題目列表(包括答案和解析)
歐姆 |
歐姆（GeorgSimonOhm,1787～1854）德國物理學家，1787年3月16日生于巴伐利亞的埃朗根。他的父親是一位對科學感興趣的熟練鎖匠，受好哲學和數學。在其父影響、教育下，他對數學很感興趣，并掌握了一些金屬加工技能，為他后來的學習和研究創造了良好條件；1811年畢業于埃朗根大學并取得哲學博士學位，先后在埃朗根和班堡等地中學任教；1817年出版第一本著作《幾何教科書》；1817～1826年在科隆大學預科講授數學和物理；1826～1833年在柏林軍事學院任職；1833年起被聘為紐倫堡工藝學校物理教授；1841年英國皇家學會授予科普利獎章，1842年被接納為英國皇家學會國外會員；1845年為巴伐利亞科學院院土；1849年任慕尼黑大學非常任教授，1852年為該校正式教授；1854年7月6日在慕尼黑逝世。 歐姆最重要的貢獻是建立電路定律。他是受到傅里葉熱傳導理論（導熱桿中兩點間熱流量與兩點溫度差成正比）影響來研究他的定律的。當時還缺乏明確的電動勢、電流強度乃至電阻概念，適用的電流計也正在探索中。他使用了溫差電池和扭秤，經過多次試驗和歸納計算，才獲得成功。1825年發表第一篇論文《涉及金屬傳導接觸電的定律的初步表述》，論述了電流的電磁力的衰減與導線長度的關系。進而，他通過實驗測定了不同金屬的電導率。在制作導線過程中，他直接受惠于父親的精湛技藝。英國學者巴勞（P.Barlow）發現了電流在整個電路的各部分都是一樣的，這個結果啟發了歐姆，這使他想到可以把電流強度（當時他稱為“電磁力”）作為電路中的一個基本量。進一步的實驗，導致得出了以他的名字命名的定律。以后，他又對自己的實驗工作進行了數學處理與理論加工，寫成了《伽伐尼電路──數學研究》一書（1827年出版）。 歐姆定律剛發表時，并沒有受到德國學術界的重視，反而遭到各種非議與攻擊。歐姆給當時普魯士教育部長蘇爾茲贈送一本他的著作，請求安排到大學工作。但這位部長對科學不感興趣，只把他安排到軍事學校。這時，一位在德國物理學界頗有地位的物理學家鮑耳（G.E.Pohl）首先撰文攻擊歐姆的《伽伐尼電路──數學研究》一書，說這本書是“不可置信的欺騙”，“它的唯一目的是要褻讀自然的尊嚴”。在強大的壓力下，歐姆寄希望國王出面，解決事端。他給國王路德維希一世寫信，并因此組成巴伐利亞科學院專門委員會進行審議，結果因意見不一，不了了之。在他給朋友的信中，流露出這一時期的痛苦心情：“《伽伐尼電路》的誕生已經給我帶來了巨大的痛苦，我真抱怨它生不逢時，因為深居朝廷的人學識淺薄，他們不能理解它的母親的真實感情”。只是當歐姆的工作后來在國外獲得巨大聲譽后，才在國內科學界得到關注。經過埃爾曼（P.Ermann，1764～1851）、多佛（H.W.Dove，1803～1879）和海爾曼(Hermann)等人多方努力，歐姆這才實現了他的多年愿望，擔任慕尼黑大學物理學教授。為了紀念人他在電路理論方面的貢獻，電阻單位命名為歐姆。 他的研究工作還包括聲學、光學等方面。 選自：《物理教師手冊》 |
力學綜合計算題分類例析
綜觀歷年各省市中考題，不難發現，力學計算大多以綜合題的形式出現，單獨用一個知識點只對某一個物理量（如密度、壓強等）進行求解的力學計算題已很少見了，絕大部分力學的計算題都有一定的綜合性。綜合題的優點是：一方面能考查學生分析、理解和推理的思維能力，另一方面考查學生綜合運用知識的能力和知識遷移能力。這完全符合新課程標準的要求和目標，所以這種題型在今后的中考中仍將占有很重要的位置。本專題從以下幾個方面對這類計算題進行分析探究。以指導同學們解題時抓住要點，一舉突破。
一.思路和方法
1.讀懂題意或圖示，明確已知量和所求量。
有些新題型會出現一些新名詞或概念，有的已知條件比較隱蔽，應該努力挖掘出對解題有用的信息。
2.分析研究對象所處的狀態或物理過程，找出已知量和未知量之間的聯系。
為了幫助分析，通常對研究對象進行受力分析并畫出受力圖，確定哪些力構成平衡力，根據平衡條件建立平衡方程式，這是很關鍵的一步。
3.明確題目所描述的對象和過程涉及到哪些知識點，選擇適當的公式或規律進行計算。
①求壓強時可用，兩個公式進行求解。但后一個公式一般用來求解液體壓強，只有豎直放置的柱體對支承面產生壓強，才能用來解。
②計算浮力的方法有很多：（1）阿基米德原理；（2）彈簧測力計測浮力（G與F分別為物體在空氣中稱和在液體中稱時彈簧測力計的示數）；（3）平衡法：物體處于漂浮或懸浮；（4）壓力差法：。根據已知條件和研究對象所處的狀態選擇適當的公式求浮力。
③求滑輪組的機械效率也有兩個公式：和。當滑輪組豎直提升物體時就用前者，當滑輪組水平拉物體時就用后者。
4.驗證計算結果
對答案進行檢驗，看過程有無錯誤，看結果是否符合實際。
二.熱點問題歸類
熱點一：密度、壓強和浮力的綜合。
例1.某電梯公寓樓約40m，完成此建筑物需要澆鑄鋼筋混凝土，還需要使用其他建筑材料，混凝土密度為，取。求：（1）已知自來水的密度為，若要從地面向樓頂提供自來水，加壓設備至少需要給施加多大的壓強？（不考慮大氣壓強）
（2）測量表明，該樓的地基所承受的壓強不得超過，若地基與地面的接觸面積為，則此大樓另外添加的裝飾材料、各種設備等物資及進入大樓的人員的總質量不得超過多少？
解析：這是一道密度和壓強的綜合題，根據公式。（1）小題立即解決。（2）小題中要求質量，則可以先求出最大重力，然后求出最大質量，最后減去已有的質量即可，具體解法如下：
（1）
（2）設混凝土、其他建筑材料和其余部分的質量分別為m1、m2和m3，總重量為G
當m3最大時，G最大，大樓對地基的壓力F最大，地基所承受的壓強達到最大值。
所以
所以
例2.去年南京市對大明湖進行了首次換水清淤，換水后大明湖水清澈見底，魚兒歡暢。愛湖小分隊的同學準備利用自己掌握的科學知識對湖水水質進行監測。他們通過調查，了解到大明湖周邊主要污染源很容易導致湖水密度變大，而密度達到的水域就不適宜湖里魚類生存，他們就想到做一個簡易的密度計來監控湖水密度。為此找來一根長為1.2m粗細均勻的木條，在底端嵌入適量重物，使其能直立漂浮水中，做好相應的標記后就可以監測湖水的密度了，測量得該簡易密度計的總質量為0.5kg。（g取10N/kg）
（1）先將該木條放入足夠深的清水中，測得木條露出水面0.2m，在水面處畫上白線，請計算此時木條底端受到的水的壓強及木條受到的浮力。
（2）請通過計算說明應在木條的什么位置畫上表示污水密度達到時的紅線，以監測湖水密度是否超標。
解析：此題是一道運用知識解決實際問題的好題，綜合的知識有壓強、浮力和二力平衡等。（1）木條底端受到水的壓強可直接用來求；又因木條處于漂浮狀態，故可用二力平衡法求浮力。
由于木條處于漂浮狀態，所以：
（2）此題實際上是求木條浸入污水的深度h，要求深度必先求，因為，可通過浮力算出。又因木條的橫截面積S未知，深度h似乎無法求出，但我們要善于利用（1）小題的條件，找到兩者的相同之處，即在清水中和污水中都處于漂浮狀態，兩者受到的浮力相等，所以
，即，所以：
熱點二：速度、功率和效率的綜合
例3.如圖1所示，物體重20N，在拉力F的作用下，以0.5m/s的速度沿水平方向勻速運動，物體與地面的摩擦力是物重的0.2倍，求：
（1）不記滑輪、繩重和滑輪組的摩擦，拉力的大小及拉力的功率。
（2）若拉力為2.5N，該滑輪組的機械效率。
圖1
解析：在不計摩擦的情況下，可直接用滑輪組省力公式求拉力，不過不是，而應該是（是物體A與地面的摩擦）。因為對物體的拉力不是等于物體的重量，而是等于地面對物體的摩擦力。相應地，求這種水平裝置的滑輪組的機械效率的計算公式也應該是，而不是。拉力的功率可進行如下推導：
（1）拉力的大小：
拉力的功率：
（2）
熱點三：壓強或浮力與杠桿類相結合的綜合題
例4.圖2是小明設計的一個用水槽來儲存二次用水的沖廁裝置。帶有浮球的橫桿AB（B為浮球的中心）能繞O點轉動，倒“T”形閥門C底部為厚度不計的橡膠片，上部為不計粗細的直桿，進水口的橫截面積為4cm2，浮球的體積為100cm3，OB是OA長度的6倍，AB桿左端壓在閥門C上，閥門C堵住進水口時，AB桿水平，浮球頂部和溢水口相平，不考慮閥門C、橫桿AB及浮球受到的重力。（）求：
（1）浮球浸沒時，浮球受到的浮力多大？A端受力多大？
（2）為了防止水從溢水口溢出，水槽中的水面與溢水口的高度差不能超過多少？
圖2
解析：本題又是一道力學綜合題，描述的物理情境較為復雜，所以分析審題是關鍵，尤其是要把這個裝置的結構示意圖看懂，搞清楚它的工作過程和原理，解題過程如下：
（1）當球全部浸沒水中時：
橫桿B端受力等于浮球所受浮力，即：
運用杠桿平衡條件：
，因為
所以A端受力為：
（2）水恰能從溢水口流出時水槽中的水面距溢水口的高度差是允許的最大值。此時，浮球全部浸沒，閥門C受到水槽中的水向上的壓力和水箱中水向下的壓力及浮球浸沒時杠桿A端對閥門C向下的壓力相互平衡，即：
①
設水槽中的水面距閥門C底部橡膠片的高度為H，溢水口到閥門C底部橡膠片的高度為h，則：
②
③
把②③式代入①中，有
整理得：
摘要：本文分析了如何挖掘物理題中隱含條件的途徑和方法。并對物理學試題題型進行歸類、例舉和解析。學生要解好物理題，必須要有扎實的物理知識和相關學科的知識，綜合分析和解決問題的能力。因此，在物理教學過程中要注重提高學生的解題能力，加強對解題方法的教學。 關鍵詞：隱含條件 物理學 解題能力 學習在解物理習題時，經常會遇到這種情況，有些解題的必要條件，題中并為明確給出，而是隱含在字里行間。充分挖掘隱含條件，明確題目要求，采用合適方法，選擇正確答案，是解好這類題的關鍵。本文就如何挖掘試題中的隱含條件，提高解題能力作一例析。 一、從關鍵詞中挖掘隱含條件 在物理題中，常見的關鍵用語有：表現為極值條件的用語，如“最大”、“最小”、“至少”、“剛好”等，它們均隱含著某些物理量可取特殊值；表現為理想化模型的用語，如“理想滑輪”、“輕質杠桿”、“光滑水平面”等，扣住關鍵用語，挖掘隱含條件，能使解題靈感頓生。 例1 一個物體在平衡力的作用下，在光滑水平面上做勻速直線運動，當這對平衡力突然消失，則物體將（ ） A．立刻停止運動 B．運動速度越來越快 C．速度減慢，最后停止 D．仍作勻速直線運動 解析：題中“光滑水平面”為關鍵詞。光滑水平面意味著物體不受摩擦力的作用。題目中的物體待平衡力消失后，將不再受力的作用，因此仍要保持勻速直線運動（牛頓第一定律）。 答案：D 二、從物理學常識中找隱含條件 有些題目幾乎沒有條件，但仔細研究就會發現條件其實全部隱含于物理常識中，這就要求學生根據題意進行發散性思維，努力挖掘相關知識，在條件不足的情況下，根據常識假設適當的條件和數據以彌補題中明確給出的已知條件的不足。 例2 一個中學生對地面的壓強大約是（ ） A．10Pa B．100Pa C．1000Pa D．10000Pa 解析：此題隱含條件有兩個，一是中學生的體重約為50kg，二是中學生雙腳底面積約為5dm2，而這兩個條件都非常隱蔽，屬于物理學常識，只要明確了這兩點，不難得出正確答案D。 三、從物理學發展史中尋找隱含條件 這類試題一般涉及對物理學研究有貢獻的科學家、科研成果和歷史進程等，增加了學生的愛國情感，有利于培養學生的高尚情操，激起學生學習生物學知識的遠大理想。 例3 發電機和電動機的發明使人類步入電氣化時代，制造發電機的主要依據是電磁感應現象，首先發現電磁感應現象的是（ ） A．愛因斯坦 B．帕斯卡 C．奧斯特 D．法拉第 解析：知道這些科學家的研究成果和對社會的巨大貢獻，很快就能準確地選出正確答案D。 四、從物理現象的出現條件中尋找隱含條件 一定的物理現象的出現，是以具備一定的條件為前提的，當知道什么條件具備時可出現什么現象后，一旦題目給出某種現象，馬上可以找出相應的隱含條件。 例4 我國“遠望號”衛星測控船從江陰出發執行任務，由長江進入海洋。下列有關測控船所受浮力的說法正確的是（ ） A．由于海水的密度大，所以船在海洋力受到的浮力大 B．由于船排開海水的體積小，所以它在海洋里受到的浮力小 C．由于船排開的海水的體積大，所以它在海洋力受到的浮力大 D．由于船始終漂浮在水面上，所以它受到的浮力不變 解析：“一個物體漂浮在液面上……”，出現這種現象的條件是物體所受浮力等于物重，所以隱含條件是物體受到的浮力等于重力。 答案：D 例5 放在水平常木板上重10N的木塊，受到水平向右，大小為5N的拉力作用，沿水平方向做勻速直線運動，這時木板水平方向受的合力為_______N。當拉力增大到8N時，木塊受到的合力為_______N。 解析：“一個物體勻速運動……”要出現這種現象，前提條件是物體必須不受力或受平衡力作用，所以隱含條件為：物體不受力或受平衡力作用。 答案：0；3 五、從物理概念、物理原理中尋找隱含條件 有些物理學問題、現象、判斷等條件隱含于相關的概念和原理中，或是命題時有意混淆概念，偷換概念，要求學生對概念掌握準確，理解要透徹。 例6 晴天，幾位大學生在森林中迷路了，下面四種利用風向引導他們走出森林的說法中，正確的是_______（圖中虛線為空氣流動形成風的路徑示意圖）
A．森林吸熱，溫度升高慢，空氣溫度低、密度大，地面空氣從森林流向外界，應順風走 B．土地吸熱，溫度升高快，空氣溫度高、密度小，地面空氣從外界流向森林，應順風走 C．森林吸熱，溫度升高慢，空氣溫度低、密度大，地面空氣從森林流向外界，應迎風走 D．土地吸熱，溫度升高快，空氣溫度高、密度小，地面空氣從外界流向森林，應迎風走 解析：本題中隱含了比熱容的概念。物體的比熱容越大，吸收熱量后溫度變化越小。 土地的比熱容大，吸熱后溫度升高較快，空氣溫度高。熱空氣因密度小而向上升，地面空氣從森林流向外界，應順風走。 答案：A 六、數學關系之中尋找隱含條件 正確的示意圖不僅能幫助我們理解題意、啟發思路，而且還能通過數學關系找出題中的隱含條件。這種方法不僅在幾何光學中有較多的應用，而且在其它物理問題中也經常應用。 例7 有一均勻正方體對水平地面的壓力是F，壓強是P，如下圖所示。若切去陰影部分，則剩余部分對地面的壓力是原來的_______倍，壓強是原來的_______倍。
解析：該題的條件隱含在數學關系之中，解題的關鍵要建立物理模型的空間想象力。切去部分的正方體邊長為a/2，體積為V/8。切去陰影部分后，其質量為7/8m，底部受力面積為3/4S，剩余部分壓強為P’＝m/S＝7/6P，壓力為F’＝Ps＝7/8F。 答案：7/8；7/6 七、從圖形、圖表與曲線關系中尋找隱含條件 圖示是貯存和傳遞科學文化知識比較便捷的一條途徑，它能夠高度濃縮物理學的基本概念及原理，使之更加形象、直觀。試題圖文并茂，生動活潑，但圖表曲線中隱含了相當多的沒有敘述和未提及的條件，解題時結合題設條件分析圖形，從圖形中挖掘隱含條件，才能正確作答，較好地培養學生的觀察和分析問題的能力。 例8 在如圖所示的各圖中，關于磁場的描述和小磁針表示正確的是（ ）
解析：這是一道集概念、實驗和理論于一體的圖形選擇題，要求學生明確磁場的概念、磁場方向及磁場方向的規定等情況，這樣才可選出正確答案為B。 八、從實驗的器材、操作過程或結果中尋找隱含條件 在理論試題中，也有相當多的題干條件看似不足，其實隱含在實驗器材、操作步驟和實驗結果之中，要求學生根據已有知識，挖掘這些隱含條件，從而得出正確答案，這有利于考查學生的實驗操作技能，有利于培養學生的創新精神和實踐能力。 例9 如圖所示電路，圖中1、2、3表示電流表或電壓表，請填上各表電路符號．并標出正、負接線柱的位置。
解析：判斷電表的類型，需了解器材的使用規則。電流表要串聯接入電路，電壓表要并聯接入電路。判斷時，可假設將改表處斷開，凡對電路結構有影響的是電流表，沒有影響的是電壓表。答案如上圖。 九、選擇合適的方法 確定解題思路，根據題型特點，充分理解題意。采用合適方法，能很好地提高解題能力，常用的物理方法有控制變量法、等效法、轉換法、數據歸納法等。 例10 下表列出由實驗測定的幾種物質的比熱容。認真閱讀，你一定會有所發現，請填出任意三條：
（1）________________________________________； （2）________________________________________； （3）________________________________________。 解析：給表找規律時一般采用比較分析，綜合分析的方法，即可找一般規律如某種變大或變小的趨勢，共性等，也可找特殊規律。此表中12種物質除煤油和冰比熱相同外，其他不同。說明不同物質得比熱一般不同，這是共性。但冰和煤油不同物質比熱相同這是特殊性質。水、冰同種物質，狀態不同，比熱容也不同。且可將物質分為金屬、非金屬進行比較。還可找比熱容最大的、最小的。 例11 用實驗研究決定電阻大小的因素，供選擇的導體規格如下表:
①要比較電阻與長度的關系應選擇導線：_______________________； ②要比較電阻與橫截面積的關系應選擇導線：_______________________； ③要比較電阻與材料的關系應選擇導線：_______________________。 解析：本題中導體的電阻與導體的長度、材料、橫截面積三個物理量有關，要探究它們之間的關系，要采用“控制變量法”。要驗證猜想一，就要取不同的長度，相同材料和橫截面積的導線，所以應選序號1、2，同理可選出另兩個猜想的序號。 答案：（1）1、2；（2）3、4；（3）1、3 |
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