難點(diǎn)39 高考開(kāi)放型命題求解與思維發(fā)散

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1、難點(diǎn)39 高考開(kāi)放型命題求解與思維發(fā)散 所謂開(kāi)放型命題，是指命題的題設(shè)條件、解析方略或題目結(jié)論具有開(kāi)放性(多元而不惟一)特點(diǎn)的命題. ●難點(diǎn)磁場(chǎng) 1.(★★★★★)試設(shè)計(jì)一種估算你家電視功率的措施. 2.(★★★★★)某學(xué)生為了測(cè)量一物體的質(zhì)量，找到一種力電轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器的輸出電壓正比于受壓面的壓力(比例系數(shù)為k)，如圖39-1所示，測(cè)量時(shí)先調(diào)節(jié)輸入端的電壓，使轉(zhuǎn)換器空載時(shí)的輸出電壓為0；而后在其受壓面上放一物體，即可測(cè)得與物體的質(zhì)量成正比的輸出電壓U. 既有下列器材：力電轉(zhuǎn)換器、質(zhì)量為m０的砝碼、電壓表、滑動(dòng)變阻器、干電池各一種，電鍵及導(dǎo)線若干、待測(cè)物體(可置于力電轉(zhuǎn)換器的

2、受壓面上).請(qǐng)完畢對(duì)該物體質(zhì)量的測(cè)量. (1)設(shè)計(jì)一種電路，規(guī)定力電轉(zhuǎn)換器的輸入電壓可調(diào)，并圖39-1 且使電壓的調(diào)節(jié)范疇盡量大，在方框中畫(huà)出完整的測(cè)量電路圖. (2)簡(jiǎn)要闡明測(cè)量環(huán)節(jié)，求出比例系數(shù)k，并測(cè)出待測(cè)物體的質(zhì)量m. (3)請(qǐng)?jiān)O(shè)想實(shí)驗(yàn)中也許會(huì)浮現(xiàn)的一種問(wèn)題. ●案例探究 ［例1］（★★★★）電阻R１、R２、R３連接成圖39-2所示的電路，放在一種箱中(虛框所示)，箱面上有三個(gè)接線柱A、B、C.請(qǐng)用多用表和導(dǎo)線設(shè)計(jì)一實(shí)驗(yàn)，通過(guò)在A、B、C的測(cè)量，擬定各個(gè)電阻的阻值，規(guī)定寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)并用所測(cè)值表達(dá)電阻R１、R２、R３. 圖39-2 命題意圖：考察實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力及運(yùn)用數(shù)學(xué)

3、知識(shí)解決物理問(wèn)題的能力，B級(jí)規(guī)定. 錯(cuò)解分析：（1）多數(shù)考生直接測(cè)量A 與 B 、B 與 C 、A 與 C 間電阻值，聯(lián)立起復(fù)雜的方程，而不能求解成果，數(shù)學(xué)能力差. （2）很少考生能巧妙運(yùn)用導(dǎo)線短接來(lái)測(cè)量. 解題措施與技巧：解法一：比較靈活地用導(dǎo)線短接電路進(jìn)行測(cè)量，實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)如下： （1）用導(dǎo)線連接BC，測(cè)出A、B兩點(diǎn)間的電阻值x； （2）用導(dǎo)線連接AB，測(cè)出B、C兩點(diǎn)間的電阻值y； （3）用導(dǎo)線連接AC，測(cè)出B、C兩點(diǎn)間的電阻值z(mì)； 則有=＋ ① ＝＋

4、 ② ＝＋ ③ 聯(lián)立①、②兩式得－＝- ④ 聯(lián)立③、④兩式得R１＝ 同理可得：R２＝，R３＝. 解法二：不用導(dǎo)線短接，直接測(cè)量.實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)如下： （1）測(cè)出A、B兩點(diǎn)間的電阻值x； （2）測(cè)出B、C兩點(diǎn)間的電阻值y； （3）測(cè)出A、C兩點(diǎn)間的電阻值z(mì)； 則有：＝＋ ① ＝＋

5、 ② ＝＋ ③ 解得：R１＝[２（ｘｙ＋ｙｚ＋ｘｚ）－ｘ２－ｙ２－ｚ２] R２＝[２（ｘｙ＋ｙｚ＋ｘｚ）－ｘ２－ｙ２－ｚ２] R3＝ [２（ｘｙ＋ｙｚ＋ｘｚ）－ｘ２－ｙ２－ｚ２] 圖39-3 ［例2］（★★★★）如圖39-3所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)，相距為d的兩平行金屬板與電源相連.一質(zhì)量為m帶電量為q的粒子以速度v０沿平行金屬板間的中線飛入電場(chǎng)區(qū)內(nèi).從飛入時(shí)刻算起，A、B兩板間所加電壓變化規(guī)律如圖39-4所示.為了使帶電粒子射出電場(chǎng)

6、區(qū)時(shí)的動(dòng)能最小，求： (1)所加電壓的周期應(yīng)滿(mǎn)足什么條件? (2)所加電壓的振幅Ｕ０應(yīng)滿(mǎn)足什么條件? 命題意圖：依托帶電粒子在變化的電場(chǎng)中的周期運(yùn)動(dòng)，考察理解能力、綜合分析能力、及運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問(wèn)題的能力，B級(jí)規(guī)定. 圖39-4 錯(cuò)解分析：（1）在第一問(wèn)中，思維缺少發(fā)散能力，只得出 =T的列式，浮現(xiàn)漏解 （2）在第二問(wèn)中，不能對(duì)粒子的運(yùn)動(dòng)作進(jìn)一步分析，推理出在每周期粒子沿場(chǎng)強(qiáng)方向的位移 Δy = qU0T2/4md，進(jìn)而無(wú)法據(jù)隱含條件 ≥△yn求解. 圖39-5 解題措施與技巧：(1)建立平面坐標(biāo)系xoy如圖39-5所示，x軸沿平行金屬板的中線向右，y軸垂直于金屬板向上，原

7、點(diǎn)O位于平行金屬板的中線的最左端.粒子剛射入平行金屬板中的電場(chǎng)區(qū)時(shí)，速度的y分量為0.平行金屬板間電場(chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度等于Ｕ０／ｄ.這樣帶電粒子在平行金屬板間的速度的x分量等于粒子的入射速度.由此可知帶電粒子穿過(guò)平行金屬板間的空間所需的時(shí)間為L(zhǎng)／v０.在金屬板間帶電粒子的速度的y分量作周期性的變化，只要周期T滿(mǎn)足條件： ＝nＴ，即Ｔ＝ （n是正整數(shù)） 則當(dāng)帶電粒子在nT時(shí)刻射出(只要此時(shí)帶電粒子還沒(méi)有落到金屬板上)電場(chǎng)區(qū)時(shí)，其速度方向一定是平行于金屬板，動(dòng)能最小，即等于初動(dòng)能. (2)規(guī)定帶電粒子在nT時(shí)刻不會(huì)落到金屬板的條件可以通過(guò)如下措施求得： 帶電粒子在金屬板間受到沿y方向的

8、電場(chǎng)力作用.在入射后的第一種半周期內(nèi)，電場(chǎng)力大小等于ｑＵ０／ｄ. 帶電粒子沿y方向做勻加速運(yùn)動(dòng)，y方向上的位移等于ｑＵ０Ｔ２／８mｄ.速度的y分量由0增大至ｑＵ０Ｔ／２mｄ. 在第二個(gè)半周期內(nèi)，帶電粒子沿y方向做勻減速運(yùn)動(dòng)，速度的y分量逐漸由qU0T／２mｄ減小到0，y方向的位移仍為ｑＵ０Ｔ２／８mｄ. 于是在第一種周期內(nèi)帶電粒子在y方向的位移Δｙ＝ｑＵ0Ｔ２／４mｄ. 只要帶電粒子還沒(méi)有打到金屬板上，在后來(lái)的各周期內(nèi)帶電粒子的位移都為Δｙ＝qU0Ｔ２／４mｄ 因此，帶電粒子在nT時(shí)刻還沒(méi)有落在金屬板上的條件為： ≥ 由此得到所加電壓的振幅Ｕ０應(yīng)滿(mǎn)足的條件為： Ｕ０≤（n是正整

9、數(shù)） ●錦囊妙計(jì) 一、高考命題特點(diǎn) 老式的物理習(xí)題條件完備、結(jié)論明確，題目條件一般只蘊(yùn)含著惟一成果，稱(chēng)為封閉性問(wèn)題.相反，開(kāi)放性問(wèn)題則是使題目條件不完備(題目條件對(duì)成果來(lái)說(shuō)不充足)或使題目結(jié)論不明確(不提結(jié)論僅指摸索的方向或范疇)從而使題目條件能蘊(yùn)含著多種成果.開(kāi)放性命題在題目情景的設(shè)計(jì)上，入門(mén)易進(jìn)一步難，在問(wèn)題的設(shè)計(jì)上，留給考生充足發(fā)揮個(gè)性的思維空間.開(kāi)放性試題頻現(xiàn)于近幾年高考試卷中，向老式的命題及備考方式提出了新的挑戰(zhàn)，要適應(yīng)當(dāng)類(lèi)試題，必須摒棄老式的“題海戰(zhàn)術(shù)”，充足發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)潛能，培養(yǎng)良好的發(fā)散思維能力. 二、解題思路 第一：仔細(xì)全面審題，從題目的背景中，全面有效地獲取信息：

10、如題設(shè)條件，題中信息材料(或數(shù)據(jù)、或表述、或公式、或圖表)、題目設(shè)問(wèn)等，將信息進(jìn)行篩選、加工，并與已有的知識(shí)系統(tǒng)對(duì)接，在此基本上，深刻剖析其中的物理情景及物理過(guò)程. 第二，在弄清物理情景的基本上，尋找題目的切入點(diǎn)(亦即思維發(fā)散點(diǎn))，通過(guò)思維發(fā)散摸索解題根據(jù)(如公式、定理、定律等)及解題途徑. 其審題的思維流程圖如下 ●殲滅難點(diǎn)訓(xùn)練 1.（★★★★）3月23日“和平”號(hào)空間站完畢了它的歷史使命，墜落在浩翰的南太平洋.“和平”號(hào)是20世紀(jì)質(zhì)量最大、壽命最長(zhǎng)、載人最多和技術(shù)最先進(jìn)的航天器.它在空間運(yùn)營(yíng)長(zhǎng)達(dá).如圖39-6有關(guān)“和平”號(hào)墜落過(guò)程

11、中說(shuō)法對(duì)的的是 Ａ.“和平”號(hào)進(jìn)入較稠密大氣層時(shí)，將與空氣摩擦，空氣阻力大大增長(zhǎng) B.“和平”號(hào)在墜落整個(gè)過(guò)程中運(yùn)動(dòng)軌跡是直線 圖39-6 C.“和平”號(hào)在墜落整個(gè)過(guò)程中運(yùn)動(dòng)軌跡是曲線 Ｄ.“和平”號(hào)在進(jìn)入大氣層前，高度減少，速度變大 2.（★★★★）A、B兩滑塊在一水平長(zhǎng)直氣墊導(dǎo)軌上相碰.用頻閃照相機(jī)在t０＝０，t１＝Δt，t２＝２·Δt，t３＝３·Δt各時(shí)刻閃光四次，攝得如圖39-7所示照片，其中B像有重疊，mB＝mＡ，由此可判斷 A.碰前B靜止，碰撞發(fā)生在60 cm處，t=2.5Δt時(shí)刻 B.碰前B靜止，碰撞發(fā)生在60 cm處，t=0.5Δt時(shí)刻 C.碰后B靜止，碰撞發(fā)

12、生在60 cm處，t=0.5Δt時(shí)刻 Ｄ.碰后B靜止，碰撞發(fā)生在60 cm處，t=2.5Δt時(shí)刻 圖39-7 3.（★★★★）如圖39-8所示的電路中，滑線變阻器的滑片P從a滑向b的過(guò)程中，三只抱負(fù)電壓表的示數(shù)變化的絕對(duì)值分別為ΔＵ１、ΔＵ２、ΔＵ３，下列各值也許浮現(xiàn)的是 A.ΔＵ１=3 V，ΔＵ２=2 V，ΔＵ３=1 V B.ΔＵ１=1 V，ΔＵ２=3 V，ΔＵ３=2 V C.ΔＵ１=0.5 V，ΔＵ２=1 V，ΔＵ３=1.5 V 圖39-8 D.ΔＵ１=0.2 V，ΔＵ２=1 V，ΔＵ３=0.8 V 4.（★★★★）如圖39-9所示

13、，在凸透鏡 L 的左側(cè)垂直主軸放置一物體 AB，當(dāng)用黃光照射物體 AB 時(shí)，恰在透鏡 L 右側(cè)光屏 P 上得一清晰像，現(xiàn)改用紫光照射物體 AB，仍要在 P 上得到清晰的像，下述哪些措施是也許的 圖39-9 Ａ.保持物體 AB 和透鏡 L 不動(dòng)，將光屏 P 合適左移 B.保持物體 AB 和光屏 P 不動(dòng)，將透鏡 L 合適右移 C.保持光屏 P 和透鏡 L 不動(dòng)，將物體 AB 合適右移 Ｄ.保持透鏡 L 不動(dòng)，將物體 AB 合適左移，同步將光屏 P 合適右移 圖39-10 5.（★★★★）在水平面上沿一條直線放兩個(gè)完全相似的小物體A和B，它們相距s，在B右側(cè)距B 2s處有一深坑，

14、如圖39-10所示.現(xiàn)對(duì)A物施以瞬間沖量，使物體A沿A、B連線以速度v０開(kāi)始向B運(yùn)動(dòng).為使A與B能發(fā)生碰撞且碰撞之后又不會(huì)落入右側(cè)深坑中，物體A、B與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)應(yīng)滿(mǎn)足什么條件?設(shè)A、B碰撞時(shí)間很短，A、B碰撞后不再分離. 6.（★★★★）試估算國(guó)內(nèi)各江河每年流入海洋的水流量. （地表的太陽(yáng)常數(shù)k=3.8 J/min·cm２） 難點(diǎn)39 高考開(kāi)放型命題求解與思維發(fā)散 ［難點(diǎn)磁場(chǎng)］ 1.打開(kāi)電視將音量調(diào)至適中位置，停止家中其她用電器，然后仔細(xì)觀測(cè)并記錄自家使用的電度表的轉(zhuǎn)盤(pán)速度.假若轉(zhuǎn)盤(pán)每轉(zhuǎn)一圈所用時(shí)間約５０s，而該電度表上標(biāo)明每千瓦小時(shí)轉(zhuǎn)1200圈.由此可估算出這臺(tái)電視的功

15、率為： W≈６０ W. 2.（1）如圖39′-1 圖39′-1 （2）k =；m = ()m0 （3）一方面，在實(shí)際測(cè)量中，待測(cè)物體質(zhì)量不也許過(guò)大，由于 當(dāng) m 很大時(shí)，輸出電壓亦很大，從而有也許超過(guò)輸出端電壓表的量程；另一方面，倘若電源電壓不夠，也易使輸出電壓調(diào)不到零，從而引起問(wèn)題的產(chǎn)生。 ［殲滅難點(diǎn)訓(xùn)練］ 1.ABC 2.AC 3.BD 4.ABC 5.設(shè)物體A、B的質(zhì)量均為m，它們與地面間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，若使A、B可以碰撞須有A開(kāi)始的動(dòng)能不小于克服摩擦力做的功，即mv０2＞μmgs ① 解出μ＜

16、 ② 設(shè)A與B碰撞之前瞬間的速度為v１，碰撞后Ａ、B共同的速度為v２，由動(dòng)能定理： μmgs＝mv０2－mv１2 ③ 解出：v１2＝v０2－２μgs ④ 由動(dòng)量守恒定律：mv１＝２mv２

17、 ⑤ 解出：v２＝ ⑥ A、B碰撞后一起以v２開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，不落入深坑中的條件是它們的動(dòng)能不不小于克服摩擦力做的功即·２m·v２2＜μ·２mg·２s ⑦ 由④⑥⑦解出：μ＞ 因此要滿(mǎn)足題目規(guī)定，物體與地面間動(dòng)摩擦因數(shù)μ必須滿(mǎn)足：＞μ＞ 6.海洋與陸地間進(jìn)行著水循環(huán)運(yùn)動(dòng)，即海洋表面的水通過(guò)蒸發(fā)變成水汽，水汽上升到空中隨氣流運(yùn)營(yíng)，被輸送到大陸上空，凝結(jié)降水，再匯流入海.國(guó)內(nèi)每年流入海洋的水流質(zhì)量約等于輸送到國(guó)內(nèi)大陸上空的水汽質(zhì)量，這即是解題根據(jù)： 一年內(nèi)地球表面吸取的太陽(yáng)能： Q＝k·tS球(t為太陽(yáng)的年照射時(shí)間) 一年內(nèi)海洋吸取的太陽(yáng)能：Q′＝×（×Q） 海洋總的蒸發(fā)量 m=＝ktS球(設(shè)海水年平均溫度約為24℃，海水汽化熱λ≈２.４５×１０ Ｊ／kg) 輸送到中國(guó)上空的水汽質(zhì)量m′＝·m＝ktS中，設(shè)S中＝９.６×１０１２　m2代入求得：m中≈２９００0億噸.