高考物理开放型命题求解与思维发散

1、高考物理开放型命题求解与思维发散所谓开放型命题，是指命题的题设条件、解析策略或题目结论具有开放性(多元而不惟一)特点的命题.难点.( )试设计一种估算你家电视功率的方法.( )某学生为了测量一物体的质量，找到一个力电转换器，该转换器的输出电压正比于受压面的压力(比例系数为k),如图39-1所示，测量时先调节输入端的电压，使转 换器空载时的车出电压为 0;而后在其受压面上放一物体，即可测得与物体的质量成正比的 输出电压U受压而方电转换器现有下列器材：力电转换器、质量为mo的祛码、电压表、滑动变阻器、干电池各一个，电键及导线若干、待测物体(可 置于力电转换器的受压面上 ).请完成对该物体质量的测量

2、.(1)设计一个电路，要求力电转换器的输入电压可调，并且图 39-1使电压的调节范围尽可能大，在方框中画出完整的测量电路图.(2)简要说明测量步骤，求出比例系数k,并测出待测物体的质量m(3)请设想实验中可能会出现的一个问题.案例探究例1 ()电阻 R、R、Fb连接成图39-2所示的电路， 放在一个箱中(虚框所示)，箱面上有三个接线柱 A、B、C请用多用 表和导线设计一实验，通过在A B、C的测量，确定各个电阻的阻值，要求写出实验步骤并用所测值表示电阻R、R、R. TOC o 1-5 h z 命题意图：考查实验设计创新能力及运用数学知识解决物理问题的图39-2能力，B级要求.错解分析：(1)多

3、数考生直接测量 A与B、B与C、A与C间电阻值，联立起复杂的方 程，而不能求解结果，数学能力差.(2)很少考生能巧妙利用导线短接来测量.解题方法与技巧：解法一：比较灵活地用导线短接电路进行测量，实验步骤如下：(1)用导线连接 BC测出A、B两点间的电阻值x；(2)用导线连接 AB测出B、C两点间的电阻值 V；(3)用导线连接 AC测出B、C两点间的电阻值z；- 1则有1 = x1一 +R2 1+。zR1R3,1 联立、两式得-x yR1R3联立、两式得2xyzxy yz - xz同理可得：R=弛z，R = yz - x xz2xyzxy xz - yz解法二：不用导线短接，直接测量.实验步骤如

4、下:(1)测出A B两点间的电阻值x；(2)测出R C两点间的电阻值 V；(3)测出A、C两点间的电阻值z；111贝U有：一=+x R1R2 R31十R3R2R11十R2解得:22( y z -x)、222xy + yz + xz) x y z 2(y z - y)2 ( x y +、22yz + xz)x y z2一I- 一，、222 -R3= 2 (xy + yz+xz) x y z 2(x y -z)例2 ()如图 39-3所示，长为L,相距为d的两平行金 属板与电源相连.一质量为m带电量为q的粒子以速度v。沿平行金 属板间的中线飞入电场区内.从飞入时刻算起，A、B两板间所加电 压变化规

5、律如图 39-4所示.为了使带电粒子射出电场区时的动能最 小，求：(1)所加电压的周期应满足什么条件？(2)所加电压的振幅 U。应满足什么条件？命题意图：依托带电粒子在变化的电场中的周期运动，考查理解能力、综合分析能力、及运用数学知识解决物理问题的能力，B级要求.九错解分析：(1)在第一问中，思维缺乏发散能力，只得出 二T的列Vo式，出现漏解 （2）在第二问中，不能对粒子的运动作深入分析，推理出在每周期粒子沿场强方向的位移 Ay = qU）T2/4 md进而无法据隐含条件 yn求解.解题方法与技巧：（1）建立平面坐标系 xoy如图39-5所示，x轴沿平 行金属板的中线向右，y轴垂直于金属板向上

6、，原点O位于平行金属板的中线的最左端.粒子刚射入平行金属板中的电场区时，速度的 y 分量为0.平行金属板间电场为匀强电场，电场强度等于Uo/ d .这样带电粒子在平行金属板间的速度的x分量等于粒子的入射速度.由此可知带电粒子穿过平行金属板间的空间所需的时间为L/v.在金属图 39-5板间带电粒子的速度的 y分量作周期性的变化，只要周期T满足条件：=nT ,即t=_L （n是正整数）Vonvo则当带电粒子在 nT时刻射出（只要此时带电粒子还没有落到金属板上）电场区时，其速度方向一定是平行于金属板，动能最小，即等于初动能（2）要求带电粒子在nT时刻不会落到金属板的条件可以通过以下方法求得：带电粒子

7、在金属板间受到沿 y方向的电场力作用.在入射后的第一个半周期内，电场力大小等于q U o / d .带电粒子沿y方向做匀加速运动，y方向上的位移等于 qUoT?/8md .速度的y分量由0 增大至q U o T / 2 md .在第二个半周期内，带电粒子沿y方向做匀减速运动，速度的 y分量逐步由qUT/ 2 md减小到0, y方向的位移仍为 qUoT,/8md .于是在第一个周期内带电粒子在y方向的位移A y = q UoT?/4 md .只要带电粒子还没有打到金属板上，在以后的各周期内带电粒子的位移都为Ay =qU）T2/4 md因此，带电粒子在 nT时刻还没有落在金属板上的条件为： ,.2

8、d、qU onT 2 4md由此得到所加电压的振幅 U。应满足的条件为：2md2U 0 mgs22一 ,v0解出(1 V 2gs设A与B碰撞之前瞬间的速度为碰撞后A、B共同的速度为由动能定理:wmgs= 1mv2-1mv22解出：Vi2=Vo2 由动量守恒定律:v1解出:v2 =2A B碰撞后一起以即 1 2 m v22V2v 2开始运动, 2 mg 2不落入深坑中的条件是它们的动能小于克服摩擦力做的功2由解出:v018gs22所以要满足题目要求，物体与地面间动摩擦因数W必须满足：v wv2gs 18gs6.海洋与陆地间进行着水循环运动，即海洋表面的水经过蒸发变成水汽，水汽上升到空中随气流运行，被输送到大陆上空，凝结降水，再汇流入海.我国每年流入海洋的水流质量约等于输送到我国大陆上空的水汽质量，这即是解题依据：一年内地球表面吸收的太阳能：Q= k - tS球（t为太阳的年照射时间）3一年内海洋吸收的太阳能：Q = X （