2023年高考湖南卷物理试题，挖呀挖呀挖

蒋纬

一、在生活情境的考题里，挖呀挖呀挖

情境类试题以其立意新颖、构思巧妙、可读性强、密切联系生活实际，而被命题专家所青睐;以其涉及知识理解、过程解读、模型转化、方法处理、情感及价值的全方位考查，而成为高考命题的热点。

例1 （第13题）汽车刹车助力装置能有效为駕驶员刹车省力，如图1所示，刹车助力装置可简化为助力气室和抽气气室等部分构成，连杆AB 与助力活塞固定为一体，驾驶员踩刹车时，在连杆AB 上施加水平推力推动液压泵实现刹车。助力气室与抽气气室用细管连接，通过抽气降低助力气室压强，利用大气压与助力气室的压强差实现刹车助力。每次抽气时，阀门K1 打开，K2 闭合，抽气活塞在外力作用下从抽气气室最下端向上运动，助力气室中的气体充满抽气气室，达到两气室压强相等，然后阀门K1 闭合，K2 打开，抽气活塞向下运动，抽气气室中的全部气体从阀门K2 排出，完成一次抽气过程。已知助力气室容积为V0，初始压强等于外界大气压强p0，助力活塞横截面积为S，抽气气室的容积为V1。假设抽气过程中，助力活塞保持不动，气体可视为理想气体，温度保持不变。

（1）求第1次抽气之后助力气室内的压强p1。

（2）第n 次抽气之后，求该刹车助力装置为驾驶员省力的大小ΔF。

解析：抛开“汽车刹车助力装置”这一陌生的信息，通过相似性联系，抓住主要信息进行比较和分析，即可找到解题的正确方法。（1）问与我们平时训练中遇到的抽气问题类似，（2）问与我们平时训练中遇到的活塞受力平衡问题类似。

（1）以助力气室内的气体为研究对象，其初态压强为p0，体积为V0，第1次抽气之后，气体体积V =V0 +V1，根据玻意耳定律得p0V0=p1V，解得p1= p0V0/V0+V1。

（2）第2次抽气之后有p1V0=p2V，解得p2= p1V0/V0+V1 = （V0/V0+V1）2p0。以此类推，第n 次抽气之后助力气室内的气体压强pn =（V0/V0+V1）np0。对助力活塞进行受力分析，根据平衡条件可得，初态下有F0=p0S，第n 次抽气之后有Fn =pnS，则刹车助力装置为驾驶员省力的大小ΔF =F0 -Fn ，解得ΔF =[1- （V0/V0+V1）n]p0S。

深挖感悟：实际上，很多情境类试题并不是很难，而是考生被新的信息所吓住，以至思维被钳制，思路混乱。在生活情境的考题里，挖呀挖呀挖，通过相似联系和比较，将陌生信息转化为熟悉的物理模型，就能合理解决它。

二、在物理模型的构建里，挖呀挖呀挖

例2 （第6题）如图2所示，真空中有区域Ⅰ和Ⅱ，区域Ⅰ中存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向下（与纸面平行），磁场方向垂直于纸面向里，等腰直角三角形CGF区域（区域Ⅱ）内存在匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向外。图中A、C、O 三点在同一直线上，AO 与GF 垂直，且与电场和磁场的方向均垂直。A 点处的粒子源持续将比荷一定但速率不同的粒子射入区域Ⅰ中，只有沿直线AC 运动的粒子才能进入区域Ⅱ。若区域Ⅰ中电场强度大小为E，磁感应强度大小为B1，区域Ⅱ中磁感应强度大小为B2，则粒子从CF 的中点射出，它们在区域Ⅱ中运动的时间为t0。若改变电场或磁场强弱，能进入区域Ⅱ中的粒子在区域Ⅱ中运动的时间为t，不计粒子的重力及粒子之间的相互作用，下列说法中正确的是（ ）。