題目列表(包括答案和解析)
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摘要:本文分析了如何挖掘物理題中隱含條件的途徑和方法。并對(duì)物理學(xué)試題題型進(jìn)行歸類、例舉和解析。學(xué)生要解好物理題,必須要有扎實(shí)的物理知識(shí)和相關(guān)學(xué)科的知識(shí),綜合分析和解決問(wèn)題的能力。因此,在物理教學(xué)過(guò)程中要注重提高學(xué)生的解題能力,加強(qiáng)對(duì)解題方法的教學(xué)。 關(guān)鍵詞:隱含條件 物理學(xué) 解題能力 學(xué)習(xí)在解物理習(xí)題時(shí),經(jīng)常會(huì)遇到這種情況,有些解題的必要條件,題中并為明確給出,而是隱含在字里行間。充分挖掘隱含條件,明確題目要求,采用合適方法,選擇正確答案,是解好這類題的關(guān)鍵。本文就如何挖掘試題中的隱含條件,提高解題能力作一例析。 一、從關(guān)鍵詞中挖掘隱含條件 在物理題中,常見(jiàn)的關(guān)鍵用語(yǔ)有:表現(xiàn)為極值條件的用語(yǔ),如“最大”、“最小”、“至少”、“剛好”等,它們均隱含著某些物理量可取特殊值;表現(xiàn)為理想化模型的用語(yǔ),如“理想滑輪”、“輕質(zhì)杠桿”、“光滑水平面”等,扣住關(guān)鍵用語(yǔ),挖掘隱含條件,能使解題靈感頓生。 例1 一個(gè)物體在平衡力的作用下,在光滑水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng),當(dāng)這對(duì)平衡力突然消失,則物體將(。 A.立刻停止運(yùn)動(dòng) B.運(yùn)動(dòng)速度越來(lái)越快 C.速度減慢,最后停止 D.仍作勻速直線運(yùn)動(dòng) 解析:題中“光滑水平面”為關(guān)鍵詞。光滑水平面意味著物體不受摩擦力的作用。題目中的物體待平衡力消失后,將不再受力的作用,因此仍要保持勻速直線運(yùn)動(dòng)(牛頓第一定律)。 答案:D 二、從物理學(xué)常識(shí)中找隱含條件 有些題目幾乎沒(méi)有條件,但仔細(xì)研究就會(huì)發(fā)現(xiàn)條件其實(shí)全部隱含于物理常識(shí)中,這就要求學(xué)生根據(jù)題意進(jìn)行發(fā)散性思維,努力挖掘相關(guān)知識(shí),在條件不足的情況下,根據(jù)常識(shí)假設(shè)適當(dāng)?shù)臈l件和數(shù)據(jù)以彌補(bǔ)題中明確給出的已知條件的不足。 例2 一個(gè)中學(xué)生對(duì)地面的壓強(qiáng)大約是(。 A.10Pa B.100Pa C.1000Pa D.10000Pa 解析:此題隱含條件有兩個(gè),一是中學(xué)生的體重約為50kg,二是中學(xué)生雙腳底面積約為5dm2,而這兩個(gè)條件都非常隱蔽,屬于物理學(xué)常識(shí),只要明確了這兩點(diǎn),不難得出正確答案D。 三、從物理學(xué)發(fā)展史中尋找隱含條件 這類試題一般涉及對(duì)物理學(xué)研究有貢獻(xiàn)的科學(xué)家、科研成果和歷史進(jìn)程等,增加了學(xué)生的愛(ài)國(guó)情感,有利于培養(yǎng)學(xué)生的高尚情操,激起學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)知識(shí)的遠(yuǎn)大理想。 例3 發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)的發(fā)明使人類步入電氣化時(shí)代,制造發(fā)電機(jī)的主要依據(jù)是電磁感應(yīng)現(xiàn)象,首先發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的是( ) A.愛(ài)因斯坦 B.帕斯卡 C.奧斯特 D.法拉第 解析:知道這些科學(xué)家的研究成果和對(duì)社會(huì)的巨大貢獻(xiàn),很快就能準(zhǔn)確地選出正確答案D。 四、從物理現(xiàn)象的出現(xiàn)條件中尋找隱含條件 一定的物理現(xiàn)象的出現(xiàn),是以具備一定的條件為前提的,當(dāng)知道什么條件具備時(shí)可出現(xiàn)什么現(xiàn)象后,一旦題目給出某種現(xiàn)象,馬上可以找出相應(yīng)的隱含條件。 例4 我國(guó)“遠(yuǎn)望號(hào)”衛(wèi)星測(cè)控船從江陰出發(fā)執(zhí)行任務(wù),由長(zhǎng)江進(jìn)入海洋。下列有關(guān)測(cè)控船所受浮力的說(shuō)法正確的是(。 A.由于海水的密度大,所以船在海洋力受到的浮力大 B.由于船排開(kāi)海水的體積小,所以它在海洋里受到的浮力小 C.由于船排開(kāi)的海水的體積大,所以它在海洋力受到的浮力大 D.由于船始終漂浮在水面上,所以它受到的浮力不變 解析:“一個(gè)物體漂浮在液面上……”,出現(xiàn)這種現(xiàn)象的條件是物體所受浮力等于物重,所以隱含條件是物體受到的浮力等于重力。 答案:D 例5 放在水平常木板上重10N的木塊,受到水平向右,大小為5N的拉力作用,沿水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),這時(shí)木板水平方向受的合力為_(kāi)______N。當(dāng)拉力增大到8N時(shí),木塊受到的合力為_(kāi)______N。 解析:“一個(gè)物體勻速運(yùn)動(dòng)……”要出現(xiàn)這種現(xiàn)象,前提條件是物體必須不受力或受平衡力作用,所以隱含條件為:物體不受力或受平衡力作用。 答案:0;3 五、從物理概念、物理原理中尋找隱含條件 有些物理學(xué)問(wèn)題、現(xiàn)象、判斷等條件隱含于相關(guān)的概念和原理中,或是命題時(shí)有意混淆概念,偷換概念,要求學(xué)生對(duì)概念掌握準(zhǔn)確,理解要透徹。 例6 晴天,幾位大學(xué)生在森林中迷路了,下面四種利用風(fēng)向引導(dǎo)他們走出森林的說(shuō)法中,正確的是_______(圖中虛線為空氣流動(dòng)形成風(fēng)的路徑示意圖) A.森林吸熱,溫度升高慢,空氣溫度低、密度大,地面空氣從森林流向外界,應(yīng)順風(fēng)走 B.土地吸熱,溫度升高快,空氣溫度高、密度小,地面空氣從外界流向森林,應(yīng)順風(fēng)走 C.森林吸熱,溫度升高慢,空氣溫度低、密度大,地面空氣從森林流向外界,應(yīng)迎風(fēng)走 D.土地吸熱,溫度升高快,空氣溫度高、密度小,地面空氣從外界流向森林,應(yīng)迎風(fēng)走 解析:本題中隱含了比熱容的概念。物體的比熱容越大,吸收熱量后溫度變化越小。 土地的比熱容大,吸熱后溫度升高較快,空氣溫度高。熱空氣因密度小而向上升,地面空氣從森林流向外界,應(yīng)順風(fēng)走。 答案:A 六、數(shù)學(xué)關(guān)系之中尋找隱含條件 正確的示意圖不僅能幫助我們理解題意、啟發(fā)思路,而且還能通過(guò)數(shù)學(xué)關(guān)系找出題中的隱含條件。這種方法不僅在幾何光學(xué)中有較多的應(yīng)用,而且在其它物理問(wèn)題中也經(jīng)常應(yīng)用。 例7 有一均勻正方體對(duì)水平地面的壓力是F,壓強(qiáng)是P,如下圖所示。若切去陰影部分,則剩余部分對(duì)地面的壓力是原來(lái)的_______倍,壓強(qiáng)是原來(lái)的_______倍。 解析:該題的條件隱含在數(shù)學(xué)關(guān)系之中,解題的關(guān)鍵要建立物理模型的空間想象力。切去部分的正方體邊長(zhǎng)為a/2,體積為V/8。切去陰影部分后,其質(zhì)量為7/8m,底部受力面積為3/4S,剩余部分壓強(qiáng)為P’=m/S=7/6P,壓力為F’=Ps=7/8F。 答案:7/8;7/6 七、從圖形、圖表與曲線關(guān)系中尋找隱含條件 圖示是貯存和傳遞科學(xué)文化知識(shí)比較便捷的一條途徑,它能夠高度濃縮物理學(xué)的基本概念及原理,使之更加形象、直觀。試題圖文并茂,生動(dòng)活潑,但圖表曲線中隱含了相當(dāng)多的沒(méi)有敘述和未提及的條件,解題時(shí)結(jié)合題設(shè)條件分析圖形,從圖形中挖掘隱含條件,才能正確作答,較好地培養(yǎng)學(xué)生的觀察和分析問(wèn)題的能力。 例8 在如圖所示的各圖中,關(guān)于磁場(chǎng)的描述和小磁針表示正確的是( ) 解析:這是一道集概念、實(shí)驗(yàn)和理論于一體的圖形選擇題,要求學(xué)生明確磁場(chǎng)的概念、磁場(chǎng)方向及磁場(chǎng)方向的規(guī)定等情況,這樣才可選出正確答案為B。 八、從實(shí)驗(yàn)的器材、操作過(guò)程或結(jié)果中尋找隱含條件 在理論試題中,也有相當(dāng)多的題干條件看似不足,其實(shí)隱含在實(shí)驗(yàn)器材、操作步驟和實(shí)驗(yàn)結(jié)果之中,要求學(xué)生根據(jù)已有知識(shí),挖掘這些隱含條件,從而得出正確答案,這有利于考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能,有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。 例9 如圖所示電路,圖中1、2、3表示電流表或電壓表,請(qǐng)?zhí)钌细鞅黼娐贩?hào).并標(biāo)出正、負(fù)接線柱的位置。 解析:判斷電表的類型,需了解器材的使用規(guī)則。電流表要串聯(lián)接入電路,電壓表要并聯(lián)接入電路。判斷時(shí),可假設(shè)將改表處斷開(kāi),凡對(duì)電路結(jié)構(gòu)有影響的是電流表,沒(méi)有影響的是電壓表。答案如上圖。 九、選擇合適的方法 確定解題思路,根據(jù)題型特點(diǎn),充分理解題意。采用合適方法,能很好地提高解題能力,常用的物理方法有控制變量法、等效法、轉(zhuǎn)換法、數(shù)據(jù)歸納法等。 例10 下表列出由實(shí)驗(yàn)測(cè)定的幾種物質(zhì)的比熱容。認(rèn)真閱讀,你一定會(huì)有所發(fā)現(xiàn),請(qǐng)?zhí)畛鋈我馊龡l:
(1)________________________________________; (2)________________________________________; (3)________________________________________。 解析:給表找規(guī)律時(shí)一般采用比較分析,綜合分析的方法,即可找一般規(guī)律如某種變大或變小的趨勢(shì),共性等,也可找特殊規(guī)律。此表中12種物質(zhì)除煤油和冰比熱相同外,其他不同。說(shuō)明不同物質(zhì)得比熱一般不同,這是共性。但冰和煤油不同物質(zhì)比熱相同這是特殊性質(zhì)。水、冰同種物質(zhì),狀態(tài)不同,比熱容也不同。且可將物質(zhì)分為金屬、非金屬進(jìn)行比較。還可找比熱容最大的、最小的。 例11 用實(shí)驗(yàn)研究決定電阻大小的因素,供選擇的導(dǎo)體規(guī)格如下表:
①要比較電阻與長(zhǎng)度的關(guān)系應(yīng)選擇導(dǎo)線:_______________________; ②要比較電阻與橫截面積的關(guān)系應(yīng)選擇導(dǎo)線:_______________________; ③要比較電阻與材料的關(guān)系應(yīng)選擇導(dǎo)線:_______________________。 解析:本題中導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的長(zhǎng)度、材料、橫截面積三個(gè)物理量有關(guān),要探究它們之間的關(guān)系,要采用“控制變量法”。要驗(yàn)證猜想一,就要取不同的長(zhǎng)度,相同材料和橫截面積的導(dǎo)線,所以應(yīng)選序號(hào)1、2,同理可選出另兩個(gè)猜想的序號(hào)。 答案:(1)1、2;(2)3、4;(3)1、3 |
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雨、雪、垃圾能發(fā)電科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),大自然中蘊(yùn)藏著巨大的能量,可以通過(guò)多種手段,從21世紀(jì)初期開(kāi)始,有一定規(guī)模地向雨雪垃圾索電,是完全可以實(shí)現(xiàn)的.
利用積雪發(fā)電:大家知道,積雪的溫度是0℃以下,因此雪中蘊(yùn)藏著巨大的冷能.科學(xué)家提出利用積雪發(fā)電的大膽設(shè)想.它的工作原理是,將蒸發(fā)器放在地面上,將凝縮器放在高山上,再用兩根管子將它們連接在一起,然后抽出管內(nèi)空氣,用地下熱水使低沸點(diǎn)的氟里昂(即現(xiàn)代電冰箱所用的制冷物質(zhì))汽化,并以雪冷卻凝縮器,由于氟里昂的沸點(diǎn)很低,加上管內(nèi)被抽空,所以它就沸騰起來(lái),變成氣體快速向管子的上端跑去,沖擊汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn),從而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電.試驗(yàn)證明,1 t雪可把2~4 t氟里昂送上蓄液器.可見(jiàn)雪的發(fā)電本領(lǐng)是十分驚人的.
雪的資源極其豐富,地球上34%的國(guó)家屬多雪地區(qū).我國(guó)東北和新疆北部是全國(guó)下雪天數(shù)最多的地區(qū),每年平均在40天以上,積雪日數(shù)在90天以上.積雪發(fā)電的問(wèn)世,將使茫茫雪原變成人類的又一理想的未來(lái)發(fā)電能源.
利用下雨發(fā)電:目前,科學(xué)家們研究雨能的利用已獲得成功,它是利用一種葉片交錯(cuò)排列,并能自動(dòng)關(guān)閉的輪子,輪子的葉片可以接受來(lái)自任何方向的雨滴,并能自動(dòng)開(kāi)關(guān),使輪子一側(cè)受力大,另一側(cè)受力小,從而在雨滴沖擊和慣性的作用下高速旋轉(zhuǎn),驅(qū)動(dòng)電機(jī)發(fā)電.雨能電站可以彌補(bǔ)地面太陽(yáng)能電站的不足,使人類巧妙而完美地應(yīng)用太陽(yáng)能、風(fēng)能、雨能.
我國(guó)南方雨能資源豐富,特別是華東、華南、中南和西南各省的雨水充足,一年四季冰雪期很少,雨季的降雨量一般都比較多,陰雨天利用雨能發(fā)電,陽(yáng)天利用太陽(yáng)能發(fā)電,這樣無(wú)論晴天或陰雨天,人們都可以享受到大自然的恩賜,享受到電能帶來(lái)的光和熱.
微生物電池:在探索微生物能源工作中,一些國(guó)家正在從事著微生物電池的研究.什么是微生物電池呢?它是一種用微生物的代謝產(chǎn)物,做電極活性物質(zhì),從而獲取電能.從研究的進(jìn)展看,作為微生物電池的活性物質(zhì),只限于甲酸、氫、氨等.我們用一種叫產(chǎn)氣單抱菌的細(xì)菌,處理100摩爾椰子汁,使其生成甲酸,然后把以此做電解液的3個(gè)電池串連在一起,生成的電能可使半導(dǎo)體收音機(jī)連續(xù)播放50多個(gè)小時(shí).當(dāng)然,這只是試驗(yàn),但它表現(xiàn)出的事實(shí)是令人神往的.
21世紀(jì)是人類飛向宇宙的時(shí)代,在宇宙飛船這樣的封閉系統(tǒng)中,排泄物的處理確實(shí)是個(gè)必須解決的問(wèn)題.美國(guó)宇宙航行局設(shè)計(jì)了一種一舉兩得的解決方案:用一種芽孢桿菌處理尿,使尿酸分解而生成尿素,在尿素酶的作用下分解尿素產(chǎn)生氨.氨用做電極活性物質(zhì),在鉑電極上產(chǎn)生電極反應(yīng),組成了邀翔太空的理想微生物電池.在宇航條件下,每人每天如果排出22克尿,就能夠獲得47瓦時(shí)的電力.
氫燃料電池,成為微生物能源的又一種電能形式.利用一種產(chǎn)生氫氣能力強(qiáng)的細(xì)菌,在容積為10升的發(fā)酵裝置中,每小時(shí)所產(chǎn)生的近20升氫氣,足以維持3.1~3.5伏燃料電池的工作.科學(xué)日新月異的21世紀(jì),有機(jī)廢水的處理也與微生物電池發(fā)生了密切關(guān)系.在利用微生物處理有機(jī)廢水時(shí),在使廢水無(wú)害化的同時(shí),可以把微生物的代謝產(chǎn)物做微生物電池的活性物質(zhì),從而獲得電能,從這個(gè)角度上,微生物做為同時(shí)解決公害和能源問(wèn)題的一種手段,已引起人們的廣泛注意.盡管微生物電池的研制尚處在萌芽狀態(tài),使用也還只限于一定范圍,但是到21世紀(jì)的某一天,微生物電池就能夠帶動(dòng)著馬達(dá)飛轉(zhuǎn),為人類創(chuàng)造更多的物質(zhì)財(cái)富.
向污泥要能源:城市下水道污泥中富含有機(jī)物質(zhì),其中蘊(yùn)藏著可觀的能量.不少國(guó)家已開(kāi)始利用厭氧細(xì)菌將下水道污泥“消化”,然后收集其中產(chǎn)生的沼氣作為熱源,并將下水道污泥制成固體燃料.
關(guān)于下水道污泥作為固體燃料的開(kāi)發(fā)與實(shí)用化研究方面,歐洲國(guó)家居領(lǐng)先地位.日本東京都能源局利用下水道污泥作為燃料發(fā)電的試驗(yàn)也已獲成功.日本能源科學(xué)家還將下水道污泥利用多級(jí)蒸發(fā)法制成固狀物,所得燃料的發(fā)熱量為16 000~18 000 kJ/kg,與煤差不多.
德國(guó)的一家化學(xué)公司將工廠下水道排放的廢水(其中含10%的普通生活污水)進(jìn)行處理,所得活性污泥作為燃料,他們?cè)谙滤牢鬯屑尤胗袡C(jī)凝集劑,再用電力脫水機(jī)脫去部分水分,加入一定比例的粉煤,最后利用壓濾機(jī)榨干水分,用這種方法制成的燃料發(fā)熱量大約是9 200~1 000 kJ/kg,并且將其干燥、粉碎后并不影響其燃燒性能.
從下水道污泥中挖掘潛在能源,不僅開(kāi)辟了能源新途徑,還可以根本上解決城市下水道污泥污染問(wèn)題.對(duì)改善城市地下水水質(zhì)有著至關(guān)重要的作用.環(huán)境科學(xué)家有必要重新估計(jì)下水道污泥的作用和利用價(jià)值,進(jìn)一步研究下水道污水處理以及下水道水系的設(shè)計(jì).
目前,世界上許多國(guó)家正在研究,能否建立一個(gè)從污水處理到能源、環(huán)保方面的綜合管理體系,以便一勞永逸地解決下水道污水的去向問(wèn)題.
摘自《能源趣覽》
閱讀完以上文章后回答:
(1)文中介紹了哪幾種新的能源利用方式?分別是什么?
(2)利用積雪和下雨發(fā)電的工作原理分別是什么?
(3)結(jié)合你在日常生活中對(duì)能源的利用,談?wù)勀銓?duì)節(jié)約能源的看法.
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