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2009年高考物理选择题的解法示例

2010-01-26李红伟

物理通报 2010年3期
关键词:库仑闪光灯指示灯

李红伟

(全南中学 江西 全南 341800)

在高考物理试卷题型中,选择题主要考查对物理现象、物理概念、物理规律的认识、判断、理解和应用等;具有覆盖面广、知识容量大、题目新颖、灵活多变、客观性强等优点;不仅能考查学生对基础知识的掌握,还能考查学生的思维敏捷性,是高考中物理广泛采用的一种题型.本文结合2009年的高考试题,就选择题的解法作一介绍,供参考.

1 直接判断、准确无误

从题中所给的条件,充分利用所学的知识和规律,经过判断或推理直接选出正确答案.

【例1】(浙江卷第15题)氦原子核由两个质子与两个中子组成,这两个质子之间存在着万有引力、库仑力和核力,则3种力从大到小的排列顺序是

A.核力、万有引力、库仑力

B.万有引力、库仑力、核力

C.库仑力、核力、万有引力

D.核力、库仑力、万有引力

答案为D.

【解析】核力是吸引力,质子之间的库仑力是排斥力,是核力将核子束缚在原子核内,因此核力大于库仑力;研究核子间相互作用时万有引力可以忽略,库仑力大于万有引力,故选D.

【例2】(全国卷Ⅰ第14题)下列说法正确的是

A.气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力

B.气体对器壁的压强就是大量气体分子单位时间作用在器壁上的平均冲量

C.气体分子热运动的平均动能减小,气体的压强一定减小

D.单位体积的气体分子数增加,气体的压强一定增大

答案为A.

【解析】本题考查气体部分的知识.根据气体压强的定义A正确,B错.气体分子热运动的平均动能减小,说明温度降低,但不能说明压强也一定减小,C错.单位体积的气体分子增加,但温度降低有可能气体的压强减小,D错.

2 排除筛选,步步为营

排除法又称筛选法、海汰法.根据题目所给的条件和要求,通过分析、推理和计算,将选项中不合题意的选项,逐个排除,加以淘汰,最终留下的就是正确选项.

【例3】(重庆卷第18题)某实物投影机有10个相同的强光灯L1~L10(24 V,200 W)和10个相同的指示灯X1~X10(220 V,2 W),将其连接在220 V交流电源上,电路见图1.若工作一段时间后,L2灯丝烧断,则

图1

A.X1的功率减小,L1的功率增大

B.X1的功率增大,L1的功率增大

C.X2功率增大,其他指示灯的功率减小

D.X2功率减小,其他指示灯的功率增大

答案为C.

【解析】显然L1和X1并联、L2和X2并联然后将它们再串联接在220 V交流电源上.在L2烧断之前,指示灯的功率为

其中U为每个指示灯两端的电压,R为每个指示灯的电阻,在L2烧断之后,除X2外其他指示灯的功率为

其中U′为除X2外其他指示灯两端的电压.L2烧断之后,整个电路的电阻变大,即除X2外其他部分电路分压减小,所以除X2的功率增大外,其他指示灯的功率减小,即B、D错.L1的功率为

所以L1功率也变小,即A是错误的.A、B、D项都错误,故C项正确.

【例4】(江苏卷第5题)在如图2所示的闪光灯电路中,电源的电动势为E,电容器的电容为C.当闪光灯两端电压达到击穿电压U时,闪光灯才有电流通过并发光,正常工作时,闪光灯周期性短暂闪光,则可以判定

图2

A.电源的电动势一定小于击穿电压U

B.电容器所带的最大电荷量一定为CE

C.闪光灯闪光时,电容器所带的电荷量一定增大

D.在一个闪光周期内,通过电阻的电荷量与通过闪光灯的电荷量一定相等

答案为D.

【解析】电容器两端的电压与闪光灯两端的电压相等.当电源给电容器充电,达到闪光灯击穿电压U时,闪光灯被击穿,电容器放电.放电后闪光灯两端电压小于U,断路.电源再次给电容器充电,达到电压U时,闪光灯又被击穿,电容器放电,如此周期性充放电,使得闪光灯周期性短暂闪光.要使得充电后达到电压U,则电源电动势一定大于等于U,A项错误.电容器两端的最大电压为U,故电容器所带的最大电荷量为CU,B项错误.闪光灯闪光时电容器放电,所带电荷量减少,C项错误.A、B、C项都错误,故D项正确.

3 特值代入,快速作答

将题目中所涉及的某一物理量取特殊值,通过相对简单的分析和计算,将错误选项均排除出去的一种方法.

【例5】(全国卷Ⅱ第20题)以初速度v0竖直向上抛出一质量为m的小物块.假定物块所受的空气阻力f大小不变.已知重力加速度为g,则物体上升的最大高度和返回到原抛出点的速率分别为

答案为A.

4 类比分析,豁然开朗

类比推理法就是将两个不同研究对象从相同或相似之处进行比较,找出它们的相似点或相同点,然后以此为依据,并由一种对象迁移到另一种对象中去,即把某一物体的有关知识或结论推广到另一对象的逻辑思维方法.

【例6】(宁夏卷第16题)医生做某些特殊手术时,利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度.电磁血流计由一对电极a和b以及磁极N和S构成,磁极间的磁场是均匀的.使用时,两电极a、b均与血管壁接触,两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直,如图3所示.由于血液中的正负离子随血流一起在磁场中运动,电极a、b之间会有微小电势差.在达到平衡时,血管内部的电场可看作是匀强电场,血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零.在某次监测中,两触点的距离为3.0 mm,血管壁的厚度可忽略,两触点间的电势差为160 μV,磁感应强度的大小为0.040 T.则血流速度的近似值和电极a、b的正负为

A.1.3 m/s,a正、b负

B.2.7 m/s,a正、b负

C.1.3 m/s,a负、b正

D.2.7 m/s,a负、b正

答案为A.

图3

【解析】由题意知,电磁血流计可类比于电磁流量计模型.依据左手定则,正离子在磁场中受到洛伦兹力作用向上偏,负离子在磁场中受到洛伦兹力作用向下偏,因此电极a为正、b为负;当稳定时,血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零,则

qE=qvB

可得

答案A正确.

5 整体思维,一步到位

当题目中所涉及到的物体有多个时,而题中所要分析和求解的物理量不涉及物体间的相互作用,把多个物体所构成的系统作为一个整体来进行研究的方法.

【例7】(海南卷第3题)两刚性球a和b的质量分别为ma和mb、直径分别为da和db(da>db).将a、b球依次放入一竖直放置的平底圆筒内,如图4所示.设a、b两球静止时对圆筒侧面的压力大小分别为f1和f2,筒底所受的压力大小为F.已知重力加速度大小为g.若所以接触都是光滑的,则

A.F=(ma+mb)g,f1=f2

B.F=(ma+mb)g,f1≠f2

C.mag

D.mag

答案为A.

图4

【解析】对两刚性球a和b整体分析,竖直方向平衡可知

F=(ma+mb)g

水平方向平衡有

f1=f2.

6 极限思维,捷足先登

将某些物理量的数值推向极端(如,设摩擦因数趋近于零或无穷大,电源内阻趋近于零或无穷大等),并根据一些显而易见的结果、结论或熟悉的物理现象进行分析和推理的方法.

A.2 B.3

C.4 D.5

答案为A、B.

【解析】碰撞的极端分别为弹性碰撞和完全非弹性碰撞.质量为M的物块以速度v向质量为m的静止物块发生正碰,如果发生弹性碰撞,则由动量守恒和能量守恒得

因此选A、B项.

7 等效转换,柳暗花明

根据题目条件,灵活地转换研究对象,或利用逆向思维,或采用等效变换等思维方法,将用常规思维方法求解很繁琐的问题化繁为简.一般分为物理模型等效变换,参照系等效变换,研究对象等效变换,物理过程等效变换,受力情况等效变换等.

图5

【例9】(宁夏卷第18题)空间有一均匀强电场,在电场中建立如图5所示的直角坐标系O-xyz,M、N、P为电场中的三个点,M点的坐标(0,a,0),N点

图6

答案为D.

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