3-5教材內容綜述及高考考點
文|孟繁偉
3-5教材由選考變為必考充分體現了高考指揮棒的作用。假如該部分內容依然作為選考模塊，將是物理學科的“災難”。如果動量守恆定律再不學了，力學三大守恆定律（動量守恆、角動量守恆，能量守恆）就只剩下一個能量守恆（機械能守恆）了。不學動量守恆定律是“災難”之一，我認為更大的問題是學生將對近代物理學的內容瞭解的太少，將來到大學後所有理工科專業學生都要補習這部分內容。其實補習相關物理知識和內容不重要，重要的是屬於這個年齡段所要培養的思維方式而沒有得到應有的培養，就錯過了最佳時期來培養思維品質了，這個缺失是補不回來的。這也就是為何在初二年級開設物理課和平面幾何課是一個道理的，但是很多數學老師上平面幾何課不是注重邏輯思維訓練而是注重解題能力和解題技巧的訓練，這就是丟了西瓜撿芝麻。不論什麼課教學都應該本著知識、能力、思維到價值觀。
3-5教材內容分為動量、波粒二象性、原子結構和原子核四部分。因2017年考綱做了調整以後，很多學校就把3-5教材中的動量部分放到了必修2機械能部分之前進行或者之後進行教學，把教材內容次序這樣調整一下能把力學的知識體系完善起來，但也增加了教學上的難度，因為學生的思維高度還沒有到達這個層面。當初教材這樣的編寫順序也是為了給一線老師教學時對教材二次開發留有空間。
動量守恆一章核心知識當然是動量守恆定律，為了學習守恆定律就必須知道動量這一概念，引起動量變化的原因是物體受到合外力的衝量，所以又必須知道衝量這一概念。物體所受到的合外力的衝量又等於物體動量的變化量，這個關係式就是動量定理。動量定理是對一個物體而言的，當兩個物體相互作用的過程中，每一個物體動量都要發生變化，因為作用時間相同，作用力大小相等，這樣就能推導出兩個相互作用的物體動量變化之間的數量關係，即一個物體動量如果減少了，另一個物體動量一定是增加的（一維情況更容易理解），通過簡單數學運算就能得到兩個相互作用的物體，在作用前的動量之和等於作用後的動量之和（矢量和）也可以表述為體系的總動量不變化。
從教材編寫內容看，很多同學誤以為動量守恆定律是由動量定理演繹推導出來的，其實不然。動量守恆定律是自然界普遍遵守的規律，是通過實驗總結出來的物理規律，是空間平移不變性的必然反映。
應用動量守恆定律解物理習題時：首先要明確所選定的系統即研究哪些物體作用過程中動量守恆；其次是初末狀態的選取，即在哪個過程中應用動量守恆定律；最後是正方向的規定，因為動量是矢量，規定正方向以後就可以把矢量變成代數量進行運算了。當然大前提是判斷這個系統是否滿足動量守恆，即系統不受力或者所受到的合外力為零。還有兩個近似條件，一個是系統所受的合外力不為零但是作用過程中系統內力遠大於系統所受到的合外力，二是系統的合外力不為零但是在某一個方向上所受到的合外力為零，則在該方向上動量守恆。
在高考題中把應用動量守恆定律作為核心內容考核。通常是兩個物體相互作用過程中，如果遵守動量守恆規律，那麼只要選好初末狀態而不用去分析作用過程中的每一個具體狀態。常在板塊問題、彈簧鏈接的兩個物體相互作用等過程中應用動量守恆定律，磁場中雙棒問題也較為常見。
波粒二象性一章的核心內容是通過對光本性的認識進而明確在微觀世界中波動性和粒子性是統一的，而不是宏觀物理現象中的粒子性與波動性“老死不相往來”。簡單說就是微觀世界所遵守的物理規律與宏觀現象中是不同的。
在3-4教材中已經明確了光是電磁波，所以光理所當然就具有波的屬性。但是用光的波動屬性不能解釋光電效應和康普頓效應，於是科學家們不得不把光當成粒子來分析光電效應和康普頓效應。簡單說就是光要是具有粒子所具有的特徵就能很好地解釋光電效應和康普頓效應了。德布羅意在此基礎上進一步提出不僅是光，所有的實物粒子也具有波動的特性，這樣人們才認識到在微觀世界中微觀粒子同時具有波動和粒子的屬性即波粒二象性。波粒二象性的價值體現在人們自然界的深度和廣度又推進了一步，很可能在微觀世界中還有很多規律人類至今還沒有發現。
這部分內容核心是微觀粒子的波粒二象性但是高考重點是光電效應和康普頓效應。
原子結構一章內容最為有意思，開始人們認為原子是物質世界最小單元，但是從呈電中性的原子裡出現了電子，這樣原子中必然有帶正電的物質，於是自然想到帶正電的物質與帶負電的物質空間結構是怎樣的？於是就有了湯姆生原子模型，但是阿爾法粒子散射實驗現象用湯姆生的原子模型解釋不清楚，於是盧瑟福提出了核式結構結構模型，但是這個模型又不能解釋氫原子光譜，玻爾就“強硬”的把“量子化思想”引進原子結構中，於是就有了玻爾的原子模型，但是這個模型僅能解釋氫原子或者是類氫原子發光現象，對於最外層是多個電子的情況下玻爾原子模型就無能為力了。這就體現出物理學研究問題的方法是，根據事實建立建設，然後用這個假設的規律再去解釋和預測相關的現象，當不能解釋時就對模型進行修補，實在不能“自圓其說”時就另起爐灶建立新的物理假設，所以有人戲稱物理學就是“猜”的科學，從某個角度上說也是對的。
高考中對這部分要求是知道三種原子結構學說的來龍去脈即可。
在原子核一部分內容中，教材編寫思路與原子結構一章基本相同。很多同學對愛因斯坦質能方程不理解，甚至錯誤地理解為質量可以轉化為能量。對於愛因斯坦質能方程要從這個角度來理解就簡單了，人們認為自然界中物質是守恆的，即物質不能產生也不能消失，可是人們發現在原子核發生變化的前後質量是不等的，且這個變化過程中總又伴隨著能量的發生，愛因斯坦認為能量是物質存在的一種方式，且能量與質量之間的對應關係是能量等於質量乘以光速的平方，這樣就能保證原子核變化前後的“質量”相等了，即少了的“質量”是以對應的能量存在的，這樣就能“圓了”物質守恆這一說法。
高考中該部分內容要求是明確幾種常見的核反應，即原子核的衰變、裂變、聚變、人工轉變，不管怎麼變都要遵循質量數守恆與電荷數守恆。
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