如何解决初中物理中的“陷阱”题

陈 刚

(江都市三周中学 江苏江都 225255)

“陷阱”型试题是近几年来的热门题型之一,分析各地中考试题,会发现有这样一类试题,题干中暗藏“陷阱”,同学们稍不留神就中了圈套,导致错误;如果识别了这个“陷阱”,问题就会变得非常简单.所谓“陷阱”,就是命题人利用学生知识结构中的含糊点、易错点、盲点或学生思维中的薄弱环节,有意“挖坑布雷”,检验学生的识别能力.这类题目往往经过命题者深思熟虑的加工和改造,来考查考生的知识、技能和情感,有较广泛的发散性和灵活性.因此,准确快速识别题目中的“陷阱”,无疑是同学们解题的一项重要能力.

“陷阱”型试题主要有以下几种类型.

1 利用题目条件改变设置“陷阱”

要识别这种“陷阱”,要求同学们在读题目时,注意分析题目前后条件是否发生变化,不同小题之间的条件是否发生变化.如果发生变化,可能就是“陷阱”,因为条件变化了,某些物理量可能发生变化,解题的思路和方法就要随之改变,否则你就中了圈套.

【例1】工人利用图1所示的滑轮组将重400N的物体向上匀速提起2 m,所用拉力为250 N,滑轮组的机械效率是多少?若用此滑轮组将重900 N的物体竖直向上匀速提升2m,拉力在这一过程中所做的功是多少?(不计摩擦和绳重)

图1

剖析:本题第二个问题暗藏一个“陷阱”.由于滑轮组所提物重改变,机械效率就会发生变化,如果还用题目中给的原机械效率来求总功,那就掉入“陷阱”.

2 利用无用数据设置“陷阱”

同学们在解题时,发现有一个数据没用上,就开始怀疑自己的解法,结果导致错解.命题者就是利用同学们这种心理,利用无用数据设置“陷阱”,缺乏自信的同学就掉入“陷阱”.这种缺乏自信的根源在于对题目中相关的物理概念、规律理解不透彻,无法排除干扰.

【例2】将一个标有“36 V,40W”的灯泡接入某段电路时,测得通过它的电流是1 A,则,它的实际功率是_______.

错解:由P=UI=36V×1 A=36W

剖析:“36 V 40W”的灯泡的额定电流说明此时灯没有正常发光,所以灯两端的电压也就不是36 V,因此不能用36 V代入计算.

3 利用“负迁移”设置“陷阱”

某些“经验”会引起学习过程中的“负迁移”,干扰学生对物理概念和规律的正确理解和掌握.要排除这种干扰,必须养成良好的思维品质,克服思维定势,不能想当然得出结论.

【例3】CFXB型“220 V,1 100W”电饭煲有两挡开关,如图2所示,其中,2挡是高温烧煮;1挡是闷饭、保温.当接2挡时,电路的功率为1 100W;当接1挡时电路消耗的电功率为22W(虚线框内为电饭煲的简易原理示意图).求串联电阻R的阻值和它在1挡时的功率.

图2

错解:因为

所以

当开关接在1挡时,由P=I2R可知

所以R消耗的功率为

剖析:在上述解题过程中将22W看成了发热板R0消耗的电功率,注意题目中指出:“电路消耗的电功率为22W”,所以产生了“所用物理量不对应于同一用电器”这种常见的错误.

正解:当接1挡时,R0与R串联;当接2挡时接入电路的电阻是R0,R被短路.在明确电路连接情况后,依题意,利用电功率的条件即可求解.

所以

接1挡时,因为

所以

故

4 利用“误导”设置“陷阱”

此类题目的陷阱是命题者针对学生平常易出现的模糊或错误认识,进行偏轨诱导,以考查学生对所学知识理解的程度.解答这类题目,必须建立在对有关物理现象和概念准确深刻的理解及适当拓展的基础上.

【例4】图3中,电源电压12 V不变,电阻R1=R2,若把一个“6 V,3W”的灯泡接到C、D之间,则灯泡的实际功率为

A.3W B.大于3W

C.小于3W D.无法判断

图3

错解:由于C、D两点之间的电压为6 V,所以当“6 V 3W”的灯泡接到C、D 之间,则灯泡两端的电压正好等于其额定电压,所以正常发光,它的实际功率等于额定功率为3W,选择A.

剖析:在C、D之间接入一个用电器后,该用电器是与R2并联,而并联电路的总电阻小于其中任何一个电阻,即小于R2.由串联分压的知识可知,C、D两点之间所得到的电压将小于6 V.

正解:此时UCD小于6 V,所以灯泡的功率小于3W,选择C.

5 利用隐含条件设置“陷阱”

题目中的已知条件和限定条件呈现方式多种多样,有的用数据呈现,有的用文字呈现,有的用图像、图形呈现.解题时要认真审题,充分挖掘题目中的条件,特别是暗藏的条件.只有充分掌握了题目中的条件,才能做出正确的解答.

【例5】某物理兴趣小组设计并制作了一台恒温箱.设计要求箱内安装一根电热丝,在采用220 V恒定电压供电的情况下,电热丝每秒向箱内提供1 000 J的热量(设电能全部转化为内能).恒温箱组装好后,经测量发现该电热丝实际每秒供热1 210 J(设电热丝的电阻不随温度改变).问:

(1)电热丝的阻值是多少?

(2)为了使电热丝供热达到设计要求,在不改变电热丝阻值及电源电压的条件下,应在箱外怎样连接一个电阻元件?

(3)所连接的电阻元件的阻值是多少?

剖析:通过增加箱外的电阻来降低电路的电流,从而使箱内的电阻的功率降低,这个思路是正确的,但是1 000 J的热量是箱内电阻产生的,而不是此时电路的总功率,因此用就犯了“物理量不对应”的错误.

正解:(1)设电热丝的阻值为R0.

得

所以

(2)串联一个电阻.

(3)设串联电阻的阻值为R,若按设计要求向恒温箱内每秒供热1 000 J,则加在电热丝R0的电压应为U0.

所以此时串联电阻R上的两端电压

则通过电路及电阻R的电流

所以

答:略.

综合以上的分析,我们在解题时应注意以下几点:

(1)要审题.审题是顺利解题的先决条件,一方面要寻找题目的关键字、词、句,对题目中的条件加以辨别和整理;另一方面要对问题进行适当的分解、整合,找出中心问题与关键问题.

(2)要分析.分析题目则常从问题、结论来分析条件,运用相关的物理知识沟通条件与问题,分析条件的作用,促使问题向条件转化,从而运用已有的方法、策略解决问题.

(3)要反思.反思则是要做好解题后的归纳和总结,思考在解题中暴露出来的弱点,思考有无其他方式、方法,使知识真正被理解,成为便于提取、便于检索的条件化知识,有助于运用知识,解决问题.

总之,解题思维程序的构建,为学生解题提供了一个可操作的思维模式,使审题、分析题目的思考方向变得有序,有利于沟通知识间的纵横联系,有利于把握解题关键,总结成功经验,分析失败原因,解决各种题目中多样化“陷阱”,使我们的解题能力进一步提升.