高考《考試說明》明確說明考查“物理科學(xué)技術(shù)進展，體現(xiàn)物理學(xué)與社會生產(chǎn)和生活實際的緊密聯(lián)系”，因此我們思想上要引起足夠的重視?？v觀近年高考物理聯(lián)系實際的試題，大概可以歸為以下的5個方面：宇宙航天和天文地理，體育和運動，交通運輸，人體和人類日常生活，現(xiàn)代科學(xué)理論和技術(shù)。下面我們就分類看看這五類問題，并舉例分析。

1 高考物理與宇宙航天和天文地理聯(lián)系

這類問題一直都是高考的熱點問題，在物理高考中幾乎年年出現(xiàn)，因題目較多，這里僅舉一例。

例1 日前歐洲航天局由衛(wèi)星觀測到位于銀河系的中心存在一個超大型黑洞，命名為MCG6-30-15。根據(jù)天文學(xué)理論，恒星晚期核燃料耗盡時，其質(zhì)量大過奧本海默極限(約2-3個太陽質(zhì)量)，沒有任何力量能夠抵擋住強大的引力，恒星的收縮將猛烈地進行，形成“坍縮”，其全部質(zhì)量被壓縮到一個臨界半徑以內(nèi)，引力將大到使它本身發(fā)出的光子也擺脫不了其引力的束縛，發(fā)射不出來，同樣，到達其周圍的其它物質(zhì)將在巨大的引力作用下掉進其引力場內(nèi)而消失掉。若MCG6-30-15星體可視為一均勻球體，它的質(zhì)量為3×1036kg，則它演變成黑洞時的臨界半徑約為多少？(萬有引力恒量G=6.67×10-11N·m2/kg2)

解析 黑洞是指光子無法脫離其引力，因而在地球上不能接收到它發(fā)射的光子。設(shè)黑洞質(zhì)量為M，光子的質(zhì)量m=hν /c2，質(zhì)量為m的光子在黑洞表面的引力為F引 =GMm/R2。光子以光速c作半徑為R的圓周運動的向心加速度a=c2/R。當萬有引力大于向心力時光子不會外溢，即F引 >ma 。解上述各式得R

2 高考物理與體育和運動聯(lián)系

這類問題關(guān)鍵要求考生結(jié)合實際，建立物理模型，然后運用所學(xué)的物理知識解答。

例2 一跳水運動員從離水面10m高的平臺上向上躍起，舉雙臂直體離開臺面，此時其重心位于從手到腳全長的中點。躍起后重心升高0.45m達到最高點。落水時身體豎直，手先入水(在此過程中運動員水平方向的運動忽略不計)。從離開跳臺到手觸水面，他可用于完成空中動作的時間是多少？(計算時，可以把運動員看作全部質(zhì)量集中在重心的一個質(zhì)點。g為10m/s2，結(jié)果保留二位有效數(shù)字)

分析 本題就是以跳水運動員高臺跳水為背景的試題。運動員的高臺跳水動作極其復(fù)雜，既有身體的彎曲與伸直、雙臂的張開與收攏、身體前后的翻轉(zhuǎn)以及以身體為軸線的轉(zhuǎn)體運動等。也就是說，要精確地研究運動員的高臺跳水動作，就不能當作質(zhì)點處理。但本題為了簡化，明確告訴我們“計算時，可以把運動員看作全部質(zhì)量集中在重心的一個質(zhì)點”，并且在題目中還有這樣的敘述：“舉雙臂直體離開臺面，此時其重心位于從手到腳全長的中點”，“躍起后重心升高0.45m達到最高點”，“落水時身體豎直，手先入水”，“在此過程中運動員水平方向的運動忽略不計”，這就完全把問題簡化了。我們可以把這位運動員看成一個質(zhì)點，起跳時位于跳臺上方 h0處(h0等于運動員伸直手臂后從手到腳長度的一半)，而手觸水面時，其重心離水面的距離也是h0，這樣h0的大小就與本題無關(guān)．運動員的重心的運動軌跡(只看豎直方向運動)就是先向上移動0.45m，再向下移動共10.45m，這個運動是豎直上拋運動，即先向上做勻減速直線運動，再向下做自由落體運動，加速度都是g)。

解析 運動員跳起達到最高點的時間

人從最高點至水面的高度是10+0.45＝10.45m，下落可看成是自由落體運動，時間為t2

3 高考物理與交通運輸聯(lián)系

近年來物理高考也常常聯(lián)系交通知識和運輸工具，對于這類問題，首先也要求讀懂題目的信息，從而能建立好物理模型，運用物理知識解決。

例3 如圖所示，一風景區(qū)的峭壁上安裝了一套小型索道車系統(tǒng)，可將乘客送上和送下80m長的山坡，峭壁頂離地面車站的垂直高度為40m，整個系統(tǒng)由一上一下兩個車廂組成，每個車廂質(zhì)量為9 000kg，它們通過山頂上一個巨大的滑輪由鋼索相連，滑輪由電動機驅(qū)動，每個車廂受到的摩擦阻力恒為6000N。

(1)某次行程中有20位乘客在車廂x中下坡，另有8位乘客在車廂y中上坡，每位乘客的平均質(zhì)量為70kg，電動機必須在整個行程中運行。

①空載情況下為什么車廂x失去的勢能不足以將車廂y提升到山頂？

②整個車廂系統(tǒng)在這次行程中的勢能變化多少？

③克服摩擦阻力做的功是多少？

④如果整個行程用了30s時間，試計算電動機的平均輸出功率。

(2)與上升車廂相連的鋼索中的拉力，在車廂由坡底至坡頂過程中是如何變化的？為什么？

解析 (1)①因為有摩擦力做功，機械能有損失。

(2)不變；因為車廂做勻速運動。

例4 新型轎車前排都安有安全氣囊。氣囊內(nèi)儲有某種物質(zhì)，一受到?jīng)_擊就立即分解成大量氣體，使氣囊迅速膨脹，填補在乘員與擋風玻璃、方向盤之間，防止乘員受傷。某次實驗中汽車速度為144km/h，駕駛員沖向氣囊后經(jīng)0.2s停止運動。人沖向氣囊部分的質(zhì)量為40kg，頭部和胸部作用在氣囊上的面積為700cm2，在這種情況下，人的頭部和胸部受到的平均壓強是多大？

解析 v=144km/h=40m/s，由Ft=mv和P=F/S得：P=1.1×105Pa。大約相當于一個大氣壓，所以不會對人造成傷害。

4 高考物理聯(lián)系人體和人類日常生活

物理是與人類生活息息相關(guān)的學(xué)科。近幾年高考物理也出現(xiàn)了與人體和人類生活常識的聯(lián)系。

例5 神經(jīng)系統(tǒng)中，把神經(jīng)纖維分為有髓鞘與無髓鞘兩大類?，F(xiàn)代生物學(xué)認為，髓鞘是由多層(幾層到幾百層不等)類脂物質(zhì)——髓質(zhì)積累而成的，具有很大的電阻。

⑴已知蛙的有髓鞘神經(jīng)，髓鞘的厚度只有2μm，而它在每平方厘米的面積上產(chǎn)生的電阻卻高達1.6×105Ω。若不計髓質(zhì)片層間的接觸電阻，計算髓質(zhì)的電阻率ρ。

⑵某生物體可看作高20cm，半徑為4cm的圓柱體，視作由髓質(zhì)組成，在其兩端加上電壓，當電壓增加到100V時，該有機體發(fā)生蠕動。問：引起神經(jīng)纖維產(chǎn)生感覺的最小電流I是多少？

例6 如圖所示為一種調(diào)溫型電熱毯的電路圖，其額定電壓為220V。這種電熱毯是利用兩組相同的電熱絲，采用平行相隔的布線方式縫置在底布上，通過開關(guān)改變電熱絲的連接方式，從而改變功率達到調(diào)溫的目的。圖中虛線框內(nèi)是三刀五位滑動式功率轉(zhuǎn)換開關(guān)，三個滑片只能同時位于圖中“1”、“2”、“3”、“4”、“5”中的某一位置。求：

(1)若開關(guān)位于“2”時，電熱毯的額定功率為220W，則每組電熱絲的電阻是多大？

(2)開關(guān)位于位置幾時，電熱毯通電發(fā)熱功率最小？其值是多少？

(3)當開關(guān)位于位置“3”時，電熱毯工作5分鐘產(chǎn)生的熱量是多少？

解析 (1)當開關(guān)位于“2”時，將電路圖中未通電流部分線路去掉，可知電路中R1、R2是并聯(lián)關(guān)系，

(2)由于電路電壓不變，要使通電時發(fā)熱功率最小，只有它們通電電阻最大，故只有R1、R2串聯(lián)接在電路時，即開關(guān)位于“4”時，功率最小，此時R＝R1＋R2。P=U2R=50W。

(3)當開關(guān)位于“3”時，只有R2通電，且P2＝100W，電流做功轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故

Q=W=Pt＝100×300＝3×104J

例7 如果電熨斗的溫度調(diào)節(jié)器置于“錦綸”位置，則熨斗的通電時間為t1=10s，斷電時間t2=40s。在這種情況下，熨斗表面溫度達到T1=100℃。如果溫度調(diào)節(jié)器放在“棉布”位置，則熨斗的通電時間t′1=20s，斷電時間t′2=30s。求：溫度調(diào)節(jié)器在“棉布”位置時，熨斗表面的穩(wěn)定溫度T2？如果溫度調(diào)節(jié)器損壞，通電的熨斗將加熱至多高的溫度？假設(shè)熱損耗正比于熨斗和周圍空氣的溫差。室溫T0=20℃。

解析 當電熨斗表面溫度穩(wěn)定時，說明消耗的電功與向周圍散發(fā)的熱量相等。設(shè)P為電功率，t1時間內(nèi)消耗的電能為：W1=Pt1

而在t1+t2時間內(nèi)熨斗向周圍散發(fā)的能量為W2，由題意假設(shè)熱損耗正比于熨斗和周圍空氣的溫差。設(shè)比例系數(shù)為α，則

W2=α(T1-T0)(t1+t2)

穩(wěn)定時，有 W1=W2

即 Pt1=α(T1-T0)(t1+t2)

同理，在“棉布”位置時：

Pt1＇=α(T2-T0)(t1＇+t2＇)

得T2＝180℃

若溫度調(diào)節(jié)器損壞，設(shè)通電的熨斗將升為T3，則有以下關(guān)系式：

P(t1＇+t2＇)=α(T3-T0)(t1＇+t2＇)

得T3=420℃

5 高考物理聯(lián)系現(xiàn)代科學(xué)理論和技術(shù)

物理學(xué)與科技是密切聯(lián)系的，近年來高考物理試題中，也有一類與科學(xué)技術(shù)和理論相聯(lián)系的問題. 在這類問題中，常常給出大量的信息，解題的關(guān)鍵是通過仔細閱讀題目信息，找到有用信息解題，但千萬不要被大量的題目信息嚇倒。

例8 風能是一種環(huán)保型能源。目前全球風力發(fā)電的總功率已達7000MW，我國約為100MW。據(jù)勘測我國的風力資源至少有2.53×105MW。所以風力發(fā)電是很有前途的一種能源。

⑴風力發(fā)電是將風的動能轉(zhuǎn)化為電能。設(shè)空氣的密度為ρ，水平風速為v，風力發(fā)電機每個葉片長為L，風能轉(zhuǎn)化為電能的效率為η，那么該風力發(fā)電機發(fā)出的電功率P是多大？

⑵假設(shè)江蘇如東洋口港平均風速為v=9m/s，所用風力發(fā)電機的葉片長L=3m，空氣密度ρ=1.3kg/m3，效率為η=25%，每天平均發(fā)電20小時，每戶居民平均每天用電1.5度，那么這臺風力發(fā)電機能供多少戶居民日常用電？

解析 (1)葉片旋轉(zhuǎn)所形成的圓的面積為S=πL2，t秒內(nèi)流過該面積的空氣的質(zhì)量為

m=ρSvt，

又12mv2·η=pt

得發(fā)出的電功率為

P=3.35×103W=3.35kW。每天發(fā)電E=Pt=3.35×20=67kW·h=67度?？晒?7÷1.5=45戶居民使用。

這五類問題雖然分類沒有一定的科學(xué)標準，但基本能包括最近幾年高考物理試題中所有聯(lián)系的實際問題。通過上面的分類和解析，我們可以發(fā)現(xiàn)解決這類問題關(guān)鍵是要運用題目信息，要結(jié)合實際，建立物理模型或獲取有用的實際知識，然后運用所學(xué)的物理和數(shù)學(xué)知識解答問題。因而學(xué)生學(xué)習(xí)要多聯(lián)系實際，多關(guān)心社會生活和科技時事，不能死學(xué)。

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