1619年发表了著名的开普勒行星运动三定律，其中第一定律为：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。第三定律：所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方限公转周期的平方的比值都相等。实践证明，开著勒三定律也适用于其他中心天体的卫星运动。（2）从地球表面向火星发射火星探测器。设地球和火星都在同一平面上绕太阳作圆周运动，火星轨道半径凡为地球轨道半径R0的1．500倍，简单而又比较节省能量的发射过程可分为两步进行：第一步，在地球表面用火箭对探测器进行加速，使之获得足够动能，从而脱离地球引力作用成为一个沿地球轨道运动的人造行星。第二步是在适当时刻点燃与探测器连在一起的火箭发动机，在短时间内对探测器沿原方向加速，使其速度数值增加到适当值，从而使得探测器沿着一个与地球轨道及火星轨道分别在长轴两端相切的半个椭圆轨道正好射到火星上（图1），当探测器脱离地球并沿地球公转轨道稳定运行后，在某年3月1日零时测得探测器与火星之间的角距离为60°，如图2所示，问应在何年何月何日点燃探测器上的火箭发动机方能使探测器恰好落在火星表面？（时间计算仅需精确到日），已知 析与解：这是一道取材于今世界宇航界的热点话题——探测火星，属于立意高、落点低的典型信息题。 为使探测器落到火星上，必须选择适当时机点燃探测器上的发动机，使得探测器沿椭圆轨道到达与火星轨道的相切点，火星也恰好运行到这一点，为此，必须首先确定点燃时刻两者的相对位置，探测器在地球 3、联想 指发现试题与所学知识的相似之处，关键是善于联想，善于对比。一般是通过题干叙述，提问方式，实验装置、变化曲线等，有意识地与大脑中贮存的知识、方法、技巧、习题挂钩，从形象思维开始，通过分析对比，归纳演绎，寻找与已有知识的相似点进行迁移。 例 3、（2000年全国“3十综合”考区物理试题）如图4所示，厚度为h，宽度为d的导体板放在垂直于它的磁感强度为B匀强磁场中，当电流通过导体时，在导体板的上侧面A和下侧面A’之间会产生电势差。这种现象称为霍尔效应。实验表明，当磁场不太强时，电势差队电流I和B的关系为U=K
（1）达到稳定状态时，导体板上侧面A的电势 下侧面A’的电势（填高于、低于或等于） （2）当导体板上下两侧之间的电势差为U时，电子所受静电力的大小为 。 （3）由静电力和洛仑兹力平衡的条件，证明霍尔系数为 析与解：由题干叙述可以联想到电子在互相正交的电磁场中运动的熟悉题型，第一问可由左手定则判定电子在磁场中偏转方向向上，这样导体板的上侧面A聚集电子而带负电，下侧面A’必带正电荷，电场线由下指向上。故上侧面A的电势低于下侧面A’的电势，对于第二问由于电子所受静电力
例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。不同行星的退行速度V和它们离我们的距离r成正比，即V＝Hr，式中H为一常数，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测一致。 由上述理论和天文观测结果，可估算宇宙年龄T，其计算式为T一根据近期观测，哈勃常数H＝3 X 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 年。 析与解：这道新信息题看似抽象，难以理解，但细细体会题中的“假设大爆炸后星体即以不同的速度向外匀速运动”这一句话，再联想匀速直线运动的有关公式，不难得到如下解法：设最远离我们的星体（距离为r为研究对象，其正以 V＝Hr的速度向外匀速运动，则该星体的退行时间即为星星的年龄，由此可得： 4、类比 所谓类比就是将已知或新给出的原理、方法横向类推到类似的新情境中去，以解决新问题或得出新知识。类比做为一种重要的创造性思维方法，一直受到古今中外的哲人和科学家们的重视，北宋时期的哲学家程颐明确提出：“格物究理，非要究尽天下之物，但于一事上究尽，其他可以类推”。德国科学家开普勒说“我珍惜类比胜于任何别的东西，它是我最可信赖的老师”。
析与解：本题涉及到天体物理学的前沿——黑洞问题，要求学生能把地球的逃逸速度分别类推到关于太阳和宇宙问题中去，这就需要他们去大胆类比，该题解法如下：
综上所述，新信息题的一般解题思路是阅读→理解→运用提炼、迁移、类比等方法建立物理模型，掌握新知识、新方法→综合运用新知识、新方法解决新问题。 摘自物理教学 |
设火星表面温度为T1，太阳到火星距离为d，火星（黑体）处于平衡态时，能量不变，温度T1不变，是因为它向外辐射的能量等于太阳辐射给它的能量，即：
式中的比例系数K称为霍尔系数。霍尔效应可解释如下：外部磁场的洛仑兹力使运动的电子聚集在导体板的一侧，在导体板的另一侧会出现多余的正电荷，从而形成横向电场。横向电场对电子施加与洛仑兹力方向相反的静电力。当静电力与洛仑兹力达到平衡时，导体板上下两侧之间就会形成稳定的电势差。设电流I是电子的定向流动形成的，电子的平均定向速度为v，电量为e，回答下列问题：
，其中n代表导体板单位体积中电子的个数。
，第三问由于电子受到向下的静电力与受到向上的洛仑兹力平衡，故：
