物理解题中应如何审题-《中学生数理化》高中理化2025年9月刊

专精中备德等翠方费中学生款理化 编者按：在新教材、新课标、新高考背景下，“3十1十2”高考模式中的物理学科是首选科目 之一，以原始分（满分100分）直接计人高考总成绩。新高考模式下的物理试题突出对物理学 科主干内容和科学思维等关键能力的考查，考查同学们对物理过程的分析和综合运用知识 的能力。因此，学会如何学习是学好物理学科的关键所在，本刊特设专栏邀请深耕教学一线 的名师名家指点学习方法，希望同学们认真研读这些文章内容，有效提高学习效率。 ◆I+1+◆+◆→++◆++→+◆◆+→→◆+I→+→◆I◆→→I◆◆◆I→+→I◆+i→→→◆1◆+一 物理解题中应如何审题 ■上海师范大学附属中学 李树祥（特级教师、正高级教师）》 审题是解答物理问题的第一步。审题过 程是提取信息、分析和处理信息的过程，同学 C.专F-mg D 们在解答物理问题时容易出现的问题有两 解析：因为P、Q两物块的运动情况完全 种，一种是看不懂题，另一种是看错题。两者 相同（匀加速直线运动），所以可以先将两物 相比较，后者的危害性更大，看不懂题当然就 块视为一个整体作为研究对象，求加速度；再 无法去解答它，但不做这道题可以省下时间 单独以物块P为研究对象，求轻绳中的张力 去做其他题，而看错了题，还要动手去做，不 大小。 但做不对，还会占用考场上宝贵的时间。看 根据牛顿第二定律，对由P、Q两物块组 错题表面上看是“粗心、马虎”，实质上还是审 成的整体有F一u(m十2m)g=(m十2m)a, 题能力不高的表现。审题能力是一种综合能 解得a=3m 一g;对物块P有T一mg= 力，它不但包括阅读、理解、分析、综合等多种 思维能力，而且包含严肃认真、细致周到的态 1 ma,解得T=3F。 度等非智力因素，因此提高审题能力不仅是 答案：D 应试的需要，也是素质教育的重要组成部分。 那么应该如何审题呢？ 例2（多选题）如图2所示，一根绝缘 一、确定研究对象 轻质弹簧左端固定在绝缘的竖直挡板上，弹 研究对象通常是小球、小车、物块、轻杆、 簧自然伸长时右端位于O点，用一根不可伸 带电粒子、轨道等单一物体。有时候将几个 长的绝缘轻绳，跨过光滑定滑轮连接带电物 单一物体“捆绑”在一起作为研究对象，即采 块P(可视为点电荷)和不带电物块Q。已知 用“整体法”，往往能够达到简化分析过程的 物块P所带电荷量为十q,物块P与水平面 目的。另外，研究对象并不总是固定不变的， 间的动摩擦因数以=0.5，整个空间分布着水 对于涉及多个物体、具有复杂物理过程的不 平向左的匀强电场，场强E=38,A、0两 同阶段可能需要选择不同的研究对象。 点间的距离为2x,O、B两点间的距离为x, 例1如图1所示， P Q 2m一F 物块P和Q的质量均为m。现将物块P从 物块P、Q置于水平地面m 图中A点由静止释放，物块P能向左运动并 上，其质量分别为m、2m, 图1 压缩弹簧到最短的位置为B点，物块P与定 两者之间用水平轻绳连接。两物块与地面之 滑轮之间的轻绳始终与水平面平行，定滑轮 间的动摩擦因数均为“，重力加速度大小为 g。现对物块Q施加一水平向右的拉力F, 右边的轻绳始终处于伸直状态，不计空气阻 使两物块做匀加速直线运动，则轻绳中的张 力及弹簧与水平面间的摩擦力，重力加速度 力大小为( 为g,则()。 )。 BF+nR A.物块P从A点运动至O点的过程 A.F-2umg 中，轻绳对物块Q的拉力大小为mg 3 中学生款理化离带理经师频高季习方法 量，所以审题时必须先看清题设中有哪些已 知量，待求量是什么，再选用合适的物理规律 w 列式求解待求量。需要注意的是一个方程只 B 0 能求解一个未知量，所以要使所列方程中的 已知量尽量多，而未知量尽量少。 例3研究表明，一般人的刹车反应时 间（图3甲中“反应过程”所用时间）t。= 图2 0.4s,但饮酒会导致反应时间延长。在某次 B.物块P从A点运动至O点的过程 试验中，志愿者少量饮酒后驾车以。= 中，系统的机械能增加量为5mgx 72km/h的速度在试验场的水平路面上匀速 C,物块P运动至O点时的动能为 行驶，从发现情况到汽车停止，行驶距离L= 3mgx 39m。减速过程中汽车的位移x与速度v D.在整个运动过程中，弹簧的最大弹性 的关系曲线如图3乙所示，汽车在此过程中 势能为4.5mgx 可视为做匀变速直线运动。取重力加速度 解析：将物块P从A点由静止释放后， g=10m/s2。求： 物块P在静电力gE、滑动摩擦力mg、轻绳 x/m 25 拉力T的作用下向左做加速运动，物块Q在 重力mg和轻绳拉力T的作用下向上做加速 发现情况 开始减速 汽车停止 运动，先分别单独以物块P和Q为研究对 反应 减速 a/(km-h) 过程 过程 象，利用牛顿第二定律可求轻绳的拉力；再以 72 甲 乙 由物块P、Q组成的系统为研究对象，利用能 量守恒定律可求动能、弹性势能和机械能的 图3 增加量。 (1)减速过程中汽车的加速度及所用时 将物块P从A点由静止释放后，物块P 间分别为多少？ 向左做加速运动，物块Q向上做加速运动， (2)饮酒使志愿者的反应时间比一般人 根据牛顿第二定律，对物块P有qE一umg 增加了多少？ T=ma,对物块Q有T-mg=ma,解得T= (3)减速过程中汽车对志愿者作用力的 1.75mg,选项A错误。物块P从A点运动 大小与志愿者重力大小的比值为多少？ 至O点的过程中，系统机械能的增加量等于 解析：已知条件是汽车的初速度、汽车的 静电力和摩擦力所做的总功，即W=(qE 行驶距离、当地重力加速度和图像上标出的 umg)·2x=5mgx,选项B正确。物块P从 减速过程中汽车的位移，第一问的待求量有 A点运动至O点的过程中，对由物块P、Q组 两个，即加速度和诚速过程所用时间，其中加 成的系统应用能量守恒定律得W=mg·2x 速度是矢量，既要求其大小还要求其方向，第 +2Ek,解得Ek=1.5mgx,选项C错误。物 二问的待求量是反应时间的增加量，第三问 块P从A点运动至B点时弹簧被压缩到最 的待求量是二力之比。因为在反应时间内汽 短，弹簧的弹性势能达最大，对由物块P、Q 车继续做匀速运动，在刹车至停止的过程中 组成的系统应用能量守恒定律得qE·3x= 汽车做匀减速运动，减速过程中志愿者受到 mg·3x十mg·3x+E。,解得E。= 重力和汽车对志愿者的作用力，所以前两问 4.5gx,选项D正确。 可以利用运动学公式列式求解，最后一问可 答案：BD 以利用牛顿第二定律列式求解。 二、确定已知条件和待求量 (1)设减速过程中，汽车加速度的大小为 求解物理问题就是用已知量来表示未知 a,所用时间为t,由题意知汽车的初速度 专精中金经拖德等翠青中学生款理化 uo=72km/h=20m/s,末速度v,=0,位移 例4如图4所示，质量m=5g,长度 x=25m,由运动学公式得=2ax,t= L=10cm的铜棒，用长度也为L的两根轻 a 软导线水平悬吊在竖直向上的匀强磁场中， 解得t=2.5s,a=8m/s2,加速度的方向与 汽车的初速度方向相反。 磁感应强度B= ·T。铜棒中未通电时，轻 (2)设志愿者饮酒后反应时间的增加量 软导线沿竖直方向，钢棒中通入恒定电流后， 为△t,由运动学公式得L=vot'十x,△t= 轻软导线向外偏转的最大角度0=53°。取重 t'一t。,解得△t=0.3s。 力加速度g=10m/s2,sin53°=0.8，cos53°= (3)在减速过程中，设志愿者所受合外力 0.6。求铜棒中通人的恒定电流的大小。 的大小为F(方向水平向左)，汽车对志愿者 作用力的大小为F。,志愿者的质量为m,由 牛顿第二定律得F=ma,由平行四边形定则 得F=F十(mg),因此E √a'十g2 ,解 mg mg g 图4 图5 得F=厘 mg 5 解析：“轻软导线向外偏转最大角度”隐 三、寻找隐含条件 含着此时铜棒的速度为零，即铜棒中通电后 任何物理问题都是在特定物理条件和范 在安培力作用下发生偏转，当铜棒速度为零 围内根据物理现象的变化规律而设定的。物 时，偏转角度达最大。 理问题中的一部分条件是直接给出的，也有 铜棒中通入恒定电流偏转角度达最大 一部分条件没有明确给出，而是隐含在题干 时，铜棒的受力分析如图5所示，对铜棒应用 中，这就要求同学们在审题时应反复读题，既 动能定理得BIL·Lsin日-mgL(1一cosθ) 统揽全局，又反复推敲，从题干的宇里行间挖 =0,解得I=0.75A。 掘出这些隐含的信息，利用这些隐含信息，梳 四、注意关键字词句 理解题思路，从而顺利求出待求量。 审题时要注意“咬文爵宇”，即读题时需 常见的隐含条件：理想变压器隐含了输 要对题目中的关键宇词句反复椎敲，正确理 人功率等于输出功率、物体运动到最高点表 解其表达的物理意义，在头脑中形成一幅清 示此时的竖直分速度为零、光滑表面表示动 晰的物理图景，建立起正确的物理模型，梳理 摩棕因数为零、轻质物体表示物体的质量可 出条理清楚的解题思路。 以忽略不计、理想气体隐含了分子间作用力 容易误解的关键词语：变化量与变化率， 可忽略不计且气体的内能只与温度有关、绝 其中“变化量”是指某个物理量在两个不同状 热容器表示无热交换、两物体恰要分离表示 态下的差值，反映了物理量的改变大小，而 此时两物体间的弹力为零且两物体具有相同 “变化率”是变化量与发生这个变化所用时间 的速度和加速度、两物体恰要发生相对滑动 的比值，体现了物理量变化的快慢；增加了多 表示两物体间的摩棕力达最大静摩擦力、两 少与增加到多少，其中“增加了多少”强调的 物体恰不相碰或两物体恰避免碰撞表示当两 是增加的具体数值，是一个差值，而“增加到 物体间距离为零时速度恰好相等、用电器正 多少”指的是最终达到的数值；至多与至少， 常工作表示用电器两端的电压为额定电压且 其中“至多”表示上限，即不超过某个值，而 消耗的功率为额定功率、两带电平行板间的 “至少”表示下限，即不低于某个值。 电场可视为匀强电场、无限长通电螺线管内 需要特别注意区分的关键词语：是时间 的磁场可视为匀强磁场、波（机械波和电磁 还是时刻；是“直径”还是“半径”；是“矢量”还 波)在不同介质中传播时的频率保持不变等。 是“标量”：是“正功”还是“负功”；物体是导体 5 中学生款理化离带理经师频高幸习方法 还是绝缘体；是轻绳、轻杆还是轻弹簧；物体 点时，质量为的质点Q受到力F的作用从 是在圆环的内侧还是外侧；物体是在圆管内 静止开始向右做匀加速直线运动。为使P、 还是套在圆环上；要选择的是错误的选项还 Q两质点在某时刻的速度相同，力F的大小 是正确的选项；要求解的是物体的位移还是 应满足什么条件？ 所在的位置；金属棒的电阻是否可忽略不计； 解析：质点P做匀速圆周运动，匀速圆 电源的内阻是否可忽略不计等。 周运动具有周期性。题目中有一个关键词 另外，还需要特别注意括号里的说明性 “速度相同”，速度是矢量，速度相同包括大小 文字。 相等和方向相同。由质点P的运动情况可 例5如图6所示， 知，只有当质点P运动到圆周上的C点时， 站在向右做匀加速直线 P,Q两质点的速度方向才相同。因此质点 运动的车厢内的人向前 P应转过(m+)周(n=01,2),经历的 推车厢的前壁，人和车厢 图6 保持相对静止，下列关于 时间t=(+子)T(n=01,2…),质点P 人对车厢做功情况的说法中正确的是( A.做正功 B.做负功 经过C点时的速度大小0=π 。在相同的 T C.不做功 D.无法判定 时间内，质点Q做匀加速直线运动，速度大 解析：本题的关键词是“匀加速”，若把 小应达到，根据牛顿第二定律及速度公式 “匀加速”改为“匀减速”或者“匀速”，答案将 得F=ma,v=at。联立以上各式解得F= 完全不同。另外，分析本题时我们还要转换 (4n+3)T(n=0,1,2,…)。 8πR 研究对象，即将对车厢进行分析转换为对人 进行分析。 六、注意图像信息的观察和利用 人受到重力、车厢给人向右的摩擦力、向 图像信息是指包含一定物理信息的各种 上的支持力和向左的推力四个力作用，其中 图或表，广义的图像包括示意图、电路图、光 支持力和重力是一对平衡力，且对人不做功， 路图、装置图、函数图像、实验数据表格、铭牌 车厢给人的摩擦力和推力的合力使人随车厢 数据表等，狭义的图像一般仅指函数图像。 一起向右做匀加速直线运动，所以这个合力 当题干中给出了函数图像时，审题时需要配 向右，对人做正功。根据牛顿第三定律可知， 合文宇表述，细致观察，全面系统地弄懂图像 人给车厢的摩擦力和推力的合力应该向左， 中的“轴”“线”“点”“斜率”“面积”等所表示的 与车厢的运动方向相反，对车厢做负功。 物理意义。“轴”是指图像的坐标轴，审题时 答案：B 要弄清楚图像的坐标轴分别代表哪两个物理 五、注意多解信息 量及这两个物理量的单位分别是什么。有些 很多物理问题的答案不是唯一的，所以 图像虽然形状相同，但会因坐标轴所代表的 同学们在审题时要注意多解信息，避免漏解。 物理量不同，而反映出截然不同的物理现象 存在多解的可能情况：初末状态不明确、 或规律。“线”是指图像的形状，审题时要观 物体的运动状态不确定、物理现象不确定、物 察图像是直线、曲线，还是折线等，判断图像 理条件不确定、矢量方向不明确、制约条件不 所反映的两个物理量之间的关系，进而明确 确定（如周期性的圆周运动、振动和波）等 图像所反映的物理内涵，识别两个相关物理 例6如图7所 量的变化趋势。“点”是指图像上任意一点， 示，质点P以O为圆心 它表述的是两个坐标轴所代表的物理量之间 沿顺时针方向做半径为 的瞬时对应关系，审题时要特别注意图像的 R的匀速圆周运动，周期 交点、拐点、截点和原点。两图像的交点表示 为T。当质点P经过D 图 横轴和纵轴所代表的物理量分别相等；图像 专精中金经拖德等翠青中学生款理化 的拐点是两种不同变化情况的交界，即物理 (3)在合电场中，x=0.40m与x= 量的突变点：截点是图像与两坐标轴的交点 0.60m之间的电势差U。 所代表的坐标值，该数值一般表示初、末状态 (4)已知小球B在x=0.20m处获得 的物理量；一般坐标系“原点”的坐标为(0， w=0.4m/s的初速度时，最远可以运动到 0),但有时为了便于分析，会将坐标轴进行平 x=0.40m处。若小球B在x=0.16m处 移，这就会导致原点的坐标值不为0；“斜率” 受到方向向右，大小为0.04N的恒力作用 是指直线相时于横轴的倾斜程度，物理图像 后，由静止开始运动，为使小球B能离开杆， 的斜率代表两个物理量增量的比值，即纵坐 恒力作用的最小距离s是多少？ 标表示的物理量对横坐标表示的物理量的变 解析：(1)观察图9中曲线I可知，当 化率，用公式表示为k一会，斜率一般用来 x=0.30m时，点电荷A对小球B的作用力 描述第三个物理量；“面积”是指图像和坐标 F,=k9=0.018N,解得q=1×10‘C。 轴所夹图形的面积，它往往代表另一个物理 (2)在x=0.30m处小球B所受水平方 量的变化规律，可以从物理公式分析，也可以 向的合力F台=F,十gE,解得E=F合一E 从单位的角度分析，判断两坐标轴所代表物 9 理量的“积”有无实际的物理意义，若有意义， -0.012-0.018 N/C=-3×10N/C。因 1×10-6 则可判断它代表的是某个物理量的变化 此非均匀外电场在x=0.30m处沿杆方向 规律。 的电场强度大小为3×10N/C,方向水平 例7如图8所示， A B 向左。 长度L=0.8m的光滑杆 0 (3)F-x图像中的“面积”表示功。观察 左端固定一带正电的点电 图8 图9中曲线Ⅱ可知，在x=0.40m与x= 荷A,其电荷量Q=1.8× 0.60m之间小球B受到的合力做功W合= 10-7C;一质量m=0.02kg,带电荷量为q的 -0.004×(0.60-0.40)J=-8×101J。 小球B套在杆上。将杆沿水平方向固定于 某非均匀外电场中，以杆左端为原点，沿杆向 由公式qU=W6得U=W鱼=-8O0V. 右为x轴正方向建立坐标系。点电荷A对 (4)小球B从x=0.16m处运动到x 小球B的作用力随小球B位置x的变化关 0.20m处，合力做功（三角形面积）W1= 系如图9中曲线I所示，小球B所受水平方 0.030×(0.20-0.16) J=6×101J。小球 向的合力随小球B位置x的变化关系如图9 2 中曲线Ⅱ所示，其中曲线Ⅱ在0.16m≤x≤ B从x=0.20m处运动到x=0.40m处，根 0.20m和x≥0.40m范围内可近似视为直 据动能定理得合力做功W2=二之u?= 线。静电力常量k=9×10°N·m2/C2,求： 一1.6×10J。小球B从x=0.40m处运 F/N 动到x=0.80m处，合力做功（矩形面积） 0.030 W=-0.004×(0.80-0.40)J=-1.6× 0.018 10J。根据动能定理得W1+W,+W,+ F外s=0,解得s=0.065m。 -0.004-.0.16-420-0390.400.60 0.80 x/m -0.012 总之，审题时要认真细致地全面收集信 息，审题要慢，答题要快！在审题之后就可以 图9 按照选取研究对象一构建物理模型一分析运 (1)小球B所带电荷量q。 动状态和过程一画草图一找规律一列方程一 (2)非均匀外电场在x=0.30m处沿杆 检查结果的步骤来解题了。 方向的电场强度E。 (责任编辑张巧)