高考物理复习方法高考论述型命题解答指要及高考估算型命题求解思路

更好的教育，更美好的人生难点34高考论述型命题解答指要■优盟教育中心物理教研组物理论述题是对某些物理现象的一般规律或对某一物理问题的特殊规律进行论述、证明的一种题型，作为五项能力之一的推理能力，《考试说明》要求考生能够根据已知的知识和所给的物理事实、条件，对物理问题进行逻辑推理和论证，得出正确的结论或作出正确的判断，并能把推理过程正确地表达出来.论述题是高考常见题型之一.●难点展台1.(★★★)证明：正弦交流电的有效值I和最大值Im之间满足关系：I=Im/2.2.(★★★★)有一种计量仪器叫电磁流量计，它的主要部件是一根直径为d的非磁性材料制成的圆筒状导管，导电液体在导管内水平向左流动，将其放置在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场的方向垂直于导电液体流动的方向，如图34-1所示，当液体稳定流动后可测得管壁上、下两点a、b之间的电势差为U.由此便可得知管中导电流体的流量Q.试证明：流量Q=BdU4.●案例探究［例1］(★★★★)磁场对一段通电导体的作用力F实际上是磁场对通电导体内做定向移动形成电流的大量自由电荷作用的宏观表现.如图34-2所示，已知垂直于纸面的匀强磁场的磁感应强度大小为B，一段通电导体的长度为L(m)，电流强度为I(A)，导体内每个自由电荷的电量为q(C)，定向移动的速度大小为v(m/s).试从安培力公式F=BIL出发推导出洛伦兹力公式f=qBv.要求说明推导过程中每步的根据，以及式中各符号和最后结果中各项的意义.命题意图：考查推理能力及表述能力.B级要求.错解分析：不理解论点f=qBv与论据F=BIL的联系，不理解电流表达式I=nSvq的微观意义并以此加以论述推理说明.解题方法与技巧：长度为L、电流强度为I的一段通电导体，垂直放入磁感应强度为B的匀强磁场中，该通电导体所受安培力：F＝BＩL①设该通电导体内的电荷数为N，单位体积内的电荷数为n，导体内定向移动形成电流电图34-1图34-2更好的教育，更美好的人生荷的电量为ｑ，电荷定向移动的速度大小为v，则单位时间通过该导体横截面的电量为：Q＝nSvｑ②即该通电导体的电流强度为：Ｉ＝nSvｑ③由①③得：F＝BＩL＝BnSvｑL＝（nLS）Bvｑ④即该通电导体内的全部电荷所受磁场力：F＝NBvｑ⑤则该通电导体内每个电荷所受磁场力——洛伦兹力：f＝NF＝NNBvq＝ｑBv⑥即F＝ｑBv⑦［例2］(★★★★★)如图34-3所示，在水平地面上停着一辆小车，一个滑块以一定速度沿车的底板运动，与车的两竖直壁发生弹性碰撞(机械能不损失)，不计一切摩擦阻力，试证明：滑块与车的碰撞永远不会停止.命题意图：考查综合分析能力及推理判断能力.B级要求.错解分析：考生习惯于正向思维而找不到此题的切入点，理不出论证思路.解题方法与技巧：此题正向证明较复杂，但若证明其反命题“滑块与车的碰撞最终将停止”不成立，则论证过程将变得简单得多，则可设车与滑块停止碰撞时(相对静止)共同具有速度为v，车与滑块质量分别为M、m，车与滑块组成的系统水平方向合外力为零，由动量守恒定律得mv０＝（M＋m）v，∴v＝mMmv０此碰撞过程能量损失：ΔE=21mv０2－21（M＋m）v２＝21mv０2－21（M＋m）（mMmv0）２＝21mv０2·mMMΔE≠0与题设①不计一切摩擦②弹性碰撞无能量损失相矛盾，故假设不成立.即滑块与车的碰撞不会停止.●锦囊妙计一、高考命题趋势论述题重在推理和表述，能够展示考生的思维过程，便于对考生推理能力和思维能力的图34-3更好的教育，更美好的人生考查，具有较好的区分度，因此成为近年高考实施素质和能力考查的热点题型.二、论述题论述指要论述题的核心一个是“论”，另一个是“述”.其特点是要求考生在论述过程中既要论(论之有据)，又要述(述之有理)，语言要简洁科学，层次要分明突出.1.论述题难点在于“论”：考生面对推理说明的论点，提取不出已有知识中的物理规律原理作论据，同时找不到合适的论证方法加以论证.弱点在“述”：即使考生掌握了论证方法，但推理缺乏逻辑性，表述欠准确，思维无序.2.论述题可分以下几类：（1）推理证明类，以推理过程为主.如对物理公式、定理、定律作出推导，对物理结论作出分析、证明等.（2）分析说明类，以分析原因，说明某一观点为主.如对物理作图理由给出说明，对物理过程进行正确的简述，对物理实验原理、步骤作出阐述等.（3）综合分析求解类，即在计算过程中结合论述的成分.3.论述题思维流程图：●歼灭难点训练S1.(★★★★)设导线横截面积为S，其中单位体积内的自由电子数为N，在电压作用下，自由电子带电量为e，定向移动速度为v，试求证：导线中的电流强度I=NeSv.2.(★★★★)地球质量为M，半径为R，万有引力恒量为G.（1）试由上述各量推导第一宇宙速度的计算式，并要求写出过程中每一步骤的依据.（2）若已知地球半径R=6.4×106m，G=6.67×10-11N·m2/kg2，第一宇宙速度v=7.9km/s，求地球的质量（要求保留两位有效数字）.3.(★★★★★)如图34-4所示为水平气垫导轨，滑块A、B用轻弹簧连接，今将弹簧压紧后用轻绳系在A、B上，然后以恒定速度v０向右运动.已知A、B质量分别为m１、m２，且m１＜m２，滑动中轻绳突图34-4图34-5→审题寻找论点提取相关依据：(已有物理公式，定理)定律、原理等→选择论证方法：推理论证，反证计算论证等→推证结论并加以表述更好的教育，更美好的人生然断开，当弹簧第一次恢复到自然长度时，滑块A的速度刚好为零，求：在以后运动过程中，滑块B是否会有速度等于零的时刻?试通过定量分析、讨论，来证明你的结论.4.(★★★★★)如图34-5所示，在匀强磁场中固定一个金属框架ABC，导体棒DE在框架ABC上沿∠ABC的平分线匀速运动，且移动中与ABC构成的闭合回路是等腰三角形.框架和导体棒材料、横截面积均相同，接触电阻不计.试证明电路中感应电流保持恒定.5.(★★★★★)如图34-6为一电阻分压电路.滑动变阻器两固定端a、b接到输出电压恒为U的电源上，用电器电阻为RL，分别与变阻器的固定端b和滑动触头P连接.已知变阻器的阻值为R，全长为L，滑动触头P所在位置到b的距离为x.试求：用电器RL获得的电压UL与x的函数关系，并由此讨论RL获得的电压值的范围以及RLR时，UL与x的关系.参考答案［难点展台］1.略.2.证明：在洛伦兹力作用下，正、负离子分别向导管的上部和下部集中而出现电势差，当正、负离子所受电场力和洛伦兹力相平衡时，a、b间有稳定可测电势差U，设液体流动速度为v(即离子移动速度)则由qE=qvB，得dU=Bv，v=BdU，设时间Δt内流过管道的液体体积为ΔV，则Q=tV=tdtv2)2(=BdU4［歼灭难点训练］1.如图34′-1在Δt时间内取一段长vΔt的柱体微元导线为研究对象，则在Δt时间内流过S截面的电量为：ΔQ＝NｅSvΔt①由电流强度定义Ｉ＝ΔQ／Δt及①式得Ｉ＝NｅSv②图34-6图34′-1更好的教育，更美好的人生②式即电流强度的微观表达式2.(1)略(2)6.0×1024kg3.假设某时刻B的速度为零，设此时滑块A的速度为v１，因A、B组成系统在振动过程中动量守恒，则有：(m１＋m２)v０＝m１v１①此时系统的机械能为E(重力势能为零)，动能为EkＡ，弹性势能为Ep１，因A、B、弹簧三者组成系统机械能守恒，则有：E１＝ＥkＡ＋Ｅp１②（ＥkＡ＝m１v１2／２）③由题意知，当A的速度为零时，弹性势能Ep２＝０，设此时B的速度为v２，则B的动能为EkB＝m２v２2／２④此时系统机械能为E２＝ＥkB＋Ｅp２⑤由动量守恒定律得：(m１＋m２)v０＝m２v２⑥由机械能守恒定律得：E１＝Ｅ２⑦由以上各式联立得：12212)(mmmv０２＋Ｅp１＝22212)(mmmv０２由于Ep１≥０，由上式得出m２≤m１，这与已知条件m１＜m２相矛盾，故假设不成立，即有：B的速度不会为零.4.设∠ＡBC＝α，DE＝L(即某时刻，DE切割磁场的有效长)，则有BD=BE=2sin2L①电路中总电阻R=r０（BD＋BＥ＋DE）＝ｒ０[2sin2L×２＋L]②(r０为单位长度的电阻)DE导线以速度v匀速切割磁感线产生感应电动势E=BLv③更好的教育，更美好的人生由闭合电路的欧姆定律，回路中的电流强度：I=E／R④由②③④式：Ｉ＝]2sin22[0LLrBLv＝]12sin1[0rBL＝常数⑤所以电路中感应电流保持恒定.5.滑动变阻器的Rbp部分电阻与用电器RL并联后的电阻为R并，R并=LpbLpbRRRR由串联电路的分压关系得：UL＝apRRR并并URap=LxLR由以上三式解得：UL＝)1(.LxRRLULxx由ＵL与x的函数关系式可知：当x=0时，UL=0；x=L时，UL=U；即分压器获得的电压范围为：0≤ＵL≤Ｕ当RLR时，UL≈LxＵ，即此用电器两端的电压与x成正比.更好的教育，更美好的人生难点35高考估算型命题求解思路灵活运用物理知识对具体问题进行合理的估算，是考生科学素质和学习潜能的重要体现.因此近几年的高考命题中，几乎每年都有估算型命题出现，应引起足够的重视.●难点展台1.(★★★)在α粒子散射实验中测得α粒子与金原子核最短距离为２×10－１４m，已知金的原子量Ｚ＝197，质子、中子质量均为m=1.67×10－２７kg.由此可估算出金原子核密度约为多少kg／m３.(要求保留一位有效数字)(★★★★)一位高三年级的男生在平直的公路上以最快速度骑自行车，设所受阻力为车和人总重力的0.5倍，则该男生的功率最接近于A.40WB.100WC.250WD.500W●案例探究［例1］(★★★★)已知太阳光从太阳射到地球需要500秒，试估算太阳的质量.（取两位有效数字）.命题意图：考查考生对隐含条件的挖掘能力及估算能力.B级要求.错解分析：思维缺乏深刻性和发散性，无法搜集隐含在生活中的常识信息，挖掘不到C=3×108m/s，T=1年=3.15×107s，使题目缺少条件无法切入.解题方法与技巧：题中只给出一个条件：t=500s，但可以挖掘两个隐含条件：光速ｃ＝3×10８m/s，地球绕太阳运行的周期T＝１年＝3.15×10７ｓ，由此可知月地间距离：r=ct=1.5×10１１m，设太阳质量为M，地球质量为m，由万有引力定律得：G2rMm＝m（T2）２·ｒ所以M＝2324GTr≈2.0×10３０kg［例2］(★★★★★)(2001年上海)(1)1791年，米被定义为：在经过巴黎的子午线上，取从赤道到北极长度的一千万分之一.请由此估算地球的半径R.(答案保留两位有效数字)(2)太阳与地球的距离为1.5×10１１m，太阳光以平行光束入射到地面.地球表面32的面积被水面所覆盖，太阳在一年中辐射到地球表面水面部分的总能量W约为1.87×10２４Ｊ.设水面对太阳辐射的平均反射率为７%，而且将吸收到的35%能量重新辐射出去.太阳辐射可更好的教育，更美好的人生将水面的水蒸发(设在常温、常压下蒸发1kg水需要2.2×10６Ｊ的能量)，而后凝结成雨滴降落到地面.(a)估算整个地球表面的年平均降雨量(以mm表示，球面积为４πR２).（b）太阳辐射到地球的能量中只有约50%到达地面，W只是其中的一部分，太阳辐射到地球的能量没能全部到达地面，这是为什么?请说明两个理由.命题意图：考查学生获取信息分析、推理能力及估算能力.B级要求.错解分析：考生对信息的加工处理能力差，对题中7%、35%的含义理解不清，无法据此求解每年的降雨量，导致（a）问无法求解.解题方法与技巧：(1)2πR×41＝1.00×10７，解得R＝6.37×10６m①(2)(a)设太阳在一年中辐射到地球水面部分的总能量为W，W＝1.87×10２４Ｊ，凝结成雨滴年降落到地面上水的总质量为m，则m＝W×（1－0.07）×（1－0.35）／2.2×10６＝5.14×10１７kg②使地球表面覆盖一层水的厚度为h,则ｈ＝m／