題目列表(包括答案和解析)
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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雨、雪、垃圾能發電科學家們發現，大自然中蘊藏著巨大的能量，可以通過多種手段，從21世紀初期開始，有一定規模地向雨雪垃圾索電，是完全可以實現的．
利用積雪發電：大家知道，積雪的溫度是0℃以下，因此雪中蘊藏著巨大的冷能．科學家提出利用積雪發電的大膽設想．它的工作原理是，將蒸發器放在地面上，將凝縮器放在高山上，再用兩根管子將它們連接在一起，然后抽出管內空氣，用地下熱水使低沸點的氟里昂(即現代電冰箱所用的制冷物質)汽化，并以雪冷卻凝縮器，由于氟里昂的沸點很低，加上管內被抽空，所以它就沸騰起來，變成氣體快速向管子的上端跑去，沖擊汽輪機旋轉，從而帶動發電機發電．試驗證明，1 t雪可把2～4 t氟里昂送上蓄液器．可見雪的發電本領是十分驚人的．
雪的資源極其豐富，地球上34％的國家屬多雪地區．我國東北和新疆北部是全國下雪天數最多的地區，每年平均在40天以上，積雪日數在90天以上．積雪發電的問世，將使茫茫雪原變成人類的又一理想的未來發電能源．
利用下雨發電：目前，科學家們研究雨能的利用已獲得成功，它是利用一種葉片交錯排列，并能自動關閉的輪子，輪子的葉片可以接受來自任何方向的雨滴，并能自動開關，使輪子一側受力大，另一側受力小，從而在雨滴沖擊和慣性的作用下高速旋轉，驅動電機發電．雨能電站可以彌補地面太陽能電站的不足，使人類巧妙而完美地應用太陽能、風能、雨能．
我國南方雨能資源豐富，特別是華東、華南、中南和西南各省的雨水充足，一年四季冰雪期很少，雨季的降雨量一般都比較多，陰雨天利用雨能發電，陽天利用太陽能發電，這樣無論晴天或陰雨天，人們都可以享受到大自然的恩賜，享受到電能帶來的光和熱．
微生物電池：在探索微生物能源工作中，一些國家正在從事著微生物電池的研究．什么是微生物電池呢？它是一種用微生物的代謝產物，做電極活性物質，從而獲取電能．從研究的進展看，作為微生物電池的活性物質，只限于甲酸、氫、氨等．我們用一種叫產氣單抱菌的細菌，處理100摩爾椰子汁，使其生成甲酸，然后把以此做電解液的3個電池串連在一起，生成的電能可使半導體收音機連續播放50多個小時．當然，這只是試驗，但它表現出的事實是令人神往的．
21世紀是人類飛向宇宙的時代，在宇宙飛船這樣的封閉系統中，排泄物的處理確實是個必須解決的問題．美國宇宙航行局設計了一種一舉兩得的解決方案：用一種芽孢桿菌處理尿，使尿酸分解而生成尿素，在尿素酶的作用下分解尿素產生氨．氨用做電極活性物質，在鉑電極上產生電極反應，組成了邀翔太空的理想微生物電池．在宇航條件下，每人每天如果排出22克尿，就能夠獲得47瓦時的電力．
氫燃料電池，成為微生物能源的又一種電能形式．利用一種產生氫氣能力強的細菌，在容積為10升的發酵裝置中，每小時所產生的近20升氫氣，足以維持3.1～3.5伏燃料電池的工作．科學日新月異的21世紀，有機廢水的處理也與微生物電池發生了密切關系．在利用微生物處理有機廢水時，在使廢水無害化的同時，可以把微生物的代謝產物做微生物電池的活性物質，從而獲得電能，從這個角度上，微生物做為同時解決公害和能源問題的一種手段，已引起人們的廣泛注意．盡管微生物電池的研制尚處在萌芽狀態，使用也還只限于一定范圍，但是到21世紀的某一天，微生物電池就能夠帶動著馬達飛轉，為人類創造更多的物質財富．
向污泥要能源：城市下水道污泥中富含有機物質，其中蘊藏著可觀的能量．不少國家已開始利用厭氧細菌將下水道污泥“消化”，然后收集其中產生的沼氣作為熱源，并將下水道污泥制成固體燃料．
關于下水道污泥作為固體燃料的開發與實用化研究方面，歐洲國家居領先地位．日本東京都能源局利用下水道污泥作為燃料發電的試驗也已獲成功．日本能源科學家還將下水道污泥利用多級蒸發法制成固狀物，所得燃料的發熱量為16 000～18 000 kJ/kg，與煤差不多．
德國的一家化學公司將工廠下水道排放的廢水(其中含10％的普通生活污水)進行處理，所得活性污泥作為燃料，他們在下水道污水中加入有機凝集劑，再用電力脫水機脫去部分水分，加入一定比例的粉煤，最后利用壓濾機榨干水分，用這種方法制成的燃料發熱量大約是9 200～1 000 kJ/kg，并且將其干燥、粉碎后并不影響其燃燒性能．
從下水道污泥中挖掘潛在能源，不僅開辟了能源新途徑，還可以根本上解決城市下水道污泥污染問題．對改善城市地下水水質有著至關重要的作用．環境科學家有必要重新估計下水道污泥的作用和利用價值，進一步研究下水道污水處理以及下水道水系的設計．
目前，世界上許多國家正在研究，能否建立一個從污水處理到能源、環保方面的綜合管理體系，以便一勞永逸地解決下水道污水的去向問題．
摘自《能源趣覽》
閱讀完以上文章后回答：
(1)文中介紹了哪幾種新的能源利用方式？分別是什么？
(2)利用積雪和下雨發電的工作原理分別是什么？
(3)結合你在日常生活中對能源的利用，談談你對節約能源的看法．
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