一、信息閱讀題
例1. 溫度不同的兩個(gè)物體放在一起時(shí),低溫物體會(huì)吸收熱量,高溫物體會(huì)放出熱量,不計(jì)熱量損失,低溫物體吸收的熱量等于高溫物體放出的熱量。當(dāng)它們達(dá)到“熱平衡”時(shí),兩者的溫度相等。現(xiàn)有兩個(gè)溫度和質(zhì)量都相同的金屬球,先把甲球放入盛有熱水的杯中,熱平衡后水溫降低了△t。把甲球取出,再將乙球立即放入杯中(設(shè)杯中水量沒有變化),熱平衡后水溫又降低了△t,則兩球比熱大小的關(guān)系是( )
A. B.
C. D. 無法判斷
解析:因兩次達(dá)到“熱平衡”時(shí)水溫降低的溫度相同,則水放出的熱量相等,根據(jù)題設(shè)信息內(nèi)容可知,甲、乙兩球吸收的熱量一定相等。又因?yàn)楹笠淮巍盁崞胶狻焙蟮臏囟纫欢ǖ陀谇耙淮巍盁崞胶狻焙蟮臏囟,即乙球的末溫低于甲球的末溫,而兩球的初溫都相同,所以,乙球升高的溫度比甲球升高的溫度要小。根?jù)以上結(jié)論可推知,乙球的比熱容一定比甲球的比熱容大,因而,正確的選項(xiàng)是B。
此題用定性分析的方法簡(jiǎn)潔明了,如果用列式分析的方法則十分繁瑣。
二、實(shí)際應(yīng)用題
例2. 一天,小紅在樓下聽到這樣一段對(duì)話。王大媽說:“告訴你們一個(gè)好消息,聽說我們這個(gè)小區(qū)馬上要將煤氣改為天然氣了,這下可好了!”就在大家一致的贊同聲中,劉大媽沒好氣地說:“好什么好,煤氣1m3一元錢,聽說天然氣1m3要接近兩元錢,這不是在變相漲價(jià)嗎?”
聽到這,小紅在想:通天然氣以后,家里每月燃料支出的費(fèi)用不是要增加一倍嗎?
請(qǐng)你幫小紅解決她的困惑。
解析:假定一個(gè)家庭在某一時(shí)間內(nèi)所需要的熱能是一定的,盡管天然氣的價(jià)格是煤氣的兩倍,但其熱值也是煤氣的兩倍左右,即燃燒的天然氣產(chǎn)生的熱量相當(dāng)于燃燒2倍的煤氣產(chǎn)生的熱量。所以總體支出費(fèi)用是不變的。
題設(shè)情境與現(xiàn)實(shí)生活緊密相聯(lián),使同學(xué)們感到學(xué)有所用,學(xué)有所得,能激發(fā)同學(xué)們學(xué)習(xí)物理的興趣和熱情。
三、情境設(shè)置題
例3. 在沒有食物的情況下,人可以活30天;若是沒有水,時(shí)限便縮短為3~4天,因此水是人類生存的基本要求。如圖是一個(gè)應(yīng)急凈水器。在大容器中倒入不能直接飲用的水(泥水、海水等),將杯子放在容器中央,用塑料膜將容器口封好(容器邊緣留一個(gè)小縫隙),上面壓一塊石頭,使塑料膜形成一個(gè)凹面。將制成的凈水器放在陽(yáng)光下,幾小時(shí)后杯中就可以收集到從塑料膜上滴下的純凈水。這種凈水器主要是利用了__________和_________的現(xiàn)象來達(dá)到凈水目的。
解析:大容器內(nèi)不能直接飲用的水在陽(yáng)光照射下加快蒸發(fā),產(chǎn)生的水蒸氣又在塑料膜上液化形成水。所以本題的答案:蒸發(fā)(或汽化),液化(或凝結(jié))。
通過鮮活的實(shí)驗(yàn)情境,既考查了學(xué)生對(duì)物態(tài)變化的理解和應(yīng)用,又教會(huì)了學(xué)生一種應(yīng)急或自救的本領(lǐng),體現(xiàn)了積極的人生態(tài)度和價(jià)值取向,培養(yǎng)了學(xué)生重視生命和節(jié)約用水的社會(huì)責(zé)任感。此題的答案雖簡(jiǎn)單,但考慮分析的問題較多,涉及的知識(shí)面較廣,且潛在的提問不少,例如:容器邊緣為何要留一個(gè)小縫隙?為什么要將塑料膜形成一個(gè)凹面?為什么要將凈水器放在陽(yáng)光下等,可以說此題是一道難得的好題。
四、實(shí)驗(yàn)探究題
例4. 積雪對(duì)公路行車的危害主要表現(xiàn)在路況的改變上,路面積雪經(jīng)車輛壓實(shí)后,車輪與路面間的摩擦力減小,汽車易左右滑擺,同時(shí)汽車的制動(dòng)距離也難以控制,一旦車速過快,轉(zhuǎn)彎太急,都可能發(fā)生交通事故,專家研究表明:氣溫不同,積雪的厚薄不同,對(duì)汽車的危害也不一樣。當(dāng)積雪厚度在5~15cm,氣溫在0℃左右時(shí),汽車最容易發(fā)生事故。因?yàn)樵谶@種條件下的冰雪會(huì)呈“夜凍晝化”狀態(tài)。此時(shí)護(hù)路工人常在路面上撒大量的鹽,以避免“夜凍晝化”現(xiàn)象,即在相同氣溫條件下,融化的冰雪不再結(jié)冰,從而減少交通事故的發(fā)生。
(1)提出問題:在相同氣溫條件下,為什么水不再結(jié)冰了?
(2)猜想與假設(shè):請(qǐng)你用學(xué)過的物理知識(shí),針對(duì)這一現(xiàn)象的原因提出一個(gè)合理的猜想,說出你猜想的理由。
猜想:___________________________;
理由:___________________________。
(3)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案:針對(duì)你的猜想,設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案,驗(yàn)證猜想的正確性,實(shí)驗(yàn)方案及主要步驟:______________________________________________________。
解析:(2)猜想:撒鹽可能改變了水的凝固點(diǎn);理由:在相同的氣溫條件下,融化的冰雪不再結(jié)冰,可能是水的凝固點(diǎn)下降了(或鹽水的凝固點(diǎn)比水的凝固點(diǎn)低)。
(3)實(shí)驗(yàn)方案及步驟:①在三個(gè)相同容器A、B、C中分別加入等量的冷自來水;②容器A中不加鹽,容器B、C中加入不等量的鹽,充分?jǐn)嚢,配制成不同濃度的鹽水;③把A、B、C三個(gè)容器同時(shí)放入冰箱;④每隔一段時(shí)間檢查一下容器,測(cè)其溫度,并觀察水結(jié)冰情況,記錄測(cè)量和觀察結(jié)果;⑤分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及現(xiàn)象,得出結(jié)論。
題設(shè)情境直接來源于現(xiàn)實(shí)生活,能激發(fā)同學(xué)們探究問題的好奇心。重在考查用課堂上學(xué)得的知識(shí)去分析、解釋、探知現(xiàn)實(shí)生活中的問題。本題還能培養(yǎng)同學(xué)們從題目中獲取知識(shí)信息的能力,比如“夜凍晝化”現(xiàn)象,且可增強(qiáng)同學(xué)們學(xué)好物理的信心。
五、問題解決題
例5. 炎熱的夏天,四人到青島浮山游玩,爬到光禿禿的山頂巖石上休息時(shí),隨身帶的幾瓶礦泉水都被曬成了溫水。大家多么想喝上一口涼水呀!小張用毛巾擦汗時(shí),想到了一個(gè)辦法,大家終于喝上了涼水!
(1)辦法:_____________________________________;
(2)道理:_____________________________________。
解析:辦法是將礦泉水瓶用濕毛巾包裹住,道理是水蒸發(fā)時(shí)吸熱,有致冷作用。
此現(xiàn)象非常普遍,我們身邊處處有物理,只要善于動(dòng)腦,問題就會(huì)得到解決。如何讓學(xué)生學(xué)好物理,用好物理,是今后課改的一個(gè)努力方向。
六、開放創(chuàng)新題
例6. 用保溫杯盛水,經(jīng)常會(huì)遇到這樣的情況,往杯里裝入大半杯熱水,擰緊杯蓋,過較長(zhǎng)一段時(shí)間后,杯蓋會(huì)很難擰下來。
(1)簡(jiǎn)要回答產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因。
(2)請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一種打開杯蓋的方法,并說出所用方法用到的物理原理(不能損壞杯子)。
解析:其原因是瓶?jī)?nèi)溫度降低,同時(shí)部分水蒸氣液化,致使瓶?jī)?nèi)水面上方空氣壓強(qiáng)減小,小于外部大氣壓。方法:在瓶蓋上墊上毛巾,用力擰。原理是增大摩擦力。
打開杯蓋的方法不唯一,答案具有開放性,還可將杯子放在熱水中燙一段時(shí)間,再用力擰下來。原理是增大內(nèi)部氣壓;?qū)⒉紬l緊貼杯蓋側(cè)壁環(huán)繞幾圈后,再用力擰下來,原理是增大動(dòng)力臂,利用了杠桿的原理(或輪軸原理)。