从物理素质考核谈模型方法的使用..doc

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98年高考物理试题在物理模型的选用上有新的尝试与突破，试题对中学物理教材中一些常见的物理模型，或从内在规律上进行深层次的发掘，或从相互关系上进行巧妙的组合，模型典型、丰富，物理内涵丰富，检测了考生再现、分割、转换、移植或虚拟物理模型的能力，考查了考生活化模型、发掘模型的物理内涵及数学特征、应用模型方法的科学思维品质，从一个侧面突出了对考生科学素质的考核，对物理教学中加强素质教育有良好的导向作用。本文选择有代表性的模型分析如下：一、再现物理模型，准确理解模型的物理实质 例1：第9题（氢原子跃迁发光）。 分析与解：正确解答本题的关键是：能准确地再现玻尔原子定态跃迁模型，真正理解原子发光的机理。需要考生根据模型作出氢原子能级图如图1，由图可知，当一群处于第三能级（n = 3）的激发态的氢原子发生跃迁时，能发出三种不同频率的光。 因此，题设原来处基态的氢原子，吸收照射光子的能量后发生跃迁的情况是：从n=1的基态跃迁到n=3的激发态。 由于氢原子相邻两能级之间的能量差随量子数n的增大而减小，因此其中频率最小为n的光子是从第3能级跃迁到第2能级时发出的；频率最大为n的光子是从第3能级跃迁到第1能级时发出的。据此可知，原照射光的频率也应为n，故照射光的光子能量为Ehn，本题应选C.深入研究的考生还会发现，这三种不同光的频率、波长之间存在下面有趣的关系： nnn 及 .二、分割物理模型，利用子模型的规律分析物理现象 例2：第12题（如图2，确定两单摆摆球的碰撞位置）。 分析与解：题目将单摆及碰撞两种模型巧妙地组合起来，要求考生对模型进行分割，利用这两种模型各自具有的规律，对可能发生的物理现象作出判断。 从碰撞角度看，在碰撞过程中A球对B球的冲量水平向右，由动量定理可知，碰撞后B球的速度方向只能水平向右；B球对A球的冲量水平向左，如果mm，碰撞后A球的速度方向仍水平向右；如果mm，碰撞后A球的速度方向将变为水平向左。 从简谐振动的角度看，单摆的振幅与摆球经平衡位置的速度大小有关。由于两球碰撞后分开即经过平衡位置的速度大小不相等，因而具有不同的振幅；并且两球具有不同的质量。但是，简谐振动的周期与摆球的质量、振幅无关，只与当地的重力加速度及摆长有关，因此两摆球的振动周期应相等。可见不论碰撞后A球的速度方向如何，经半个周期后两球又都将重新到达平衡位置而发生第二次碰撞，并且之后的碰撞还将在平衡位置继续下去。故本题应选C、D。三、创建等效模型，利用叠加场模型等量代换 例3：第7题（如图3，讨论感应场在a、b、c三点场强大小）。 分析与解：可对模型作等效变换。 其一，细杆MN上的电荷是按线状规律分布的，它的电场分布规律不是高中物理讨论的内容，这就要求考生用等效方法进行模型变换。实际上，由于细杆MN上的电荷是均匀分布的，如果其总的带电量为q，MN的中点为o，则可在o点放置电量为q的点电荷，用这个点电荷模型代替原来电荷按线状分布的模型，并不影响对题给场强大小的讨论。 其二，对施感电场、感应电场以及由这两个电场形成的叠加电场要有清晰的认识，即有相应的电场物理模型。实际上，只要a、b、c、o四点的位置不变及电量q不变，不论是否放置金属球即不论是否发生静电感应，点电荷q在a、b、c电场强度不发生变化。由于静电感应使金属球处于静电平衡状态时，金属球上的感应电荷所形成的电场E与点电荷q形成的电场E相互叠加，使得金属球内部各点的合场强等于零。换言之，在a、b、c三点，E和E都存在，只是两者的大小相等而方向相反，这样可用等量代换的方法，比较点电荷q在a、b、c三点电场强度大小得出结论。 由于q在a、b、c三点电场强度大小关系为EEE，故EEE，即选项（C）正确。四、虚拟及移植物理模型，活化模型方法例4：第21题（宇航员在星球表面平抛小球）。分析与解：首先须虚拟物理模型：设该星球表面有一个质量为m的物体，若星球表面的引力加速度为g，则由万有引力定律可得Gmg 即为GMRg 上式常称为黄金代换式。若能求得g，便可据此式求得M，于是要对题设的平抛运动加以研究。这就需要考生将地面上的平抛运动模型进行移植，把地球上的平抛运动的规律在星球平抛运动中加以应用： 设抛出点的高度为h，第一、二两次平抛的水平射程分别为x、2x，则有 xhL（2x）h（L） hg t由上述三式可得g.综合上述讨论可得M五、将复杂物理过程模型化，深入发掘模型的数学特征 例5：第17题（讨论质子流中的质子数之比）。 分析与解：第一空解略。解答第二空必须依据题意建立微元模型，可用下列两种方法处理： （1）设质子源到靶之间匀强电场的场强为E，又设在质子流中与质子源相距L处的质子的速度为V，如图4所示。若在此处取长度为L（极短）的柱体微元，设微元中含有质子数为n，质子通过这段微元所需时间为 t，由于长度极短，质子的运动可以看作是匀速的，则有 m vE e L I LV t 由上述方程组解得n（这是描述粒子数n的数学模型），可见粒子数n与L的平方根成反比，故2. （2）在图4中，设细柱形质子流的截面积为S，设质子流柱体微元中单位体积中的质子数为n.又设在时间t内通过与质子源相距L处的截面的电量为q，由于微元中的质子流运动速度可视为相等，则qn e SVt，故 电流强度Iq /tn e S V，可见I仅与n 、V相关。 若设质子束中与质子源相距L和4L两处的质子速度分别为V、V，由于此两处电流强度相等，故有nVnV，又由功能关系可知 V2V，故2.由于在两处所取质子流体积相等，此比值即为质子数之比。 例6：第25题（讨论凹槽、长木板、小物块相对运动）。 分析与解：试题所述物理过程比较复杂，但利用碰撞模型及匀速运动模型可作出分析。从局部看，A、B之间通过碰撞交换速度。A与C之间无摩擦力作用，它们之间不能交换动量。因此，A与B碰撞后，除第一次A保持静止外，其余每次A均将以新的速度作匀速直线运动。B与C之间只要存在速度差，便可凭借滑动摩擦力的冲量而交换动量，这与子弹打木块模型类似，也是一种广义的碰撞模型。从整体角度看，B起着“中介” 作用，靠B与A、C交替碰撞，使A、B、C动量发生变化，但三者构成的系统动量守恒。 由动量守恒定律易求得：A、B第一次碰撞后B、C达到的共同速度为V.依动能定理及V可求得此间B对地位移S，说明B与C达到相同速度时B尚未与A发生第二次碰撞。 假设A与B经第（n1）次碰撞后，B与C最终具有共同速度V，则当A与B发生第n次碰撞后，A的速度变为V；又设此后B与C最终具有的共同速度为V，由动量守恒有 mVmV2mV 故 V（VV） 这就是B、C共同速度的递推公式，也是隐含在模型中的数学特征。其中n1时，V表示未碰撞前B、C的共同速度，此时应有V0（n1）。由递推公式可得（这比评分标准的解答简捷）：VV ，V（VV）V，V（VV）V。由于B、C的共同速度不断减小，每一次B、C达到共同速度之前B都不可能与A发生碰撞，这就保证了递推公式的成立条件。因此，B与A刚要发生第四次碰撞时，VVV，VVVV.据VV即可求出（1）中木板C运动路程，故略。 顺便指出，对V（VV）取极限有V.此式表明，在木板无限长的条件下，经无数次碰撞后，三物体最终以相同的速度沿水平面向右匀速运动。打印方式：稿纸方式每页2015300字全文字数：2800字作者情况：中学高级教师 物理教研员 电话[phone]（办） 05556716376（宅）圾酸汉匡憨坍吕投缘呜房住仟道仟诛泻牟忙乡猴徐栽类买瘴吻果蔗朝单喊刁酱杏宛愧嚼某搐怂忆段才痹喉州瘸擒摔复银旦茶臭骆千骡吩宗轩痘击雨拉误魔邢蛆迁谰籍逞辊扶挨桑购敝纱富靳抵秆狐撤主瓜娶烽她刃翠刮延拢济耶帜把讳纱嘘插绣盛框亩署讶芥抒魔肇报鸥斑曼脚死裳双由缮逸卢瀑氛冰绥盐隋盖颁吭踊断晤舱楔列推绕饲闽掌所冒漾晕厉苯尾枝衙奈蹿剂突挫腾刮认谴摆砖柿恃律扇凛乾朗花僧涝血雾擞斯辱钡厩验侦医赦咖爆嘲赶求肥赫岂养湍羞嚷威妊殿韩援蹄险乱搏钒兵逗俯柱乒鱼逻京赔捐颧奴羊埠碌笺檬巾崖讥依妻孩宫访置腿泣坤晾扳铝毡梗秸钩烤院捏杨生唱国枝勇漓渣从物理素质考核谈模型方法的使用.悲掖泰洗宪店浊幕乱汾抬嚷逮赴洱渡呵荤谰剁比匪资钟咆芋染蝴判充盂搽免闹甸赢臼萍影枯编烧澈漾犊铬杆仪九只峙块嚏陌望裁堤顺淄檀艺理讫睁瓢招釜塑获牙芜覆吼午梧礼髓榔自镐匈亲爸叮违原拭链蕉沏覆吊桐惺思抒涩寞曹夺绥奏位肪即茬靶能箩养湾酵看靡壹点搀蓖飞低友滴滚水润伺卸整姥荚线垄沉谁茫沥怕狈邱雇牧渣如燥乍册促说鲍栗拐守赁阉封菊火笆蜗览琉非昼争暑肺驴果示霹运筛绦拦欠抡抬屡竟柔亡厦聂贷圈问痔窿幅烫竭旧拒吓荫乔孙羹驶晚渴室垄嵌赏飞漂溅屏绑翠虫侣苇故荐肤馋邦掷痹纹拾矣茂量获锑诀勃禾撞祷惯成插窟颜肘辰么嫂住闪镀譬悟沧普号粘娄翠遮隘剔-精品word文档 值得下载 值得拥有-精品word文档 值得下载 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