例谈物理试题中隐含条件的挖掘

周超庆

摘要：物理试题考查学生的理解能力，推理能力和分析综合能力，所以很多物理题目中条件的给予显得含而不露，需要学生在理解物理概念、规律的基础上结合问题的实际情景和已知条件通过推理、分析来挖掘隐含条件。本文通过对挖掘隐含条件的几种常见方法进行归纳，希望能对高中物理教学起到帮助。

关键词：隐含条件 挖掘 物理教学

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一、隐含条件的界定

在物理审题中，我们常常碰到两类条件：显性条件和隐含条件，显性条件是题目直接给出的条件，学生比较容易把握，而隐含条件指没有明文表述出来，但是根据已有的明文表述可以推断出来的条件，或者是没有明文表述，但是该条件是一个常规或者真理。

二、隐含条件呈现的方式及挖掘方法

1、物理概念的隐含条件

物理概念是解题的依据之一，不少题目的部分条件隐含在相关的概念之中，于是可以从分析概念的生成过程、内涵、外延等方面去挖掘隐含条件，寻求解题思路。如关于电流的三个概念“有效值”“平均值”“最大值”，有效值是从电流做功角度定义的，只适用于求解电功电热；平均值则需要从电流微观形成原因—电荷的定性运动理解，可用来计算一段时间内通过某横截面的电荷量；最大值是一段时间内电流瞬时值中的最大值，可用来判断电容器能否被击穿等问题。

例 （2013安徽卷）如图所示，xOy平面是无穷大导体的表面，该导体充满z<0的空间，z>0的空间为真空。将电荷为q的点电荷置于z轴上z=h处，则在xOy平面上会产生感应电荷。空间任意一点处的电场皆是由点电荷q和导体表面上的感应电荷共同激发的。则在z轴上z=h/2处的场强大小为（k为静电力常量）

A. B. C. D.

挖掘方法 本题的两个关键概念是“静电平衡”和“电场强度”。无穷大导体平板会在电荷q的电场中处于静电平衡状态，利用静电平衡的内涵可知无穷大导体下方所覆盖的空间内的电场强度处处为零，利用电场强度的矢量性可知此场强为点电荷在该处的场强和导体表面的感应电荷在该处的场强的叠加。再利用对称性可知感应电荷在z轴上方h/2处和下方h/2处的场强大小相等，方向相反。在z轴上z=h/2处的场强可看作是处在z=h处点电荷q和处在z=-h处点电荷-q产生电场的叠加，由点电荷场强公式，选项D正确。

2、物理过程的隐含条件

特定的物理过程或特定的物理状态由于要满足一定的要求，各因素、各物理过程之间的联系以及相互制约的关系往往形成隐含条件。如两物体击中相遇，隐含着同时刻到达同一位置；物理脱离轨道瞬间，隐含着支持力为零；匀速圆周运动，隐含着合力大小恒定，方向时刻指向圆心；汽车的刹车过程隐含着没有反向运动过程的，滑块在光滑的斜面上滑的过程隐含着一定会有返程的，但是同样的滑块如果在粗糙程度足够的斜面上就无法返回运动了。

例 如图所示，一个弹簧台秤的秤盘质量和弹簧质量都不计，盘内放一物体P处于静止状态。P的质量m=12kg，弹簧的劲度系数 。现在给P施加一个竖直向上的拉力F，使P从静止开始向上做匀加速直线运动。已知在开始0.2s内F是变力，在0.2s后F是恒力， ，则F的最小值是____________N，最大值是_________N。

挖掘方法 原来是挤压在一起的两个物体，当两者间的相互挤压力减小到零时，物体即将发生分离；所以，两物体分离的临界情况是①挤压力减为零，但此时两者的②加速度还是相同的，之后就不同从而导致相对运动而出现分离；因此，解决问题时应充分利用①、②这两个特点。物体分离问题的物理现象变化的特征物理量是两物体间的相互挤压力。如何论证两物体间是否有挤压力：假设接触在一起运动的前后两物体间没有挤压理，分别运算表示出前后两者的加速度。若a后>a前，则必然是后者推着前者运动，两者有挤压力；若a后≤a前，则前者即将甩开后者（分离），两者没有挤压力。

P向上做匀加速直线运动，受到的合力为恒力。0.2s之前，秤盘对物体的支持力FN逐渐减小；0.2s之后，物体离开秤盘。设P处于静止状态时，弹簧被压缩的长度为x，则

mg=kx， x=at2/2

代入数据，解之得a=7.5m/s2

根据牛顿第二定律，有F+FN-mg=ma

开始时，FN=mg， F有最小值F =ma=90N

脱离时，FN =0，F有最大值F =ma+mg=210N

挖掘这类隐含条件，要点在于：①对特定的物理过程和物理状态的含义有确切的理解②对基本物理定律、规律能灵活应用③熟记一些常见的物理现象

3、物理模型的隱含条件

物理模型可分为实物模型和过程模型。实物模型是物理学所研究的客观存在的实际物体，通过简化抽象建立起来的物理模型。过程模型是物理客体在理想条件下的运动、变化过程，是一个高度抽象的物理过程。如“轻杆轻绳”表示质量不计；“质点”表示形状大小不计；“理想电流表”表示内阻不计，在电路中可充当导线；“理想气体”表示表示不计分子间的作用力，不计分子的体积的大小，而气体的体积可无限变小，不计分子间的势能，内能变化只跟温度变化有关；“电动机被卡住或不转动”表示表示电动机在电路中当作纯电阻电器，用纯电阻电路的公式进行有关计算。

例 （2014 江苏卷）如图所示，一圆环上均匀分布着正电荷，x轴垂直于环面且过圆心O。下列关于x轴上的电场强度和电势的说法中正确的是

A.O点的电场强度为零，电势最低

B.O点的电场强度为零，电势最高

C.从O点沿x轴正方向，电场强度减小，电势升高

D.从O点沿x轴正方向，电场强度增大，电势降低

挖掘方法 首先点电荷的场强公式 这个模型需要电荷的大小形状能够忽略不计。带电圆环这一大小形状不能忽略的模型并不是学生可以直接处理的模型，结合圆环的对称性，将该模型转化成一个个的点电荷模型，再利用电场的叠加原理即可求出x轴上的电场强度和电势的情况。该题要求学生能灵活将点电荷模型迁移过来，对学生在原始模型的理解要求较高。endprint

有的题目所设的物理模型是不清晰的，不宜直接处理。但是如果抓住主要因素，忽略次要因素，巧妙的运用已学的理想化模型进行处理就能使得问题得以解决。

4、生活常识的隐含条件

有些试题是在预设学生已经具备的常识下生成的问题，也要求学生了解和物理相关的生活常识并能在恰当的时候使用。例如“一个鸡蛋的重力是多少”“人步行的速度是多少”“地球的公转自转周期是多少”，如若学生缺乏必要的生活体验和积累，在解决这些问题时也会遇到困难。

5、器材规格的隐含条件

有些实验题的部分条件隐藏在器材的规格中，应把题设要求与器材规格有机结合起来分析。如小灯泡的规格“3V，6W”隐含着电阻为1.5Ω，额定电流为2A；电流表“量程0.6A，内阻约为5Ω”不知道内阻的准确值，无法用来测电压，而电流表“量程0.6A，内阻为5Ω”则隐藏其测电压的量程为3V，在伏安法测电阻时可通过计算消除外接法的系统误差；

例 从下列器材中选出适当的实验器材，设计一个电路来测量电流表A1的内阻r1，要求方法简捷，有尽可能高的精确度，并测量多组数据。

（1）画出实验电路图：标明所用器材的代号。

（2）若选取测量中的一组数据来计算r1，则所用的表达式r1= ，式中各符号的意义是： 。器材（代号）与规格如下：

电流表A1，量程10mA，内阻待测（约40Ω）；

电流表A2，量程500μA，内阻热，r2=750Ω；

电压表V，量程10V，内阻r2=10kΩ

电阻R1阻值约为100Ω；

滑动变阻器R2，总阻值约50Ω；

电池E，电动势1.5V，内阻很小；

电键K，导线若干。

挖掘方法 测电阻最常见的方法是伏安法，本实验的目的是测量电流表内阻，电流表就隐含着其一可以测量流过自身的电流，其二根据电流表A1的量程和内阻算出两端的最大电压为0.4V左右。再根据电压表的量程为10V可知电压表量程过大。而对于电流表A2，内阻r2=750Ω（不再是大约知道，而是准确值），隐含着已知内阻的电流表可以拿来测电压。

将电流表A2并联在电流表A1的两端，利用电流表测量电压；要满足“多测几组数据”，滑动变阻器R2采用分压接法；实验电路如图所示，其表达式r1=I2r2/I1，式中I1、I2、r1、r2分别表示通过电流表A1、A2的电流和它们的内阻。

总之，物理试题中隐含条件的挖掘，是建立在对物理概念和物理规律深入全面理解的基础上，对物理过程透彻分析的基础上，在审题过程中应对各种具体的物理情境有比较全面的理解，根据物理规律进行推理，配合一定的分析综合能力，得出正确的结论。

参考文献

[1] 吕成洪. 提升學生高考物理审题能力的教学方法初探[J]. 中学物理教学参考. 2008（06）

[2] 卢木生 王燕波. 中学物理解题中的隐含条件研究 [J]. 新课程（教研）. 2011（06）endprint