中考物理估算題解讀
2008-12-31 00:00:00諸學(xué)鴻黃純
物理教學(xué)探討 2008年11期
摘要：估算題具有綜合性強(qiáng)的特點(diǎn)，能有效地考查學(xué)生對相關(guān)知識的掌握情況。本文結(jié)合典型習(xí)題，從力學(xué)中的估算、熱學(xué)中的估算、電學(xué)中的估算等四個方面對物理中考題中的典型估算題進(jìn)行了解答和分析。
關(guān)鍵詞：物理中考；估算；專題
中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1003-6148(2008)6(S)-0016-3
估算題是目前中考題中常見的一種題型，它與新課標(biāo)“從生活走向物理，從物理走向社會”的基本理念相吻合。估算題把物理與生產(chǎn)和生活實(shí)際結(jié)合起來，旨在考查學(xué)生對生活中物理知識的靈活掌握和應(yīng)用情況。這類題目文字不多，已知條件極少，學(xué)生要解答這類題目，需要一定的知識儲備和對相關(guān)物理知識的透徹理解。選擇性估算題，其估測之值不必十分精確，幾個答案之間常常存在著數(shù)量級的差別，所以正確選項(xiàng)只要接近即可。思考估算題時，學(xué)生可以從常見熟悉的數(shù)據(jù)入手，采用比較、聯(lián)想、轉(zhuǎn)化的方法，仔細(xì)推敲，將不熟悉的物理量，通過已儲備的相關(guān)知識和相關(guān)公式轉(zhuǎn)換成熟悉的物理量，以便順利得出估算答案。估算題的綜合性強(qiáng)，確實(shí)能考查學(xué)生對物理知識的掌握程度。
1 力學(xué)中的估算
1．1 對長度、時間和速度的估測
長度估算是解答其它力學(xué)問題的基礎(chǔ)，在估算長度時，首先要對1mm、1cm、1dm、1m等長度單位有了解，其次要知道一些常見的物體尺寸，尤其是自己身體各部位的長度和寬度，如初中學(xué)生的身高大約為1.5m、手掌長度大約為10cm、走一步的長度大約為0.5m、一層樓的高度大約為3m等。
對時間的估算可以用數(shù)1s、2s、3s的辦法，同時了解百米賽跑的時間約為10s。對速度的估算要知道一般人的步行速度大約是1.1m/s，一般小汽車在高速路上的正常速度約80km/h，同時知道m(xù)/s和km/h的換算關(guān)系。
例1 一棟十層樓房的高度最接近的是
A.18m。B.35m。
C.3.5×104cm。 D.0.35km。
解析 這道題目若學(xué)生知道了一層樓的高度，十層樓的高度就迎刃而解了，答案選項(xiàng)是B。
例2 下面哪個過程經(jīng)歷的時間差不多是1s？
A． 眼睛眨一下。
B. 人的心臟跳動一次。
C. 人呼吸一次。
解析 若學(xué)生對1秒鐘的時間間隔有親身的感受，就不難得出正確選項(xiàng)是B。
例3 如圖1所示，小球沿著曲面從A端滾動到B端，時間間隔為0.4s所拍攝的頻閃照片，圖中的米尺（長度為1m）也是頻閃照片的一部分，請你利用刻度尺和圖中的有關(guān)信息，估算出小球從A端滾動到B端過程中最大速度約為多少m/s？
解析 由于是頻閃照片，時間間隔相等，都是0.4s。相同時間內(nèi)路程越大，速度就越快。所以可以從圖中找出間隔最大的兩個點(diǎn)，測出它們之間的距離，然后利用圖中的米尺進(jìn)行比較。經(jīng)過測量后發(fā)現(xiàn)，兩個最遠(yuǎn)的小球之間的距離大約是米尺的一半，即0.5m，所以速度為1.25m/s。
1.2 對體積和容積、質(zhì)量和重力、質(zhì)量和密度的估測
有些估算題文字簡潔，顯性已知條件少或條件比較隱蔽，乍一看題，好像缺條件，其實(shí)只要認(rèn)真審題，仔細(xì)推敲，就能挖掘出隱蔽的已知條件。
例1 一個質(zhì)量為50kg的人，他整個身體的體積大約是
A.5m3。B.0.5m3。
C.0.05m3。D.0.005m3。
解析 學(xué)生需要知道的常識是一般人的密度與水的密度近似相同，再利用公式就可以得出正確選項(xiàng)是C。
例2 放在地上重為1N的物體可能是
A.一枚一分的硬幣。
B.一頭牛。
C.一輛自行車。
D.一本物理書。
解析 學(xué)生對1N的認(rèn)識不及1kg，所以將牛轉(zhuǎn)換成千克，可以幫助他們解決這個問題。正確選項(xiàng)為D。
例3 澳大利亞南部海岸，發(fā)現(xiàn)一群擱淺的鯨魚，當(dāng)?shù)鼐用窬o急動員，幫助鯨魚重返大海。他們用皮尺粗略測出其中一頭鯨魚的體積為3m3，則該頭鯨魚的質(zhì)量約為
A．3×102kg。B.3×103kg。
C. 3×104kg。D. 3×105kg。
解析 本題沒有告訴密度，根據(jù)鯨魚能夠懸浮在水中，可粗略得出鯨魚的密度和水的密度差不多。利用密度公式計(jì)算得出鯨魚的質(zhì)量約為3×103kg正確選項(xiàng)為B。
1.3 對壓力和壓強(qiáng)、大氣壓強(qiáng)的估測
對于壓強(qiáng)、大氣壓強(qiáng)的估算，學(xué)生要清楚標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的值，（知道一張報(bào)紙對折后的壓強(qiáng)約為1Pa），并對面積有估算的能力。
例1 由于大氣壓強(qiáng)的作用，我們現(xiàn)在使用的物理課本（16開本）的封面所受的大氣壓力最接近于下列數(shù)值中的
A.50N。 B.500N。
C.5 000N。D.50 000N。
解析 學(xué)生對物理學(xué)課本的長和寬有比較合理的估計(jì)，能記住標(biāo)準(zhǔn)大氣壓值，就不難估算出大氣作用在物理課本封面上的壓力。正確答案是C選項(xiàng)。
例2 一個普通中學(xué)生雙腳站立在水平面上，他對水平面的壓力和壓強(qiáng)最接近于
A. 50N103Pa。 B.50N104Pa。
C. 500N 103Pa。 D.500N104Pa。
解析 學(xué)生不難判斷自己對水平面的壓力，得出正確答案，而對雙腳著地面積的估算有一定困難，可以把鞋底看成長方形，得出雙腳著地面積約為500cm2，再算壓強(qiáng)就非常容易了。正確答案是B選項(xiàng)。
例3 如圖2甲所示是一種帆板運(yùn)動，請你根據(jù)圖中的信息估算此時風(fēng)對帆的作用力有多大？
解析 這是一個實(shí)際生活中的杠桿，通過觀察發(fā)現(xiàn)人移向船體右側(cè)是為了平衡風(fēng)對帆的作用。帆船和人可以在水面上顛簸，但始終繞著船轉(zhuǎn)動，因此船就是杠桿的支點(diǎn)，而風(fēng)的作用力是動力，人的重力是阻力。由此可以建立如圖2乙所示的杠桿模型。一般學(xué)生很難建立這個模型，因?yàn)樵诜暹\(yùn)動過程中，這個支點(diǎn)是移動的。
根據(jù)杠桿原理，可求出風(fēng)力F的大小
F×3L=G×L，
則F=G/3。
若人的體重為600N，則風(fēng)的作用力大約為200N。
1.4 對功和功率的估測
例1 在平直的公路上，以一般速度行駛的自行車，所受阻力約為人與車重的0.02倍，則騎車人的功率最接近于
A. 8W。 B.80W。
C.500W。D.800W。
解析 本題估算的關(guān)鍵是知道正常人的體重約為500N，車重約為300N，自行車正常行駛速度為4m/s，由此可知車受到的阻力約為16N，即人對自行車的牽引力為16N，根據(jù)P=Fv=16N×4m/s=64W，所以答案為B選項(xiàng)。
例2 小麗同學(xué)把物理課本從地面上勻速撿起來放到桌面上，她所做的功大約為
A．200J。B.20J。C.2J。D.0J。
解析 本題估算的關(guān)鍵是估計(jì)課本的重力和向上移動的距離，物理課本的質(zhì)量大約為300g，受到的重力約為3N ，勻速撿起時需要的力約為3N ，而學(xué)生課桌的高度約為0.7m，因此做功約為2J。正確答案是C選項(xiàng)。
例3 在中考體育測試的跳繩項(xiàng)目中，某同學(xué)取得了每分鐘跳150次的好成績。假設(shè)他每次跳離地面的時間相等，每次跳離地面的平均高度為60cm，則他跳繩時的功率最接近于
A.7.5W。B.75W。
C.750W。D.7500W。
解析 在這道題中，容易出錯的一點(diǎn)是只有跳起時是“他”做功，落下時則是重力做功。若知道這點(diǎn)利用公式不難得出正確答案是選項(xiàng)C。
2 熱學(xué)中的估算
熱學(xué)中的估算要求學(xué)生了解人的正常體溫是37℃，家用室溫的水溫度為15℃~20℃，洗澡的熱水溫度大約40℃，人體的最舒適的環(huán)境溫度為27℃左右。
例1 在常溫下燒開一普通熱水瓶的水，需要吸收的熱量大約是
A．8×103J。B． 8×104J。
C.8×105J。D. 8×106J。
解析 學(xué)生需要的儲備知識有水的比熱容是1.0×103kg/m3，一個普通熱水瓶中水的質(zhì)量為2kg，一般冷水的溫度約為15℃，一般水燒開時的溫度可認(rèn)為是100℃。再利用公式就可計(jì)算出答案最接近選項(xiàng)C。
例2 一輛轎車，在高速公路上以50m/s的速度違章高速行駛，受到的平均阻力為1.0×103N，該汽車的油耗是12L/105m，則發(fā)動機(jī)的效率約為多少？（汽油的密度為0.71×103kg/m3，熱值為4.5×107J/kg）
解析 要計(jì)算汽車的效率，必須知道汽車對外做的功和燃燒汽油放出的熱量?？梢灶A(yù)設(shè)運(yùn)行的距離為100km，通過公式W=Fs=1.0×103N×100km=108J，可計(jì)算出燃燒汽油的質(zhì)量。
M=ρV=0.71×103kg/m3×12×10-3 m3
=8.52kg
所以：效率η=W/Q×100％=108J/(4.5×107J/kg×8.52kg) ×100％=26％。
3 電學(xué)中的估算
電學(xué)估算題一般估算家用電器的功率和正常工作的電流，要求學(xué)生了解家用電器如電風(fēng)扇、電視機(jī)、空調(diào)機(jī)、電冰箱、白熾燈等的功率和正常工作電流。對于安全用電要知道安全電壓和人體發(fā)生觸電的電流為30mA時就會有生命危險(xiǎn)。
例1 一盞家用白熾燈，接在照明電路中，正常發(fā)光時，通過燈絲的電流最接近的值是
A．20A。 B. 2A。 C.200mA。 D.2mA。
解析 通過了解各種家用電器的正常工作電流，可以對電流的大小有初步的認(rèn)識。也可以通過計(jì)算得出結(jié)論，如計(jì)算100W燈泡的正常工作電流為200mA，則答案為C選項(xiàng)。
例2 照明電路的電壓為220V，對人體來說，一般情況下36V以下的電壓是安全的。通過人體的電流等于1mA時會引起麻的感覺，通過人體的電流等于30mA時有生命危險(xiǎn)。據(jù)以上數(shù)據(jù)，估算普通人體電阻最接近于
A．1×102Ω。 B. 11×102Ω。
C.4×104Ω。 D.2×105Ω。
解析 題目中的“照明電路的電壓為220V”和“通過人體的電流等于30mA時有生命危險(xiǎn)”屬于干擾條件，容易擾亂學(xué)生視線，解題時需仔細(xì)理解題目。當(dāng)人體接觸36V以下的電壓時，對人體來說是安全的，也就是此時通過的電流最大，其值是1mA，因此人體電阻R=U/I=36V/1×10-3A=3.6×104Ω。
4 綜合類的估算
這類題有可能在一道題中涉及了力、熱、電、光等多方面的內(nèi)容，對每一個選項(xiàng)都要經(jīng)過估算或判斷，無形中增加了題目的難度。
例1 下列說法中，不符合事實(shí)的是
A．一只雞的質(zhì)量大約是1.5kg 。
B．我們所用物理課本封面的面積大約是5dm2。
C．用手把兩個雞蛋勻速舉高1m，手對雞蛋做的功大約是1J。
D．汽車正常行駛的速度大約是5km/h。
例2 學(xué)習(xí)物理后，小青同學(xué)對與人身體相關(guān)的物理量很關(guān)注，并進(jìn)行了估測，以下估測中不合理的是
A．手指甲的寬度約為1.2×103μm。
B．步行的速度大約為1.1m/s。
C．正常體溫的平均值約為37℃。
D．人體電阻值約為幾kΩ。
例3 下列估計(jì)值合理的是
A. 長跑運(yùn)動員的體溫可達(dá)46℃。
B. 短跑運(yùn)動員的速度可達(dá)72km/h。
C．足球運(yùn)動員的質(zhì)量可達(dá)80kg。
D. 舉重運(yùn)動員的舉力可達(dá)5 000N。
解析 這類題目只要學(xué)生對每個選項(xiàng)都根據(jù)以上所陳述的方法進(jìn)行估測，就能找出其中正確的答案。例1的正確答案是選項(xiàng)D，例2是選項(xiàng)A，例3的正確答案是C選項(xiàng)。
(欄目編輯趙保鋼)
