例談物理“新情境題”的應(yīng)對策略

胡朝平

高考物理試卷中經(jīng)常會出現(xiàn)一些比較新穎的題目，其目的是考查同學(xué)們的綜合能力，提高高考的信度和效度。面對這些“新情境題”，很多同學(xué)會感覺無所適從。下面就同學(xué)們在各類考試中經(jīng)常會遇到的幾類“新情境題”進行剖析，總結(jié)解題的應(yīng)對策略，供同學(xué)們參考。

一、“老歌新唱”型

這類試題是在傳統(tǒng)題的基礎(chǔ)上進行適當(dāng)變化而來的。從表面上看題目并沒有多少新意，但仔細(xì)品味就會發(fā)現(xiàn)有所變化，有的甚至存在本質(zhì)上的區(qū)別。

例1 如圖1 所示，理想自耦變壓器抽頭1 和2 間的匝數(shù)為40，2和3 間的匝數(shù)為160，輸入電壓U1=100 V，電阻R 消耗的電功率為10 W，則電流表的示數(shù)為（ ）。

A.0.125 A B.0.100 A

C.0.225 A D.0.025 A

解析：本題是在原有的自耦變壓器問題的基礎(chǔ)上進行巧妙變化而成的。主要變化是要判斷電流表測量的是哪個電流。

從電路結(jié)構(gòu)上看，抽頭1和3間的電壓為原線圈電壓，抽頭2和3間的電壓為副線圈電壓。流過自耦變壓器抽頭1和2間的電流為原線圈電流，流過電阻R 的電流為副線圈電流，考慮到抽頭2和3間的線圈既是原線圈的一部分又是副線圈，在副線圈回路中電源電流的產(chǎn)生與原線圈電流同步，其電流從低電勢流向高電勢，在原線圈回路中負(fù)載電流從高電勢流向低電勢，同時流過抽頭2和3間線圈的電流是反向的，因此電流表示數(shù)應(yīng)為原線圈電流I1 與副線圈電流I2 之差的絕對值。

解題策略：這是一道看似平平無奇，實則暗藏鋒芒的題目。從物理情境上看，并不是一種新題型，小球與極板碰后均做勻變速直線運動，這是同學(xué)們所熟識的;但稍加思索就會發(fā)現(xiàn)，它與同學(xué)們以往做的題目大不相同，因為小球與極板每碰一次，都會有等于q 的電荷量通過電源，所以可求得總電荷量，從而求得電流的大小。這道試題具有較強的綜合性，既用到了電路的知識，又用到了受力分析、牛頓運動定律和運動學(xué)知識等。這就要求同學(xué)們在平時的學(xué)習(xí)中不但要正確理解有關(guān)的基礎(chǔ)知識，具備扎實的基本功，而且要做到舉一反三、融會貫通。

三、“面目全非”型

這類試題，不是僅僅改頭換面，陳題翻新的問題，而是從頭到腳、從外到里都透著新鮮勁兒。這類試題往往采用基礎(chǔ)知識與科學(xué)技術(shù)相結(jié)合、物理模型與生活實際相結(jié)合、科學(xué)知識與人文精神相統(tǒng)一的命題思路，充滿創(chuàng)新意識，富有時代氣息。

例3 大氣層是地球最外部包圍著海洋和陸地的氣體圈層，可分為對流層、平流層、中間層和外層等，厚度在1 000 km 以上。與液體壓強類似，地球表面的大氣壓可以認(rèn)為是對流層空氣受到地球的引力而產(chǎn)生的。地球可看成是半徑R =6 400 km 的均質(zhì)球體，測得地球表面的大氣壓p0 =1.0×105 Pa，空氣的平均相對分子質(zhì)量為29，對流層空氣的平均密度ρ=0.9 kg/m3，已知阿伏加德羅常數(shù)NA =6.02×1023，取重力加速度g=10 m/s2，求：

（1）對流層的厚度h（保留2 位有效數(shù)字）。

（2）對流層空氣分子間的平均距離d（保留1位有效數(shù)字）。

解析：（1）大氣壓與液體壓強類似，則p0=ρgh，解得h=1.1×104 m。

（2）設(shè)氣體分子所占空間為立方體，一個分子所占空間的邊長為d，體積V =d3，1 mol空氣的質(zhì)量M =29 g，體積V =NAV，又有ρ=M/V ，解得d=4×10-9 m。

解題策略：夯實基礎(chǔ)，縱橫聯(lián)系，活化思維。首先，要有相當(dāng)扎實的物理功底，既要熟練掌握中學(xué)物理的基本知識和基本原理，又要透徹理解有關(guān)規(guī)律的來龍去脈。其次，要留心日常生活，關(guān)心社會科技，加強課外閱讀，努力拓寬知識視野，提高綜合能力。最后，要做到“厘得清、想得開、用得準(zhǔn)”，即要搞清題目所表達的意思，厘清思路;要開動腦筋，聯(lián)想所學(xué)過的知識、原理和方法;要選準(zhǔn)解決問題的具體策略。

四、情境建模型

求解這類試題的關(guān)鍵是要審好題，抓住關(guān)鍵詞，將題述過程轉(zhuǎn)化為我們所熟悉的物理模型。

例4 如圖3所示，物體在運動過程中的x-t 圖像是拋物線的一部分，物體在t1 時刻的位置坐標(biāo)為x1，在t2 時刻的位置坐標(biāo)為x2，則物體在（t1+t2）/2 時刻的速度大小為（ ）。

A.x1/t1 B.x2/t2

C.（x2+x1）/（t2+t1） D.（x2-x1）/（t2-t）

解析：根據(jù)題述信息“物體在運動過程中的x-t 圖像是拋物線的一部分”，結(jié)合x-t 圖像構(gòu)建“勻減速直線運動”模型是關(guān)鍵。

物體在運動過程中的x-t 圖像是拋物線的一部分，說明物體做勻變速直線運動;觀察物體的x-t 圖像可知，物體沿正方向做勻減速直線運動。因此物體在某一段時間內(nèi)中間時刻的速度等于這段時間內(nèi)的平均速度，即物體在（t1+t2）/2 時刻的速度等于t1～t2 時間內(nèi)的平均速度，即物體在（t1+t2）/2 時刻的速度大小v=（x2-x1）/（t2-t1）。

答案：D

解題策略：本題主要考查同學(xué)們的模型建構(gòu)能力。求解此類問題，需要同學(xué)們在熟練掌握基本知識和基本原理的基礎(chǔ)上，深刻理解重要模型的建立過程，以及在模型建構(gòu)過程中用到的重要研究方法和物理思想，學(xué)以致用。

（責(zé)任編輯 張 巧）