楊志宇
物理選擇題往往通過設計陷阱的方式來考查學生對知識的掌握和運用能力,識破習題陷阱是知識掌握的標志,走出習題陷阱是知識能力提升的表現.下面通過例題揭秘物理選擇題中常用的幾種陷阱.
一、從思維的深刻性設計陷阱
為了考查學生思維的深刻性, 命題者往往在學生熟悉的習題中植入另一可能存在的答案,誘使學生出錯.圖1
例1在空間中的AB兩點固定著一對等量同種電荷如圖1所示,有一帶電微粒在它們產生的電場中運動,設帶電粒子在運動過程中只受電場力的作用,則帶電微粒所做的運動可能是().
A.勻變速直線運動B.勻速圓周運動
C.拋物線運動D.機械運動
解析選項B很多學生選不出來, 原因是分析時局限于在紙平面內思考,考慮到電場分布的空間性及對稱性,可知微粒能以A、B連線的中點O為圓心垂直于A、B的連線的平面內做勻速圓周運動.
二、從物理過程設計陷阱
對物理過程不加剖析,忽略了過程的突變性也會使學生落入命題者設計的陷阱.
例2如圖2所示,傳送帶以恒定的速度v=10 m/s逆時針運動,已知傳送帶與水平面成θ=37°角,PQ=16 m,將一小物塊無初速地放在傳送帶上P點,物塊與此傳送帶間的動摩擦因數μ=0.5,g=10 m/s2,求:小物塊運動到Q點的時間為多少?(sin37°=0.6,cos37°=0.8)
A.455sB.2sC.1.5 sD.2.1 s
解析本題如忽略對滑塊過程的分析容易得出錯誤結論A.滑塊在未和傳送帶共速之前它受的摩擦力是向下的,由牛頓第二定律可知:mgsinθ+μmgcosθ=ma1,解得:a1=10 m/s2,v=at1,t1=1s,即經1 s滑塊與傳送帶共速所經位移s1=12at2=5 m,接下來滑塊所受的摩擦力的方向變為向上, 由牛頓第二定律可知:mgsinθ-μmgcosθ=ma2,a2=2 m/s2,由題可知s-s1=vt2+12a2t22,解得t2=1 s,t=t1+t2=2 s,選B.
三、從聯想類比設計陷阱
正確的聯想類比有利于開闊解題思路,但不分青紅皂白的照搬結論就會出現本質錯誤,命題者往往利用看似有聯系實則不能類比的例子著手使考生丟分.
例3如圖3所示,不計繩的質量及繩與滑輪的摩擦,物體A的質量為M,水平面光滑,當在繩端施以F=mg的豎直向下的拉力作用時,物體A的加速度為a1,當在B端掛一質量為m的物體時,A的加速度為a2,則a1與a2的關系正確的是().
A. a1=a2B. a1>a2
C. a1 解析此題容易錯選A.正確解法為:當用F=mg拉物體時由牛頓第二定律可知a1=Fm=mgm=g,第二種情況屬于連接體問題需要對兩個物體分別分析,對A端物體受力分析可得: T=ma2 ① 再對B端物體受力分析可得: mg-T=ma2② 聯立①②可得a2=g2,可得B正確. 四、從知識遷移設計陷阱 試題抓住考生善于利索地遷移知識,而對試題環境不作思考這個特點設計陷阱 例4如圖4所示,劈a放在光滑的水平桌面上,斜面光滑,把b物體放在斜面頂端由靜止滑下,則在下滑過程中,a對b的彈力對b做功為W1,b對a的彈力對a做功圖4為W2,下列關系正確的是(). A.W1=0,W2=0 B.W1≠0,W2=0 C.W1=0,W2≠0 D.W1≠0,W2≠0圖5 解析很多學生錯選C,原因是斜面固定不動時,a對b的彈力的確不做功,但若遷移到本種情景勢必造成錯選.畫出示意圖5,不難知道D正確. 五、從知識盲點上設計陷阱 命題者往往會在平時復習過程中不加注意或者很少顧及的空白區域進行設計陷阱使考生措手不及,從而出錯. 例5某行星繞太陽運行的橢圓軌道如圖6所示,F1、F2是橢圓軌道的兩個焦點.太陽在焦點F1上,AB兩點是焦點F1和F2連線與橢圓軌道的交點,已知A點到F1距離為a,B點到F1距離為b,則行星在A、B兩點處速率之比為() A.baB.abC.b2aD.ba2 解析開普勒三定律往往是考生的復習盲點,考生在復習過程中對其未加以重視,或者沒有對它進行專門訓練,從而在解題時候措手無策.由開普勒第二定律,行星與太陽的連線在相等時間內掃過面積相等,則在Δt時間內有SA=SB,avAΔt2=bvBΔt2,vAvB=ba.A正確. 六、從似是而非的角度設計陷阱 看似一樣的兩個物理問題,其本質卻大不相同,而考生卻很難分清他們的不同,從而出錯,這種設計陷阱也是命題者的拿手好戲. 例6一小孩站在船頭,如圖7所示的兩種情況用同樣大小的拉力拉繩,經過相同的時間t(船未相遇)小孩所做的功分別為W1,W2,及在時間t內小孩拉繩的功率P1,P2的關系為().圖7 A.W1>W2P1=P2B.W1=W2P1=P2 C.W1 解析此題命題背景極為相似,所以考生容易誤選B項,認真分析可知在相同時間內情景(2)中繩子在小孩手中通過的長度要比情景(1)中的要多,由W=Fscosθ得W1 故選C項. 七、從物理量的突變設計陷阱 在有些物理過程中,某些物理量不是恒定不變的或者說不是連續變化的,而是在某個時候發生突變,命題者抓住考生容易忽視這種突變的特點進行命題,使考生失分. 例7如圖8所示,小球在兩個細繩OA、OB拉力作用下處于靜止狀態.現突然剪斷OB繩則兩種情境下OA繩拉力之比T1∶T2為(). A.1B.1cos2θC.cos2θD.tanθ 解析此題易錯選A項,會認為兩種情況是同樣的,對于(1)情形,當剪斷OB瞬間,繩OA前后運動狀態不一樣,剪斷前處于靜止狀態,剪斷后將做圓周運動,OA繩的拉力發生突變,由牛頓第二定律及圓周運動知識可得:T1-mgcosθ=mv2r,T1=mgcosθ. 而對(2)剪斷前后彈簧拉力未變.易得T2=mgcosθ. 正確答案B. 八、從公式的適用條件設置陷阱 每個公式的應用都有其一定的限制條件,考生如果掌握不清或者不加注意的話很容易上當出錯.例8以一定的初速度豎直向上拋出一個小球,小球上升的最大高度為h,空氣阻力的大小恒為f,則從拋出至回到原來出發點的過程中,空氣阻力對小球做的功為(). A.零 B.-fhC.-2fhD.-4fh 解析此題容易錯選A.在應用W=Fscosθ,應注意F應為恒力,本題中上升過程和下降過程空氣阻力的方向不一樣,所以全程不能運用此公式,可將上升和下降分著研究,易得C正確. (收稿日期:2016-09-16)