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方法物理綜合問題專題

瀏(liú)覽次數:4542   發布時間:2005-09-07
一、高考(kǎo)物理方法物理綜合問題特點

方法物理實際(jì)問題強調(diào)綜合性、概念性(xìng)和方******。高考物(wù)理方法物(wù)理綜合問題特點表現為:

1、以(yǐ)物理實(shí)驗為背(bèi)景。創設一些實踐性和(hé)探索性的創新實驗(yàn)問題,考查(chá)學生能運用(yòng)已學的知識、實(shí)驗思想方(fāng)法(例如,圖象、間(jiān)接測量、放大、轉化、比較等實驗思想方法)設(shè)計(jì)新情景的(de)實驗方案(àn)能力,運用實驗數據處理方法(例如,線性化、圖象外推、圖象麵積處理等方法)分析處理實驗數據給出結果能力,運用誤差分析方法分析誤差原因、提出減小(xiǎo)誤差的方法能力。

2、以科學研究和技(jì)術設(shè)計(jì)為背景。問(wèn)題中滲透一(yī)定的科學探索、研究方法以及科技設計思想方法因素(sù),考查學生能正確運用科學研究方法和思維方法(假設、類比、等效(xiào)、微元、特(tè)殊化、對稱、分析與綜合、歸納和演繹(yì)等)進行探索求解能(néng)力和科學素養。

二、曆屆物理(lǐ)高考方法物理綜(zōng)合(hé)問題考查列表小結

方法(fǎ)物理問題
 問題情景
 物理理論
 實驗方(fāng)法、思維(wéi)方法
 
86全國(guó)高考題
 幹電池電動勢的測量
 歐姆定(dìng)律
 多次間接測量
 
97上海高考(kǎo)題
 測量重力加速度
 單擺周期公式
 圖象及線性化方法
 
97上海高考題
 測量(liàng)滑動(dòng)磨(mó)擦係數
 F=ma,運動學公式
 間接測(cè)量、誤差分析
 
98全國高考題
 電阻的測量
 全電路歐姆定律
 二次間接測(cè)量方法
 
99上(shàng)海(hǎi)高考題(tí)
 汽(qì)車加速度測(cè)量
 ΔS=aT2
 放******,點(diǎn)跡法(fǎ)
 
99上(shàng)海高考題
 地球半徑(jìng)估測
 光(guāng)的直線傳播,幾何知識
 數學方法
 
2000全國高考題
 電流表內阻的測(cè)量(liàng)
 電路知識,歐姆定律
 二次測量、比較方(fāng)法
 
2000全國(guó)高考題
 核子間關聯的“雙電(diàn)荷交換反應(yīng)”的力(lì)學模型
 力和運動、動(dòng)量守恒
 模型方法、動態思維、信息檢索能力
 

三、高考物理方法物理綜合問題複習途徑(jìng)

(一)、改變原有學生實驗因素,運用已學的實驗思想方法設計新(xīn)的(de)實驗

高考複習中教師可以(yǐ)原來學生(shēng)實驗為起點(diǎn),通過改變原有(yǒu)學生(shēng)實驗的實驗條件、實驗儀器、實(shí)驗目的、實驗要求(qiú)提出創新的實驗問題,引(yǐn)導學生運用已(yǐ)學的實驗(yàn)相思方法和理論(lùn)來設計新的實驗方案、數據實驗處理方法、分析實驗誤差,從而培養學生的實驗設計能力和創新能力。

例1、在<<用單擺測量重力加速度>>實驗中,若實驗(yàn)中(zhōng)沒有(yǒu)小球,而隻給一形狀不規則的小石頭(tóu),則如(rú)何測量當(dāng)地的重力加速度?

[分析與解]:這個新的實驗是(shì)在改變原有(yǒu)實驗儀器的(de)基礎上提出來的,新的實驗(yàn)需要(yào)運用新的實驗相思方法來設計,即需運用二次(cì)間接測量方法求(qiú)g,即:用細線和小石頭組成一(yī)單擺(bǎi),分(fèn)別測出細線長度(dù)為L1、L2時單擺的振動周期(qī)T1、T2,分別列出:T1=2π√L1/g, T2=2π√L2/g

由上二式解(jiě)之:g=4π2(L1-L2)/(T12-T12)。為了減小誤差,應多次測量(liàng)求平均值。 



給出(chū)實驗數據(jù)後,教師(shī)引導學生運用(yòng)圖象和線性化方法處理實(shí)驗數據(以L為橫坐標,T2為縱坐標),給出如圖10所示的圖象(xiàng),由圖象給出(chū)g=4πctgθ。

上述課外實驗中,通過運間接測量方法巧妙設計實驗方案,

運用圖象、線性化方法(fǎ)處理實(shí)驗數據精確測出g,培養了學生實驗設計和數據處(chù)理能力。

例2、(2000年全國(guó)物理高考實驗題)從下表中選出實驗器材,設計一電路來測量電(diàn)流表A1的(de)內(nèi)阻r1,要求方法簡捷,有盡可能(néng)高(gāo)的測量精度,並能測得多組數據。



儀器代號
 規 格
 
電流表(G1)
 量程10mA內阻r1待(dài)測(約40Ω)
 
電流表(G2)
 量程500μA,內(nèi)阻r1=750Ω
 
電壓表(V)
 量程10V,內阻r3=10kΩ
 
電(diàn)阻(R1)
 阻值約100Ω,作保護電(diàn)阻用
 
滑動變阻器R2
 總阻值為50Ω
 
電池(E)
 電動勢1.5V,內阻很小
 
電(diàn)鍵(K)
  
 
導線 若幹
  
 

在虛(xū)線(xiàn)方框(kuàng)中畫出電路圖,表明所用儀器(qì)的代號; 


若選測量數(shù)據中一組來計算r1,則所用的表達式為r1=---------------,式中各(gè)符號(hào)的物理(lǐ)意義是---------------------------------------------------------------------------。 

[分析(xī)與解]:這個實驗題是在(zài)高中物理學生實驗限流外接法(fǎ)測量電(diàn)阻的基礎上,通過改變(biàn)實驗對象(原來(lái)是金屬絲(sī),現變為電流表)而提出的一個新的實(shí)驗(yàn)問題。由(yóu)於(yú)測量對象改變,不能運用(yòng)原來伏安法來測(cè)量電流表的(de)內阻。根據題中給予的實驗儀(yí)器,應運用比較的方法(fǎ)來(lái)測量,電流控製電路可用(yòng)分壓(也可運用限流電路),設計的電路圖如圖所示。r1=I2r2/I1,其中I2為通過A2表的電流強度,I1為通過A1表的電流強度(dù)。

(二)、運用已學的理論和方法進行新情景實驗設(shè)計和處理

近幾年物理高考實驗題中出(chū)現很多情景新穎的設計性、探索性(xìng)實驗題(tí),主要考查學生運用所學的理論和(hé)實驗思想方(fāng)法進行(háng)實驗設計(jì)能力和數據處理能(néng)力。 



例3(99年上海市物理高考題).現有一阻值(zhí)為10

歐姆的定(dìng)值電阻、一個電鍵(jiàn)、若幹根導線和(hé)一個電(diàn)壓表,

此電壓表表麵上有刻度但無刻度(dù)值,要求設計一個(gè)能測

量某電源內阻(zǔ)的實驗方案(已知電壓表內阻很大(dà),電壓

表量程大於電源的電動勢,電源內阻約為幾歐姆(mǔ))。要求:


畫出實驗電路圖; 

(2)簡要寫出完成連(lián)接後的實驗(yàn)步驟;

(3)寫出用(yòng)測得量計算(suàn)電源內阻的表達式。

[解與分析(xī)]:(1)實驗電路如圖4所示;(2)實驗步(bù)驟為:合上(shàng)電鍵,記下電壓表偏轉格數N1,合上電鍵,記下電壓(yā)表偏轉格數N2;(3)根據全電路歐姆定律列出

二次實(shí)驗時有(yǒu)關(guān)物理之間的關係式:ε= KN1,ε=KN2+rKN2/R,解之(zhī):r=R(N1- N1)/ N1

例3高考(kǎo)題是一個(gè)以新實驗為情景的探索創新方法物理問題,問(wèn)題中滲透了高中物理穩定電路知識(shí),考查了學生運用二次(cì)間直測量實驗思想方法結合數學知識設計實驗方案的能力。

例4、某同學用(yòng)自(zì)來水龍滴(dī)水做測(cè)量重力加(jiā)速度實驗,他把(bǎ)金屬盤放在水(shuǐ)龍頭正下方h處(chù),調(diào)節(jiē)開頭(tóu),使一滴水(shuǐ)剛(gāng)落在盤中時,加另一(yī)滴水剛好從自來水龍頭處開始下落,這兩滴之間沒有其它(tā)水滴。試問:


此同學的實驗原理; 


所需測量的物(wù)理量及實驗儀(yí)器。 

[分析與(yǔ)解]:這是一個新情景的物理設計性實驗題,學生可運用自由落體(tǐ)運動(dòng)規律h=gt2/2得g=√2h/t2,運用米尺測出水龍頭和金屬盤之間距離(lí)h,但此實驗主要誤差是時間t的測量,為了減小商量誤差,應運用放大的實驗思想方法測量時間(jiān)(此方法在運用單(dān)擺測重力加(jiā)速度實驗中已運用),即從調節開頭,使一滴水剛落在(zài)盤中(聽水滴撞擊金屬盤的聲音),另(lìng)一滴水剛要從(cóng)水龍頭處開始下落,從某滴水落入盤中時(shí)開始計時,並計數為1,用秒(miǎo)表共測了t0時間,剛好有(yǒu)n(n較大)滴水落入盤中。因而水(shuǐ)滴自由下落時間為(wéi)t= t0/(n-1),重力加速度:

g=√2h(n-1)2/t02。

 

(三)、以科學和技術研究為背景,滲透科學研究方法和(hé)思維方法

近幾年高考物理題(tí)中常以科學研(yán)究為背(bèi)景,滲透科學研究方法的方法物理問題,例(lì)如,地球半徑的測量、太陽密(mì)度(dù)的估算、太(tài)陽係模型與氫原子(zǐ)模型的(de)類比(bǐ)等(děng),通過這種方法(fǎ)物理問題測試,在考查了高中物理重要知識的(de)同(tóng)時,重點考查了學生能否(fǒu)運用物理學研究的科學方(fāng)法(假設方法、對稱(chēng)方(fāng)法、等效方法、近似方法、圖象(xiàng)方法等)和思維方法(歸納思維、特殊化思維(wéi)等)。

例5、用一個標有“12V、24W”的(de)燈泡做(zuò)實驗,測得(dé)燈絲的電阻R隨燈泡兩端電壓變化關係如圖所示(shì),利用這條曲線:

(1)計算正常發光情況下燈絲的電功率;

(2)計算正常發光(guāng)情況嚇燈絲的溫度(假設燈絲(sī)電阻與其絕對(duì)溫度成正比,室溫(wēn)為300K);

(3)現把一定值電阻與燈泡串聯(lián),接到20V的電壓上,要使燈泡能正常發光,串聯的(de)電阻應(yīng)為多大?




當燈泡開關合上後,需0.5s燈泡(pào)才能正常發光,為什麽這時燈泡(pào)電流比開始時小?計算電流大值。 

例6、容積為V=100cm3的空球帶有一根有刻度的均勻長管,管上N=101個刻度,設長管與球連接處為(wéi)第一個刻度,以後順(shùn)序向上排列,相鄰兩刻度間管的容積為0.2cm3。水銀液(yè)滴將球內的空氣與(yǔ)大氣隔(gé)開,如圖所(suǒ)示。當溫(wēn)度為t=5°C時,水銀滴在刻度為n=21的地方,那(nà)麽在此大氣壓下,能否用它測量溫度?說明理由,若能,求其測量範圍(不計容器熱(rè)膨脹)。
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