高中物理選擇題的常見類型及答題技巧分析研究

河北 李富恩 北京 何彥雨

選擇題是考試必考題型，且都為試卷的開頭，做好選擇題可以給學生樹立信心，鼓舞士氣。選擇題不需要規(guī)范的解題過程，這就需要學生在準確把握的基礎(chǔ)上盡量提速，為后面的大題讓出時間。本文就高中物理常見的選擇題的類型以及解答技巧做一個梳理和歸整。

第一類：識記型——直接判斷法

這類題目主要考查學生對物理知識內(nèi)容的識記和簡單的理解，難度一般不是很大。但需要學生結(jié)合題中條件，運用所學知識或規(guī)律進行直接的判斷。

【例1】(2018年全國卷Ⅱ第33題)對于實際的氣體，下列說法正確的是________。

A.氣體的內(nèi)能包括氣體分子的重力勢能

B.氣體的內(nèi)能包括分子之間相互作用的勢能

C.氣體的內(nèi)能包括氣體整體運動的動能

D.氣體體積變化時，其內(nèi)能可能不變

E.氣體的內(nèi)能包括氣體分子熱運動的動能

【分析】答案BDE。學生不僅要知道內(nèi)能是什么，還要知道改變內(nèi)能的方式是什么，需要熟記氣體內(nèi)能的判斷、計算方法和熱力學第一定律的內(nèi)容。本題粗心的學生可能忽略題中關(guān)鍵條件：實際的氣體，錯用理想氣體的內(nèi)能判斷本題答案。這類題目技術(shù)含量并不高，在考試中可以算是送分題。學生“盡量”能用語言復述所有定義、定理、定律的文字內(nèi)容，對課本中涉及的物理現(xiàn)象以及所舉的實例也應該做到心中有數(shù)。

第二類：推理型——巧用淘汰排除法

這樣的題型一般根據(jù)掌握的知識運用推理、分析和計算，將錯誤的答案逐項排除。在排除過程中有時需要運用特例或反例進行舉證。

【例2】紙面內(nèi)兩個半徑均為R的圓相切于O點，兩圓形區(qū)域內(nèi)分別存在垂直紙面的勻強磁場，磁感應強度大小相等、方向相反，且不隨時間變化。一長為2R的導體桿OA繞過O點且垂直于紙面的軸順時針勻速旋轉(zhuǎn)，角速度為ω，t=0時，OA恰好位于兩圓的公切線上，如圖1所示。若選取從O指向A的電動勢為正，下列描述導體桿中感應電動勢隨時間變化的圖象可能正確的是

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圖1

A

B

C

D

【分析】導體棒由如圖所示位置進入右側(cè)磁場勻速轉(zhuǎn)動切割磁感線，因切割磁感線時導體棒的有效長度發(fā)生變化，感應電動勢不是定值，排除A選項，但切割有效長度不是均勻變化，故排除B選項，根據(jù)右手定則判斷感應電動勢的方向由O指向A且為正向，排除D選項。

此種判斷方法可以通過分析、推理和計算，將不符合題意的選項一一排除，最終留下的就是符合題意的選項，如果選項是完全肯定或否定的判斷，可通過舉反例的方式排除。

第三類：判斷型——巧用舉證法

這類題的選項中，經(jīng)常帶有“一定”“不可能”“都”等肯定的詞語，只需我們找到否定它的例子，就可以排除這個選項，而有的選項中含有“可能”“可以”等不確定詞語，只要能舉出一個特殊例子證明它正確，就可以肯定這個選項是正確的。

【例3】(2019年全國卷Ⅱ第20題)靜電場中，一帶電粒子僅在電場力的作用下自M點由靜止開始運動，N為粒子運動軌跡上的另外一點，則

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A.運動過程中，粒子的速度大小可能先增大后減小

B.在M、N兩點間，粒子的軌跡一定與某條電場線重合

C.粒子在M點的電勢能不低于其在N點的電勢能

D.粒子在N點所受電場力的方向一定與粒子軌跡在該點的切線平行

【分析】本題考查靜電場知識，題目中給出運動軌跡上兩點M和N，但是沒給圖象，這給學生解題帶來很大的困難。再看四個選項中分別出現(xiàn)了“可能”“一定”“不低于”等幾個關(guān)鍵詞，學生就可以應用舉證法來進行篩選。帶電粒子沒有明確是正電還是負電，電場也沒有明確是勻強電場還是非勻強電場，這就需要學生靈活把握。對于A選項，如圖2所示，假如有一個帶負電的粒子自M點由靜止釋放，則它僅在電場力的作用下將向下先加速運動到O點，然后再減速運動到N點，也就是存在這樣的粒子，其速度先增大后減小的情況，選項A正確，但是此帶電粒子的運動軌跡并沒有沿著電場線，選項B錯誤。粒子從M點由靜止開始運動到N點過程中，電場力做正功或不做功，所以粒子在M點電勢能不低于其在N點電勢能，選項C正確。D選項中出現(xiàn)了一定，所以我們只要找到一個反例進行反駁即可排除，如圖3所示，若M初始位置不在兩電荷連線的中垂線上，則帶電粒子將做曲線運動，在N點受到的電場力則不與軌跡在該點的切線平行，排除D選項。

圖2

圖3

熟練解決此類問題，需要學生熟悉高中物理教材中的基本概念、基本原理、基本觀點、基本模型，并能靈活應用。

第四類：表達式型——特殊值代入法

當答案不易推導，我們可以嘗試著用特殊值代入法進行排除或選擇，將選項范圍縮小，之后再根據(jù)相對簡單的分析、推導或計算剩余答案，進而得出正確選項。

【例4】(2012年全國卷Ⅰ第21題)假設(shè)地球是一半徑為R、質(zhì)量分布均勻的球體。一礦井深度為d。已知質(zhì)量分布均勻的球殼對殼內(nèi)物體的引力為零。礦井底部和地面處的重力加速度大小之比為

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第五類：變化型——極限分析法

極限法的分析方法應用比較廣，它不同于特殊值法，極限法是將某些物理量的數(shù)值推向極端，比如將某些物理量取極小值零，或取極大值無限大，根據(jù)設(shè)置的極限值得出想要的結(jié)果。

【例5】(2013年江蘇卷第4題)在輸液時，藥液有時會從針口流出體外，為了及時發(fā)現(xiàn)，設(shè)計了一種報警裝置，電路如圖4所示。M是貼在針口處的傳感器，接觸到藥液時其電阻RM發(fā)生變化，導致S兩端電壓U增大，裝置發(fā)出警報，此時

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圖4

A.RM變大，且R越大，U增大越明顯

B.RM變大，且R越小，U增大越明顯

C.RM變小，且R越大，U增大越明顯

D.RM變小，且R越小，U增大越明顯

【分析】由題可知傳感器接觸到藥液時S兩端電壓U增大，說明流經(jīng)S的電流是增大的，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知RM變小，排除了A和B選項，現(xiàn)讓定值電阻R取極小值零，則電阻R把傳感器短路，無論傳感器電阻如何變化，S的電壓都不變，也就是對S的電壓影響越小，排除D選項，選項C正確。

極值法也是我們經(jīng)常用到的方法，比如將動摩擦因數(shù)、電源內(nèi)阻、施加的最小力、彈簧的最小形變設(shè)為零，也可以將它們設(shè)為最大，根據(jù)推出的顯而易見的結(jié)果進行進一步的推理和分析，展開問題的討論。

第六類：表達式型——單位制判斷法

【例6】如圖5所示為一個內(nèi)、外半徑分別為R1和R2的圓環(huán)狀均勻帶電平面,其單位面積帶電量為σ。取環(huán)面中心O為原點,以垂直于環(huán)面的軸線為x軸，設(shè)軸上任意點P到O點的距離為x，P點電場強度的大小為E。下面給出E的四個表達式(式中k為靜電力常量)，其中只有一個是合理的。你可能不會求解此處的場強E，但是你可以通過一定的物理分析，對下列表達式的合理性做出判斷。根據(jù)你的判斷，E的合理表達式應為

( )

圖5

【分析】等式中涉及的物理量電場強度的單位N/C，靜電力常量k的單位Nm2/C2，單位面積的帶電量σ單位是C/m2，等式右邊第一部分2πkσ的單位為N/C，若要等式成立需剩余部分無單位，所以排除掉A和C兩個選項。再結(jié)合極限法，x取極小值零，即當x=0時，圓環(huán)中心O處的電場強度為零，x取極大值∞時，∞處的電場強度也為零，所以選項B正確，選項D錯誤。此題解析過程同時用了兩種分析方法，但都沒有超越考生的解題范疇。

第七類：動態(tài)分析型——作圖分析法

“圖示法”在高中物理解題中有著廣泛的應用，通過作圖可以簡化復雜的公式推導，更能直觀、快速、準確地得到問題的答案，高中應大力提倡考生運用作圖分析法解決問題。

【例7】(2019年全國卷Ⅰ第19題)如圖6所示，一粗糙斜面固定在地面上，斜面頂端裝有一光滑定滑輪，一細繩跨過滑輪，其一端懸掛物塊N，另一端與斜面上的物塊M相連，系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)?，F(xiàn)用水平向左的拉力緩慢拉動N，直至懸掛N的細繩與豎直方向成45°。已知M始終保持靜止，則在此過程中

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圖6

A.水平拉力的大小可能保持不變

B.M所受細繩拉力大小一定一直增加

C.M所受斜面的摩擦力大小一定一直增加

D.M所受斜面的摩擦力大小可能先減小后增加

【分析】如圖7所示，先以物塊N為研究對象，水平向左拉力F使其緩慢向左移動，N受力平衡，N受到恒定不變的重力mg，向左的拉力F以及繩子的拉力FT，直至細繩與豎直方向夾角為45°的過程中，水平拉力F逐漸增大，繩子拉力FT逐漸增大，排除A選項，選定B；M受力分析示意圖如圖8所示，C選項中包含著“一定”，所以采用舉證法，假如初始M受到的摩擦力Ff沿斜面向上，則隨著拉力FT的增加，M受到摩擦力Ff先減小后增加，排除C選項，綜合起來，正確答案為BD。

圖7

圖8

“作圖法”和“圖象法”在物理學中都有著十分重要的地位，它們將抽象的物理概念、物理規(guī)律直觀化，類似的還有力的圖示法、力的示意圖、運動情境示意圖、電路圖、光路圖，以及各類函數(shù)圖象，在應用這些“圖”解決問題時能收到事半功倍的效果，充分利用圖線中的特殊點、切線、交點、斜率、截距、面積以及函數(shù)表達式，豐富解題思路，簡化解題步驟，既能化繁為簡，還可能柳暗花明。

還有一種分析方法叫三角形相似法，它也可以歸結(jié)到作圖法中，需要作出矢量三角形和幾何三角形，利用兩三角形相似比來解決分析問題，這個方法在高中也是經(jīng)常用到的。

第八類：復合型——綜合分析法

這類題目相對來說比較難，往往作為選擇題的壓軸題，一般會融合多個知識點，比如涉及概念、定理、定律、圖象、運動模型、數(shù)學推導等，解決的方法也不唯一，所以我們把它定義為復合型，采用綜合分析法解決。

【例8】(2019年全國卷Ⅰ第21題)在星球M上將一輕彈簧豎直固定在水平桌面上，把物體P輕放在彈簧上端，P由靜止向下運動，物體的加速度a與彈簧的壓縮量x間的關(guān)系如圖9中實線所示。在另一星球N上用完全相同的彈簧，改用物體Q完成同樣的過程，其a-x關(guān)系如圖9中虛線所示，假設(shè)兩星球均為質(zhì)量均勻分布的球體。已知星球M的半徑是星球N的3倍，則

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圖9

A.M與N的密度相等

B.Q的質(zhì)量是P的3倍

C.Q下落過程中的最大動能是P的4倍

D.Q下落過程中彈簧的最大壓縮量是P的4倍

將物體P和Q輕放在彈簧上端，這樣兩物體就在彈簧上下做簡諧運動，簡諧運動的平衡位置即a=0處，由圖象可知，物體P和Q振動的振幅A分別為x0和2x0，所以兩彈簧的最大壓縮量都為振幅的兩倍，選項D錯誤。綜合可知選項AC正確。

這道選擇題的難度相當于一道大題的難度，四個選項分別涉及四個不同的考點，考查學生對知識的熟練掌握程度和解決問題的能力，真正考查學生的綜合能力。在A選項中考查了牛頓第二定律、圖象問題，應用圖線表達式，正確對接縱軸截距，還考查了天體中的重要近似，密度定義；B選項中轉(zhuǎn)移到了考查橫截距、力的平衡；C選項又轉(zhuǎn)移到考查圖線的面積，要求學生必須能巧妙對接，否則找不到解決問題的突破口；D選項設(shè)計更巧妙，將物體在彈簧上的上下往復運動與簡諧運動模型進行對接，達到了本題考查的奧妙。每一環(huán)節(jié)中必須運用強大的數(shù)學運算作為基礎(chǔ)，是一道融合多個知識點、考查學生多種能力的綜合題。