以“世界物理年”为背景的考题赏析

1905年，爱因斯坦先后发表了5篇具有划时代意义的论文，为相对论的建立奠定了基础，为量子理论的发展作出了重要贡献。为纪念这一奇迹年100周年， 2004年6月10日，联合国大会召开第58次会议，会议鼓掌通过了2005年为“国际物理年”的决议。这是目前唯一以学科命名的年份，表明物理学科对社会发展起着巨大的推动作用，得到了国际社会的充分认可。

“从生活走向物理，从物理走向社会”是现代物理教育倡导的新理念。新的课程理念强调培养学生的“创新精神、实践能力、科学和人文素养”。2005年各地中考以“国际物理年”为背景的试题相当多，形成了一道亮丽的风景。该题型通过相关材料使学生认识“科学及其相关技术对社会发展、自然环境及人类生活的影响”，体现时代气息。以此为情境，着眼于能力立意，让学生在解决问题的过程中展示其思维过程。该题型能折射出新课程标准下中考命题的特点与趋势，现分类赏析如下。

1．注意渗透科学史知识

科学史与科学教育有机结合，已成为当今科学教育界关注的问题之一。在物理教学中树立历史的观点是中外物理学家及物理教育工作者一直关注的研究课题。在科学史上，许多物理学家孜孜不倦的求真精神和事迹能教育培养学生实事求是的科学态度，帮助树立为追求真理而踏实学习的良好学风。

例1为了让物理走近大众，让世界拥抱物理，联合国第58次会议通过了2005年为“国际物理年”的决议。这是目前唯一以学科命名的年份，表明物理学科对社会发展起着巨大的推动作用，得到了国际社会的充分认可。物理学的发展离不开广大物理工作者不懈的探索和无私的奉献，其中_____________ 总结前人的研究成果，得出了惯性定律；_____________ 发现了电磁感应现象；_____________ 首先测出了大气压得值。（2005年江西省中考题）

解析：题干描述了物理学科的魅力，有利于激发学习物理的自豪感，增强学习物理的兴趣。物理学家探索科学的精神、无私奉献的品质、取得的科学成果值得同学们铭记和学习。

答案：牛顿；法拉第；托里拆利。

例2为纪念爱因斯坦的相对论发表100周年，联合国将2005年命名为“世界物理年”，这是联合国首次为一门学科开展全球规模的纪念活动。请写出你所熟悉的另一位物理学家及其在物理学中的一项主要贡献。

物理学家：_____________；主要贡献：_____________。（2005年上海市中考题）

解析：此题与上题相比有异曲同工之妙。但增加了题目的开放性，更容易激活学生的思维。联系课内、课外所知道的，答案相当多。如：伽利略的两个铁球同时着地；阿基米德找到了浮力原理；欧姆发现了欧姆定律；焦耳找出了焦耳定律；奥斯特发现了电流的磁效应等。

2．重视知识与技能的形成

随着《九年义务教育物理课程标准》的推广和普及，可以看出，虽然知识与技能的深度和难度普遍降低，但涉及面更广。从命题导向也可以看出，知识与技能仍考查的重点，但考查方式发生了很大变化，不是考查知识的机械记忆和套用，而是通过具体情景，考查知识与技能灵活解决实际问题的能力考查获取新知识的能力。

例32005年被定为“国际物理年”，4月18日（爱因斯坦逝世50周年纪念日）举行了主题为“物理照耀世界”的全球性光信号接力活动。从美国普林斯顿发出一束光，经太平洋到我国上海，并在我国各省市传递后回到普林斯顿，历时正好一天（8．64×10⁴s）。这个过程中，光传播的总路程约为_____________m。（在全过程中光的传播速度取3×10⁸m/s）（2005年江苏省连云港市中考题）

解析：此题以“世界物理年”为背景，巧妙地融入物理学知识。难度虽不大，但素材鲜活、贴近实际，能引导学生用科学的方法来观察、思考和解决问题。直接运用路程公式s＝vt即可求解。

答案：2．592×10¹³。

3．关注科学──技术──社会的联系

新课标明确指出，要“初步认识到科学极其相关技术对于社会发展及人类生活的影响。有可持续发展的意识，注意科学技术对环境资源的影响，能在个人力所能及的程度内对社会的可持续发展有所贡献”。从命题导向中也可看出，试题必须注重科学精神与人文精神的融合，关注人与自然、社会的协调发展。

例4联合国大会确定2005年为“国际物理年”，以纪念物理学家爱因斯坦。在世界进行“让物理学照耀世界”的激光传递活动，先在美国的普林斯顿发射第一束激光，再由青少年进行接力式传递。从美国发出的激光不能直接传播到中国的原因是______________。如图1是辛朝同学在活动中带的玩具激光灯，当他将灯光射到白色墙壁上出现的放大的图像，镜头A是_____________透镜，胶片应放在A的_____________处。但天文学家反对激光传递活动，认为射向夜空的激光是光污染，请列举一个生活或生产中见到的光污染实例_____________。（2005年湖北省黄冈市）

解析：此题将物理知识的应用放在完全真实的生活情景中，增加了难度，真正考查学生的能力。回答第一个问题，需要注意到这些相关知识：美国和中国相距遥远，地球是球形，激光只能沿直线传播等。第二问应注意出现的放大的图像的位置在白色墙壁上，白色墙壁相当于光屏，成的是实像。能成放大的实像的只能是凸透镜。这时，物体应放在凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间。最后一问让列举一个生活或生产中见到的光污染实例，把学生的思维从物理引向社会，并且向学生渗透一个观点：科学技术是把双刃剑，可以造福社会，也可以给人类带来不便。使学生意识到遇到类似的污染注意防护，自己不制造新的污染。这有利于学生情感、态度、价值观的形成。实例有：城市玻璃幕墙反射的强光；夜间，对面车辆射来的眩光；电焊发出的强光等。

4．注意从实际中选取素材

从实际中选取素材，以考查学生在实际情境中提取信息、分析和处理问题的能力，引导教学联系学生生活实际和社会实际、关注科学技术的发展。

例5今年为“世界物理年”，南京市某中学举行“让物理照亮世界”为主题的知识竞赛活动，其中有如下一个问题，请你解答。

日常生活中，我们看到小朋友用吸管水平吹出的肥皂泡，常常开始时上升，随后便下降。这是为什么？（2005年江苏省南京市中考题）

分析：题目生活气息浓郁。吹肥皂泡，许多同学看到过、吹过，相信不少考生做题时还能在眼前浮现出一个个肥皂泡上下翻飞的情形。但不表明每个人都注意到了吹出的肥皂泡，常常开始时上升，随后便下降这一细致的情形。对其中的道理更不曾仔细地思考过。题目能引导学生养成认真观察，勤于思考的好习惯。回答时要注意联系肥皂泡内气体温度的变化、引起压强的变化、肥皂泡体积的变化、肥皂泡所受到的浮力的变化等知识。

参考答案：肥皂泡刚吹出时，肥皂泡内气体的温度较高，体积较大，所受浮力大于重力而上升；随后肥皂泡内的气体温度下降，压强变小，使体积减小，浮力减小，浮力小于重力而下降。

5．出现了教材之外的新知识

有些试题出现了大纲、课标或教材之外的新知识，让学生活学活用，这实际上是考查作为一个现代公民的基本素养──获取信息、处理信息、运用信息的能力，这不仅不“超纲”或“超标”，而且是符合新课程理念的。物理教师应从学生发展的角度出发，注重培养学生的自主性学习能力。切实改变满堂灌的教学方式、死记硬背的学习方式和题海战术的训练方式。

例61905年被誉为“爱因斯坦奇迹年”，为纪念“爱因斯坦奇迹年”100周年和爱因斯斯坦逝世50周年，2004年6月联合国大会将2005年定为“世界物理年”。除“相对论”以外，爱因斯坦另一重大贡献是正确解释了“光电效应”现象，为量子理论的发展作出了重要贡献。在光电效应的诸多应用中，当前最值得关注的是光电池。

如图2所示是表示光电池工作原理的示意图：当太阳光照射到组成光电池的叠在一起的两片不同的半导体的表面时，将会产生光电效应，从而使电路中产生电流，从能量转化的角度看，光电池是将______能转化为_______能的装置。（2005年江苏省苏州市中考题）

解析：“光电效应”现象、半导体知识是高中物理的内容，初中学生不曾接触到。完全陌生的材料更能考查学生的阅读、理解能力，获取和处理问题的能力。不过本题的落点很低。

答案：太阳；电。

6．体现多学科知识的交叉与综合

学科内部不同领域知识综合贯通的思想，学科与学科之间知识交叉融合的思想，科学知识人文价值的体现，是体现物理学全面价值的时代要求。

例7为纪念相对论诞生百年，联大通过决议把2005年定为“国际物理年”。在2005年4月19日，即爱因斯坦逝世50周年纪念日，美国新泽西州当地时间20时30分，一束激光信号将从爱因斯坦工作过的普林斯顿大学发出，通过大洋光缆在24小时内周游地球，最后返回美国。根据初步方案，来自美国的激光信号通过连接中国和美国的太平洋海底光缆直接传至中国。海底光缆是由透明介质制成的光导纤维内芯和包裹在光导纤维外面的保护层组成。光导纤维是光信号传输的通道，光信号从光导纤维的一端进入，在光导纤维中向前传播，传至光导纤维另一端，并从该端射出，从而实施了光信号跨地区传送，而且信号传输损失小。

为便于研究，现假设将连接中国和美国的太平洋海底光缆拉成直线，总长为L，如图3所示。S为位于光导纤维ab端的激光源，它发出一短暂的光信号。光信号沿各个不同方向进入光导纤维，其中沿平行于光导纤维方向(即平行于ac)传播的光束，一直沿直线向前传播，最先传至另一端cd；沿其它方向进入光导纤维的光束射到光导纤维边界ac或bd面时，会出现两种情况：(1)当入射角小于45°时，光信号会被光导纤维外的保持层吸收；(2)当入射角大于等于45°时，将在该面上反射，反射时遵循光的反射定律，经多次反射后，光信号传至光导纤维另一端。已知光在光导纤维中传播的速度为v。求：

(1)沿平行于光导纤维方向(即平行于ac)传播的光束，从ab传至cd端所需的时间。

(2)最先到达cd端的光信号和最后到达cd端的光信号间的时间差。（2005年新课标应征试题）

图 4

解析：本题不仅涉及物理学科内的运动、光的反射与传播等知识的综合，还涉及到几何知识。在处理问题的方法上，要用到等效、累积的思想。光信号在光导纤维内多次反射后，传至光导纤维另一端的情形如图4，设入射角为α，在光束所通过的路程s1、法线与沿平行于光导纤维方向前进的距离Ｌ1，所组成的最左边第一个直角三角形中，由几何关系知s₁＝。