2012高考物理高考知识点巡查专题33信息的获取与物理模型的建立.doc

专题三十三 信息的获取与物理模型的建立 雷区扫描 本部分常见的失分点有： 1.不能正确识别干扰信息与有效信息； 2.不能正确地将收集的信息与所学知识建立联系； 3.不能正确将实际问题抽象为理想的物理模型. 造成失误的根源在于：①缺乏一定的阅读能力，平时不注意信息的积累；②平时学习中知识学得死，不能灵活运用，不注意用所学的知识分析处理自己在生活中遇到的各种问题；③对学过的物理模型的特点没有深刻的理解，不能将所学物理模型与实际问题建立对应关系；④缺乏一定的抽象思维能力. 排雷示例 例1.（1999年上海） 天文观测表明，几乎所有远处的恒星(或星系)都在以各自的速 度背离我们而运动，离我们越远的星体，背离我们运动的速度(称为退行速度)越大；也就是说，宇宙在膨胀.不同星体的退行速度v和它们离我们的距离r成正比，即 v=Hr 式中H为一常量，称为哈勃常数，已由天文观察测定.为解释上述现象，有人提出一种理论，认为宇宙是从一个大爆炸的火球开始形成的.假设大爆炸后各星体即以不同的速度向外匀速运动，并设想我们就位于其中心，则速度越大的星体现在离我们越远.这一结果与上述天文观测一致. 由上述理论和天文观测结果，可估算宇宙年龄T，其计算式为Ｔ＝______.根据近期 观测，哈勃常数H＝3×10-2　m/s·光年，其中光年是光在一年中行进的距离，由此估算宇宙的年龄约为______年. 雷区探测 此题以“宇宙大爆炸”为背景，考查考生通过阅读获取信息的能力，及运用和处理信息的能力，这种能力是新考纲中的基本能力要求之一，应该是今后高考考题的热点. 雷区诊断 宇宙膨胀，这是天文观测中所观察到的现象，题目中以宇宙膨胀为背景，给出了这一方面的研究资料及结论，通过考生自己阅读资料，进行分析，对该题才能做出正确的解答. 宇宙形成是以宇宙大爆炸开始的，每一个星体都以各自的速度匀速地远离爆炸中心，这就是观测到的膨胀现象，对于不同的星体远离的速度不同，离中心越远说明它的速度越大，设宇宙的年龄为T，则某星体与爆炸中心的距离应为r=vT，又题中给出v=Hr，所以，T=1/H.有的考生由于缺乏阅读分析能力，认为v=Hr是针对同一天体的速度随距离的变化规律，因而错误地得到T=2/H的结论. 正确解答 1×1010 例2.（2001年全国） “和平号”空间站已于今年3月23日成功地坠落在南太平洋海域，坠落过程可简化为从一个近圆轨道(可近似看作圆轨道)开始，经过与大气摩擦，空间站的绝大部分经过升温、熔化，最后汽化而销毁，剩下的残片坠入大海.此过程中，空间站原来的机械能中，除一部分用于销毁和一部分被残片带走外，还有一部分能量E′通过其他方式散失(不考虑坠落过程中化学反应的能量). (1)试导出下列各物理量的符号表示散失能量E′的公式. （R）算出E′的数值(结果保留两位有效数字). 坠落开始时空间站的质量M＝1.17×105kg； 轨道离地面的高度为h=146 kｍ； 地球半径R＝６.４×10６ ｍ； 坠落空间范围内重力加速度可看作ｇ＝10 ｍ／ｓ2； 入海残片的质量m＝1.2×104 kg； 入海残片的温度升高ΔＴ＝3000 Ｋ； 入海残片的入海速度为声速v=340 ｍ／ｓ； 空间站材料每1 kg升温1 Ｋ平均所需能量c＝1.0×103 J； 每销毁1 kg材料平均所需能量μ＝1.0×107 J. 雷区探测 此题目给出了大量信息，学生必须认真阅读，建立各信息间的联系，进而运用所学知识对信息进行处理.考查考生阅读能力及整理信息的能力. 雷区诊断 由于题目信息量大，而多数考生缺乏一定的分析阅读能力，丢掉一些有用的信息，失分现象较为严重，实际上此题目并不很难，只要通过阅读题目弄清在卫星坠落过程中，有哪些能量参与了转化，转化了多少，就可以运用能量的转化和守恒定律列出各能量变化量间的关系，问题便迎刃而解. 正确解答 (1)根据题给条件，从近圆轨道到地面的空间中重力加速度ｇ＝10 ｍ／ｓ2.若以地面为重力势能零点，坠落过程开始时空间站在近圆轨道的势能为 Eｐ＝Mｇｈ ① 以v表示空间站在近圆轨道上的速度，由牛顿第二定律可得 =Mg ② 其中r为轨道半径，若以R地表示地球半径，则 r=R地＋ｈ ③ 由②、③式可得空间站在近圆轨道上的动能为 Ek＝Ｍｇ（R地＋ｈ） ④ 由①、④式得，在近圆轨道上空间站的机械能 E＝Ｍｇ（R地＋ｈ） ⑤ 在坠落过程中，用于销毁部分所需的能量为Q汽＝（Ｍ－ｍ）μ ⑥ 用于残片升温所需的能量Q残＝cｍΔＴ ⑦ 残片的动能为E残＝ｍｖ2 ⑧ 以E′表示其他方式损失的能量，则由能