原題再現(xiàn)
例(2023·江蘇·常州)2022年卡塔爾世界杯足球賽,球場(chǎng)草坪所用的自動(dòng)灌溉工程得到了中國(guó)技術(shù)團(tuán)隊(duì)的支持。球場(chǎng)草坪種植的黑麥草,適合在濕度為 50% 的土壤中生長(zhǎng)。
(一)灌溉技術(shù)
(1)傳統(tǒng)灌溉采用如圖1所示的噴灑技術(shù),這會(huì)導(dǎo)致草葉灼傷,原因是:水噴灑在草葉上,如圖2所示,透過(guò)水珠可見(jiàn)葉面正立、放大的___________ (選填“虛\"或“實(shí)”)像,水珠作為 ___________透鏡,對(duì)陽(yáng)光有___________ 作用。
(2)技術(shù)團(tuán)隊(duì)選擇如圖3所示的地下滲透灌溉新技術(shù),該技術(shù)既可避免草葉灼傷,又可節(jié)水,節(jié)水的原因是:______________________ 。
(二)電阻測(cè)量
自動(dòng)灌溉系統(tǒng)需要濕敏電阻 Rx ,小明把 Rx 放入濕度為 50% 的土壤內(nèi),設(shè)計(jì)如圖4所示的電路,測(cè)量 Rx 的阻值。
(3)圖中有一根導(dǎo)線連接錯(cuò)誤,請(qǐng)?jiān)谶@根導(dǎo)線上打“ Φ:×Φ ”,并以筆畫(huà)線重新連接該導(dǎo)線。
(4)閉合開(kāi)關(guān)S前,應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P移到___________ (選填“A\"或“B\")端。
(5)閉合開(kāi)關(guān)S,移動(dòng)滑片P,測(cè)得多組數(shù)據(jù)如下表所示。實(shí)驗(yàn) ② 的數(shù)據(jù)如圖5所示,電壓表示數(shù)為_(kāi)__________ V,電流表示數(shù)為_(kāi)__________ A,根據(jù)實(shí)驗(yàn) ①②③ 的數(shù)據(jù)可得:濕度為 50% 的土攘內(nèi) Rx 的阻值為 Ω 。
(三)裝置設(shè)計(jì)
(6濕敏電阻 Rx 的阻值隨所在土壤濕度變化的圖像如圖6所示。已知:蓄電池電壓恒為6V;電磁繼電器線圈電流大于0.2A時(shí)銜鐵被吸下,小于0.2A時(shí)銜鐵被彈回,線圈電阻不計(jì);電動(dòng)機(jī)的額定電壓為 220V 。請(qǐng)以筆畫(huà)線代替導(dǎo)線完成圖7所示的電路連接,要求:閉合開(kāi)關(guān)S,當(dāng)土壤濕度低于 50% 時(shí),電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)送水;當(dāng)土壤濕度高于50% 時(shí),電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)停止送水。
(7)定值電阻 R0 的阻值為 Ω。
(8)生物學(xué)家正在培育新品黑麥草,能在濕度低于 50% 的土壤中生長(zhǎng),一旦成功,電路中的電阻 R0 應(yīng)換用阻值更___________ 的定值電阻。
破解策略
1.深人理解題意,提煉關(guān)鍵信息
綜合應(yīng)用題往往信息量大,需要仔細(xì)閱讀題目,提取關(guān)鍵物理量、狀態(tài)變化及已知條件??梢酝ㄟ^(guò)畫(huà)草圖、列方程等方式幫助理解。
2.建立物理模型,連接知識(shí)點(diǎn)
根據(jù)題目描述,快速構(gòu)建相應(yīng)的物理模型,將實(shí)際問(wèn)題轉(zhuǎn)化為熟悉的物理模型,便于應(yīng)用所學(xué)知識(shí)。本題涉及光學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)和電磁學(xué)等相關(guān)知識(shí),前4問(wèn)可用物理模型對(duì)應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)來(lái)解決,具體分析過(guò)程如下。
(1)小水滴接近圓形,所以其相當(dāng)于一個(gè)焦距很小的凸透鏡,透過(guò)水珠可見(jiàn)葉面正立、放大的虛像,凸透鏡對(duì)光有會(huì)聚作用。
(2)題中采用“地下滲透”灌溉新技術(shù),該技術(shù)既可避免草葉灼傷,又可節(jié)水,聯(lián)系影響蒸發(fā)快慢的因素一—液體溫度、液體表面積和液體表面空氣流速,可知節(jié)水的主要原因是通過(guò)減小水的表面積和表面空氣流速來(lái)減少水的蒸發(fā)。
(3)電壓表應(yīng)與濕敏電阻并聯(lián)接人電路,如圖8。
(4)為了保護(hù)電路,閉合開(kāi)關(guān)S前,應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P移到阻值最大處,即B端。
3.靈活運(yùn)用公式,注意單位換算
在解題過(guò)程中,要根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的公式,并注意單位的一致性和必要的換算,避免計(jì)算錯(cuò)誤導(dǎo)致的失分。本題需要利用串聯(lián)電路歐姆定律、電磁繼電器原理及應(yīng)用來(lái)進(jìn)行計(jì)算。
4.檢查與驗(yàn)證,確保答案合理
完成計(jì)算后,務(wù)必對(duì)結(jié)果進(jìn)行合理性檢查,比如檢查是否符合物理定律、是否符合常識(shí)等。必要時(shí),可通過(guò)反向計(jì)算或估算來(lái)驗(yàn)證答案。此題第5\~8問(wèn)將電磁繼電器電路分為控制電路和工作電路分別來(lái)分析。先分析控制電路,了解電磁繼電器觸發(fā)條件;再分析工作電路,明確電磁繼電器如何影響電路狀態(tài)。需要確定控制電路元件的連接及觸發(fā)條件來(lái)分析工作電路電流、電壓變化,利用物理公式來(lái)求解,具體解題過(guò)程如下。
(5)電壓表接入電路的是小量程,分度值為0.1V,示數(shù)為 1.8V O電流表接人電路的是小量程,分度值為0.02A,示數(shù)為 0.2A
(6)由圖像可知,濕度越大時(shí),濕敏電阻 Rx 的阻值越小,控制電路的電流越大,電磁鐵的磁性越強(qiáng)。電磁鐵磁性增大到設(shè)定值時(shí),銜鐵被吸合,電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)停止送水。反之電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)送水,濕敏電阻 Rx 與定值電阻 R0 串聯(lián),電磁繼電器相當(dāng)于開(kāi)關(guān),應(yīng)控制火線,據(jù)此連接電路,如圖9。
(7)銜鐵被吸下時(shí)電路總電阻:
由于串聯(lián)電路總電阻等于各部分電阻之和,因此定值電阻 R0=R-Rx=30Ω- 1 )Ω=20Ω 。
(8)生物學(xué)家正在培育新品黑麥草,能在濕度低于 50% 的土壤中生長(zhǎng),則濕敏電阻的阻值變大,由于通過(guò)控制電路的電流不變,根據(jù)歐姆定律可知電路總電阻不變,根據(jù)串聯(lián)電路電阻規(guī)律可知需減小定值電阻的阻值。
答案:(1)虛凸會(huì)聚(2)減少水的蒸發(fā)(3)如圖8(4)B(5)1.80.2 10(6)如圖9(7)20(8)小
日積月累
順利解答物理綜合應(yīng)用題需要在平時(shí)的學(xué)習(xí)中做到以下3點(diǎn),
1.分類(lèi)練習(xí),逐個(gè)擊破。將綜合應(yīng)用題按知識(shí)點(diǎn)分類(lèi),如力學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)、電學(xué)等,逐一進(jìn)行專項(xiàng)練習(xí)。通過(guò)大量練習(xí),熟悉各類(lèi)題型的解題思路和技巧。2.模擬練習(xí),提升應(yīng)試能力。以實(shí)戰(zhàn)狀態(tài)練習(xí)歷年真題和模擬題,這不僅能提高解題速度,還能培養(yǎng)考試時(shí)的心理素質(zhì)和時(shí)間管理能力。3.錯(cuò)題整理,查漏補(bǔ)缺。建立錯(cuò)題本,記錄每次練習(xí)或考試中出錯(cuò)的題目,并分析錯(cuò)誤原因。定期回顧,確保同樣的錯(cuò)誤不再犯第二次。
(作者單位:省實(shí)驗(yàn)學(xué)校)