例談物理“新情境題”的應(yīng)對(duì)策略

胡朝平

高考物理試卷中經(jīng)常會(huì)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(duì)這些“新情境題”，很多同學(xué)會(huì)感覺無(wú)所適從。下面就同學(xué)們?cè)诟黝惪荚囍薪?jīng)常會(huì)遇到的幾類“新情境題”進(jìn)行剖析，總結(jié)解題的應(yīng)對(duì)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(jìn)行適當(dāng)變化而來(lái)的。從表面上看題目并沒有多少新意，但仔細(xì)品味就會(huì)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(jìn)行巧妙變化而成的。主要變化是要判斷電流表測(cè)量的是哪個(gè)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(guò)自耦變壓器抽頭1和2間的電流為原線圈電流，流過(guò)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(shì)流向高電勢(shì)，在原線圈回路中負(fù)載電流從高電勢(shì)流向低電勢(shì)，同時(shí)流過(guò)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(duì)值。

解題策略：這是一道看似平平無(wú)奇，實(shí)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(yùn)動(dòng)，這是同學(xué)們所熟識(shí)的;但稍加思索就會(huì)發(fā)現(xiàn)，它與同學(xué)們以往做的題目大不相同，因?yàn)樾∏蚺c極板每碰一次，都會(huì)有等于q 的電荷量通過(guò)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(qiáng)的綜合性，既用到了電路的知識(shí)，又用到了受力分析、牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)等。這就要求同學(xué)們?cè)谄綍r(shí)的學(xué)習(xí)中不但要正確理解有關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)，具備扎實(shí)的基本功，而且要做到舉一反三、融會(huì)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(shí)與科學(xué)技術(shù)相結(jié)合、物理模型與生活實(shí)際相結(jié)合、科學(xué)知識(shí)與人文精神相統(tǒng)一的命題思路，充滿創(chuàng)新意識(shí)，富有時(shí)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(duì)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(qiáng)類似，地球表面的大氣壓可以認(rèn)為是對(duì)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(cè)得地球表面的大氣壓p0 =1.0×105 Pa，空氣的平均相對(duì)分子質(zhì)量為29，對(duì)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(duì)流層的厚度h（保留2 位有效數(shù)字）。

（2）對(duì)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(qiáng)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(gè)分子所占空間的邊長(zhǎng)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(shí)基礎(chǔ)，縱橫聯(lián)系，活化思維。首先，要有相當(dāng)扎實(shí)的物理功底，既要熟練掌握中學(xué)物理的基本知識(shí)和基本原理，又要透徹理解有關(guān)規(guī)律的來(lái)龍去脈。其次，要留心日常生活，關(guān)心社會(huì)科技，加強(qiáng)課外閱讀，努力拓寬知識(shí)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(dá)的意思，厘清思路;要開動(dòng)腦筋，聯(lián)想所學(xué)過(guò)的知識(shí)、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(guò)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(yùn)動(dòng)過(guò)程中的x-t 圖像是拋物線的一部分，物體在t1 時(shí)刻的位置坐標(biāo)為x1，在t2 時(shí)刻的位置坐標(biāo)為x2，則物體在（t1+t2）/2 時(shí)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(yùn)動(dòng)過(guò)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(yùn)動(dòng)”模型是關(guān)鍵。

物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的x-t 圖像是拋物線的一部分，說(shuō)明物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng);觀察物體的x-t 圖像可知，物體沿正方向做勻減速直線運(yùn)動(dòng)。因此物體在某一段時(shí)間內(nèi)中間時(shí)刻的速度等于這段時(shí)間內(nèi)的平均速度，即物體在（t1+t2）/2 時(shí)刻的速度等于t1～t2 時(shí)間內(nèi)的平均速度，即物體在（t1+t2）/2 時(shí)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?cè)谑炀氄莆栈局R(shí)和基本原理的基礎(chǔ)上，深刻理解重要模型的建立過(guò)程，以及在模型建構(gòu)過(guò)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）