2023年高考湖南卷物理試題，挖呀挖呀挖

蔣緯

一、在生活情境的考題里，挖呀挖呀挖

情境類試題以其立意新穎、構思巧妙、可讀性強、密切聯系生活實際，而被命題專家所青睞;以其涉及知識理解、過程解讀、模型轉化、方法處理、情感及價值的全方位考查，而成為高考命題的熱點。

例1 （第13題）汽車剎車助力裝置能有效為駕駛員剎車省力，如圖1所示，剎車助力裝置可簡化為助力氣室和抽氣氣室等部分構成，連桿AB 與助力活塞固定為一體，駕駛員踩剎車時，在連桿AB 上施加水平推力推動液壓泵實現剎車。助力氣室與抽氣氣室用細管連接，通過抽氣降低助力氣室壓強，利用大氣壓與助力氣室的壓強差實現剎車助力。每次抽氣時，閥門K1 打開，K2 閉合，抽氣活塞在外力作用下從抽氣氣室最下端向上運動，助力氣室中的氣體充滿抽氣氣室，達到兩氣室壓強相等，然后閥門K1 閉合，K2 打開，抽氣活塞向下運動，抽氣氣室中的全部氣體從閥門K2 排出，完成一次抽氣過程。已知助力氣室容積為V0，初始壓強等于外界大氣壓強p0，助力活塞橫截面積為S，抽氣氣室的容積為V1。假設抽氣過程中，助力活塞保持不動，氣體可視為理想氣體，溫度保持不變。

（1）求第1次抽氣之后助力氣室內的壓強p1。

（2）第n 次抽氣之后，求該剎車助力裝置為駕駛員省力的大小ΔF。

解析：拋開“汽車剎車助力裝置”這一陌生的信息，通過相似性聯系，抓住主要信息進行比較和分析，即可找到解題的正確方法。（1）問與我們平時訓練中遇到的抽氣問題類似，（2）問與我們平時訓練中遇到的活塞受力平衡問題類似。

（1）以助力氣室內的氣體為研究對象，其初態壓強為p0，體積為V0，第1次抽氣之后，氣體體積V =V0 +V1，根據玻意耳定律得p0V0=p1V，解得p1= p0V0/V0+V1。

（2）第2次抽氣之后有p1V0=p2V，解得p2= p1V0/V0+V1 = （V0/V0+V1）2p0。以此類推，第n 次抽氣之后助力氣室內的氣體壓強pn =（V0/V0+V1）np0。對助力活塞進行受力分析，根據平衡條件可得，初態下有F0=p0S，第n 次抽氣之后有Fn =pnS，則剎車助力裝置為駕駛員省力的大小ΔF =F0 -Fn ，解得ΔF =[1- （V0/V0+V1）n]p0S。

深挖感悟：實際上，很多情境類試題并不是很難，而是考生被新的信息所嚇住，以至思維被鉗制，思路混亂。在生活情境的考題里，挖呀挖呀挖，通過相似聯系和比較，將陌生信息轉化為熟悉的物理模型，就能合理解決它。

二、在物理模型的構建里，挖呀挖呀挖

例2 （第6題）如圖2所示，真空中有區域Ⅰ和Ⅱ，區域Ⅰ中存在勻強電場和勻強磁場，電場方向豎直向下（與紙面平行），磁場方向垂直于紙面向里，等腰直角三角形CGF區域（區域Ⅱ）內存在勻強磁場，磁場方向垂直于紙面向外。圖中A、C、O 三點在同一直線上，AO 與GF 垂直，且與電場和磁場的方向均垂直。A 點處的粒子源持續將比荷一定但速率不同的粒子射入區域Ⅰ中，只有沿直線AC 運動的粒子才能進入區域Ⅱ。若區域Ⅰ中電場強度大小為E，磁感應強度大小為B1，區域Ⅱ中磁感應強度大小為B2，則粒子從CF 的中點射出，它們在區域Ⅱ中運動的時間為t0。若改變電場或磁場強弱，能進入區域Ⅱ中的粒子在區域Ⅱ中運動的時間為t，不計粒子的重力及粒子之間的相互作用，下列說法中正確的是（ ）。