摘 要:選擇題是試卷的重要組成部分,高考物理試卷中的選擇題占試卷總分的一半;選擇題大部分題目都不難,但分值大,重技巧性。考試中要既迅速又準確地選出正確的答案,除了取決于學生對物理概念、定律、規律的理解應用的熟練程度,還重在訓練解題技巧。高三學生掌握正確解答選擇題的技巧,既大幅提高解答選擇題的正確率,又節省時間,達到事半功倍的作用。
關鍵詞:高考物理;選擇題;快速;解題技巧
選擇題是一種評價教學質量的技術,其識覆蓋面廣、題量多。要求考生既要牢固、全面地掌握所學基礎知識,還要有概括、分析、邏輯推理、信息加工、快速解題等能力。選擇題是中學階段常見的主要題型,全國卷中物理的選擇題樣式多,有單項選擇題、多項選擇題,不定項選擇題(在實驗題中會出現)和“五選三”選擇題(選考);分值重,單項多項共8題48分,“五選三”選擇題1題5分,有時實驗題中還有一道不定項選擇題約2分;這樣選擇題總約55分,占物理總分的50%。
物理選擇題的分值大,直接決定著物理總分的高低,如果錯三題,就丟失了18分,所以選擇題對于物理太重要。教會學生做靈活應對物理選擇題,不拘泥常規方法,方法得當就會事半功倍,輕易地解決物理選擇題。本文著重介紹五種物理選擇題的快速解題技巧。
一、 極限分析法
極限分析法就是將某些物理量的數值推向極致,如摩擦因數趨近零或無窮大、電源內阻趨近零或無窮大、物體的質量趨近零或無窮大等等,并根據一些顯而易見的結果、結論或熟悉的物理現象進行分析和推理的一種辦法。如下題:
【例1】 (2018·貴州遵義調研)如圖所示電路,電源內阻不可忽略。開關S閉合后,在變阻器R0的滑動端向下滑動的過程中( )
A. 電壓表與電流表的示數都減小
B. 電壓表與電流表的示數都增大
C. 電壓表的示數增大,電流表的示數減小
D. 電壓表的示數減小,電流表的示數增大
本題常規思路為:由變阻器R0的滑動端向下滑動可知,R0接入電路的有效電阻減小,R總減小,由I=E/R總+r可知I增大,由U內=Ir可知U內增大,由E=U內+U外可知U外減小,故電壓表示數減小。由U1=IR1可知U1增大,由U外=U1+U2可知U2減小,由I2=U2/R2可知電流表示數減小,故A正確。
以上解法較為復雜,學生對串并聯電路的特點要很熟悉,且要細心防止出錯。如果采用極限法的思路:即R0接入電路的有效電阻減小,那就看成減小到無窮小,即R0這條支路看成了短路,可知電流表這條路也被短路,電流減小到0,外電阻因短路也減小,電壓表示數變小,可知選項A正確。
電路題中的滑動變阻器在變阻時可以使用極限法,即電阻變小時就用變到無窮小(即短路)來看,電阻變大時就用變到無窮大(即開路)來看,在解題時取到了簡化題意、事半功倍的效果。
二、 作圖分析法
有些選擇題,計算的過程比較復雜,通過計算直接算出結果費時費精力,容易出錯,可以根據題意畫出圖象,如UI圖象、氣體的狀態變化圖象等,再利用圖象分析尋找答案。利用作圖分析法具有形象、直觀的特點,便于了解各物理量之間的關系,避免煩瑣的計算,簡便地找出正確選項。如下題:
【例2】 如圖所示直角坐標系xOy,P(a,-b),一質量為m,電量為q的負電荷(電荷重力不計)從原點O以初速度v0沿y軸正方向射入,第一次在整個坐標系內如加垂直紙面向內的勻強磁場,該電荷恰好能通過P點;第二次保持y>0區域磁場不變,而將y<0區域磁場改為沿x方向勻強電場,該電荷仍通過P點。
A. 勻強磁場的磁感應強度為2amv0/q(a2+b2)
B. 勻強磁場的磁感應強度為2amv0/q(a2+b2)0.5
C. 電荷從O運動到P,第二次所用時間一定短些
D. 電荷通過P點時的速度,第二次與x軸負方向的夾角一定小些
該題D選項中,電荷第一次通過P點是做圓周運動,設第一次通過P點時與x軸負方向的夾角為α,tanα=a2-b2/2ab;第二次通過P點是做類平拋運動,設第二次通過P點時與x軸負方向的夾角為β,tanβ=a/2b。所以有tanβ>tanα,即D選項錯。
通過這種計算的方式得到結果要經過比較煩瑣的過程,如果用作圖的方法,如下圖,PH方向為第一次通過P點的速度方向,BF方向為類平拋運動的位移變化方向,則取BD的中點C,過CP作做延長線PG,則PG方向為第二次通過P點的速度方向,可知第二次與x軸負方向的夾角比第一次大,D選項錯。通過作圖的方法確實簡單直觀快捷。
三、 特殊過程法
有一類圖象問題,四個選項說明的是同個問題,只有一個正確答案,可以通過圖象特點的分析,抓住其中一個特殊的過程分析,可以把復雜問題簡單化,快速地得出答案。如下題:
【例3】 如圖所示,兩個垂直紙面的勻強磁場方向相反,磁感應強度的大小均為B,磁場區域寬度均為a,一正三角形(中垂線長為a)導線框ABC從圖示位置沿x軸正方向勻速穿過兩磁場區域,以逆時針方向為電流的正方向,下列選項中感應電流i與線框移動距離x的關系圖象正確的是( )
該題中導線框在a~2a的區域內運動過程中4個選項的圖象不相同,因此選擇這個運動過程分析,即可求解。在a~2a區域內,導線框處在兩個磁場中切割磁感線,感應電流大小相同,方向相同,即感應電流最大值為2I0,方向為負值,C選項正確。
四、 估算法
估算,也就是粗略的計算,是一種快速的近似計算。估算法是一種重要的方法。高考物理選擇題中出現越來越多的估算題,這些題貌似要精確計算,實際上只要通過物理方法(如:數量級分析)或者數學近似計算法(如:小數舍去取整數)進行大致推算即可得出答案,估算法是一種科學而有實用價值的特殊方法,在考試中巧妙地應用估算法可以大大簡化運算,幫助考生快速地找到正確選項。如下題:
【例4】 (2009年全國1卷)天文學家新發現了太陽系外的一顆行星。這顆行星的體積是地球的4.7倍,質量是地球的25倍。已知某一近地衛星繞地球運動的周期約為1.4小時,引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2,由此估算該行星的平均密度為( )
A. 1.8×103kg/m3B. 5.6×103kg/m3
C. 1.1×104kg/m3D. 2.9×104kg/m3
首先根據近地衛星繞地球運動的向心力由萬有引力提供GmMR2=m4π2RT2,可求出地球的質量M=4π2R3GT2。又據M=ρ43πR3得地球的密度ρ地=3πGT2,接下來就是進行一系列的估算過程,計算過程如下:
ρ地=3πGT2=3×3.146.67×10-11×54002≈3×37×10-11×(5×1000)2≈107×10-11×25×106≈10200×10-11×106=5×103kg/m3
又因為該行星質量是地球的25倍,體積是地球的4.7倍,則其密度為地球的5倍,即ρ行=5ρ地=2.5×104kg/m3,四個選項中最接近的答案只有D,其他答案與答案差別都比較大,所以該題選擇D。
特別說明的是,上題的這種選擇題題型,因為要對問題中的數值做適當的擴大或縮小再進行計算,一定要先觀察四個選項的答案值是否差別比較大,差別越大,越好估算。
五、 特殊賦值法
對于有些問題,全程計算的方法會發現計算過程煩瑣,甚至超出運算能力所及的范圍。若能根據其具體情況,合理地、巧妙地對某些元素賦值,采用特殊值代入的方法進行判斷,往往能使問題獲得簡捷有效的解決。如下題:
【例5】 (2011年福建卷)如圖,一不可伸長的輕質細繩跨過定滑輪后,兩端分別懸掛質量為m1和m2的物體A和B。若滑輪有一定大小,質量為m且分布均勻,滑輪轉動時與繩之間無相對滑動,不計滑輪與軸之間的摩擦。設細繩對A和B的拉力大小分別為T1和T2,已知下列四個關于T1的表達式中有一個是正確的,請你根據所學的物理知識,通過一定的分析,判斷正確的表達式是( )
A. T1=(m+2m2)m1gm+2(m1+m2)B. T1=(m+2m1)m2gm+4(m1+m2)
C. T1=(m+4m2)m1gm+2(m1+m2)D. T1=(m+4m1)m2gm+4(m1+m2)
高中的滑輪都是輕質滑輪,質量不計;而該題的滑輪有質量而且還轉動,超出了高中的物理知識范圍。此時應該假設滑輪質量m=0,讓題目回到高中的知識范圍,再假設兩物體質量m1=m2,在此情況下,兩物體均處于靜止狀態,滑輪也不轉動,容易知道T1=m1g=m2g。將此假設的條件代入四個選項逐一驗算,可知只有C選項正確。
高中物理知識量大,綜合性、理論性強,要求能力高,題目靈活多變,這就需要在解題中能夠靈活應變。除了以上講述的五種常見的選擇題快速解題技巧和方法,還有很多方法如逆向思維法、類比分析法、微元法、量綱判斷法等等。教會學生在平常學習和考試中不拘泥常規,熟練使用各種解題技巧和方法,另辟蹊徑,學生在考試中甚至在高考中就會事半功倍,快速準確高效地解題,拿到高分,完成人生夢想。
參考文獻:
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[2]李秀成.估算在高中物理解題中的應用[J].湖南中學物理,2011(7).
[3]方林.特殊值法在物理選擇題中的運用[J].數理化學習(高中版),2015(15).
作者簡介:
李奕翔,福建省漳州市,福建省漳州實驗中學。