高三物理总复习(第二轮)信息题型处理方法

准兑市爱憎阳光实验学校物理总复习〔第二轮〕
第十七讲信息题型处理方法
黄
一、考点梳理
信息给予题是一种情景〔或背景〕试题。

形式上的特点是：结构上一般由三组成：首先介绍题目的物理背景，然后给出一些相关信息，最后提出问题；信息题的题干普遍较长，信息量也大。

内容上的特点是：题目给出的信息中有显性信息，也有隐性信息，有有效信息也有辅助信息，甚至还有无用的干扰信息；有些信息对学生来说是较熟悉的，也有些是完全陌生的；题中专业术语较多；综合性较强。

总之信息给予题所提供的材料，大都是课本内容中所没有的，或是平时学习和训练中未曾遇见过的。

它们的材料内容〔概念、理论发现、技术〕，表述方法〔文字、表格、示意图、函数图〕，再就是题干内容较长。

这对考生阅读理解能力以及推理、判断和计算能力要求较高。

也是近年高考题的热点和难点。

解答这类信息给予题，首先要通过认真阅读，读懂题干内容，着重了解所提出的概念、理论、发现、技术和方法；看懂题表所包含的信息；着重了解其物理意义以及有关物理量之间的性与量的函数关系，并能从中找出规律，从而确解题的方向，正确建立相关物理模型，最终得到问题的求解。

其解题的根本思路为：
〔1〕提炼。

有些习题的文字表达冗长，有用和无用信息混杂，再加上有意的设陷，使解题者往往难以把握问题的实质而误人歧途。

面对这样的习题，需要反复阅读，用着重号圈出文字表达中的关键词句，大刀阔斧地削去一些屏蔽思维的枝节内容，从而在认知结构中清晰地呈现出问题的主干，使看似复杂的问题简明化。

要仔细阅读提供的材料，理解和内化信息和情景，紧扣问题，多渠道地寻找信息，迅速而准确地剔除干扰信息，筛选提取有价值的信息。

〔2〕迁移。

这是现阶段高考试卷中信息题的主要加工策略。

通过题意的分析可揭示出待求结果和信息的相同或类似的条件，从而找到两者联系的纽带，将信息在实际解题中加以用。

在对信息加工过程中要特别注意对现象、史实、数据按内在联系进行抽象归纳，逻辑地统摄成规律，并按此规律进行合理的推想，进而找到解决问题的方法。

将复杂的实际问题进行抽象，保存主要因素，略去次要因素，把实际问题理想化处理，联想学过的相关知识，利用联想、迁移、类比方法，建立适宜的物理模型。

〔3〕联想。

指发现试题与所学知识的相似之处，关键是善于联想，善于比照。

一般是通过题干表达，提问方式，装置、变化曲线，有意识地与大脑中贮存的知识、方法、技巧、习题挂钩，从形象思维开始，通过分析比照，归纳演绎，寻找与已有知识的相似点进行迁移。

〔4〕类比。

所谓类比就是将或给出的原理、方法横向类推到类似的情境中去，以解决问题或得出知识。

类比做为一种重要的创造性思维方法，一直受到古今中外的哲人和家们的，北宋时期的哲学家程颐明确提出：“格物究理，非要究尽天下之物，但于一事上究尽，其他可以类推〞。

德国家开普勒说“我珍惜类比胜于任何别的东西，它是我最可信赖的老师〞。

〔5〕确解题方法。

将发现的规律和已学过的知识搭建桥梁，选用适当的物理规律并灵活用原有知识，通过推理解决问题。

二、热身训练
天文观测说明，几乎所有远处的恒星〔或星系〕都有在以各自的速度背离我们而运动。

离我们越远的星体运动的速度(称为退行速度)越大。

也就是说，宇宙在膨胀。

不同星体的退行速度和它离我们的距离成正比，即 v = H r，式中H为一常量，称为哈勃常数，已由天文观察测，为解释上述现象，有人提出一种理论，认为宇宙是从一个大爆炸的火球开始形成的，假设大爆炸后各星体以不同的速度向外匀速运动，并设想我们就位于其中心，那么速度越大的星表达在离我们越远。

这一结果与上述天文观察一致。

由上述理论和天文观测结果，可估算宇宙年龄T其计算式为工T =____________ 根据近期观测，哈勃常数H = 3×10-2 m/s .光年，其中光年是光在一年中行进的距离。

由此估算宇宙的年龄为___________年。

三、讲练平台
例题1.阅读如下资料并答复以下问题：
自然界中的物体由于具有一的温度，会不断向外辐射电磁波，这种辐射因与温度有关，称为势辐射，势辐射具有如下特点：1辐射的能量中包含各种波长的电磁波；2物体温度越高，单位时间从物体外表单位面积上辐射的能量越大；3在辐射的总能量中，各种波长所占的百分比不同。

处于一温度的物体在向外辐射电磁能量的同时，也要吸收由其他物体辐射的电磁能量，如果它处在平衡状态，那么能量保持不变，假设不考虑物体外表性质对辐射与吸收的影响，我们义一种理想的物体，它能100%地吸收入射到其外表的电磁辐射，这样的物体称为黑体，单位时间内从黑体外表单位央积辐射的电磁波的总能量与黑体绝对温度的四次方成正比，即4
T
σ
=
P，其中常量3
10
67
.5-
⨯
=
σW/〔m2·K4〕。

在下面的问题中，把研究对象都简单地看作黑体。

有关数据及数学公式：太阳半径R s=696000km，太阳外表温度T=5770K，火星半径3395
=
r km，球面积，2
4R
Sπ
=，其中R为球半径。

〔1〕每小时从太阳外表辐射的总能量为多少？
〔2〕火星受到来自太阳的辐射可认为垂直射可认为垂直身到面积为2rπ〔r为火星半径〕的圆盘上，太阳到火星的距离约为太阳半径的400倍，忽略其它天体及宇宙空间的辐射，试估算火星的平均温度。

例题2 阅读以下信息，并结合该信息解题：
〔1〕开普勒从16～16发表了著名的开普勒行星运动三律，其中第一律为：所有的行星分别在大小不同的椭圆轨道上围绕太阳运动，太阳在这个椭圆的一个焦点上。

第三律：所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方跟公转周期的平方的比值都相.实践证明，开普勒三律也适用于其他中心天体的卫星运动。

〔２〕从地球外表向火星发射火星探测器.设地球和火星都在同一平面上绕太阳做圆周运动，火星轨道半径R m为地球
轨道半径R０的1.５００倍，简单而又比
拟节省能量的发射过程可分为两步进行：第一步，在地球外表用对探测器进行加速，使之获得足够动能，从而脱离地球引力作用成为一个沿地球轨道运动的人造行星。

第二步是在适当时刻点燃
与探测器连在一起的发动机，在短时间内对探测器沿原方向加速，使其速度数值增加到适当值，从而使得探测器沿着一个与地球轨道及火星轨道分别在长轴两端相切的半个椭圆轨道正好射到火星上.当探测器脱离地球并沿地球
公转轨道稳运行后，在某年3月1日零时测得探测器与火星之间的角距离为60°，如下图，问在何年何月何日点燃探测器上的发动机方能使探测器恰好落在火星外表?(时间计算仅需精确到日)，地球半径为：Rｅ＝×10６m；3)5.1(
＝40；3)
25
.1(＝00
四、当堂稳固
1.如下图，厚度为h，宽度为d的导体板放在垂直于它的磁感强度为B的均匀磁场中，当电流通过导体板时，在导体板上侧面A和下侧面A′之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效，说明，当磁场不太强时，电势差U、电流I和B
的关系为U＝k
d
IB.
式中的比例系数k称为霍尔系数.霍尔效可解释如下：外部磁场的洛伦兹力使运动的电子聚集在导体板的一侧，在导体板的另一侧会出现多余的正电荷，从而形成横向电场，横向电场对电子施加与洛伦兹力方向相反的静电力，当静电力与洛伦兹力到达平衡时，导体板上下两侧之间就会形成稳的电势差.
设电流I是由电子的向流动形成的，电子的平均向速度为v,电量为e,答复以下问题：
(1)到达稳状态时，导体板上侧面A的电势________下侧面A′的电势(填“高于〞“低于〞或“于〞)
(2)电子所受的洛伦兹力的大小为_________.
(３)当导体板上下两侧之间的电势差为U时，电子所受静电力的大小为_______.
(4)由静电力和洛伦兹力平衡的条件，证明霍尔系数为k＝
ne
1，其中n代表导体单位体积中电子的个数.
2.理论分析说明，逃逸速度是环绕速度的2倍，即R
GM v 2,=
，由此可知，天
体的质量M 越大，半径R 越小，逃逸速度也就越大，也就是说，其外表的物体就越不容易脱离它的束缚。

有些恒星，在它一生的最后阶段，强大的引力把其中的物质紧紧的压在一起，密度极大，每立方米的质量可达数吨。

它们的质量非常大，半径又非常小，其逃逸速度非常大。

于是，我们自然要想，会不会有这样的天体，它的质量更大，半径更小，逃逸速度更大，以3×810m/s 的速度传播的光都不能逃逸？如果宇宙中真的存在这样的天体，即使它确实在发光，光也不能进入太空，我们根本看不到它。

这种天体称为黑洞〔black hole 〕。

1970年，家发现了第一个很可能是黑洞的目标。

G ＝7×1110-N·m/kg 2
，c ＝979×810m/s ，求：
〔1〕逃逸速度大于真空中光速的天体叫黑洞〔black hole 〕，设某黑洞的质量于太阳的质量M ＝8×1030
kg ，求它的可能最大半径〔这个半径叫做
Schwarzchild 半径〕。

〔2〕在目前天文观测范围内，物质的平均密度为2710-kg/m 3
，如果认为我们的宇宙是这样一个均匀大球体，其密度使得它的逃逸速度大于光在真空中的
速度c ，因此任何物体都不能脱离宇宙，问宇宙的半径至少多大？〔球的体积
计算方程3
4
=V π3R 〕
参考答案 二、热身训练
分析：对题目提供的信息整理后，可以这样处理：地球作为宇宙爆炸的中心，设某一星球以某一速度匀速运动到距地球r 处，它所经历的时间即为宇宙年龄．由此我们把宇宙间各星球复杂的运动简化成一个星球的匀速运动的物理
模型．所以H
Hr r v r T 1==
=，代人数据，可得约为100亿年．
三、讲练平台
例题1．〔1〕每小时从太阳外表辐射的总能量为 代入数所得W=8×1035
焦
〔2〕设火星外表温度为T ’，太阳到火星距离为d ，火星单位时间内吸收来自太阳的辐射能量为
火星单位时间内向外辐射电磁波能量为
火星处在平衡状态t t P P σπσ=
即
4
22244)400/(T r r T πσπσ= 1 由10式解得火星平均温度204800/=='T T K
例题2.解题方法与技巧：(题中信息：“从地面向火星发射火星探测器的两个步
骤……〞，说明：为使探测器落到火星上，必须选择适当时机点燃探测器上的
发动机，使探测器沿椭圆轨道到达火星轨道的相切点，同时，火星也恰好运行
到该点，为此必须首先确点燃时刻两者的相对位置)
因探测器在地球公转轨道运行周期T d 与地球公转周期T ｅ相：
T ｄ＝Ｔｅ＝３６５天
探测器在点火前绕太阳转动角速度
ωｄ＝ωｅ＝
365
360︒
＝0.986°／天
探测器沿椭圆轨道的半长轴：
R ｄ＝
2
)
5.1(2000R R R ++＝１.２５R ０
由(题中信息)开普勒第三律得：探测器在椭圆轨道上运行周期
T ′ｄ＝Ｔｅ325.1＝365×00天＝510天
因此，探测器从点火到到达火星所需时间：
t ＝
2
'd
T ＝２５５天
火星公转周期：
T m ＝Ｔｅ35.1＝３６５×１.８４０天＝６７１天
火星绕太阳转动的角速度：ωm ＝
671
360︒
＝０.５３７°／天
由于探测器运行至火星需255天，在此期间火星绕太阳运行的角度：
θ１＝ωm t ＝０.５３７×２５５＝
１３７°
即：探测器在椭圆轨道近日点点火时，火星
在远日点的切点之前137°.
亦即，点燃发动机时，探测器与火星角距离
为
θ２＝１８０°－θ１＝４３°〔如图)
某年3月1日零时，探测器与火星角距离为60°〔火星在前，探测器在后)为使其角距离变为θ２＝４３°，必须待t ′时间
那么：ωｄt ′－ωm t ′＝６０°－４３°＝１７° 所以：t ′＝
m
d ωω-︒
17＝
449
.017
天≈３８天 故点燃发动机时刻为当年3月1日后38天，即4月7日.
四、当堂稳固
1.(1)低于 (2)evB (3)e h
U (或evB ) (4)电子受到横向静电力与洛伦兹力
的作用，两力平衡，有e h
U ＝ｅvB
①
得：U ＝ｈvB ②
通过导体的电流强度I ＝nevdh 由U ＝k
d IB ，有hvB =k d nevBdh 得：k ＝ne
1 2. 〔1〕当逃逸速度刚好于光速时，黑洞的半径最大，设为R ，根据题意得R
GM c 2=
①
由①得m m c GM R 32
830
1121093.2)
103(1098.11067.622⨯=⨯⨯⨯⨯⨯==- 〔2〕设逃逸速度为光速c 时，宇宙得半径为R '，由题意得ρ=327/10m kg -
宇宙的质量33
4
R M '='πρ ② 由题意R M G c ''=2得23342c
R G R ρ
π'⋅=' ③
解得m m G c
R 26
27
1181001.41014.31067.68310383⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=='--πρ。