应用型物理题解题技巧实例分析_质子质量论文

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近年来高考命题都把考核学生的能力放在首位,加大了应用型和能力型题目的分量,这应引起考生的重视。下面结合近年来几道高考题谈谈高考命题的某些特点及其解答方法。

1 多余条件

这类题给出多余条件的主要目的是检验考生对概念是否理解,对规律运用是否恰当。解这类题的关键是在分析过程中如何将多余条件分离出去,防止走入解题的歧途。

例1来自质子源的质子(初速度为零),经一加速电压为800kV的直线加速器加速,形成电流为1mA的细柱形质子流,已知质子电荷e=1.6×10[-19]C。这束质子流每秒打到靶上的质子数为_____。假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的,在质子束中与质子源相距l和4l的两处,各取一段极短的相等长度的质子流,其中质子数分别为n[,1]和n[,2],则n[,1]/n[,2]=_________。

解析 由形成电流为1mA的细柱形质子流,根据公式I=Q/t得出每秒打到靶上的质子数为I/e。由加速电场是均匀的可得质子所受到的电场力是恒力,在质子束中与质子源相距l处的质子,电场力做功Eel,与质子源相距4l处的质子,电场力做功4Eel。设两处质子速度为v[,1]和v[,2],由动能定理可求出v[,1]/v[,2]=1/2。用n′表示单位长度质子流中的质子数,由电流的微观表达式I=n'ev,所以n′与v成反正,从而可得出题中要求的质子数之比

说明

解题中需要的T为月球绕地球做匀速圆周运动的周期,约等于30d;Gm[,1]/R[2]可以用地面物体的重力加速度g表示,题中虽没有直接给出万有引力恒量和地球质量,但可根据式②算出。

3 隐含条件

隐含条件是指题目中含蓄不露的已知条件。它对解题的影响很大,既有干扰作用又起暗示作用,忽视或轻视这些条件,就会导致解题失误。

例3 一物体做匀速直线运动,某时刻速度的大小为4m·s[-1],1s后的速度大小变为10m·s[-1],在这1s内该物体的( )。

A 位移的大小可能小于4m;

B 位移的大小可能大于10m;

C 加速度的大小可能小于4m·s[-2];

D 加速度的大小可能大于10m·s[-2]。

故A、D选项正确。

说明 题目中有“速度大小”和“可能”几个关键词,这隐含着题目只告诉了我们匀变速直线运动的速度大小,还要考虑方向。考生应从题目中领会出解题思路。

4 活用条件

这类题的特点是题且中给出了具体数据,考生应活用条件来解题。

例4 已知铜密度为8.9×10[3]kg·m[-3],相对原子质量为64,通过估算可知铜中每个铜原子所占的体积为( )。

A 7×10[-6]m[3];B 1×10[-29]m[3];

C 1×10[-26]m[3]; D 8×10[-24]m[3]。

解法1 本题可不进行繁琐的数学运算,而只是估算其“数量级”,进行指数运算得:

10[-3]/(10[3]×10[23])=10[-29]。故应选B。

解法2

可根据分子直径的数量级进行估算,分子直径是10[-10]m,把铜原子看作球形,其体积与直径的3次方成正比, 则体积的数量级应为10[-30]m[3],题中选项只有B与之接近,故应选B。

5 信息给予

这类题的特点是要求考生能从一段情境文字中获取信息,它一般把比较深奥的物理问题呈现在考生面前,但里面涉及到的平时学生没有学习过的知识点,会给考生以提示。这就要求考生要认真读题,从中获取对解题有用的信息。

例5 天文观测表明, 几乎所有远处的恒星(或星系)都在以各自的速度背离我们而运动,离我们越远的星体,背离我们运动的速度(称为退行速度)越大,也就是说宇宙在膨胀。不同的星体的退行速度v 和它们离我们的距离r成正比,即v=Hr。式中H为一常量,称为哈勃常数, 已由天文观察测定。为解释上述现象,有人提出一种理论,认为宇宙是从一个大爆炸的火球开始形成的。假设大爆炸后星体即以不同的速度向外匀速运动,并设想我们就位于其中心,则速度越大的星体现在离我们就越远。这一结果与上述天文观测一致。

由上述理论和天文观测结果,可估算宇宙年龄t,其计算式为t=_______。根据近期观测,哈勃常数H=3×10[-2]m·s[-1]·光年[-1],其中光年是光在一年中行进的距离,由此估算宇宙年龄约为_____年。

解析 这题看似抽象,难以理解,不少考生被v=Hr 这一方程所迷惑,认为星体远离我们的速度越来越大,但细细体会题中的“假设大爆炸后星体即以不同的速度向外匀速运动”这一句话,就不难得出以v 运动的星体运动到r处所需的时间即为宇宙的年龄,这样,解题过程就非常简单。不难得到:t=1/H。由上述表达式,代入数据得:t=10[10]年。

6 联系实际

近年来全国高考物理试题比较注重联系社会,联系生产、生活实际,联系新的科技成就。

这类题主要考查考生把实际情景简化为理想模型的能力,注重物理知识在实际中的应用。

例6 一跳水运动员从离水面10m高的平台上跳起,举起双臂直体离开台面,此时其重心位于从手到脚全长的中点,跃起后重心升高0.45m达最高点,落水时身体竖直,手先入水(此过程中运动员水平方向的运动可忽略不计)。从离开跳台到手触水面,他可用于完成空中动作的时间是______s。(g=10m·s[-2])

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