畢啟付



高考中能否快速、準確做好選擇題,對考生成績影響很大。主觀題中沒考核到的知識點,往往通過選擇題來選考。選擇題要求考生熟練掌握物理概念、原理、規律等,同時對考生的分析問題、解決問題等綜合能力要求高。教師在教學中對考生進行必要的方法指導,可以幫助考生在實戰中取得理想效果。本文針對目前的高考并結合實例談談選擇題實用的解法和技巧。
一、排除法
排除法是常用的方法之一。解題時,利用關鍵不同點,可提高解題的速率和準確率。
例題:如圖所示,邊長為2a的正方形勻強磁場,邊長為a的正方形導線框從圖示位置開始以恒定速度v進入磁場,至導線框恰好離開磁場。導線框中的感應電流為I(設逆時針方向為正),下列I-t圖像正確的是( )
解析:線框剛入磁場時,切割磁感應線有效長度變大,感應電流變大,排除B答案;完全進入磁場時,沒有感應電流,排除A、C。抓住選項中的關鍵不同點,可快速排除錯誤選項。
二、對稱法
不少物理現象和物理規律中存在對稱性,如在物理結構、物理過程的時間和空間、物理量的分布、作用效果等方面。把握某一方面的對稱性可避免復雜的運算和推理,如在電場或磁場的疊加問題中運用對稱性可體現出很大的優越性。
例題:如圖所示, 半徑為R的均勻帶電量為-Q的圓環,圖示中 EC、CA、AO、OB、BD、DF各段距離均為R, E處有一個電荷量為-q的點電荷。若EC=0,則ED大小為(k為靜電力常量)( )
A. k B. k C.k
解析:C點的場強為帶電的圓環和點電荷-q在C處的合電場,根據對稱性,帶電的圓環在D處的場強大小為,方向向左,點電荷-q在D處的場強大小為,方向也向左,兩場強疊加求出D處場強大小為ED=。
三、假設法
對于運算復雜或中學階段不能直接運算的選擇題,恰當運用假設法,可以起到事半功倍的效果。
例題:以初速度大小為v0豎直上拋一小球,小球返回拋出點時速度大小為v, 若小球在運動過程中受到大小不變的阻力。令k=v0/v,則小球從拋出到返回拋出點所經歷的時間為(重力加速度為g)( )
解析:本題若用常規動力學解題,計算量大。可以假定阻力為0,則v0=v, k=1。所求時間為2v/g,將k=1帶入選項,很快排除ABD選項。
四、二級結論法
物理教學中總結的二級結論是很多的,巧用二級結論,利于快速、準確解題。如;動力分配原理、分析電路動態變化的“串反并同”;平拋或類平拋運動速度的反向延長線經過初速度方向位移的中點;兩平行通電直線間作用力“同向吸,異向斥”;同一中心天體的不同環繞天體滿足“r↑→T↑→其余↓,r↓→T↓→其余↑”;動摩擦因素處處相同時克服摩擦力做功W=μmgS水平;同一點以不同初速度平拋落在同一斜面上時速度與斜面的夾角相同等等。
例題:如圖所示,滑動變阻器的滑片向右滑動一小段,假定燈泡和電壓表都能正常工作,下列說法正確的是( )
A.V1示數變小、V2示數變大 B.電流表示數變小
C.燈L1和L2變亮 D.電壓表V示數變化與電流表A示數變化比值的絕對值不變
解析:滑動變阻器向右滑動,阻值變大。相對電源來說.V1、L1、R1、A與滑動變阻器串聯,V、V2、L2與滑動變阻器并聯。利用“串反并同”可知V1示數變小、L1變暗、A示數變小;V、V2示數變大,L2都變亮。可知選項A、B正確,C錯誤。對于D答案,電壓表V測外電路,︱ΔU︱=︱ΔUr︱,︱ΔU/ΔI︱=︱ΔUr/ΔI︱=r,選項D正確。
五、類比法
兩個研究對象存在類似的物理規律時,利用類比法處理,往往會有意外的收獲。
例題:如圖所示, 一負電荷繞固定在A點的正電荷做橢圓運動,A為橢圓的一個焦點。負電荷由B經C運動到D的過程中,下列說法正確的是( )
A.加速度一直減小 B.速率一直增大
C.電勢能一直增大 D.B點電勢高于D點
解析:處理此題的方法是:將負電荷繞正電荷的運動類似于環繞天體繞中心天體,用熟悉的天體運動的知識解題顯得很方便。負電荷由B經C運動到D的過程,相當于地球由近日點運動到遠日點,利用“r↑→T↑→其余↓”可知,r增大,v、a減小。運動過程克服庫侖力做功,EP增大,選項ACD正確。
六、割補法
此方法思想是將研究對象適當分割、補充,“先借后還”來處理。 此方法在v-t圖像求解位移、計算萬有引力、求解特殊情況下電場等問題經常用到。
例題:如圖所示,在半球面AB上均勻分布電荷量為+Q的正電荷,球的半徑為R,CD為通過半球頂點和球心O的軸線,在軸線上有M、N兩點,OM=ON=3R,已知M點的場強大小為E,則N點的場強大小為( )
解析:此題首先用到“均勻帶電的球殼在球外空間產生的電場等效于電荷集中于球心處產生的電場”二級結論。先將右側補充完整后變為一個均勻帶電量為+2Q的球體,等效為O點放了一個電荷量為+2Q的點電荷。M點的場強E=-E右,其中E右為補充的右半球在M的場強。由對稱性知,左半球在N處的場強與E右相等。選項B正確。此題運用割補法和對稱性解決直接運算難以解決的問題。
七、作圖法
準確作圖有時可以從圖形上直接看出答案。如帶電粒子在磁場中的偏轉的問題經常需要作圖,作圖法往往會發揮很大作用。
例題:如圖所示,一帶電粒子以速度v從A點徑向射入圓形區域磁場,經過時間t從C點射出磁場,運動方向改變60°。若入射點和方向不變,速度減為v/3,不計重力,則粒子在磁場中的運動時間為( )
A.t/2 B. t/3 C.2 t D.3 t
解析:此題若能準確作圖,直接從圖形上看出選項是否合理。從圖可以看出θ′>θ,排除AB選項,若選D則θ′=180°,圖上直接看出明顯不對,很快確定選項C,無須準確計算。
八、轉換研究對象法
當直接對研究對象進行分析時難以得出結果時,可將研究對象變換為與之相互聯系的對象進行研究。
例題:如圖所示,質量分別為m、2m、m的球A、B、C通過鉸鏈與兩根等長的輕桿相連,在外力作用下靜止在光滑的水平面上,球B離水平面高度為h。撤去外力,球B由靜止下落,球A、C向兩側滑動,最后三球一起落到水平面上。設整個過程三球始終在同一豎直平面內。不計摩擦,重力加速度為g。球B下落過程中,下列說法正確的是( )
A.三個球組成的系統機械能和動量均守恒 B.球B的機械能一直減小
C.球B落地時速度為 D.球B機械能最小時,球A對水平面的壓力為大小為mg
解析:球A、C質量相同,B豎直下落,三球組成的系統機械能守恒,在水平方向動量守恒,選項A錯誤。B下落過程,球A、C在水平面上先加速后減速,三球落地瞬間,球A、C速度為0,根據三球組成的系統的機械能守恒,容易得到球B落地時速度為。對于B、D選項,若選取球B作為研究對象,很難判斷選項對錯??梢赞D化為研究球A、C,兩球先加速后減速,速度最大時,加速度a=0,此時水平方向兩球不受力,輕桿對A、C沒彈力。A和C組成的系統動能先增大后減小,球B的機械能先減小后增大,選項B錯誤。當球B機械能最小時,此時A和C的速度最大,動能最大,桿對A沒用作用力,選項D正確。
九、單位驗證法
單位驗證法就是用物理量的單位來鑒別表達式是否合理,具體是判斷等式兩邊的單位是否一致。這類高考題幾乎是涉及到大學物理的知識,對于高中生來說,直接計算難度很大,甚至無法計算,不妨嘗試此種方法去做高中物理沒見過的表達式。
例題:根據流體力學知識,噴氣式飛機噴出氣體的速度v與飛機發動機燃燒室內氣體的壓強p、氣體密度ρ及外界大氣壓強p0有關。噴出氣體的速度v的表達式可能正確的是( )
解析:本題考查表達式兩側的單位是否一致,考生需要進行單位驗證。BD選項右側單位不是m/s,先排除BD。AC選項右側單位為== m/s,再結合內、外壓強差越大,噴氣速度越大,故A正確, B錯誤。
十、微元法
微元法是將研究對象或物理過程分解為眾多微小的“元過程”,且每個“元過程”所遵循的規律是相同的,分析“元過程”,再將“元過程”進行必要的處理,從而使問題得到解決。
例題:當水龍頭的水豎直流下時,水柱越來越細,將水柱任何一處的橫截面看成圓。如圖,若A處橫截面的直徑為2.4cm,水速為2m/s,B在A的正下方0.6m處,則B處橫截面的直徑為( )
A.0.3cm B.0.6cm C.1.2cm D.1.8cm
解析:本題用到微元和極限的思想。取Δt→0時,Δt內下落的水柱看成圓柱形的微元柱,設A、B處直徑為dA、dB,水速為vA、vB,A、B高度差為h,由vB2-vA2=2gh, vB=4m/s。Δt內A處流出的體積VA=πdA2vAΔt/4,同理B處流出的體積VB=πdB2vBΔt/4,由 VA=VB解得, dB=1.2cm。
十一、等效法
遇到計算量大或難以解決的問題時,可以嘗試等效法解題。
例題:如圖所示,原、副線圈匝數之比n1:n2=2:1的理想變壓器,原線圈接電壓為U的交流電,原、副線圈分別接有阻值相同的R1和R2,設R1、R2兩端的電壓為U1、 U2,消耗的功率為P1、P2,則( )
A.U1:U2=1:4 B.U1:U2= 1:2
C.P1:P2=1:4 D.P1:P2=1:2
解析:本題常規解法,需要設的物理量多,運算量偏大。采用等效法可簡化過程和運算。設R1=R2=R,將副線圈等效為一個電阻R3,由二級結論知R3= R =4R,原線圈所在的電路簡化為R1和R3串聯,U1:U3= R1:R3= 1:4 ,U1=U/5, U3=4U/5,根據變壓器的變壓規律得,U2=2U/5,故B正確。原、副線圈功率相同,P3=P2;R1和R3串聯,P1:P3= R1:R3=1:4, P1:P2=1:4,得到答案C正確。應用等效法可大大降低計算量。
十二、數學工具法
恰當使用數學工具,對選擇題的解答是用很大幫助的。解決物理問題常用到的數學工具有:正弦定理、余弦定理、二倍角公式、半角公式、輔助角公式、基本不等式性質、幾何知識等。
例題:如圖所示,物體從底邊相同、高度不同的光滑斜面頂端靜止下滑到底端,下滑時間最短時對應的α角度為( )
A.30° B.60° C.45° D.37°
解析:此題用到二倍角公式。設底邊長為L, =gsinαt2, t==,當α=45°時,t最小,選項C正確。
十三、極限法(特殊值法)
此法解決問題時往往尋找題中隱藏的條件,將復雜問題放在極端狀態或條件下進行分析、處理,使問題簡單化。
例題:如圖所示,已知半徑為R的圓環通入電流為I時,環心O處的磁感應強度大小B=,其中k為常量。PO為垂直于圓環,P、O間距為x。則P點場強可能是( )
此題若用微元法解題,計算量大。若用極限法,將x取0,P于O重合,等效于甲圖。把x=0帶入選項中,很快能判斷出選項B正確。
實際上高考選擇題的做法遠不止以上介紹的方法,且每種方法并非是孤立的,往往是一道題中可能同時使用到幾種方法。若能熟練掌握選擇題解答技巧會對考生有很大幫助的。不過更重要的是考生要具有扎實的功底,解題技巧是建立在一定基礎上方可發揮其作用。