巧解物理選擇題

鳳云香

(佛山市容山中學(xué) 廣東 佛山 528303)

從2010年起廣東省高考實(shí)行“3+理(文)綜”模式，物理總分100分，其中選擇題為46分，接近一半的分值.因此能否在選擇題上獲取高分，對高考物理成績影響很大.快速、準(zhǔn)確地解出選擇題就為后面的大題留下充足的思考時(shí)間，為大題拿高分打下了基礎(chǔ).一般，解答選擇題的策略是以直接思路肯定為主，間接思路否定為輔，準(zhǔn)確、快捷、巧解是解選擇題的基本要求.要在“巧”字上做文章，配合使用多種解題方法，盡量避免“小題大做”.

1 直接推理法

大部分的選擇題直接考查學(xué)生對物理概念的理解和對物理規(guī)律、定律、定理的簡單應(yīng)用.這類題型可直接從題設(shè)的條件出發(fā),利用已知條件、相關(guān)公式、定律、定理、推論、規(guī)律通過準(zhǔn)確的運(yùn)算、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评?、合理的?yàn)證得出正確的結(jié)論，從而確定選擇項(xiàng)的方法叫直接推理法.

【例1】(2008年高考全國卷Ⅱ) 如圖1所示，一固定斜面上兩個(gè)質(zhì)量相同的小物塊A和B緊挨著勻速下滑，A與B的接觸面光滑.已知A與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)是B與斜面之間動(dòng)摩擦因數(shù)的2倍，斜面傾角為α.B與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)是

C.tanαD.cotα

圖1

解析：將A,B作為一個(gè)整體研究,A,B勻速下滑，沿斜面方向受力平衡，重力沿斜面向下的分力等于兩者所受的摩擦力

2μBmgcosα+μBmgcosα=2mgsinα

所以B與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為

【例2】(2009年高考廣東卷)如圖2所示，電動(dòng)勢為E、內(nèi)阻不計(jì)的電源與三個(gè)燈泡和三個(gè)電阻相接，只合上開關(guān)S1，三個(gè)燈泡都能正常工作，如果再合上開關(guān)S2，則下列表述正確的是

A.電源輸出功率減小

B.L1上消耗的功率增大

C.通過R1上的電流增大

D.通過R3上的電流增大

圖2

解析：在合上開關(guān)S2之前，三個(gè)燈泡都能正常工作，合上S2之后，電路中的總電阻R總減小，則I總增大，即流過R1的電流增大，由于不計(jì)內(nèi)阻，電源的輸出功率P出=EI，可見電源的輸出功率增大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；R1兩端的電壓增大，則并聯(lián)部分的電壓減小，通過R3的電流減小，通過L1的電流也減小，所以L1消耗的功率減小.可見只有C選項(xiàng)正確.

點(diǎn)評：直接推理法是解答選擇題最重要的方法.當(dāng)試題涉及到對某一物理概念的理解,求某一物理量是多少,與什么因素有關(guān)或者求物理量之比，應(yīng)采用直接推理法，推導(dǎo)出該物理量的表達(dá)式就可以了.另外，閉合電路的動(dòng)態(tài)分析,電容器的動(dòng)態(tài)分析等這種類型的問題也應(yīng)采用直接推理法.

2 反向排除法

所謂反向排除法是根據(jù)物理基本概念、基本規(guī)律和生活經(jīng)驗(yàn)先排除選項(xiàng)中明顯不合理選項(xiàng)，可以使解答過程更簡捷、更準(zhǔn)確，這也是解選擇題一種最基本的方法.特別是廣東新高考，單選和雙選分開，更加容易根據(jù)“四選一”或“四選二”的指令，逐步剔除干擾項(xiàng)，從而得出正確的判斷.

【例3】(2009年高考廣東卷)發(fā)射人造衛(wèi)星是將衛(wèi)星以一定的速度送入預(yù)定軌道.發(fā)射場一般選擇在盡可能靠近赤道的地方，如圖3所示，這樣選址的優(yōu)點(diǎn)是，在赤道附近

A.地球的引力較大

B.地球自轉(zhuǎn)線速度較大

C.重力加速度較大

D.地球自轉(zhuǎn)角速度較大

圖3

解析：地球由西向東旋轉(zhuǎn)，如果火箭向東發(fā)射，就可以利用地球自轉(zhuǎn)的慣性，節(jié)省推力.隨著地球緯度的變化，各處轉(zhuǎn)動(dòng)的速度不一樣，地球轉(zhuǎn)動(dòng)的速度在赤道處最大，可達(dá)0.46 km/s;這個(gè)速度隨著緯度的增加而減小，在南北兩極為零.所以，發(fā)射地點(diǎn)的緯度越高，火箭所需要的推力也越大.如果順著地球自轉(zhuǎn)的方向，在赤道附近發(fā)射衛(wèi)星，就可以充分利用地球的自轉(zhuǎn)慣性，好像“順?biāo)浦邸币粯?但很多學(xué)生并不知道這個(gè)知識，這個(gè)題目可以用排除法很快得出正確答案，衛(wèi)星在赤道附近和其他地方的萬有引力應(yīng)該是一樣大的，故A錯(cuò)誤.重力加速度隨著緯度的降低而減小，在赤道處最小，而地球各處的自轉(zhuǎn)角速度是相同的，故四個(gè)選項(xiàng)中只有選項(xiàng)B是正確的.

點(diǎn)評：當(dāng)試題情境較新或者用直接推理比較困難時(shí)，可以采用反向排除法，首先排除明顯錯(cuò)誤的選項(xiàng)，即使其他選項(xiàng)不能確定，用此方法也可以提高正確率.

3 圖像法

所謂圖像法就是根據(jù)題目條件作出相關(guān)的圖像，如力的矢量圖、v-t圖、F-t圖等，或利用題目給出的已知圖像，借助圖形的直觀性，抓住圖線的斜率、截距的物理意義快速地作出正確的判斷.

【例4】(2009年高考江蘇卷)如圖4所示，兩質(zhì)量相等的物塊A，B通過一輕質(zhì)彈簧連接，B足夠長，放置在水平面上，所有接觸面均光滑.彈簧開始時(shí)處于原長，運(yùn)動(dòng)過程中始終處在彈性限度內(nèi).在物塊A上施加一個(gè)水平恒力，A，B從靜止開始運(yùn)動(dòng)到第一次速度相等的過程中，下列說法中正確的有

A.當(dāng)A，B加速度相等時(shí)，系統(tǒng)的機(jī)械能最大

B.當(dāng)A，B加速度相等時(shí)，A，B的速度差最大

C.當(dāng)A，B的速度相等時(shí)，A的速度達(dá)到最大

D.當(dāng)A，B的速度相等時(shí)，彈簧的彈性勢能最大

圖4

解析：處理本題的關(guān)鍵是對物體進(jìn)行受力和運(yùn)動(dòng)過程分析，使用圖像處理則可以使問題大為簡化.對A，B在水平方向受力分析如圖5所示，F(xiàn)1為彈簧的拉力.當(dāng)加速度大小均為a時(shí)

對A有F-F1=ma

圖5

在整個(gè)過程中A的合力(加速度)一直減小而B的合力(加速度)一直增大，在達(dá)到共同加速度之前A的合力(加速度)一直大于B的合力(加速度)，之后A的合力(加速度)一直小于B的合力(加速度).兩物體運(yùn)動(dòng)的v-t圖像如圖6所示，t1時(shí)刻，兩物體加速度相等，斜率相同，速度差最大，當(dāng)F1=F時(shí)，A所受的合外力由F變到零，B所受合外力由零變到F，根據(jù)動(dòng)量定理可知,此時(shí)兩物體速度相等.t2時(shí)刻兩物體的速度相等，A速度達(dá)到最大值，兩實(shí)線之間圍成的面積最大值,即兩物體的相對位移最大，彈簧被拉到最長；除重力和彈簧彈力外其他力對系統(tǒng)正功，系統(tǒng)機(jī)械能增加，t1時(shí)刻之后拉力依然做正功，即加速度相等時(shí)，系統(tǒng)機(jī)械能并非最大值.所以選項(xiàng)B,C,D正確.

圖6

點(diǎn)評：當(dāng)試題涉及到一個(gè)物體多個(gè)運(yùn)動(dòng)過程或者多個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，如帶電粒子在交變電場中的運(yùn)動(dòng)、相對滑動(dòng)的系統(tǒng)，采用圖像法會(huì)使問題變得簡單明了.

4 特殊值法

有些選擇題，利用直接推理法雖然能得出正確結(jié)論，但要經(jīng)過大量的推理、運(yùn)算，花費(fèi)時(shí)間較多，如果用特殊值代替題設(shè)普遍條件，對各個(gè)選項(xiàng)進(jìn)行檢驗(yàn)，從而可以作出快速、正確的判斷.

【例5】質(zhì)量為M的汽車以恒定功率P在平直公路上行駛，汽車所受阻力不變，汽車勻速行駛時(shí)速度為v1，則當(dāng)速度為v2時(shí)，汽車的加速度大小為

解析：給v2賦予一個(gè)特定值，設(shè)v2=v1，由題意可知，此時(shí)物體做勻速運(yùn)動(dòng)，加速度為零.將v2=v1代入題A,B,C,D選項(xiàng)中，只有A選項(xiàng)能得到加速度為零，所以選項(xiàng)A正確.

圖7

【例6】如圖7所示,在升降機(jī)內(nèi)的彈簧下端吊一物體A,其質(zhì)量為m,體積為V,全部浸在水中，此時(shí)彈簧處于伸長狀態(tài).當(dāng)升降機(jī)由靜止開始以加速度a(a

A.不變 B.伸長

C.縮短 D.無法確定

解析：將加速度a取特殊值，a=g，則A物體只受重力作用，F(xiàn)彈=0，此時(shí)彈簧伸長量為零.故彈簧縮短了，選項(xiàng)C正確.

點(diǎn)評：當(dāng)所研究的物理過程單調(diào)變化時(shí)(如例5中物體在勻速運(yùn)動(dòng)之前,加速度一直在減小，速度一直在增大)，可以取該過程中的某一特殊值代入，可很快得到所要的結(jié)論.這種方法通常用在選擇表達(dá)式或?qū)ξ锢砹孔龀龆ㄐ缘呐袛?

5 極限法

極限法是指將某一物理量或某一物理過程向兩端極限延伸的解題方法.應(yīng)用極限思想解決某些問題，可以避開抽象、復(fù)雜的運(yùn)算，降低解題難度，優(yōu)化解題過程.

【例7】(2007年佛山一模)如圖8所示，彈簧測力計(jì)下端懸一滑輪，跨過滑輪的細(xì)線兩邊有A,B兩物體，mB=2 kg，不計(jì)線、滑輪質(zhì)量及摩擦，則彈簧測力計(jì)的示數(shù)可能為

A.40 N B.60 N

C.80 N D.100 N

圖8

解析：在本題中，A的質(zhì)量大小決定了A,B整體的加速度，加速度的大小又決定了A,B之間繩上拉力的大小，繩上拉力的大小決定了彈簧測力計(jì)示數(shù)的大小，即A的質(zhì)量的大小決定了彈簧測力計(jì)示數(shù)的大小.作極限思考,當(dāng)A的質(zhì)量為零時(shí)，連接A,B的繩上無拉力，彈簧測力計(jì)的示數(shù)F=0；當(dāng)A的質(zhì)量為無窮大時(shí)，對A,B整體有

因?yàn)閙A?mB，所以a比g小，但a與g非常接近.

對B進(jìn)行受力分析，知B受重力和繩的拉力T

T-mBg=mBa
T=mB(g+a)

彈簧彈力

F=2T=2mB(g+a)

因?yàn)閍接近g，所以F接近4mBg=80 N.

綜上所述可得0

【例8】(2009年湖南師大附中模擬)我國國家大劇院外部呈橢球型，假設(shè)國家大劇院的屋頂為半球型，一警衛(wèi)員為執(zhí)行特殊任務(wù)，必須冒險(xiǎn)在半球型屋頂向上緩慢爬行(圖9)，他在向上爬的過程中

A.屋頂對他的支持力變大

B.屋頂對他的支持力變小

C.屋頂對他的摩擦力變大

D.屋頂對他的摩擦力變小

圖9

解析：當(dāng)人在Q點(diǎn)時(shí)，屋頂對他的支持力為零，人若不掉下去，摩擦力應(yīng)與重力平衡；當(dāng)人爬到P點(diǎn)

時(shí)，屋頂對人的支持力與重力平衡，摩擦力為零.由此很快得出選項(xiàng)A,D正確.

點(diǎn)評：該方法通常用在對某個(gè)或某些物理量的范圍的界定，或做出一些定性的判斷,如增大、減小等.通?？梢詫δ骋晃锢磉^程或某一可變化的物理量作極限思考.

從2010年開始，廣東省高考物理選擇題作了重大改革，分為單選題和雙選題，相比以前的不定項(xiàng)選擇，選擇題的難度大大降低.因此只要學(xué)生平常多掌握解答選擇題的一些技巧，采用直接推理和反向排除相結(jié)合，迅速準(zhǔn)確的解答選擇題，提高高考物理成績應(yīng)該不是很難的問題.