高考物理选择题的常见快速解题技巧
2019-08-29李奕翔
摘 要:选择题是试卷的重要组成部分,高考物理试卷中的选择题占试卷总分的一半;选择题大部分题目都不难,但分值大,重技巧性。考试中要既迅速又准确地选出正确的答案,除了取决于学生对物理概念、定律、规律的理解应用的熟练程度,还重在训练解题技巧。高三学生掌握正确解答选择题的技巧,既大幅提高解答选择题的正确率,又节省时间,达到事半功倍的作用。
关键词:高考物理;选择题;快速;解题技巧
选择题是一种评价教学质量的技术,其识覆盖面广、题量多。要求考生既要牢固、全面地掌握所学基础知识,还要有概括、分析、逻辑推理、信息加工、快速解题等能力。选择题是中学阶段常见的主要题型,全国卷中物理的选择题样式多,有单项选择题、多项选择题,不定项选择题(在实验题中会出现)和“五选三”选择题(选考);分值重,单项多项共8题48分,“五选三”选择题1题5分,有时实验题中还有一道不定项选择题约2分;这样选择题总约55分,占物理总分的50%。
物理选择题的分值大,直接决定着物理总分的高低,如果错三题,就丢失了18分,所以选择题对于物理太重要。教会学生做灵活应对物理选择题,不拘泥常规方法,方法得当就会事半功倍,轻易地解决物理选择题。本文着重介绍五种物理选择题的快速解题技巧。
一、 极限分析法
极限分析法就是将某些物理量的数值推向极致,如摩擦因数趋近零或无穷大、电源内阻趋近零或无穷大、物体的质量趋近零或无穷大等等,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一种办法。如下题:
【例1】 (2018·贵州遵义调研)如图所示电路,电源内阻不可忽略。开关S闭合后,在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中( )
A. 电压表与电流表的示数都减小
B. 电压表与电流表的示数都增大
C. 电压表的示数增大,电流表的示数减小
D. 电压表的示数减小,电流表的示数增大
本题常规思路为:由变阻器R0的滑动端向下滑动可知,R0接入电路的有效电阻减小,R总减小,由I=E/R总+r可知I增大,由U内=Ir可知U内增大,由E=U内+U外可知U外减小,故电压表示数减小。由U1=IR1可知U1增大,由U外=U1+U2可知U2减小,由I2=U2/R2可知电流表示数减小,故A正确。
以上解法较为复杂,学生对串并联电路的特点要很熟悉,且要细心防止出错。如果采用极限法的思路:即R0接入电路的有效电阻减小,那就看成减小到无穷小,即R0这条支路看成了短路,可知电流表这条路也被短路,电流减小到0,外电阻因短路也减小,电压表示数变小,可知选项A正确。
电路题中的滑动变阻器在变阻时可以使用极限法,即电阻变小时就用变到无穷小(即短路)来看,电阻变大时就用变到无穷大(即开路)来看,在解题时取到了简化题意、事半功倍的效果。
二、 作图分析法
有些选择题,计算的过程比较复杂,通过计算直接算出结果费时费精力,容易出错,可以根据题意画出图象,如UI图象、气体的状态变化图象等,再利用图象分析寻找答案。利用作图分析法具有形象、直观的特点,便于了解各物理量之间的关系,避免烦琐的计算,简便地找出正确选项。如下题:
【例2】 如图所示直角坐标系xOy,P(a,-b),一质量为m,电量为q的负电荷(电荷重力不计)从原点O以初速度v0沿y轴正方向射入,第一次在整个坐标系内如加垂直纸面向内的匀强磁场,该电荷恰好能通过P点;第二次保持y>0区域磁场不变,而将y<0区域磁场改为沿x方向匀强电场,该电荷仍通过P点。
A. 匀强磁场的磁感应强度为2amv0/q(a2+b2)
B. 匀强磁场的磁感应强度为2amv0/q(a2+b2)0.5
C. 电荷从O运动到P,第二次所用时间一定短些
D. 电荷通过P点时的速度,第二次与x轴负方向的夹角一定小些
该题D选项中,电荷第一次通过P点是做圆周运动,设第一次通过P点时与x轴负方向的夹角为α,tanα=a2-b2/2ab;第二次通过P点是做类平抛运动,设第二次通过P点时与x轴负方向的夹角为β,tanβ=a/2b。所以有tanβ>tanα,即D选项错。
通过这种计算的方式得到结果要经过比较烦琐的过程,如果用作图的方法,如下图,PH方向为第一次通过P点的速度方向,BF方向为类平抛运动的位移变化方向,则取BD的中点C,过CP作做延长线PG,则PG方向为第二次通过P点的速度方向,可知第二次与x轴负方向的夹角比第一次大,D选项错。通过作图的方法确实简单直观快捷。
三、 特殊过程法
有一类图象问题,四个选项说明的是同个问题,只有一个正确答案,可以通过图象特点的分析,抓住其中一个特殊的过程分析,可以把复杂问题简单化,快速地得出答案。如下题:
【例3】 如图所示,两个垂直纸面的匀强磁场方向相反,磁感应强度的大小均為B,磁场区域宽度均为a,一正三角形(中垂线长为a)导线框ABC从图示位置沿x轴正方向匀速穿过两磁场区域,以逆时针方向为电流的正方向,下列选项中感应电流i与线框移动距离x的关系图象正确的是( )
该题中导线框在a~2a的区域内运动过程中4个选项的图象不相同,因此选择这个运动过程分析,即可求解。在a~2a区域内,导线框处在两个磁场中切割磁感线,感应电流大小相同,方向相同,即感应电流最大值为2I0,方向为负值,C选项正确。
四、 估算法
估算,也就是粗略的计算,是一种快速的近似计算。估算法是一种重要的方法。高考物理选择题中出现越来越多的估算题,这些题貌似要精确计算,实际上只要通过物理方法(如:数量级分析)或者数学近似计算法(如:小数舍去取整数)进行大致推算即可得出答案,估算法是一种科学而有实用价值的特殊方法,在考试中巧妙地应用估算法可以大大简化运算,帮助考生快速地找到正确选项。如下题:
【例4】 (2009年全国1卷)天文学家新发现了太阳系外的一颗行星。这颗行星的体积是地球的4.7倍,质量是地球的25倍。已知某一近地卫星绕地球运动的周期约为1.4小时,引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2,由此估算该行星的平均密度为( )
A. 1.8×103kg/m3B. 5.6×103kg/m3
C. 1.1×104kg/m3D. 2.9×104kg/m3
首先根据近地卫星绕地球运动的向心力由万有引力提供GmMR2=m4π2RT2,可求出地球的质量M=4π2R3GT2。又据M=ρ43πR3得地球的密度ρ地=3πGT2,接下来就是进行一系列的估算过程,計算过程如下:
ρ地=3πGT2=3×3.146.67×10-11×54002≈3×37×10-11×(5×1000)2≈107×10-11×25×106≈10200×10-11×106=5×103kg/m3
又因为该行星质量是地球的25倍,体积是地球的4.7倍,则其密度为地球的5倍,即ρ行=5ρ地=2.5×104kg/m3,四个选项中最接近的答案只有D,其他答案与答案差别都比较大,所以该题选择D。
特别说明的是,上题的这种选择题题型,因为要对问题中的数值做适当的扩大或缩小再进行计算,一定要先观察四个选项的答案值是否差别比较大,差别越大,越好估算。
五、 特殊赋值法
对于有些问题,全程计算的方法会发现计算过程烦琐,甚至超出运算能力所及的范围。若能根据其具体情况,合理地、巧妙地对某些元素赋值,采用特殊值代入的方法进行判断,往往能使问题获得简捷有效的解决。如下题:
【例5】 (2011年福建卷)如图,一不可伸长的轻质细绳跨过定滑轮后,两端分别悬挂质量为m1和m2的物体A和B。若滑轮有一定大小,质量为m且分布均匀,滑轮转动时与绳之间无相对滑动,不计滑轮与轴之间的摩擦。设细绳对A和B的拉力大小分别为T1和T2,已知下列四个关于T1的表达式中有一个是正确的,请你根据所学的物理知识,通过一定的分析,判断正确的表达式是( )
A. T1=(m+2m2)m1gm+2(m1+m2)B. T1=(m+2m1)m2gm+4(m1+m2)
C. T1=(m+4m2)m1gm+2(m1+m2)D. T1=(m+4m1)m2gm+4(m1+m2)
高中的滑轮都是轻质滑轮,质量不计;而该题的滑轮有质量而且还转动,超出了高中的物理知识范围。此时应该假设滑轮质量m=0,让题目回到高中的知识范围,再假设两物体质量m1=m2,在此情况下,两物体均处于静止状态,滑轮也不转动,容易知道T1=m1g=m2g。将此假设的条件代入四个选项逐一验算,可知只有C选项正确。
高中物理知识量大,综合性、理论性强,要求能力高,题目灵活多变,这就需要在解题中能够灵活应变。除了以上讲述的五种常见的选择题快速解题技巧和方法,还有很多方法如逆向思维法、类比分析法、微元法、量纲判断法等等。教会学生在平常学习和考试中不拘泥常规,熟练使用各种解题技巧和方法,另辟蹊径,学生在考试中甚至在高考中就会事半功倍,快速准确高效地解题,拿到高分,完成人生梦想。
参考文献:
[1]赵砚田,王瑞华.谈谈高中物理中的极限思想[J].数理化解题研究(高中版),2009(9).
[2]李秀成.估算在高中物理解题中的应用[J].湖南中学物理,2011(7).
[3]方林.特殊值法在物理选择题中的运用[J].数理化学习(高中版),2015(15).
作者简介:
李奕翔,福建省漳州市,福建省漳州实验中学。