2016年详解24题：深入解析与答案

（1）动量定理可以表示为ΔP=FΔt，其中动量p和力F都是矢量。在运用动量定理处理二维问题时，可以在相互垂直的x、y两个方向上分别研究。例如，质量为m的小球斜射到木板上，入射的角度是θ，碰撞后弹出的角度也是θ，碰撞前后的速度大小都是v，如图1所示。碰撞过程中忽略小球所受重力。

a.分别求出碰撞前后x、y方向小球的动量变化ΔPx、ΔPy；

b.分析说明小球对木板的作用力的方向。

（2）激光束可以看作是粒子流，其中的粒子以相同的动量沿光传播方向运动。激光照射到物体上，在发生反射、折射和吸收现象的同时，也会对物体产生作用。光镊效应就是一个实例，激光束可以像镊子一样抓住细胞等微小颗粒。

一束激光经S点后被分成若干细光束，若不考虑光的反射和吸收，其中光束①和②穿过介质小球的光路如图2所示。图中O点是介质小球的球心，入射时光束①和②与SO的夹角均为θ，出射时光束均与SO平行。请在下面两种情况下，分析说明两光束因折射对小球产生的合力的方向。

图2

a.光束①和②强度相同；

b.光束①比②的强度大。(www.xing528.com)

1.从能力立意及核心素养角度分析

本题从能力考查角度看，主要考查理解能力、应用能力和探究能力。需要学生运用已有的知识和方法分析和解决问题。考查考生是否具备通过阅读材料获取新知识的能力，在此基础上，对物理问题建立简化模型，运用类比的研究方法解决问题。从核心素养角度看，本题主要涉及物理观念和科学思维两个方面的核心素养。物理观念方面，需要考生具经典物理的运动观和相互作用观，理解光的粒子性以及了解激光的粒子流模型。科学思维方面，正确使用物理思维方法，从定性和定量两个方面对激光与介质小球的相互作用关系进行推理，找出规律，形成结论。

2.基于PISA背景的试题分析

（1）从科学素养的情景维度进行分析，第（1）问的a、b两问情景学生比较熟悉，能够有初中物理的“反射现象”及“打台球”活动的模型，加之题目给定坐标系的启发性环境，学生能够很快找到对矢量进行分解和对情景运用动量定理解决问题的途径，第（2）问是一个陌生的情景，受第（1）问的启发，有探究意识的学生能够进行深入的探究和论证，全面考查学生的创新精神和实践能力。

（2）从科学素养的能力维度进行分析，学生借助第（1）问的情景，能够回忆和利用已有知识科学地认识和了解“光镊效应”现象，能够回忆并提供矢量合成与分解、动量定律及牛顿第三定律等知识做依据科学探究“光镊效应”，并就其中a、b两问中的光的强度相同与不同，深度理解其“镊子”的作用。

（3）从科学素养的知识维度进行分析，本题涉及内容性、程序性和认知性知识，其中第（1）问的a、b两问为程序性知识，需要考查学生对基本现象“反射”及其遵循规律的理解，第（2）问在新情景下，学生调控内容性知识和程序性知识进行自主探究属于认知性知识，对现象中的粒子强度、动量及其方向与作用力间的关系进行甄别，在第（1）问的基础上进行科学探究，进而得出粒子对球的作用力方向的正确结论。

（4）从科学态度维度进行分析，本题从学生比较常见“反射现象”到学生熟悉的“台球”游戏，引导学生关注自然现象，引导学生善于观察、科学解释自然现象，考查学生的科学兴趣与采取科学方法探究自然现象的素养，考查学生的思考力、判断力和学习能力。