揭秘物理选择题的陷阱
2017-04-06杨志宇
杨志宇
物理选择题往往通过设计陷阱的方式来考查学生对知识的掌握和运用能力,识破习题陷阱是知识掌握的标志,走出习题陷阱是知识能力提升的表现.下面通过例题揭秘物理选择题中常用的几种陷阱.
一、从思维的深刻性设计陷阱
为了考查学生思维的深刻性, 命题者往往在学生熟悉的习题中植入另一可能存在的答案,诱使学生出错.图1
例1在空间中的AB两点固定着一对等量同种电荷如图1所示,有一带电微粒在它们产生的电场中运动,设带电粒子在运动过程中只受电场力的作用,则带电微粒所做的运动可能是().
A.匀变速直线运动B.匀速圆周运动
C.抛物线运动D.机械运动
解析选项B很多学生选不出来, 原因是分析时局限于在纸平面内思考,考虑到电场分布的空间性及对称性,可知微粒能以A、B连线的中点O为圆心垂直于A、B的连线的平面内做匀速圆周运动.
二、从物理过程设计陷阱
对物理过程不加剖析,忽略了过程的突变性也会使学生落入命题者设计的陷阱.
例2如图2所示,传送带以恒定的速度v=10 m/s逆时针运动,已知传送带与水平面成θ=37°角,PQ=16 m,将一小物块无初速地放在传送带上P点,物块与此传送带间的动摩擦因数μ=0.5,g=10 m/s2,求:小物块运动到Q点的时间为多少?(sin37°=0.6,cos37°=0.8)
A.455sB.2sC.1.5 sD.2.1 s
解析本题如忽略对滑块过程的分析容易得出错误结论A.滑块在未和传送带共速之前它受的摩擦力是向下的,由牛顿第二定律可知:mgsinθ+μmgcosθ=ma1,解得:a1=10 m/s2,v=at1,t1=1s,即经1 s滑块与传送带共速所经位移s1=12at2=5 m,接下来滑块所受的摩擦力的方向变为向上, 由牛顿第二定律可知:mgsinθ-μmgcosθ=ma2,a2=2 m/s2,由题可知s-s1=vt2+12a2t22,解得t2=1 s,t=t1+t2=2 s,选B.
三、从联想类比设计陷阱
正确的联想类比有利于开阔解题思路,但不分青红皂白的照搬结论就会出现本质错误,命题者往往利用看似有联系实则不能类比的例子着手使考生丢分.
例3如图3所示,不计绳的质量及绳与滑轮的摩擦,物体A的质量为M,水平面光滑,当在绳端施以F=mg的竖直向下的拉力作用时,物体A的加速度为a1,当在B端挂一质量为m的物体时,A的加速度为a2,则a1与a2的关系正确的是().
A. a1=a2B. a1>a2
C. a1
解析此题容易错选A.正确解法为:当用F=mg拉物体时由牛顿第二定律可知a1=Fm=mgm=g,第二种情况属于连接体问题需要对两个物体分别分析,对A端物体受力分析可得:
T=ma2 ①
再对B端物体受力分析可得:
mg-T=ma2②
联立①②可得a2=g2,可得B正确.
四、从知识迁移设计陷阱
试题抓住考生善于利索地迁移知识,而对试题环境不作思考这个特点设计陷阱
例4如图4所示,劈a放在光滑的水平桌面上,斜面光滑,把b物体放在斜面顶端由静止滑下,则在下滑过程中,a对b的弹力对b做功为W1,b对a的弹力对a做功图4为W2,下列关系正确的是().
A.W1=0,W2=0
B.W1≠0,W2=0
C.W1=0,W2≠0
D.W1≠0,W2≠0图5
解析很多学生错选C,原因是斜面固定不动时,a对b的弹力的确不做功,但若迁移到本种情景势必造成错选.画出示意图5,不难知道D正确.
五、从知识盲点上设计陷阱
命题者往往会在平时复习过程中不加注意或者很少顾及的空白区域进行设计陷阱使考生措手不及,从而出错.
例5某行星绕太阳运行的椭圆轨道如图6所示,F1、F2是椭圆轨道的两个焦点.太阳在焦点F1上,AB两点是焦点F1和F2连线与椭圆轨道的交点,已知A点到F1距离为a,B点到F1距离为b,则行星在A、B两点处速率之比为()
A.baB.abC.b2aD.ba2
解析开普勒三定律往往是考生的复习盲点,考生在复习过程中对其未加以重视,或者没有对它进行专门训练,从而在解题时候措手无策.由开普勒第二定律,行星与太阳的连线在相等时间内扫过面积相等,则在Δt时间内有SA=SB,avAΔt2=bvBΔt2,vAvB=ba.A正确.
六、从似是而非的角度设计陷阱
看似一样的两个物理问题,其本质却大不相同,而考生却很难分清他们的不同,从而出错,这种设计陷阱也是命题者的拿手好戏.
例6一小孩站在船头,如图7所示的两种情况用同样大小的拉力拉绳,经过相同的时间t(船未相遇)小孩所做的功分别为W1,W2,及在时间t内小孩拉绳的功率P1,P2的关系为().图7
A.W1>W2P1=P2B.W1=W2P1=P2
C.W1
解析此题命题背景极为相似,所以考生容易误选B项,认真分析可知在相同时间内情景(2)中绳子在小孩手中通过的长度要比情景(1)中的要多,由W=Fscosθ得W1
故选C项.
七、从物理量的突变设计陷阱
在有些物理过程中,某些物理量不是恒定不变的或者说不是连续变化的,而是在某个时候发生突变,命题者抓住考生容易忽视这种突变的特点进行命题,使考生失分.
例7如图8所示,小球在两个细绳OA、OB拉力作用下处于静止状态.现突然剪断OB绳则两种情境下OA绳拉力之比T1∶T2为().
A.1B.1cos2θC.cos2θD.tanθ
解析此题易错选A项,会认为两种情况是同样的,对于(1)情形,当剪断OB瞬间,绳OA前后运动状态不一样,剪断前处于静止状态,剪断后将做圆周运动,OA绳的拉力发生突变,由牛顿第二定律及圆周运动知识可得:T1-mgcosθ=mv2r,T1=mgcosθ.
而对(2)剪断前后弹簧拉力未变.易得T2=mgcosθ.
正确答案B.
八、从公式的适用条件设置陷阱
每个公式的应用都有其一定的限制条件,考生如果掌握不清或者不加注意的话很容易上当出错.例8以一定的初速度竖直向上抛出一个小球,小球上升的最大高度为h,空气阻力的大小恒为f,则从抛出至回到原来出发点的过程中,空气阻力对小球做的功为().
A.零 B.-fhC.-2fhD.-4fh
解析此题容易错选A.在应用W=Fscosθ,应注意F应为恒力,本题中上升过程和下降过程空气阻力的方向不一样,所以全程不能运用此公式,可将上升和下降分着研究,易得C正确.
(收稿日期:2016-09-16)