3.综合题的解题理论:板块结构论。所谓物理综合题,或涉及的研究对象(物体)较多,或经历的物理过程复杂,或应用的物理规律较多。解答这样的问题,我们采用化繁为简、化整为零的分解方法去分析处理。把一个复杂的问题分解成若干个简单的问题,不妨称之为“板块”结构。如果研究的问题涉及到的对象(物体)较多,我们逐一研究,每个物体可以看作一个“板块”;如果一个问题涉及到的物理过程较复杂,我们把一个过程称之为一个“板块”;如果涉及较多的物理规律,我们把每个规律亦称之为一个“板块”。
例:电磁感应题:18、2007年第18题(16分)
如图4所示,空间等间距分布着水平方向的条形匀强磁场,竖直方向磁场区域足够长,磁感应强度B=1T,每一条形磁场区域的宽度及相邻条形磁场区域的间距均为d=0.5m,现有一边长l=0.2m、质量m=0.1kg、电阻R=0.1Ω的正方形线框MNOP以v0=7m/s的初速从左侧磁场边缘水平进入磁场,求
图4
(1)线框MN边刚进入磁场时受到安培力的大小F。
(2)线框从开始进入磁场到竖直下落的过程中产生的焦耳热Q。
(3)线框能穿过的完整条形磁场区域的个数n。
解:(1)线框MN边刚进入磁场时,感应电动势,感应电流,受到安培力的大小F=。
(2)水平方向速度为0,。
(3)线框在进入和穿出条形磁场时的任一时刻,感应电动势,感应电流,受到安培力的大小F=,得,
在距离内,由动能定理,,因为很短,可以看作,所以上式变为,约去,求和
,得
解得 ,线框能穿过的完整条形磁场区域的个数n=,取整数为4。
解题策略:对于综合题,除了认真研究各个物体的各个过程中的各种物理规律外,还应注意它们之间的联系,即衔接条件。如多个物体系统,各个物体都不是孤立的,往往都是通过相互作用(或比较等其它关系)而取得联系。复杂过程的各个过程之间也有联系,往往第一个过程的终了状态也就是第二个过程的初始状态。找到了衔接条件,可以减少未知量,增加已知量,或者增加解题方程的个数从而便于求解。
2.微元法解题:题目中出现微小变量,常考虑用微元法解题,微元法解题,体现了微分和积分的思想,江苏连续两年出现用微元法解的压轴大题,例如19、2006年第19题
如图2所示,顶角=45°的金属导轨MON固定在水平面内,导轨处在方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中。一根与ON垂直的导体棒在水平外力作用下以恒定速度v0沿导轨MON向右滑动,导体棒的质量为m,导轨与导体棒单位长度的电阻均为r.导体棒与导轨接触点的为a和b,导体棒在滑动过程中始终保持与导轨良好接触,t=0时,导体棒位于顶角O处,求:
图2
(1)t时刻流过导体棒的电流强度I和电流方向。
(2)导体棒作匀速直线运动时水平外力F的表达式。
(3)导体棒在O-t时间内产生的焦耳热Q。
(4)若在t0时刻将外力F撤去,导体棒最终在导轨上静止时的坐标x。
解:(1)0到时间内,导体棒的位移 ,
时刻,导体棒的有效长度 ,
导体棒的感应电动势 ,
回路总电阻 ,
电流强度为 ,
电流方向。
(2)。
(3)时刻导体棒的电功率 =,
。
(4)撤去外力后,设任意时刻导体棒的坐标为,速度为,取很短时间或很短距离,在,由动能定理得
=(忽略高阶小量) ①
得 = ②
③
扫过的面积: = ④ ( ⑤)
得。 ⑥
图3
或 设滑行距离为,
则 ⑦
即 ⑧
解之 (负值已舍去) ⑨
得 ⑩
= (11)
解题策略:一份好的试卷,都有原创题,都有创新之处,或者物理情景创新,或者解题方法创新。本题的创新之处在于用“微元法”解题。微元法解题,体现了微分和积分的思想,考查学生学习的潜能和独创能力,有利于高校选拔人才。这是全卷最难的题目之一,是把优秀学生与最优秀学生区分的题目。这样的题目,老师是讲不到的。微元法,虽然老师讲了方法,讲了例题,也做了练习,但考试还要靠考生独立思考、独立解题。这样的题是好题。本题以电磁感应为题材,以“微元法”为解题的基本方法,可以用动量定理或动能定理解题。对于使用老教科书的地区,这两种解法用哪一种都行,但对于使用课程标准教科书的地区就不同了,因为他们的教科书把动量的内容移到了选修3-5,如果不选修3-5,则不能用动量定理解,只能用动能定理解。本文就避免了动量的内容而用动能定理解。
关于微元法。在时间很短或位移很小时,变速运动可以看作匀速运动,梯形可以看作矩形,所以有,。微元法体现了微分思想。
关于求和。许多小的梯形(图中画下斜线的小梯形)加起来为大的梯形(图4中画上斜线(包括下斜线)的大梯形),即,(注意:前面的为小写,后面的为大写)。②到③的过程也用了微元法和求和法,即微分思想和积分思想。
关于“电磁感应”的题目,历来是高考的重点和难点。因为要用少量的题目、很短的时间考你多年学的知识,题目就要有综合性,也就是一道题考到多个知识点和多种方法和能力。而电磁感应问题就在综合上有很大的空间,它既可以与电路联系实现电磁学内的综合,又可以与力与运动联系实现电磁学与力学的综合。在方法与能力上,它除了要用到电磁感应定律和全电路欧姆定律外,还可以用到牛顿运动定律、动量守恒定律和能量守恒定律。
1.归纳法解题:题目中出现与次数、个数等有关的问题,常考虑用归纳法解,压轴大题有时会出现用归纳法解的题目,例如19、2007年第19题(16分)
如图1所示,一轻绳吊着粗细均匀的棒,棒下端离地面高H,上端套着一个细环。棒和环的质量均为m,相互间最大静摩擦力等于滑动摩擦力kmg(k>1)。断开轻绳,棒和环自由下落。假设棒足够长,与地面发生碰撞时,触地时间极短,无动能损失。棒在整个运动过程中始终保持竖直,空气阻力不计。求:
(1)棒第一次与地面碰撞弹起上升过程中,环的加速度;
(2)从断开轻绳到棒与地面第二次碰撞的瞬间,棒运动的路程S;
(3)从断开轻绳到棒和环都静止,摩擦力对环及棒做的总功。
图1
解:(1)设棒第一次上升过程中,环的加速度为
环受合力 ①
由牛顿第二定律 ②
由①、②得 ,方向竖直向上。
(2)以地面为零势能面,向上为正方向,棒第一次落地的速度大小为
由机械能守恒
解得:
设棒弹起后的加速度为
由牛顿第二定律
棒第一次弹起的最大高度
解得
棒运动的路程
(3)棒第一次弹起经过时间,与环达到相同速度
环的速度
棒的速度
环的位移
棒的位移
相对位移
解得
棒环一起下落至地
解得
同理,环第二次相对棒的位移
=
。。。。。。
=
环相对棒的总位移
得
解题策略:在解题的过程中,同学要自己独立地探究环与棒的相对位移的规律,这就是归纳法解题。例如本例中用牛顿定律和运动学公式,根据物理规律写出方程式,求解出第1个物理过程的解,本例中的,然后根据第2、3个物理过程的结果(如、),找出其中的规律性(,等),列出递推公式(如等),最后根据递推公式求解未知量,如
65. It’s not/necessary for you to be c about other’s business.
第二节 短文改错(共10小题,每题1分,共10分)
Welcomed to our English Comer. This Comer was set up four 66.
years ago. Since then many high school students joined in it. 67.
Every Sunday morning,students from different schools 68.
gather round here,some of them are collage students and 69.
foreigners. We talk about everything we interested in. We also 70.
exchanges our experiences in English study. We think we have 71.
learned many here. It is a real supplement to our English class 72.
and it is popular with students. But it is supported by parents 73.
and teachers. They all believe it is of great helpful to students. 74.
If you want know more,you may talk to the students. 75.
第三节 书面表达(共25分)
假设你是李明,暑假期间在美国参加夏令营活动,现已回国。在美两周期间,你住在Johnson夫妇家中,他们为你提供了吃、住、行及旅游方面的帮助。请给他们写一封大约
100字电子邮件。
内容包括以下要点: 1. 已安全到家,对他们的帮助表示感谢;2. 谈谈在美期间的感受;3. 希望保持联系。
Dear Mr. and Mrs. Johnson,
Yours,
Li Ming
64. Who does this umbrella b to?
63. As we know,a painter is to art what a(an)a is to architecture.
62. A lot of people got i in the car accident yesterday.
61. It is o that he is lying,as can be seen from his expression.
60. Do you know that Tom bought some (家具)yesterday?
59. The young man presented a detailed. (分析)of the situation.
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