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1利用一次函數(shù)圖象知識
一次函數(shù)圖象具有形象、直觀、動態(tài)變化過程清晰等特點(diǎn),使物理問題簡化明了.許多抽象的物理概念用圖象表示更加形象化,便于學(xué)生理解,更重要的是它能將物理與數(shù)學(xué)有機(jī)地結(jié)合起來,增強(qiáng)學(xué)生的綜合素質(zhì)能力.
例1(2011年無錫)如圖1甲所示是小華同學(xué)設(shè)計(jì)的一種測定油箱內(nèi)油量的裝置,其中R0為定值電阻,R為壓敏電阻,其阻值隨所受壓力變化的圖像如圖2所示.油量表由量程為0~3 V的電壓表改裝而成.已知油箱重80 N,壓敏電阻R能夠承受的最大壓力為800 N.電源電壓保持6 V不變.(g取10 N/kg)
(1)若壓敏電阻與油箱的接觸面積是4×10-4 m2,則壓敏電阻能承受的最大壓強(qiáng)為多大?
(2)若油箱內(nèi)油的密度為0.8×103 kg/m3,則此油箱最多可裝多少立方米的油?
(3)若壓敏電阻受到最大壓力時,電壓表的示數(shù)達(dá)到最大值,則定值電阻R0的阻值為多大?
(4)為了判斷此油量表的刻度是否均勻,需了解R0兩端電壓U0與油量V的關(guān)系,請推導(dǎo)此關(guān)系式.
解析本題的難點(diǎn)是第(4)小題,解題的關(guān)鍵是如何確立壓敏電阻R與壓力F之間的函數(shù)關(guān)系,這必須用到數(shù)學(xué)中的一次函數(shù)知識,根據(jù)圖像寫出數(shù)學(xué)表達(dá)式,然后再結(jié)合電學(xué)知識進(jìn)行解答.
答案(1)P=F S=800 N 4×10-4 m2=2×106 Pa.
(2)G油=800 N-80 N=720 N,
m油=G油 g=800 N 10 N/kg=72 kg,
V油=m油 ρ油=72 kg 0.8×103 kg/m3=0.09 m3.
(3)由圖2可知,當(dāng)壓敏電阻R受到最大壓力時,其阻值為80 Ω,則
UR R=U0 R0,
6 V-3 V 80 Ω=3 V R0,
R0=80 Ω.
(4)由圖2可知,壓敏電阻R的阻值與受到的壓力F的關(guān)系式是
R=240-0.2F (Ω),
R=240-0.2(80 N+0.8×103 kg/m3×V×10 N/kg) (Ω),
R=224-1600V (Ω),
U0 R0=6 V-U0 R,
U0 80 Ω=6 V-U0 224 -1600V (Ω),
R0兩端電壓U0=30 19-100V (V).
2利用一次函數(shù)列表知識
應(yīng)用數(shù)據(jù)表也是解決物理問題的方法之一,在進(jìn)行抽象思維的同時,利用列表的視覺感知,準(zhǔn)確把握物理量之間的定性和定量關(guān)系,有利于深刻理解問題的物理意義.
例2(2011年衡陽)有一種測量人的體重和身高的電子秤,其測體重部分的原理如圖3中的虛線框所示,它主要由三部分構(gòu)成:踏板和壓力杠桿ABO,壓力傳感器R(電阻值會隨所受壓力大小發(fā)生變化的可變電阻),顯示體重大小的儀表A(實(shí)質(zhì)是電流表).其中AO∶BO=5∶1,壓力傳感器R表面能承受的最大壓強(qiáng)為2×106 Pa,且已知壓力傳感器R的電阻與所受壓力的關(guān)系如下表所示.
壓力F/N 0 50 100 150 200 250 300 …電阻R/Ω 300 270 240 210 180 150 120 …設(shè)踏板和杠桿組件的質(zhì)量可以忽略不計(jì),接通電源后,壓力傳感器兩端的電壓恒為4.8 V.請回答:
(1)踏板空載時,電流表讀數(shù)是多少mA?
(2)若壓桿與壓力傳感器之間的接觸面積是2×10-4 m2,則該秤的最大稱量值是多少?
(3)為了把電流表A的表盤改裝成電子秤表盤,我們需要確定踏板上人的體重G與電流表的示數(shù)I的關(guān)系.請你寫出這個關(guān)系式.
解析本題的難點(diǎn)是第(3)小題,解題的關(guān)鍵也是如何確立壓力傳感器R的電阻與所受壓力F的函數(shù)關(guān)系,也必須用到數(shù)學(xué)中的一次函數(shù)知識,根據(jù)列表寫出數(shù)學(xué)表達(dá)式,然后再結(jié)合電學(xué)知識進(jìn)行解答.
答案(1)I=U R=4.8 V 300 Ω=0.016 A=16 mA.
(2)F=PS=2×106 Pa×2×10-4 m2=400 N,
F ×AO=F′×BO,
F′=F×AO BO=400 N×5 1=2000 N.
(3)根據(jù)表格中的數(shù)據(jù),壓力傳感器R的電阻與所受壓力F的關(guān)系式是
R=300-0.6F (Ω),
R=300-0.6G 5 (Ω),
I=U R=4.8 V R,
I=4.8 300-3G 25×1000 (mA).
3利用二次函數(shù)圖像及一元二次方程的驗(yàn)根知識
利用二次函數(shù)圖像及解一元二次方程不僅可以直接求出或讀出某些待求物理量,還可以用來驗(yàn)證某些物理規(guī)律,測定某些物理量,分析或解決某些復(fù)雜的物理過程.
例3(2011年河北)圖4是小明設(shè)計(jì)的調(diào)光電路圖,他將粗細(xì)均勻的電阻絲AB通過滑片P連入電路,小燈泡的額定電壓為6 V.閉合開關(guān)S后,滑片P從最左端A滑到最右端B的過程中,小燈泡的I-U關(guān)系圖像如圖5所示.(電阻絲AB的阻值不隨溫度變化)求:(1)小燈泡的額定功率;(2)電阻絲AB的阻值;(3)當(dāng)AB連入電路的阻值R1=2.5 Ω時,燈泡消耗的功率為3.2 W,此時燈絲阻值為多少?
解析本題的難點(diǎn)也是第(3)小題,解題的關(guān)鍵也是確立燈泡消耗的功率P與燈絲的阻值RL的關(guān)系,用到數(shù)學(xué)中的解一元二次方程知識,寫出數(shù)學(xué)表達(dá)式,然后對解答出的結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證.
答案(1)當(dāng)滑片P在B端時,由圖4得知電源電壓與小燈泡額定電壓相等,UL=6 V,對應(yīng)的電流IL=1 A, 小燈泡的額定功率
PL=ULIL=6 V×1 A=6 W.
(2)當(dāng)滑片P在A端時,由圖得小燈泡兩端的電壓為1.5 V,電流如圖
I最小=0.5 A,
由于R與L串聯(lián),則電阻絲兩端電壓
UAB=6 V-1.5 V=4.5 V.
由歐姆定律得電阻絲AB的電阻
RAB=UAB I最小=4.5 V 0.5 A=9 Ω.
(3)燈泡消耗的功率為
P=I2RL=(U RL+R1)2RL,
將U=6 V、R1=2.5 Ω、P=3.2 W代入上式中, 解得RL=1.25 Ω或RL=5 Ω.
由圖可知,燈泡連入電路中的最小阻值為
RL最小=1.5 V 0.5 A=3 Ω,
關(guān)鍵詞:電學(xué)綜合題型;方法;步驟
中圖分類號:G633.7文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B文章編號:1672-1578(2017)02-0124-01
電學(xué)綜合題作為中考壓軸題,一直以來是學(xué)生頭疼的題型。如何使學(xué)生能夠在中考中快速準(zhǔn)確的解決這個難題呢?
電學(xué)綜合題,一般由實(shí)際生活中的電器元件引入,綜合電路圖知識、歐姆定律知識、圖像分析,銘牌信息等一系列常見易考知識點(diǎn),綜合考查學(xué)生的能力。
當(dāng)然,初中電學(xué)部分的主要考查知識點(diǎn)包括有串并聯(lián)電路的電流電壓電功率特點(diǎn),歐姆定律,斷路和短路特點(diǎn),電功和電功率,焦耳定律等電學(xué)知識。學(xué)生要有基本的電學(xué)知識儲備才能解決電學(xué)綜合問題。
課堂教學(xué)中教師往往講的熱鬧,學(xué)生常常聽的高興,但課后,學(xué)生普遍反映"聽得懂,不會做"。上課老師講解的知識都能聽懂,課后遇到自己動手解決問題時無從下手。那么,怎樣使學(xué)生真正掌握這一類問題的解決方法呢?
1.善用分析,求未知找已知
解答電學(xué)綜合題,要從題目要求入手,不要急于從開頭題干讀起,而是先讀題目中的問題,做到有的放矢。認(rèn)清所要計(jì)算求解的未知量,腦海中快速閃現(xiàn)對應(yīng)的物理公式,然后再從題目中尋找相關(guān)已知量。當(dāng)題目中已知量好似不足時,就要注意題目中的特殊字眼,善于發(fā)現(xiàn)隱含條件,如"串并聯(lián)""恰好正常發(fā)光"等等。
2.認(rèn)清“短路”
初中物理學(xué)習(xí)的短路有兩類,"短路電源"和"短路用電器"兩類。"短路用電器"也叫部分短路,部分短路僅造成該用電器不工作,并不會損壞該用電器,因此是可以的。部分短路較抽象,在實(shí)際應(yīng)用中比較多,中考主要考查的形式為結(jié)合開關(guān)的通斷或者滑動變阻器的移動來形成局部短路情形。為了幫助學(xué)生理解,可將開關(guān)接通時當(dāng)做導(dǎo)線,只要出現(xiàn)"用電器與導(dǎo)線并聯(lián)"的情形,我們就認(rèn)為出現(xiàn)了局部短路,"電流只走導(dǎo)線,不走用電器。"
3.分析電路圖,認(rèn)清串并聯(lián)關(guān)系
分析電路圖是解題成敗的關(guān)鍵。如果學(xué)生在分析電路圖時出現(xiàn)錯誤或者偏差,往往電路中的電流電壓電阻關(guān)系就會計(jì)算錯誤,造成"一分不得"的局面。當(dāng)然,串并聯(lián)關(guān)系的分析前提是認(rèn)清"短路",排除了"短路"的干擾后,綜合串并聯(lián)電路特點(diǎn),畫出等效電路圖(畫等效電路時認(rèn)為開關(guān)和電流表相當(dāng)于導(dǎo)線,電壓表相當(dāng)于斷路),然后綜合分析電路圖。一般情況下,"一個圈"的是串聯(lián),"多個圈"的是并聯(lián)。
4.依據(jù)串并聯(lián)特點(diǎn)列方程
電學(xué)計(jì)算題的特點(diǎn)是物理信息量大,公式多,過程變化多,要想在綜合題中很快找到解題思路,對于基本功的要求是比較高的。對于大多數(shù)學(xué)生而言,掌握這一類解題的技巧顯得尤為重要。比如電學(xué)綜合題中常考的問題設(shè)置有:求電流,求電阻,求電流做功,求實(shí)際電功率。那么就需要學(xué)生掌握一些技巧,我們以2014年陜西中考電學(xué)綜合題(部分)為例說明。
(陜西.2014.33)中國有著悠久的茶文化歷史,不同的茶葉沖泡方式不同,圖甲所示為一煮茶器,圖乙是它工作電路的簡化圖。接通電源后,當(dāng)水溫達(dá)到沸點(diǎn)時溫控開關(guān)自動斷開。沸騰后,當(dāng)水溫降低到80℃時溫控開關(guān)再次閉合,直到水溫升到85℃時電路再次斷開。它的銘牌如下表所示:
(1)若指示燈開始工作時的電壓為55V,與它串聯(lián)的電阻是560kΩ,通過指示燈的電流是多少mA?(計(jì)算結(jié)果保留兩位小數(shù))
(2)煮茶器正常工作r,發(fā)熱管的阻值是多少?
[解析]
首先看電路圖和銘牌信息,分析電路圖,由圖中看到有"兩個圈",因此是并聯(lián)電路,然后找見加熱額定功率600W和額定電壓220V。
問題1:
總之,初中物理電學(xué)部分的學(xué)習(xí)很大程度上側(cè)重應(yīng)用,因此,知識的考查多以應(yīng)用題的形式出現(xiàn)。我們在面對電學(xué)綜合知識的應(yīng)用型題目時,作為教師應(yīng)當(dāng)為學(xué)生做好引導(dǎo),幫助學(xué)生盡快掌握相關(guān)物理知識及解題技巧,從而真正幫助學(xué)生解決解題過程中的困難。
參考文獻(xiàn):
一、物理試題重在從很多文字中找出有利的關(guān)鍵字眼,問什么答什么。如:三輛汽車用同樣大小的牽引力和速度行駛,甲沿上坡路,乙沿水平路,丙沿下坡路,都行駛相同的時間,下列說法正確的是( )
A、甲車的功率最大 B、乙車的功率最大
C、丙車的功率最大 D、三輛車的功率一樣大
首先學(xué)生要在題目中劃出有效信息,不能看到題目中出現(xiàn)很多文字就害怕或者沒有任何思考,三輛汽車用同樣大小的牽引力和速度行駛,甲沿上坡路,乙沿水平路,丙沿下坡路,都行駛相同的時間,然后從題目問題出發(fā)繼續(xù)思考,題目考察的是功率問題,從功率公式入手,之前所學(xué)的功率公式有P=W/t,P=Fv,W=FS,選擇合適的公式,把題目中的已知量代入,同樣的牽引力,同樣的速度,所以功率相同,選擇D。
二、抓住試卷中的大分題目的得分。整個中考試卷,計(jì)算題是所有題目中分值最大的,分析歷年的中考試卷不難發(fā)現(xiàn),計(jì)算題并不是壓軸題。
三、用口訣法學(xué)電學(xué),學(xué)中有玩,玩中有學(xué)。在初中階段,無論怎樣強(qiáng)調(diào)電學(xué)的地位和作用都不過分,中考中考查比重大且學(xué)生最容易丟分的也是在電學(xué)知識。學(xué)生尤其害怕這一類題,如根據(jù)題目的要求連接實(shí)物電路、故障電路、動態(tài)電路的分析;電路的計(jì)算等。究其原因,有的是串聯(lián)、并聯(lián)混淆不清;有的是電表測量什么物理量張冠李戴;有的則是不注意電路的非正常部分,如電流表并聯(lián),電壓表串聯(lián)等。之所以會產(chǎn)生這些錯誤,歸根結(jié)底就是不會分析電路,電路到底是串聯(lián)、并聯(lián),是發(fā)生了斷路、電源短路、還是局部短路,都必須通過仔細(xì)分析題意搞清楚。電路分析正確了,后面的進(jìn)一步思考和解題才有意義。我把分析電路與連接實(shí)物電路的方法編成口訣,讓學(xué)生在分析電路時有法可依,有路可思。
分析電路的口訣1、分析電路應(yīng)有方法:一路到底必是串;若有分支是并聯(lián)。2、還請注意以下幾點(diǎn):A表相當(dāng)于導(dǎo)線;并時短路會出現(xiàn)。如果發(fā)現(xiàn)它并源;毀表毀源實(shí)在慘。若有電器被它并;電路發(fā)生局部短。V表可并不可串;串時相當(dāng)電路斷。如果發(fā)現(xiàn)它被串;電流為零應(yīng)當(dāng)然。
關(guān)鍵詞 高考物理;全國卷;福建卷;對比研究
2015年高考是福建省自行命題的最后一年,2016年將采用國家卷。為盡快了解福建卷與國家卷的區(qū)別,把握2016屆高三復(fù)習(xí)教學(xué)的方向,現(xiàn)就兩卷的結(jié)構(gòu)和物理試題特點(diǎn)作如下的對比分析,供高三物理復(fù)習(xí)參考。
一、理綜卷的結(jié)構(gòu)和分值對比
全國課標(biāo)I卷和福建卷在試卷的結(jié)構(gòu)、各學(xué)科題量和權(quán)重分配上都有所差異,具體如下表所示。需要特別指出的是,全國課標(biāo)I卷的物理選擇題分為單項(xiàng)選擇和不定項(xiàng)選擇題兩部分,而福建卷中物理選擇題只設(shè)單項(xiàng)選擇題。
對比上表中全國卷與福建卷各學(xué)科所占的分值可知,化學(xué)分值兩卷都是100分,但在全國卷中物理只有110分,比福建卷減少10分,物理減少的分值加在生物學(xué)科上。鑒于兩卷對比有較大的結(jié)構(gòu)性差異,因此學(xué)校在制定復(fù)習(xí)計(jì)劃和各學(xué)科進(jìn)行高三復(fù)習(xí)時,都要有針對性的措施,以適應(yīng)高考從福建自行命題到使用國家卷的 變化。
二、物理考查內(nèi)容與形式對比
下表以2014年高考全國新課標(biāo)卷和2014年高考福建卷各知識塊考查權(quán)重進(jìn)行對比分析。表中加粗?jǐn)?shù)據(jù)為必考內(nèi)容,全國卷選考部分為三選一,福建卷為二 選一。
從表中數(shù)據(jù)可知,力學(xué)和電磁學(xué)所占分?jǐn)?shù)比例總和都在 80%以上,是高考的重點(diǎn)內(nèi)容。下表為2015年全國課標(biāo)I卷考查的內(nèi)容與形式,從中可獲得有價值的信息,以便把握高考復(fù)習(xí)的重點(diǎn)和復(fù)習(xí)的 方向。
2015年全國課標(biāo)I卷:
三、全國課標(biāo)I卷命題特點(diǎn)分析
1.選擇題特點(diǎn)分析
全國高考物理卷的選擇題命題經(jīng)歷過幾次的改革:從早期物理卷只考計(jì)算題不定項(xiàng)選擇題+實(shí)驗(yàn)題+計(jì)算題單項(xiàng)選擇題+實(shí)驗(yàn)題+計(jì)算題單項(xiàng)選擇題+不定項(xiàng)選擇題+實(shí)驗(yàn)題+計(jì)算題。這是物理學(xué)科的考查更加注重考查學(xué)生思維過程的特點(diǎn)所決定的。
比較全國課標(biāo)I卷和福建卷,選擇題的命題有較大的區(qū)別,主要表現(xiàn)在以下幾個方面。
一是必考部分的選擇題數(shù)量相差較大:全國卷設(shè)8道題,福建卷設(shè)6道題。近四年全國課標(biāo)I卷8道選擇題中,力學(xué)兩個模塊跟電磁兩個模塊幾乎平分,各4 道題。
二是福建卷必考部分的6道選擇題中,有2道題是《選修3-4》的內(nèi)容,這是福建卷與全國卷較大的不同,全國卷采用的是“三選一”,即三個選修模塊中選考一個模塊。
三是兩卷的必考內(nèi)容中都有較為顯著的命題特點(diǎn),如:兩卷都有一道萬有引力的試題;兩卷都有一道交流電、變壓器的試題。
四是全國課標(biāo)I卷的選擇題命題顯著特點(diǎn)有:
(1)注重力學(xué)基礎(chǔ)考查。每年基本是4道力學(xué)題、4道電磁學(xué)題,其中一般都設(shè)有2-3道力學(xué)基礎(chǔ)試題。
(2)注重電場知識考查?;径加性O(shè)一道考查靜電場中的電場、電勢分析試題。
(3)注重磁場和電磁感應(yīng)考查。一般設(shè)2-3道安培力、洛侖茲力、電磁感應(yīng)的試題。
(4)必考的八道選擇題中,后面三道題干雖然明確說有多個選項(xiàng)正確,但這些年來多為“雙項(xiàng)”選擇題。
從試題考查的內(nèi)容上看,選擇題的命題側(cè)重點(diǎn)有所表現(xiàn),主要有:
(1)關(guān)注物理學(xué)史中的原始實(shí)驗(yàn)。如2014年第14題和2015年第19題。
案例:2015年第19題,1824年,法國科學(xué)家阿拉果完成了著名的“圓盤實(shí)驗(yàn)”。如圖所示,實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)當(dāng)銅圓盤繞中心軸旋轉(zhuǎn)時,正上方懸掛的磁針也隨之轉(zhuǎn)動起來,但略有滯后。要求判定穿過圓盤的磁通量是否變化,圓盤是否產(chǎn)生了感應(yīng)電動勢,分析磁針旋轉(zhuǎn)的原因等。
(2)重視帶電粒子在磁場中運(yùn)動的分析。如2014年第16題和2015年第14題。
(3)均在必考選擇題中設(shè)一道萬有引力題。如2014年第19題和2015年第21題。
案例:2014年第19題,把太陽系各行星近似為在同一平面內(nèi)沿同一方向繞太陽做圓周運(yùn)動。當(dāng)?shù)厍蚯『锰幵谕庑行呛吞栔g,三者排成一直線的現(xiàn)象,稱為“行星沖日”。題給2014年各行星沖日時間和各地外行星繞太陽運(yùn)動的軌道半徑與地球公轉(zhuǎn)半徑的比值,判定地外行星發(fā)生沖日現(xiàn)象的有關(guān)問題。這道題要在運(yùn)用萬有引力定律計(jì)算相關(guān)地外行星公轉(zhuǎn)周期的基礎(chǔ)上,算出相鄰兩次某行星沖日的時間間隔再開展分析,其運(yùn)算量較大。
(4)均在電磁感應(yīng)內(nèi)容中考查變壓器問題。如2014年第18題和2015年第16題。
(5)重視對靜電場概念和規(guī)律的考查。如2014年第21題和2015年第15題。
(6)重視對力學(xué)核心概念和規(guī)律考查。如2014年17、20題和2015年17、18、20題。
案例:2014年第17題,如圖,用橡皮筋將一小球懸掛在小車的架子上,處于平衡狀態(tài)?,F(xiàn)使小車向左加速,加速度逐漸增大到某一值后保持此值,小球穩(wěn)定偏離豎直方向某一角度(橡皮筋在彈性限度內(nèi))。判定小球前后高度的變化情況。這是考生所熟悉的情境,看似容易,實(shí)則不簡單。考生應(yīng)能抓住前后橡皮筋彈力大?。篎0= kx0= mg和F=kx=mg/cosθ,得到x0=xcosθ,由此推斷小球原來離懸點(diǎn)的豎直高度 h0= L0+x0一定比后來豎直高度 h=(L0+x)cosθ,也就是說,小球的高度升高了。
案例:2015年第18題,乒乓球發(fā)射機(jī)安裝在臺面左側(cè)邊緣的中點(diǎn),如圖所示。水平臺面的長和寬分別為L1和L2,中間球網(wǎng)高度為h。發(fā)射機(jī)能以不同速率向右側(cè)不同方向水平發(fā)射乒乓球,發(fā)射點(diǎn)距臺面高度為3h。不計(jì)空氣的作用,重力加速度大小為g。求能使乒乓球落到球網(wǎng)右側(cè)臺面上,發(fā)射速度v的最大取值范圍。這道題單從物理學(xué)來說只是考查平拋運(yùn)動的知識,而從考查考生應(yīng)用數(shù)學(xué)處理物理問題的能力上看,本題考查了考生的空間想象能力和運(yùn)用幾何知識的能力。應(yīng)能分析得出,最小發(fā)射速度對應(yīng)的是沿中央發(fā)射,且恰能過球網(wǎng),即vmin= ;最大發(fā)射速度對應(yīng)的是球恰能落在桌角,即 vmax= 。
2.實(shí)驗(yàn)題特點(diǎn)分析
近四年的全國課標(biāo)I卷中實(shí)驗(yàn)題幾乎都是創(chuàng)新試題,打破了教材已有的實(shí)驗(yàn)?zāi)J?,體現(xiàn)了命題源于教材又不拘泥于教材的思想,具有很強(qiáng)的挑戰(zhàn)性。除2012年第22題考查螺旋測微器的零誤差和讀數(shù)可以歸屬常規(guī)試題外,其它7道實(shí)驗(yàn)題都很有特點(diǎn),值得我們認(rèn)真去研究這些實(shí)驗(yàn)題的命題特點(diǎn)和方向,對搞好實(shí)驗(yàn)復(fù)有裨益。
下表羅列了近四年的8道實(shí)驗(yàn)題涉及的大致內(nèi)容和考查形式。
案例:2013年第23題,除涉及到歐姆表的工作原理和電壓表讀數(shù)外,重點(diǎn)考查了歐姆表內(nèi)部電池的電動勢和歐姆表內(nèi)阻,試題很有新意。2014年第23題,則是利用右圖所示的電路通過特殊的方法測量電池的電動勢和內(nèi)電阻。
案例:2015年第22題,通過托盤秤測小車過凹形橋最低點(diǎn)的壓力而測量速度的大??;第23題,則是考查雙量程毫安表的改裝和校準(zhǔn)。這兩道實(shí)驗(yàn)題都注重實(shí)驗(yàn)原理的考查,注重實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)讀取和分析處理,運(yùn)算量較大。
3.計(jì)算題特點(diǎn)分析
全國課標(biāo)I卷在必考計(jì)算題中只設(shè)兩道題,第一道題相對簡單些,其難度與福建卷的第一道題相當(dāng);第二道題作為壓軸題難度相對較高,但考生入手比福建卷的壓軸題容易,可要完整作答卻更難,這就確保了試題適當(dāng)?shù)碾y度和合理的區(qū)分度。
案例:2014年第25題,第1小題是將小球自O(shè)點(diǎn)水平向右拋出,恰過同一豎直面內(nèi)的A點(diǎn),求過A點(diǎn)的動能與初動能的比值;第2小題是讓該小球帶正電,并加一勻強(qiáng)電場,方向與ΔOAB平行。已知小球從O點(diǎn)以同樣初速度沿某方向拋出,恰過A點(diǎn)的動能是初動能的3倍;若小球從O點(diǎn)以同樣初動能沿另一方向拋出,恰過B點(diǎn)的動能為初動能的6倍。求電場強(qiáng)度的大小和方向。
本題突出考查力學(xué)和電學(xué)的主干知識,重點(diǎn)考查平拋規(guī)律、動能定理,以及靜電場的知識,涉及的知識點(diǎn)較多。本題設(shè)置了一個臺階,第一小題容易得分,第二小題才提高難度。作為壓軸題,本題涉及的情境看似簡單,其實(shí)由于電場方向的不確定性,需要考生根據(jù)計(jì)算結(jié)果去猜測電場的分布,難度還是相對較高的。
案例:2015年第25題,如圖所示,左端有一小物塊的長木板,其右端離墻4.5m。t=0時刻開始,物塊與木板一起向右滑行,直至t=1s時木板與墻壁碰撞,碰后瞬間木板原速反彈,運(yùn)動過程中物塊始終未離木板。已知碰撞后1s時間內(nèi)物塊的v-t圖線如圖所示。木板的質(zhì)量是物塊質(zhì)量的15倍,重力加速度g取10m/s2。求木板與地面間及物塊與木板間的動摩擦因數(shù)、木板的最小長度、木板右端離墻的最終距離。
本題的情境并不難,考生很熟悉,但過程比較復(fù)雜,受力分析與運(yùn)動分析需要極其謹(jǐn)慎,運(yùn)算量大、稍不小心就容易出錯。題設(shè)3個小題,第2、3兩小題并不具備難度梯度,過程最為復(fù)雜的是第2小題。這樣純動力學(xué)問題情境的壓軸題,往年高考全國卷也常遇到,比如2004年全國高考物理卷的壓軸題就是選用從盤子下抽桌布的情境命題。這樣的壓軸題從設(shè)計(jì)的考點(diǎn)來看只是突出考查了動力學(xué)知識,但試題考查的重點(diǎn)卻是考查考生的嚴(yán)謹(jǐn)、執(zhí)著、認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度和鍥而不舍的探究精神。考生應(yīng)非常細(xì)致、很有耐心、又干凈利落地分析和解決問題,這恰恰是許多考生所做不到的。這卻是高層次人才所必需的品質(zhì),也是落實(shí)對情感態(tài)度價值觀考查的體現(xiàn)。
本人通過對20套2008年全國各地中考試卷(所選試卷滿分均為100分)進(jìn)行分析,將本單元知識點(diǎn)在各地中考中的分布情況總結(jié)如下:
1. 碳元素的三種單質(zhì):南通市第10題(選擇),2分;揚(yáng)州市第15題(選擇),2分。
2.碳的化學(xué)性質(zhì):南通市第16題(選擇),2分;臨沂市第19題(實(shí)驗(yàn)),6分。
3.實(shí)驗(yàn)室制取CO2的原理、裝置、收集、驗(yàn)滿、檢驗(yàn):北京市第37題(實(shí)驗(yàn)),4分;重慶市第23題(實(shí)驗(yàn)),6分;安徽省第4題(選擇),2分;南通市第11題(選擇),2分。
4.根據(jù)實(shí)驗(yàn)室制備CO2氣體的基本原理,分析、評價一些典型的實(shí)驗(yàn)裝置和方案:哈爾濱市第34題(實(shí)驗(yàn)),7分;南昌市第22題(實(shí)驗(yàn)),7分;樂山市第45題(實(shí)驗(yàn)),5分;眉山市第25題(實(shí)驗(yàn)),6分。
5.利用一些常見儀器設(shè)計(jì)CO2等氣體的制備裝置,對氣體制備問題進(jìn)行探究:福州市第15題(實(shí)驗(yàn)),13分;南昌市第21題(實(shí)驗(yàn)),4分。
6.CO2對自然界生命活動的重要意義與溫室效應(yīng):重慶市第1題(選擇),2分;廣東省第7、11題(選擇),4分;哈爾濱市第33題(填空),3分;鹽城市第3題(選擇),2分;廈門市第21題(填空),6分。
7.CO2的物理性質(zhì):太原市第16題(選擇),2分。
8.CO2的化學(xué)性質(zhì):煙臺市第24題(填空),4分;重慶市第19題(填空),4分;安徽省第14題(實(shí)驗(yàn)),9分;河北省第31題(推斷),4分;咸寧市第20題(實(shí)驗(yàn)),5分。
9.CO2的用途:北京市第12題(選擇),2分;哈爾濱市第30題(填空),3分;黃岡市第16題(選擇),2分;煙臺市第18題(選擇),2分。
10.CO的物理性質(zhì):海南省第5題(選擇),2分。
11.CO的化學(xué)性質(zhì):北京市第35題(選擇),6分;山東省第14題(實(shí)驗(yàn)),8分;廣東省第22題(實(shí)驗(yàn)),4分;安徽省第13題(填空),6分;南京市第19題(選擇),2分;太原市第6題(選擇),2分;樂山市第26題(選擇),2分。
12.與CO2相關(guān)的計(jì)算題:北京市第35題,3分;南昌市第24題,6分;黃岡市第44題,5分;煙臺市第32題,6分;濰坊市第26題,10分;三明市第27題,6分;臨沂市第20題,6分;眉山市第27題,6分。
由上述統(tǒng)計(jì)可以看出:CO2的性質(zhì)、制法以及用途是歷年中考的必考內(nèi)容。預(yù)計(jì)在今后的中考中相關(guān)的開放性、綜合性題目會有所增加,運(yùn)用CO2的性質(zhì)解釋生活中的一些化學(xué)現(xiàn)象、根據(jù)化學(xué)現(xiàn)象分析CO2的性質(zhì)等問題將會成為熱點(diǎn)。此外,綜合性實(shí)驗(yàn)集氣體的抽取、除雜、干燥、氣體的性質(zhì)于一體,可以全面檢測考生的綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰疤骄磕芰?,也將成為中考的熱點(diǎn)。
考點(diǎn)一:金剛石、石墨和C60
考點(diǎn)主要集中在:金剛石、石墨和C60分子等是由碳元素組成的不同單質(zhì);由于它們的分子結(jié)構(gòu)不同,因此物理性質(zhì)有很大差異;木炭和活性炭具有很強(qiáng)的吸附能力;在常溫下碳的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定,在高溫下能跟很多物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。考查方式以選擇、填空為主。
例1 (2008年南通考題)下圖是金剛石、石墨、C60、碳納米管結(jié)構(gòu)示意圖,下列說法正確的是()。
A.這四種物質(zhì)都很軟,可作劑
B.這四種物質(zhì)碳原子的排列方式相同
C.這四種物質(zhì)完全燃燒后的產(chǎn)物都是CO2
D.這四種物質(zhì)的結(jié)構(gòu)中都是每個碳原子連接3個碳原子
考點(diǎn)二:二氧化碳的制取
其考點(diǎn)主要集中在:實(shí)驗(yàn)室制取CO2的原理、裝置、收集、驗(yàn)滿、檢驗(yàn)等;根據(jù)實(shí)驗(yàn)室制備氣體的基本原理,分析、評價一些典型的實(shí)驗(yàn)裝置和方案;利用一些常見儀器設(shè)計(jì)有關(guān)CO2等氣體制備的裝置,對氣體制備問題進(jìn)行綜合探究等。并多與實(shí)驗(yàn)室制取O2、H2相融合,方式以選擇、填空、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為主。
例2(2008年青島考題)請根據(jù)下列實(shí)驗(yàn)裝置圖回答有關(guān)問題:
(1)請?zhí)顚憳?biāo)號儀器的名稱:① ,② ;
(2)實(shí)驗(yàn)室中用過氧化氫溶液與二氧化錳混合制取氧氣時,應(yīng)選擇的發(fā)生裝置為(填寫裝置代號,下同),將藥品加入裝置前,應(yīng)進(jìn)行的操作是;
(3)實(shí)驗(yàn)室用石灰石和稀鹽酸制取CO2氣體時,應(yīng)選用的收集裝置是,用該裝置收集的氣體所具有的物理性質(zhì)是,制取CO2氣體時發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。
考點(diǎn)三:二氧化碳和一氧化碳
其主要考點(diǎn)為:CO2對自然界生命活動的重要意義與溫室效應(yīng);CO2的理化性質(zhì);CO的理化性質(zhì);CO2與CO的用途。其中CO2的化學(xué)性質(zhì)、CO的化學(xué)性質(zhì)成為今后中考中的重中之重。
例3(2008年哈爾濱考題)某無色氣體可能含有CO2、CO、H2中的一種或幾種,依次進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)(假設(shè)每步反應(yīng)均完全進(jìn)行);①通過赤熱的炭層后,恢復(fù)到原狀態(tài),氣體體積不變;②通過灼熱的CuO時,固體變成紅色;③通過白色CuS04粉末時,粉末變成藍(lán)色晶體;④通人澄清石灰水中,石灰水變渾濁。下列判斷正確的是( )。
A.原混合氣體中一定含有CO2、CO、H2
B.原混合氣體中一定沒有CO2,一定含有H2和CO
C.原混合氣體中一定含有H2和CO2,可能含有CO
D.根據(jù)①④,可推斷實(shí)驗(yàn)過程中一定有CO2生成
考點(diǎn)四:知識的綜合運(yùn)用
其考點(diǎn)主要集中在知識的拓展、與物理、生物知識的融合、CO2與NaOH反應(yīng)時的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、尤其在2008年中考中,共有十多個省市的壓軸題是以圖表形式呈現(xiàn)的與CO2相關(guān)的計(jì)算。
例4(2008年福建考題)下圖所示裝置用于測定蝗蟲呼吸作用的速率,圖中的NaOH溶液能夠充分吸收瓶中的CO2氣體,據(jù)圖回答問題(實(shí)驗(yàn)裝置足以維持實(shí)驗(yàn)期間蝗蟲的生命活動,瓶口密封)。
(l)該裝置可測定的是蝗蟲呼吸作用過程中吸收O2的速率,還是釋放CO2的速率?
(2)15分鐘后,U形管左右兩側(cè)的管內(nèi)液面位置有何改變?
(3)B瓶有什么作用?
參考答案:1.C;2.(1)酒精燈、試管,(2)B,檢驗(yàn)裝置的氣密性;(3)D, 氣體的密度大于空氣的密度,CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2;3.BD;4.(1)吸收O2的速率,(2)左升右降,(3)作對照。