以生產生活實際為背景的高考試題評析
2007-12-31 00:00:00關暉
物理教學探討 2007年10期
1以日常生活為背景
例1(2006年#8226;全國)天空有近似等高的濃云層。為了測量云層的高度，在水平地面上與觀測者的距離為d=3.0km處進行一次爆炸，觀測者聽到由空氣直接傳來的爆炸聲和由云層反射來的爆炸聲時間上相差Δt=6.0s．試估算云層下表面的高度。已知空氣中的聲速v=13km/s。
解析如圖，A表示爆炸處，O表示觀測者所在處，h表示云層下表面的高度。
用t1表示爆炸聲直接傳到O處所經時間，則有d=vt1①
用t2表示爆炸聲經云層反射到達O處所經時間，因為入射角等于反射角，故有
評述本題考查了聲波的反射及反射定律。課本上對光波的反射與折射有詳細的介紹，但對聲波的反射只略略提及，要學生通過遷移，聯想才能正確答題。本題堪稱是一道理論聯系實際的好題。
例2(2001年#8226;全國)市場上有一種燈具俗稱“冷光燈”，用它照射物品時被照物品處產生的熱效應大大降低，從而廣泛地用于博物館、商店等處。這種燈降低熱效應的原因之一是燈泡后面放置的反光鏡玻璃表面上鍍一層薄膜(如氟化鎂)，這種膜能消除不鍍膜時玻璃表面反射回來的紅外線，以λ表示此紅外線在薄膜中的波長，則所鍍薄膜的厚度最小應為
解析根據薄膜干涉的原理，如果薄膜的厚度是紅外線在薄膜介質中波長的14時，在薄膜的兩個面反射的光，路程差恰好是半個波長，因而干涉抵消，從而大大減少了紅外線反射光的強度，故應選B。
評述本題以“冷光燈”為題材背景，考查了學生的遷移能力。雖然冷光燈與增透膜的用處不一樣，但它們所依據的原理相同，體現了高考命題的思想。
2以體育運動為背景
例3(2002年#8226;全國)蹦床是運動員在一張繃緊的彈性網上蹦跳、翻滾并做各種空中動作的運動項目。一個質量為60kg的運動員，從離水平網面3.2m高處自由下落，著網后沿豎直方向蹦回到離水平網面5.0m高處。己知運動員與網接觸的時間為1.2s。若把在這段時間內網對運動員的作用力當作恒力處理，求此力的大小。(g=10m/s2)
解析本題可用運動學知識和牛頓運動定律求解，但解答過程較繁瑣。本題簡單解析為：
由動量定理得：
評述本題所涉及的內容是一道大家所熟悉的知識，僅僅是加了力學分析，是一道緊密聯系實際生活的題目，在高考中這樣的題目非常多。
3以現代環保為背景
例4按照有關規定，工作場所受到的電磁輻射強度（單位時間內垂直通過面積的電磁輻射能量）不得超過0.5W/m2。若某一小型無線通訊裝置的電磁輻射是1W，那么在距離該通訊裝置多遠以外是符合規定的安全區域（已知球面面積為S=4πR2）。
解析假設該通訊發射的無線電信號是各向同性的，即電磁輻射是均勻地向以裝置為球心的球面發射的。
設在距該裝置R處剛好符合規定。
評述點光源向外發出的光以光子的形式向外輻射，即可求某處一小平面接收光子數。這是課本出現過的習題。解答時只需將課本習題稍作遷移即可解決。該題將現代通訊、環保與物理知識結合起來，不失為一道結合社會，關注未來的妙題。
4以高新技術為背景
例5(2000年#8226;全國)2000年1月26日我國發射了一顆同步衛星，其定點位置與東經98°的經線在同一平面內，若把甘肅省嘉峪關處的經度和緯度近視取為東經98°和北緯α=40°，已知地球半徑R、地球自轉周期T、地球表面的重力加速度g(視為常數)和光速c。試求該同步衛星發出的微波信號傳到嘉峪關處的時間t=?(要求用題給的已知量符號表示)
解析衛星繞地球的運動可近似看成勻速圓周運動，其向心力由萬有引力提供，而同步衛星(運轉周期等于地球自轉周期)位于赤道平面上的一定高度。該同步衛星定點于東經98°經線平面上，據此可求出衛星到嘉峪關的距離，再由微波即電磁波的傳播速度等于光速，即可求出所需時間t。
評述本題是一道跨學科的綜合題，主要考查了物理中的萬有引力定律、圓周運動、向心力、同步衛星以及數學、地理等相關學科知識。將常見的人造地球衛星的運動，設置在當今我國高新科技領域的大背景中，情景新穎，對考生的綜合分析能力、空間想象能力、運用數學知識解決物理問題的能力等要求比較高。
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