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“意境”开锁巧解物理压轴题_题眼

时间:2015-11-30 16:06 来源:未知 作者:第一论文 点击:
意境”是一把锁。题眼是打开“意境”这把锁的钥匙。意境”开锁巧解物理压轴题。

 压轴题在物理考试中,压轴题的特点是:综合性强、难度大、区分度高。对于考生来说,若攻克了压轴题,就意味着能力强,可得高分;对命题者来说,把压轴题当作是一份试卷的“压轴戏”,常在“新颖”、“综合”上下工夫,因此,怎样顺利解决压轴题就成为考生考试成败的一个关键。

  一、“意境”是一把锁

  压轴题往往在物理情景中创设了某种意境,这种意境象一把锁使不会审题的考生无法开启。所以中考压轴题中,“意境”是一把锁,
  例如:一个地质勘探小分队,在野外河边休息时发现了一种矿石,他们非常想尽快知道这种矿石的密度大约是多少,但是手中只有皮尺、直木棍和针线包中缝衣服用的针和细线,请你帮助他们利用现场可利用的物品,设计一个测定矿石密度的方案,并推导出计算矿石密度的表达式。
  这类题考场上第一次接触,短时间能找到意境确实有难度。

  二、题眼是打开“意境”这把锁的钥匙

  上题中要找到开锁(解题)方法,肯定要在物理情景中寻求钥匙(突破),从提供的物理情景来看,野外河边是个题眼,能想到野外河边是值得考生认真挖掘的条件题眼,这条件就是河水、小石块,结合矿石、直木棍和细线等器材,两次运用杠杆平衡条件,这样解题意境便会在眼前浮现。可见能否破解题目的意境关键是把握物理情景中的题眼。

  怎样找题眼呢?所谓题眼,就是解决问题的突破口,题眼找到了,就架起了情景通往意境的桥梁。题眼它有时是题中的某一词语——词眼,有时是题中某一句话——句眼,也可能是图表中某一特性——图表眼。它蕴含着某一物理规律。

  (一)寻找试题中的词眼,例如:青岛奥运会帆船赛场采用风力发电给蓄电池充电,为路灯提供电能。用光敏电阻作为传感器控制路灯电路的开关,实现自动控制。光敏电阻的阻值随照射光的强弱而变化,作为简化模型,可以近似认为,照射光较强(如白天)时电阻几乎为零;照射光较弱(如黑天)时电阻接近于无穷大。利用光敏电阻作为传感器,借助电磁开关,可以实现路灯自动在白天关闭,黑天打开免费论文网。电磁开关的内部结构如图所示。1、2两接线柱之间是励磁线圈,3、4两接线柱分别与弹簧片和触点连接。当励磁线圈中电流大于50mA时,电磁铁吸合铁片,弹簧片和触点分离,3、4断开;电流小于50mA时,3、4接通。励磁线圈中允许通过的最大电流为100mA。
  1、利用一下器材设计一个自动控制路灯的电路,画出电路原理图。
  光敏电阻R1,符号
  灯泡L,额定功率40W,额定电压36V,符号
  保护电阻R2,符号
  电磁开关,符号
  蓄电池E,电压36V,内阻很小;开关S,导线若干。
  2、回答下列问题
  ①如果励磁线圈得电阻为200Ω励磁线圈允许加的最大电压为V,保护电阻R2的阻值范围为Ω
  ②在有些应用电磁开关的场合,为了安全,往往需要在电磁铁吸合铁片时题眼,接线柱3、4之间从断开变为接通。为此,电磁开关内部结构应如何改造?请结合本题中电磁开关内部结构图说明。
  此题第一问,要求画出电路原理图,词眼是灯泡额定电压36V与蓄电池电压36V,通过它可知,不只一个电器的电路中有电器与电源电压相同,显然要设计为并联电路,由并联电路知识可知电磁开关上下接线柱连入的导线就是两条支路。
  (二)寻找试题中的句眼,例如,现代化养鸡场使用孵化室来孵化小鸡,为使孵化室保持适当的温度,可采用触发开关控制加热系统,如图所示。触发开关可采用热敏电阻来控制其1、2两端所加电压,当1、2两端所加电压上升至8.0V时,触发开关自动启动加热系统,当1、2两端所加电压下降至7.0V时,触发开关自动切断加热系统。利用下列器材设计一个孵化室的控制电路,给1、2两端供电压(不考虑触发开关对所设计电路的影响)。提供的器材如下:
  

温度/oC

30.0

32.0

34.0

36.0

38.0

40.0

42.0

44.0

46.0

48.0

电阻/kΩ

54.2

39.8

30.6

24.7

20.0

17.1

15.0

13.2

11.6

10.5

A. 热敏电阻Rt,其阻值随温度的升高而减小,其不同温度下的阻值如下表:
  B. 电压为U的电源;C. 定值电阻R0;D. 开关S及导线若干。
  (1)在图中的虚线框内完成控制电路原理图并在图中标上热敏电阻和定值电阻的符号。
  意境(2)孵化小鸡时孵化室的温度应保持在38 oC至42 oC的范围,若要达到这一设计要求,电源电压应为U= V,定值电阻应为R0 = kΩ。(结果保留两位有效数字)
  此题句眼是:“触发开关可采用热敏电阻来控制其1、2两端所加的电压,当1、2两端加电压上升到8.0V时,触发开关自动启动加热系统。当1、2两端加电压上升到7.0V时,触发开关自动切断加热系统。”这句话蕴含着利用串联分压原理,使热敏电阻上的电压符合触发开关上的电压预设。电路设计便清晰可见。
  意境(三)图表眼,例如:图3甲是使用汽车打捞水下重物的示意图。汽车通过定滑轮牵引水下一个圆柱形重物,在整个打捞过程中,汽车以恒定的速度V=0.2m/s向右运动,图3乙是此过程中汽车拉动重物的功率P随时间t变化的图象。设t=0时汽车开始提升重物,忽略水的阻力和滑轮的摩擦,g取10N/kg。求
  (1)圆柱形重物的质量;(2)圆柱形重物的密度;(3)打捞前,圆柱形重物上表面所受的水的压力。
  此题图表眼是:物理情境甲中的运动过程题眼,其物理量的变化规律如乙:
  

时间(s)

运动过程

反映意境

0~50

在水里匀速上升

水距柱上表深

50~60

露出水面过程

重物的高度

60以后

在水面上上升

F=G

找到了这些规律,问题就可迎刃而解。
  然而是否找准题目的题眼是解压轴题的重要一环。它与考生对基础知识的理解,基本规律的掌握和平时获取知识的经历,熟练程度密切相关,也与文字理解有关,是教学中将简单问题抽象、概括和提练的结果,需要扎实的基本功。学习过程中死记硬背,只重知识结论的知晓,轻获取知识过程的训练,想抓到题眼很困难。相反,对主干核心知识双基教学较夯实,注重联系生活实际,注重过程方法,提高应变能力,重视实验探究,强化实验复习,加强语言文字的理解的教学活动,往往易于发现题眼,题眼找到了,思路便豁然开朗。

  三、学会开“意境”这把锁

  能够找准物理情景中的题眼后,能否获取解题思路,还需破解其中的意境。压轴题中计算部分通常有两种意境:
  (一)一种恰似诗词中“山重水复疑无路,柳暗花明又一村”。
  例如:超高压水切割又称“水刀”,它是将普通水经过多级增压后,通过一个极细的喷嘴喷出一道高速”水箭”对切割表面产生108~109Pa的压强。工业上常用来切割大理石、钢板等坚硬物体。下表是某高压水切割机技术参数:
  

型号

压强

(MPa)

喷嘴横截面积(m2

排量

(L/min)

油泵电机功率 (kw)

换向

方式

电源

(V)

2230

300

5×10-8

2.7

22.5

电子

380

提示:
  ①表中“排量2.7L/min”表示每分钟从喷嘴中喷出水2.7升。
  ②1MPa=106Pa, 1L=1×10-3m3。请回答:
  (1)“水刀”有纯水切割和加磨料切割(磨料为密度大于水的石英砂、金刚砂)两种。高速水流能切割坚硬物体是因为高速水流具有较大的(填一种能量名称),加入磨料后切割能力大大提高了,这是因为。
  (2)若不考虑水从喷嘴喷出后横截面积的变化,高压水流对切割面的压力为多大?
  (3)高压水切割机的切割效率是多少? 
  解答这种题的第三问,题中找不到明显的等量关系,但是从所求物理量入手,运用相关的知识规律,层层递推可寻求到结果。
  解答:
  ①动能,加大了运动物体质量,动能增大题眼,做功本领更强。
  ②F=P×S=300×106Pa×5×10-8m2=15N
  ③设“水刀”产生压强为P/Pa,排量为Q/(m3/s)电动机功率为P/w,当切割1分钟时,
  ===
  =意境=60%
  (二)另一种恰似诗词中“随风潜入夜,润物细无声”
  例如:开篇的求小矿石的密度。
  一个地质勘探小分队,在野外河边休息时发现了一种矿石,他们非常想尽快知道这种矿石的密度大约是多少,但是手中只有皮尺、直木棍和针线包中缝衣服用的针和细线,请你帮助他们利用现场可利用的物品,设计一个测定矿石密度的方案,并推导出计算矿石密度的表达式。
  解答:设矿器材。组成如图所示的杠杆平衡,用皮尺量出图中L1,L2,L3.
  
  由杠杆平衡条件得:
  图甲: MgL1=mgL2(1)
  图乙: (Mg-F)L1=mgL
    (Mg-·g)L1=mgL3(2)
  (1)÷(2)解得:=
  这种题,可以透过题中的已知条件发现其中的等量关系。把已知条件和未知条件列出方程,往往可解出所求。
  总之,物理压轴题难就难在难以深入地探究题设条件与问题求解之间的内在联系或怎样运用所学的知识和技能,它需要考生有较强的综合分析能力,尽力挖掘隐含条件及它们之间的联系,方能最终解决问题。解决压轴题时,通过寻觅“题眼”打开题目中的“意境”锁,就能很快的打开思维,寻找出正确的解题方法。


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