浅谈高考物理选修34模块的试题特点及备考建议.docx
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浅谈高考物理选修34模块的试题特点及备考建议
浅谈高考（新课程卷）物理选修
3-4模块的试题特点及备考建议
一、近年来高考选修3-4的考点及考点分布情况
自湖北省2009年进入新课程以来，一线教师和考生可以切实感受到高考试题的新课程（全国）卷均保持了相当大的稳定性和延续性，很少有大起大落或者刻意求变等现象。
一般来讲，“机械振动和机械波”部分主要围绕振动图像、波的图像以及振动方程、波动方程进行考查；“光学”部分主要围绕几何光学中的折射定律、折射率和全反射现象进行考查。
从过去的五年来看，《高考说明》对选修3-4模块的要求没有变化，而且题目难度都维持在中等，侧重考查学生对基本知识的理解和掌握。
在复习备考中，不能因为3-4模块是选修模块且分值小就忽视它。
相反地，从近五年的高考试卷第34题来看，3-4的考点分布高度集中和固化，对某一考点的考查相对于必修部分不可能太复杂，这也为我们有针对性地开展复习提供了便利。
为了提高学生的总体成绩，我们可以额外重视对这部分的复习，鼓励学生在高考中选考题部分尽量多拿分。
我们首先来回顾一下《2014年普通高等学校招生全国统一考试大纲（理科·课程标准实验版）物理部分》对《选修模块3-4》部分的选考内容范围及要求（表一）：
选修模块3-4
主题
内容
要求
说明
机械振动
与机械波
简谐运动
Ⅰ
1、简谐振动只限于单摆和弹簧振子
2、简谐运动的公式只限于回复力公式；图像只限于位移—时间图像
简谐运动的公式和图像
Ⅱ
单摆、单摆的周期公式
Ⅰ
受迫振动和共振
Ⅰ
机械波
Ⅰ
横波和纵波
Ⅰ
横波的图像
Ⅱ
波速、波长和频率（周期）的关系
Ⅱ
波的干涉和衍射现象
Ⅰ
多普勒效应
Ⅰ
电磁振荡
与电磁波
变化的磁场产生电场、变化的电场产生磁场、电磁波及其传播。
Ⅰ
电磁波的产生、发射和接收
Ⅰ
电磁波谱
Ⅰ
光
光的折射定律
Ⅱ
1、相对折射率做要求
2、光的干涉限于双缝干涉、薄膜干涉
折射率
Ⅰ
全反射、光导纤维
Ⅰ
光的干涉、衍射和偏振现象
Ⅰ
相对论
狭义相对论的基本假设
Ⅰ
质速关系、质能关系
Ⅰ
相对论质能关系式
Ⅰ
实验
实验一：
探究单摆的运动、
用单摆测定重力加速度
实验二：
测定玻璃的折射率
实验三：
用双缝干涉测光的波长
下面我们再对近5年新课标卷理综试题物理部份考查的主要考点分布进行一番回顾和考情归纳（表二）（蓝色代表“振动和波”，红色代表“几何光学”）：
时间
题号
题目形式
对应考点
平均得分
难度系数
区分度
2009
35
（1）
选择题
受迫振动和共振
35
（2）
计算题
光的折射定律、全反射
2010
34
（1）
选择题
折射率、全反射
34
（2）
计算题
机械波、波速、波长和频率
（周期）的关系
2011
34
（1）
选择题
简谐运动、横波和纵波、波速、
波长和频率（周期）的关系
34
（2）
计算题
光的折射定律、折射率
2012
34
（1）
填空题
横波的图像、波速、波长和
频率（周期）的关系
34
（2）
计算题
光的折射定律、全反射
2013
34
（1）
选择题
机械波、波速、波长和频率
（周期）的关系
34
（2）
计算题
光的折射定律、全反射、折射率
再横向比较一下选修3-4模块的主要考点在近三年来出现在各地高考试题中的分布情况（表三）：
考点
2011年
2012年
2013年
机械振动
和机械波
全国课标卷34
（1），山东卷37
（1）,江苏卷12B（3）,福建卷19
（1），天津卷7
全国课标卷34
（1），山东卷37
（1）,天津卷79，北京卷17，安徽卷15，福建卷13
课标全国卷Ⅰ34
（1），江苏卷12B
（1），安徽卷24，北京卷15，重庆卷11
（1），福建卷16，天津卷7
光的折射
与全反射
全国课标卷34，山东卷37
（2），江苏卷12B
（2），福建卷14，天津卷69
全国课标卷34
（2），山东卷37
（2），浙江卷21，海南卷18
（2），江苏卷12B
（2）
课标全国卷Ⅰ
（2），江苏卷12B（3），天津卷8，重庆卷11
（2）
光的干涉、
衍射和偏振
浙江卷18，北京卷14
天津卷6，北京卷14，福建卷19
（1），江苏卷12B
（1）
全国卷21
二、高考试题中对选修模块3-4的考查特点
从《考试大纲》来看，选修模块3-4在《光》这一主题中，“说明”中的“相对折射率不做考试要求”变为“相对折射率作要求”。
将在以往仅对“绝对折射率”考查的基础上进一步加深。
由于此前相应的练习题目比较少，容易被忽略，在复习时应注意。
选修部分要求略有增加，试题难度将有所提高。
从高考试题来看，理科综合能力测试卷物理选做题的第34题，对应教材选修模块3-4内容，分值15分，一般来讲分为第
（1）小题和第
（2）小题，第
（1）小题分值6分，第
（2）小题分值9分。
第34题充分贯彻了新教材、新考纲的要求，同样体现了“以能力测试为主导，考查学生对基础知识、基本技能的掌握程度和综合应用所学知识分析解决实际问题的能力”这一命题指导思想。
历年来选修模块考题难度适中，在考察知识的同时，把考查能力放在首要的位置，既考查学生进一步学习深造所必备的基础知识，又考查学生学习物理的基本素养，起到了“减负增效”的指挥棒作用。
与湖北省新课程教学的第一循环时期（2010年~2012年）相比，现在武汉市选择3-4模块的学校数目并无太大变化，3-4模块也是部分考生较为钟意的一个选择，特别是对于那些数学基本功比较扎实，平面几何解题能力比较强的考生来说，这部分题目的思维量比较适中，考生解题时方向明确，解起来较为顺手。
因此我市很多学校采用“高二修习两个模块，高三重点复习一个模块”的策略，均把3-4作为“备胎”。
然后，比照上述各表所传递的信息，我们再次对2013年第34题进行一番回顾与解析：
（1）如图，a、b、c、d是均匀媒质中x轴上的四个质点，相邻两点的间距依次为2m、4m和6m。
一列简谐横波以2m/s的波速沿x轴正向传播，在t=0时刻到达质点a处，质点a由平衡位置开始竖直向下运动，t=3s时a第一次到达最高点。
下列说法正确的是。
（填正确答案标号。
选对1个得3分，选对2个得4分，选对3个得6分。
每选错1个扣3分，最低得分为0分）
A．在t＝6s时刻波恰好传到质点d处
B．在t＝5s时刻质点c恰好到达最高点
C．质点b开始振动后，其振动周期为4s
D．在4s＜t＜6s的时间间隔内质点c向上运动
E．当质点d向下运动时，质点b一定向上运动
【解析】6s内质点传播的距离x＝vt＝12m，波恰好传到d点，A正确；由题意知，
T＝3s，周期T＝4s，C正确；t＝3s时刻，质点c刚开始向下振动，t＝5s时刻，c刚好振动了2s，刚好到达平衡位置，B错误；4～6s时段内质点c从最低点向最高点运动，D正确；b、d两点相距10m，而波长λ＝vT＝8m，不是半波长奇数倍，b、d两点不是振动的反相点，E错误。
（2）图示为一光导纤维（可简化为一长玻璃丝）的示意图，玻璃丝长为L，折射率为n，AB代表端面。
已知光在真空中的传播速度为c。
（i）为使光线能从玻璃丝的AB端面传播到另一端面，求光线在端面AB上的入射角应满足条件；
（ii）求光线从玻璃丝的AB端面传播另一端面所需的最长时间。
【解析】（i）设光线在C点（如图）的入射角为i，折射角为r，由折射定律：
n＝
①
设该光线射向玻璃丝内壁D点的入射角为α，为了使该光线可在此光导纤维中传播，应有
α≥θ②
式中θ是光线在玻璃丝内发生全反射时的临界角，它满足：
sinθ＝
③
由几何关系得：
α＋r＝90°④
由①②③④式得：
sini≤
⑤
（ii）光在玻璃丝中传播速度的大小为：
v＝
⑥
光速在玻璃丝中轴线方向的分量为：
vx＝vsinα⑦
光线从玻璃丝端面AB传播到其另一端面所需时间为：
T＝
⑧
光线在玻璃丝中传播，在刚好发生全反射时，光线从端面AB传播到其另一面所需的时间最长，由②③⑥⑦⑧式得：
Tmax＝
⑨
【评分标准】
（1）ACD（6分。
选对1各给3分，选对2各给4分，选对3各给6分，每选错1各扣3分，最低得分为0分）；
（2）第（i）问5分，①②③④⑤式各1分；第（ii）问4分，⑥⑦⑧⑨式各1分。
在回顾了2013年的试题以后，我们很容易发现与选修3-3和3-5两个模块相比，3-4模块具有以下的特点：
1、相对难度最大，Ⅱ级考点最多，达到了4个。
它们分别是：
简谐运动的公式和图像、横波的图像、波速、波长和频率（周期）的关系以及光的折射定律。
从这4个Ⅱ级考点可以看出，与另外两个选修模块相比，模块3-4每一个中心板块都有难点存在，对考生的空间想象能力、运用数学解决物理问题的能力、分析归纳的能力都提出了更高的要求。
要想得到一个满意的分数，客观上讲比另外两个模块要难一些。
从表二来看，历年新课程卷都围绕着4个Ⅱ级考点展开，几乎很少以Ⅰ级考点为主单独命题，这与另外两个模块形成了很大的反差。
2、实验最多，可供命题的素材较为丰富。
它们分别是：
探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度，测定玻璃的折射率和用双缝干涉测光的波长。
大家可以看到，这三个实验其实涵盖了力学和光学实验的基本方法与实验原理，对实验操作、数据处理误差分析等基本实验技能均有很好的体现和考查价值。
虽然迄今为止选考题部分还没有进行过实验考点的考查，但并不意味着以后也不会出现实验性质的考查。
所以，我们不应该回避选修3-4模块部分实验考点的复习。
3、题型相对更加固定，题材相对趋于单一。
除了2010年以外，其余的年份高考试题第34题的第
（1）小题均以“机械振动与机械波”题材的试题比较常见，第
（2）小题以几何光学题材的试题比较常见。
这两部分试题形成高低搭配时，纯记忆的内容就比较少，都需要考生具备灵活运用所学知识进行分析推理、作图运算的能力，学科特色浓厚，能力要求较高。
就题目而言，或许难度稍高了些，但就题型固定模式下的复习难度而言，因为它具有固化和单一的特点，又使得我们减少了很多复习方向与精力覆盖上的困扰。
那么我们就要把复习备考的重心放在“振动和波”、“几何光学”这两部分内容上，反复演练，稳步提高，确保选择3-4模块的考生在高考应试时能够达到胸有成竹的良好状态。
三、近年来高考（新课程卷）第34题的命题趋势
1、在近几年的全国高考试题（新课程卷）中，作为选修模块之一，“机械振动和机械波”部分主要围绕振动图像、波的图像以及振动方程、波动方程进行考查——这其中“简谐运动的公式和图象”、“横波的图像”、“波速、波长和频率（周期）的关系”3个考点属Ⅱ级要求，“简谐运动”、“单摆及其周期公式”、“受迫振动和共振”、“机械波”、“横波和纵波”、“波速、波长和频率（周期）的关系”、“波的干涉和衍射”、“多普勒效应”等7个考点属Ⅰ级要求，都是考查的重点和热点。
从2007年至今，每年的新课程卷试题选做题部分必有一道分值不小于6分的试题涉及到上述考点，预计2014年也将不会例外。
可以肯定的是，今年的高考试题（新课程卷）仍然会延续以往的命题特点，《考试大纲（理科·课程标准实验版）物理部分》中，除对波的图像、波速公式的灵活应用要求较高外，其它内容的要求其实并不苛刻。
因此在复习过程中应加强对基本概念和规律的理解，抓住波的传播和图像（包括多解问题），培养空间想象能力和分析处理信息的能力，活学活用，强化典型例题的训练，力求掌握解决机械振动和机械波问题的基本方法。
2、在新课程卷中，几何光学非常重要，光的折射定律是Ⅱ级要求，试题重点在考查光的折射定律、折射率和光速、频率的关系，光的干涉（尤其是薄膜干涉）。
从近几年的高考来看，新课程卷光学部分命题频率最高的知识点是折射定律和全反射。
几何光学中不同色光的折射率问题和光的全反射问题，大多将光的本性和几何光学知识结合起来进行考查。
复习中还应注意对全反射、临界角、双缝干涉、光的衍射等基本规律、基本概念的理解和掌握，以及通过做光路图，综合几何关系的计算。
目前高考中几何光学已淡化了“像”的概念，侧重于“光路”的考查（折射、全反射、棱镜等），一般是考查光路的定量计算问题。
光的波动内容近几年命题频率也较高。
对光的波动性进行考查，主要是以干涉和衍射以及电磁波谱知识为要点，考查光的本性一些初步理论、以及建立这些理论的实验基础和一些重要的物理现象；尤其是波动光学近年覆盖到的知识点有“双缝干涉的条纹间距与波长的关系”、“光的偏振现象”、“色散”等，“激光的特性及应用”等也在高考中有所体现。
3、在新课程卷中，有关“电磁波”和“相对论简介”的试题在近年高考新课程卷的选考题中出现频率较低，但也不能完全排除未来将会考查的可能。
考生在复习时要注意到这一部分内容的考点分布：
“变化的磁场产生电场、变化的电场产生磁场”、“电磁波及其传播”、“电磁波的产生、发射和接收”、“电磁波谱”、“狭义相对论的基本假设”、“质速关系、质能关系”、“相对论质能关系式”。
上述考点无一例外均为Ⅰ级要求。
在往年高考中，纯粹的电磁波或者电磁场的题目主要集中于以电磁波为背景，考查波的传播和辐射能量的问题；相对论问题则立足于基础知识和基本公式的考查。
考虑到各地日常教学和备考的实际，此类题目难度通常较低，从而使得部分师生忽视了对这一内容的复习。
从各方面情况综合分析，包括麦克斯韦的电磁理论等内容出现在高考新课程试卷的可能性也许越来越大了，需要引起适度的重视。
4、建议不要忽视的几处复习内容：
（1）单摆及利用单摆测重力加速度；
（2）振动图像和波动图像尤其振动和波动的关联分析及波的多解性问题；（3）多普勒效应；（4）光的折射和全反射尤其光照范围问题；（5）与全反射现象有关的视深问题；（6）平行玻璃砖光的侧位移问题；（7）双缝干涉 。
四、选修3-4模块的复习策略及备考建议
1、基于以上分析，我们可以有针对性地对选修3-4模块开展复习备考。
在第一、二、三轮复习的时候，均可以参照下表回顾梳理教材的核心内容和热门考点，尤其需要重点解决那些考生中普遍存在的重难点，揪出易错点，教给学生突破思维定势、掌握提升解题能力的正确方法（表四）（加粗的字体代表重要内容，较小字体代表复习时不作为重点）：
章节
复习重点
复习难点
易错点
着力点
机
械
振
动
简谐运动
掌握简谐运动特征及相关物理量变化规律
理解简谐运动的运动学特征
学生易将振动图象中一质点的振动情况和波动图象中不同质点的振动情况相混淆
运用理想化方法，突出主要因素，忽略次要因素，抽象出物理模型——弹簧振子，研究弹簧振子在理想条件下的振动
简谐运动的描述
振幅、周期和频率的物理意义
理解振动物体的固有周期和固有频率与振幅无关
偏离平衡位置的位移与运动学中的位移概念容易混淆
提高观察、分析、实验能力
简谐运动的回复力和能量
简谐运动的回复力
简谐运动的动力学分析和能量分析
回复力是效果力，与合力不同。
振动物体经过平衡位置时回复力是零，合力不一定是零
简谐运动过程中能量的相互转化情况，；振动有多种不同类型说明各种运动形式都是普遍性下的特殊性的具体体现
单摆
掌握好单摆的周期公式及其成立条件
单摆回复力的分析
单摆的周期与摆球的质量和振幅无关，只与摆长和重力加速度有关
概括出影响周期的因素，培养由实验现象得出物理结论的能力
外力作用下的振动
受迫振动，共振
受迫振动的频率等于驱动力的频率，而跟振动物体的固有频率无关
1．物体发生共振决定于驱动力的频率与物体固有频率的关系，与驱动力大小无关；
2．当f驱＝f固时，物体做受迫振动的振幅最大
通过分析实际例子，得到什么是受迫振动和共振现象，培养联系实际，提高观察和分析能力；通过共振的应用和防止的教学，渗透一分为二的观点
机
械
波
波的形成和传播
对机械波的形成、横波、纵波反映了质点振动方向与波传播方向之间的关系。
所以波的机械波的形成过程及描述
机械波是从单一质点的振动到多个质点同时又不同步的振动，这对学生的理解力和空间想象力有较高的要求。
1、波传播过程中，介质不随波的传播而发生迁移，学生会从感性认识中认为参与传播的介质会随波发生迁移；
2、机械波的生成图。
将单个质点的振动与波的传播有机结合，通过单个质点在不同时刻的位置，确定波在不同时刻的波形，是学生复习的难点和疑点所在
1、利用演示实验：
用长绳演示波的形成——直观、具体，通过观察能看到振动在介质传播，但参与振动的质点不发生迁移，联系生活实际简单易行。
2、通过教材中的单位圆的应用，重视对学生逻辑思维的能力的培养，分析在不同时刻的不同位置，提高学生较为严密的分析问题的能力
波的图象
从实际的波抽象为波的图象，让学生认识波的图象是波的一种数学表示，从而理解简谐波及其图象这一关于波的理想模型
从波的形成过程来看，对于学生的理解既需要空间想象，又需要抽象思维，所以是一个教学难点；所有质点的波动图象与单个质点振动图象之间的转换；在波的图象上认识质点的振动方向和波的传播方向的关系。
波的图象于质点的振动图象间的区别：
两类图象的区别与意义。
认识波是振动的传播，让学生理解波传播的是振动的形式和能量，而不发生振动质点的迁移，在由波的传播方向判断某一质点的振动方向问题中，学生出现错误频度较高。
此外，结合波的空间性与时间的周期性，利用波形平移确定各个时刻质点所在位置，又是学习过程中的疑点之一
认识波的传播方向、某时刻的波形与该时刻各质点的振动方向三者之间的关系，用波的成因法、上下坡法或微平移法在已知两个因素的情况下判断第三个因素。
充分运用图象这一研究物理问题的常用方法；
从实际的波动进行抽象，波是一种理想化的模型，让学生明确抽象是一种研究问题的方法之一。
波长、频率、波速
三个物理量间的关系：
频率f决定于波源，由振源振动的频率所决定；波速由传播振动的介质所决定，不同的介质具有不同的波速；汉长则由波源的振动频率和介质所决定
结合波的空间性，一定距离内波长具有不确定性；结合时间的周期性，在一定时间内周期也同样具有不确定性，加之波在空间的传播的双向性，使得问题更有难，困惑极多所以是学习中的重点、难点和疑点，这也是历年来高考考查此部分的关键所在
通过对波的多解的分析，培养学生更加严密的逻辑思维的能力
反射
与
折射
机械波的
反射和折射
波线和波面概念的建立；用惠更斯原理解释波的两种现象，特别是由一种介质进入到一种介质时的折射
波面、波线的的混淆、波线和波传播两者之间的关系
培养学生利用数学知识处理物理问题的能力
波的衍射
通过对实验的观察得到衍射的结论，加深对发生明显衍射的条件的理解；一切波均能发生衍射现象，是波所特有现象
明显的衍射现象发生的条件
障碍物或孔的尺寸与波的波长相差不大时，发生明显衍射的条件；疑点是任何情况下均能发生衍射，小尺寸时也可以发生衍射，衍射的同时也是能量传播的过程
通过记忆衍射图样及分布规律理解波的衍射现象和发生明显衍射的条件
波的干涉
波的叠加是解释干涉的现象的基础；
波传播过程中的独立性是波干涉的理论基础
波干涉过程中，加强、减弱区域的振动情况的介绍是教学中不容忽视的，这是学习难点，干涉区域中某点是加强还是减弱的条件
对于干涉加强的始终处于加强状态，减弱的始终处于减弱、以及任一时刻的质点相对平衡位置的位移不是一直处于波峰或波谷的理解
运用归纳法，通过对其他现象的分析，突出一切波均能发生干涉，也是波所特有的现象。
通过记忆干涉图样及分布规律理解波的干涉现象和产生稳定的干涉图样的条件
多普勒效应
多普勒现象的定义：
观察者和波源间发生相对运动时，接收到的波的频率会发生改变
发生多普勒效应的条件：
发生相对运动不是发生多普勒效应的唯一条件；如一个观察者与波源间发生了相对运动（匀速圆周运动）时就不能发生此现象
光
光的折射
光的折射定律
折射率
折射率是反映介质光学性质的物理量，由介质来决定。
有关相对折射率与绝对折射率的计算非常重要，尤其是需要运用折射定律
光的干涉
双缝干涉中波的叠加形成明暗条纹的条件及判断方法
用波动说来说明明暗相间的干涉条纹
实验：
用双缝干涉测量光的波长
相邻条纹间距公式的运用
实验步骤、操作方法及数据分析
光的颜色色散
光的色散现象及原因（不同的单色光对同一种介质的折射率不同）
透明物体、不透明物体的颜色光的色散现象及同一媒质对不同色光折射率不同
根据干涉条纹判定表面下陷还是凸起
“左凹右凸”或者“逆时针90°观看法”
光的衍射
通过众多的光的衍射实验事实和衍射图片来认识光的波动性
光的衍射现象与干涉现象根本上讲都是光波的相干叠加
正确认识光发生明显衍射的条件
正确理解光的衍射与干涉之间的区别和联系
光的偏振
光的偏振特点
光波的微观构成
液晶的旋光性
光是一种横波
全反射
掌握临界角的概念和发生全反射的条件，折射角等于90°时的入射角叫做临界角，当光线从光密介质射到它与光疏介质的界面上时，如果入射角等于或大于临界角就发生全反射现象
全反射现象及其规律的应用
对全反射现象的解释
有关全反射条件的应用
激光
激光的特点及应用
全息照相原理
激光平行度与高亮度的区别
牢记激光的产生原理及几个重要特点
电
磁
波
电磁波的
发现
对电磁场、电磁波理论形成的学习，培养
由具体到抽象的推理能力和想象能力
赫兹用电火花实验来验证理论的方法
掌握联想、推理、类比、对称等物理学的思想方法
电磁振荡
LC振荡电路形成振荡电流的过程分析
培养学生应用磁场、电磁感应、电容器、能量转换等知识和q～t，i～t图象方法分析处理实际问题的综合运用能力
电磁波的发现和接收
电磁波的发射与接收的基本流程
5个易混淆名词：
调制、调幅、调频、调谐、解调
通过分析电视的基本工作原理、雷达定位问题（c=3.0×108m/s. c=λf.）、移动电话、因特网、模拟信号与数字信号等电磁波传播问题，培养学生综合所学知识解决实际问题的实践能力
电磁波谱
通过复习无线电波、红外线、可见光、紫外线、x射线、γ射线在生产、生活中的应用，体验电磁波具有能量，了解太阳的能量辐射特征，并在此基础上培养学生理论联系实际的能力
相
对
论
简
介
相对论
的诞生
麦克耳孙——莫雷等实验为爱因斯坦否定以太的存在、同时否定牛顿的绝对空间和绝对时间并得出狭义相对论的两个基本假设打下了基础
狭义相对论的两个基本假设
光速不变原理的应用
时间和空间的相对性
以爱因斯坦狭义相对论的两个原理为基础,通过逻辑推理得出同时的相对性以及“动尺变短”，“动钟变慢”等。
理解同时的相对性
错误认为同时一定相对，动尺一定变短
狭义相对论的其他结论
在狭义相对论的两个原理的基础上，进一步强调在光速极限的条件下，经典的伽利略速度叠加的法则不再适用，而要用相对论速度叠加公式
运动物体的质量会变大
物体的质量会转化为能量，要掌握质能关系式
，但不可通过
计算高速运动物体的动能
广义相对
论简介
了解广义相对论“等效原理”
物质的引力使光线弯曲
光在真空中并不一定沿直线传播
2、第34题的第
（1）小题一般是典型的波形图与振动图像相结合的“五选三”题目，若涉及到计算的话可能会出现填空题。
振动图像
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