高考物理专题复习隐含条件的挖掘与应用

1、高考物理专题复习隐含条件的挖掘与应用高中物理试题常使学生深感“条件不足”而陷于“一筹莫展”的境地，如何迅速识破高考命题中的隐含条件，选择物理过程遵循的物理规律，简洁快速地完成解题，集中体现了考生的综合能力.在平常解题中应养成通过审题仔细分析推敲关键词语，从物理概念、物理模型、物理现象、物理过程、物理状态中去寻找挖掘隐含条件的良好习惯.命题中条件的隐含形式通常表现为以下几种方式：.条件隐含于物理概念中物理概念是解决问题的依据之一，有些题的部分条件隐含于相关概念的内涵中，于是，可从概念的内涵中挖掘隐含条件。例1 .如图1所示的交流电的电流随时间而变化的图象。此交流电的有效值是A. 5 也 A B

2、. 5AC . 3.5A D . 3.5 A.隐含在物理状态、物理现象中定的物理状态总是与一定的物理条件相对应的,一些题的题设条件就隐含在物体所处的物理状态中,如受力平衡状态、静电平衡状态等；有些题条件隐含在物理现象中，例如：“宇航员在运行的宇宙飞船中”示意宇航员处于失重状态，“通迅卫星”示意卫星运行角速度或周期与地球的相同，即同步，“导体处于平衡状态”示意物体是等势体，内部场强为零等。所以，可从这些状态的特性中或状态存在满足的条件中挖掘隐含条件。例2 （2003年全国理综卷）如图 2所示，一个半球形的碗放在桌面上，碗口水平，O点为其球心，碗的内表面及碗口是光滑的。一根细线跨在碗口上，线的两端

3、分别系有质量为m和m的小球，当它们处于平衡啊状态时，质量为 m的小球与O点的连线与水平线的夹角为a=60。两小球的质量比在3理2加为例3. （2003年江苏）当物体从高空下落时，空气阻力随速度的增大而增大，因此经过一段距离后将匀速下落，这个速度称为此物体下落的稳态速度。已知球形物体速度不大时所受的空气阻力正比于速度V,且正比于球半径 r,即阻力f=krv , k是比例系数。对于常温下的空气，比例系数k=3.4 x 10-4 Ns/m2。已知水的密度p=_0乂103 kg/m3,重力加速度为邑二Qm/s2。求半径r =0.10mm的球形雨滴在无风情况下的稳态速度。（结果保留两位有效数字）.隐含在

4、临界状态中：当物体由一种运动（或现象、性质）转变成另一种运动（或现象、性质）时，包含着量变到质变的过程, 这个过程隐含着物体的临界状态及其临界条件，需通过分析、推理来挖掘例4、轻杆长为2L,水平转轴装在中点O,两端分别固定着小球A和BoA球质量为mB球质量为2m,在竖直平面内做圆周运动当杆绕O转动到某一速度时， A球在最高点，如图所示，此时杆 A点恰不受力，求此时 O轴的受力大小和方向；保持问中的速度，当B球运动到最高点时，求 O轴的受力大向；在杆的转速逐渐变化的过程中，能否出现O轴不受力的情况？请计算说明。.隐含在物理模型的理想化条件中.在试题中常将理想化条件隐含在有关词语或题意中，需要运用

5、理想模型去捕捉和挖掘.如质点和点电荷，都不计其形状和大小；轻质弹簧即不计其重；光滑表面即不计其摩擦；理想变压器即不计功率损耗等物理模型的基本形式有“对象模型”和“过程模型”。“对象模型”是实际物体在某种条件下的近似与抽象，如质点、理想气体、理想电表等；“过程模型”是理想化了的物理现象或过程，如匀速直线运动、自由落体运动、竖直上抛运动、平抛运动、匀速圆周运动、简谐运动等。有些题目所设物理模型是不清晰的，不宜直接处理，但只要抓住问题的主要因素，忽略次要因素，恰当的将复杂的对象或过程向隐含的理想化模型转化，就能使问题得以解决。例5. （ 1999年高考全国卷）一跳水运动员从离水面10m高的平台上向上

6、跃起，举双臂直体离开台面,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达到最高点，落水时身体竖直，手先入水（在此过程中运动员水平方向的运动忽略不计）从离开跳台到手触水面，他可用于完成空中动作的时间是so （计算时，可以把运动员看作全部质量集中在重心的一个质点，g取10m/s2,结果保留二位数）解析：运动员的跳水过程是一个很复杂的过程，主要是竖直方向的上下运动，但也有水平方向的运动，更有运动员做的各种动作。构建运动模型，应抓主要因素。现在要讨论的是运动员在空中的运动时间，这 个时间从根本上讲与运动员所作的各种动作以及水平运动无关，应由竖直运动决定，因此忽略运动员的动 作，把运动员

7、当成一个质点，同时忽略他的水平运动。当然，这两点题目都作了说明，所以一定程度上“建 模”的要求已经有所降低，但我们应该理解这样处理的原因。这样，我们把问题提炼成了质点作竖直上抛 运动的物理模型。区J6.图为推行节水灌溉工程中使用的转动式喷水龙头的示意离地面高h m,将水水平喷出，其喷灌半径为10h m,每分钟可所用的水从地面以下 H m深的井里抽取。设所用水泵（含电动为Y,不计空气阻力。 求：水从龙头中喷出时的速度V0水水做的功 W带动该水泵的电动机消耗的电功率P。图。“龙头”喷水m kg,机）的效率泵每分钟对.条件隐含于物理过程中物理状态的变化过程有简单、有复杂，有单一过程的延伸，又有不同物

8、理过程的交叉。解题时，要冷静分析、判断各阶段的特点，找出它们之间的联系，挖掘过程进行中隐含的条件而没有伸长。先让点O点相连，原来细线刚好被水平拉直,区J 7.如图，在一匀强电场中的 A点，有一点电荷，并用绝缘细线与荷从A点由静止开始运动，时求点电荷经 O点正下方时的速率 v。已知电荷的质量 m=1x i0-4kg,电量q=+1.0X10-7C,细线长度 L=10cm,电场强度 E=1.73 x 104V/m, g=10m/s2.条件隐含在关键用语中物理题是用一定的文字、示意图等形式给予描述的，根据表达题意的需要，常用一些关键用语，如：“最多”、“至少”、“刚好”、“缓慢”、“瞬间”等。审题时要

9、以阅读题目为基础，边读边想，扣住 关键用语，挖掘隐含条件。例8.在光滑水平面上， 有一质量 m=20kg的小车，通过一根几乎不能深长的轻绳与另一质量为m=25kg的拖车相连接。一质量为m=15kg的物体放在拖车的平板上。物体与平板间的动摩擦因数为心=0.2。开始时，拖车静止，绳未拉紧(如图 8所示)，小车以 v0=3m/s的速度向前.场 口附 一运动，求：1；丁(1)当m、m、m以同一速度前进时，速度的大小。图E(2)物体在拖车平板上移动的距离。.隐含在题设附图中:许多物理试题的部分条件常隐含于题设图形中及图形的几何性质中，需考生通过观察、分析予以挖掘和发现例9. （2005上海）一水平放置的

10、圆盘绕竖直固定轴转动。在圆盘上沿半径开有一条宽度为2mm的均匀狭缝。将激光器与传感器上下对准，使二者间连线与转轴平行，分别置于圆盘的上下两侧，且可以同步地沿 圆盘半径方向匀速移动，激光器连续向下发射激光束。在圆盘转动过程中，当狭缝经过激光器与传感器之间时，传感器接收到一个激光信号，并将其输入计算机，经处理后画出相应图线。图（a）为该装置示意图，图（b）为所接收的光信号随时间变化的图线。横坐标表示时间，纵坐标表示接收到的激光信号强度，图中At1=i.0X 10-3s, A t2=0,8 X 10-3s。利用图（b）中的数据求is时圆盘转动的角速度；说明激光器和传感器沿半径移动的方向；求图（b）中

11、第三个激光信号的宽度At3o2中t=0为A、B开始以相同速度运动的时刻。根据例10 （2004江苏）图1所示为一根竖直悬挂的不可伸长的轻绳，下端栓一小物块A,上端固定在 C点且与一能测量绳的拉力的测力传感器相连。已知有一质量为 m的子弹B沿水平方向以速度 V0射入A内（未穿透），接着两者一起绕 C点在竖直面内做圆周运动。在各种阻力都可忽略的条件下测力传感器测得绳的拉力F随时间t的变化关系如图2所示。已知子弹射入的时间极短，且图 力学规律和题中（包括图）提供的信息，对反映悬挂系统本身性质的 TOC o 1-5 h z 物理量（例如 A的质量）及 A、B: 1C ；一起运动过程中的守恒量，你能求/

12、得哪些定量的结果？ I JA-* . BV0图1.隐含于常识中许多物理试题某些条件由于是人们的常识而没有在题中给出，造成所求量与条件之间一种比较隐蔽的关系，需考生据题意多角度分析，展开联想，深刻挖掘，根据一些常识，提取或假设适当的条件和数据，以弥补题中 已知条件中的不足进而达到解题目的.例11.已知地球半径约为 6.4 X106m,又知月球绕地球的运动可近似看作圆周运动，则可估算出月球到地心的距离名勺为m o （结果只保留一位有效数字）.条件隐含在可能的结论中有些题目，在已知线索的背后潜藏着多个可能的结论，若分析不周，便会使答案不完备，解题时要全面分析物理现象，采取“顺藤摸瓜”的方法，把题设“

13、明线”和“暗线”有机结合起来，才能正确、完整求解。例12.质量为m的小球A沿光滑水平面以速度 V。与质量为2m静止的小球 B发生正碰，碰撞后，A球的动能变为原来的1/9,那么小球B的速度是多少？10 .条件隐含于数学关系中所谓数学关系，指的是纯数学规律的反映，它是相对物理条件而言的。数学关系包括代数关系和几何关 系。寻找并建立几何关系的关键是要正确分析物理过程，建立清楚的物理图景（常常要画出示意图），然后 从物理过程和物理图景中寻找关系。例13. （ 1999年高考全国卷）如图 12所示，图中虚线 MN一垂直纸面的平面与纸面的交线，在平面右侧的半空间存在一磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直纸面

14、向外。O是MNk的一点，从 O点可以向磁场区域发射电量为+q、质量为 m速率为v的粒子，粒子 时的速度可在纸面内各个方向。已知先后射入的两个粒子场中给定的P点相遇，P到O的距离为L,不计重力及粒子作用。（1）求所考察的粒子在磁场中的轨道半径；射入磁场恰好在磁间的相互图12（2）求这两个粒子从 O点射入磁场的时间间隔。例14.如图所示，OACO为置于水平面内的光滑闭合金属导轨，O、C处分别接有短电阻丝（图中粗线表法），Ri = 4Q、R2=8Q （导轨其它部分电阻不计）。导轨OAC的形状满足方程y=2sin（卷x）（单位：m）。磁感强度 B= 0.2T的匀强磁场方向垂直于导轨平面。一足够长的金属

15、棒在水平外力F作用下，以恒定的速率 v=5.0m/s水平向右在导轨上从 O点滑动到C点，棒与导思接触良好且始终保 持与OC导轨垂直，不计棒的电阻。求：（1）外力F的最大值；（2）金属棒在导轨上运动时电阻丝Ri上消耗的最大功率；（3）在滑动过程中通过金属棒的电流I与时间t的关系。X X X X X X x11.条件隐含于器材的规格中有些题（特别是一些实验题）的部分条件就隐含在器材的规格中，解题者应把题设要求与器材规格有机结合起来分析，挖掘隐含条件9所示，有：电池 E,电动势约10V,内阻例15. ( 2001年高考理综卷)实验室中现有器材如实物图约1 Q ;电流表A,量程约10A,内阻ri约为0

16、.2 Q ;电流表 A,量程300mA内阻r 2约5Q ;电流表 A, 量程250mA内阻 /3约5Q ;电阻箱 R,最大阻值999.9 Q ,最小阻值改变量为 0.1 Q ;滑线变阻器 R,最 大值100 Q ;开关S;导线若干。要求用图10所示的电路测量图中电流表A的内阻。(1)在所给的三个电流表中，那几个可以用此电路精确测出其内阻？答：o(2)在可测的电流表中任选一个作为测量对象，在实物图上连成测量电路。(3)你要读出的物理量是。用这些物理量表示待测内阻的计算公式是。总之，物理题中隐含条件的形式多种多样，且往往同一题中存在多种形式的隐含条件。要从多角度、多方面、多层次挖掘隐含条件，并持之

17、以恒，这样分析问题、解决问题的能力就会明显提高。附：例题参考答案区M .B低22.A伊|J3.v=1.2m/s快|J4.4mg 竖直向下(2). 2mg竖直向下(3). 能出现o轴不受力的情况，此时vA =vB = J3gL区J 5. 1.7sV=E+Ep=mg (H+26h)P=仞J 7. v =2.1m/s. 0.67 X 10-3s仞J 8.(1).1.0m/s (2).0.33m区J 9.7.85rad/s激光器和传感器沿半径由中心向边缘移动2 2区ij 10. T=2t , m= m -m0 , l =m0V0 g , E=3m02V0?g/Fm 6g5f； y例 11.4 x 108m2v2=Vo31例12. Vi= 一 Vo或者3小口 -那y快|J 13. (1).-7qB(2).例 14.(1)0.3N(2) 1W;Bv二35二(3) I =丁 =2sin(-vt) =-sin( t)(A) R总R总343例15.解析：该题要求根据电路图设想出实验原理。属于有一定提示的设计型实验。与我们学过的伏安法测电阻相比较，这里被测电阻是电流表的内阻，它能显示出通过自身的电流，因此只要知道其上的电压就行