物理知识在社会生活与科学技术中的应用..docVIP

物理知识 在现代社会生活与生产技术中的应用 （联系实际类）问题研究 2012.2 “联系实际类”试题难点特征： 1．题目信息量大，文字叙述多，题干长。让人一看就感到费力难解。 2．物理情景新颖，与常规的物理情景相比让考生感到不知从何处下手。 3．物理模型难以建立。 4．开放性问题往往对数学方法有依赖。有的题目用到的数学方法不常用难以迁移。 5．自己的知识和方法积累不够从而造成做题困难。 “联系实际类”试题难点特征与应对策略 1．试题信息量大文字叙述多，题干长。给人第一印象就是费力难解。 应对策略 要有成熟的考试心理和一定的承受能力 联系实际类试题的物理模型往往较为简单，大部分文字只是基于生活背景和科技事件完整性、严密性的必要表达。这类试题往往是起点高但落点低，只要运用学过的对应物理知识即可顺利解决， 【案例】（2010北京）23．（18分）利用霍尔效应制作的霍尔元件以及传感器，广泛应用于测量和自动控制等领域。如图1，将一金属或半导体薄片垂直置于磁场B中，在薄片的两个侧面a、b间通以电流I时，另外两侧c、f间产生电势差，这一现象称为霍尔效应。其原因是薄片中的移动电荷受洛伦兹力的作用向一侧偏转和积累，于是c、f间建立起电场EH，同时产生霍尔电势差UH。当电荷所受的电场力和洛伦兹力处处相等时，EH和UH达到稳定值，UH的大小与I和B以及霍尔元件厚度d之间满足关系式，其中比例系数RH称为霍尔系数，仅与材料性质有关。 ⑴设半导体薄片的宽度（c、f间距）为l，请写出UH和EH的关系式；若半导体材料是电子导电的，请判断图1中c、f哪端的电势高； ⑵已知半导体薄片内单位体积中导电的电子数为n，电子的电荷量为e，请导出霍尔系数RH的表达式、（通过横截面积S的电流I=nevS，其中v是导电电子定向移动的平均速率）； ⑶图2是霍尔测速仪的示意图，将非磁性圆盘固定在转轴上，圆盘的周边等距离地嵌装着m个永磁体，相邻永磁体的极性相反。霍尔元件置于被测圆盘的边缘附近。当圆盘匀速转动时，霍尔元件输出的电压脉动信号图像如图3所示。 a．若在时间t内，霍尔元件输出的脉冲数目为P，请导出圆盘转速N的表达式。 b．利用霍尔测速仪可以测量汽车行驶的里程。除此之外，请你展开“智慧的翅膀”，提出另一个实例或设想。 23．⑴UH=EHl c端电势高 ⑵RH= ⑶a． b．略 要有良好阅读习惯和审题技巧 审题就是弄清题目的含义，了解题目所涉及的物理现象、物理状态和物理过程，明确题目的已知条件和所求画草图是审题过程中必不可少的重要步骤。边读题边画图实际上是思考分析的过程。画草图能把题目所给的文字叙述变成形象的图示，有助于弄清题意，找到解答的途径。审题过程中必不可少的重要步骤23．（18分利用电场和磁场，可以将比荷不同的离子分开，这种方法在化学分析和原子核技术等领域有重要的应用。如图所示的矩形区域ACD（AC边足够长）中存在垂直于纸面的匀强磁场，A处有一狭缝。离子源产生的离子，经静电场加速后穿过狭缝沿垂直于GA边且垂于磁场的方向射入磁场，运动到GA边，被相应的收集器收集整个装置内部为真空。 已知被加速的两种正离子的质量分别是和电荷量均为。加速电场的电势差为U，离子进入电场时的初速度可以忽略，不计重力，也不考虑离子间的相互作用。 求质量为的离子进入磁场时的速率； 当磁感应强度的大小为B时，求两种离子在GA边落点的间距s； 在前面的讨论中忽略了狭缝宽度的影响，实际装置中狭缝具有一定宽度。若狭缝过宽，可能使两束离子在GA边上的落点区域叠，导致两种离子无法完全分离。 设磁感应强度大小可调，GA边长为定值L，狭缝宽度为d，狭缝右边缘在A处离子可以从狭缝各处入磁场，入射方向仍垂直于GA边且垂直于磁场。为保证上述两种离子能落在GA边上并被完全分离，求狭缝的最大宽度。 ⑵（提示：s是两种离子在磁场中运动的轨道直径之差） ⑶（提示：质量为的离子收集器质量为的离子和）两式左右分别相除，可得结论。） ②边画边写。有时反复读题也不能找到难点的突破口，但是若在画草图的同时写出各个过程满足的关系（或规律方程），并适时地推理计算，往往难点就会逐步化解，因为一些题目只有通过计算才能看出题目隐含条件。 【案例】（2011年高考·浙江理综卷）如图甲所示，静电除尘装置中有一长为L、宽为b、高为d的矩形通道，其前、后面板使用绝缘材料，上、下面板使用金属材料。图乙是装置的截面图，上、下两板与电压恒定的高压直流电源相连。质量为m、电荷量为-q、分布均匀的尘埃以水平速度v0进入矩形通道，当带负电的尘埃碰到下板后其所带电荷被中和，同时被收集。通过调整两板间距d可以改变收集效率η。当d=d0时η为81%（即离下板0.81d0范围内的尘埃能够被收集）。不计尘埃