高中化学奥林匹克竞赛实验试题分析(2)

量都应采用国际基本单位，才能代入公式中进行计算，而实际问题中很多物理量所给单位都是常用单位。这就使得我们在计算前应先进行单位换算，若单位换算错了，最后的结果也跟着错了。对此也是学生最容易搞错的一个环节，而应用比例关系求解物理问题时，比例式中同一物理量不论是用基本单位，还是用常用单位都可以，只要单位统一，都可以对约，不影响计算结果。这不但可以避免因单位换算搞错而做错题目，而且学生做题时节省时间和提高了解题的准确性及速度。

例３．有一粗细均匀的平底试管质量为５０ｇ，高为２５㎝，在试管内装入７０ｇ的砂子并放入水中，试管露出水面的高度为１５㎝，若要使试管不沉入水中，最多可往试管中装入多少克砂子？

分析：此题中在试管加入７０ｇ砂子时试管处于漂浮状态，这时试管所受浮力Ｆ浮１与试管和砂子的总重（ｍ０＋ｍ１）ｇ相等，当向试管加入砂子直至试管口与水面相平时，试管处于悬浮状态，这时试管所受浮力Ｆ浮２与试管和砂子的总重（ｍ０＋ｍ２）ｇ也相等，再根据阿基米德原理Ｆ浮＝ρ水ｇｓｌ，可得ｍ总ｇ＝ρ水ｇｓｌ，而这两种状态下，液体的密度ρ水和试管的横截面Ｓ是一定的，这时试管和砂子的总质量ｍ总与试管浸入水中的长度ｌ成正比例关系，据此列出比例式

０＋ｍ２０１

＝，（ｌ１＝ｌ０－ｌ）可求得最多装入的砂子ｍ２＝

０＋ｍ１１

物理是怎么变化的（即是变大、变小或不变）。此类题型若用比例关系来分析解答，成正比例关系时，最终状态中的物理量会随着初始状态中的某一个物理量的增大（或减小）而增大（或减小）；成反比例关系时，最终状态中的物理会随初始状态中的某一物理量的增大（或减小）而减小（或增大）。学生掌握其规律可以节省解题时间，提高解题速度。

例４．如下图所示，当滑动变阻器Ｒ１的滑片Ｐ向右滑动时，电流表Ａ的示数＿＿＿，电压表Ｖ的示数＿＿＿。（电源电压保持不变）（填“变大”“变小”或“

不变”）。

分析：此类题型中，滑动变阻器Ｒ１的滑片Ｐ右边的电阻线被变阻器Ｒ１

上方连接滑片Ｐ的导线短路，在电路中不起作用，这时滑动变阻器Ｒ１的滑片Ｐ左边的电阻线与电路中的定值电阻Ｒ０是串联的，而串联电路中通过变阻器Ｒ１的电流跟通过定值电阻Ｒ０的电流是相等的。根据欧姆定律Ｉ＝，当通过导体的电流一定时，加在导体两端的电压Ｕ跟导体的电阻Ｒ是成正比例关系的，即加在定值电阻Ｒ０和变阻器Ｒ１两端的电压是按定值电阻Ｒ０和变阻器Ｒ１的阻值大小进行正比分配的，也就是说电阻大的导体，它两端的电压也跟着大，当变阻器Ｒ１的滑片Ｐ向右滑动时，连入电路中的电阻变大，则加在变阻器Ｒ１两端的电压也变大，所以电压表Ｖ的示数将变大；又因为串联电路中的总电阻是等于各个分电阻之和，即Ｒ＝Ｒ１＋Ｒ０，且电路中的总电压Ｕ是不变的，根据欧姆定律Ｉ＝

，在总电压Ｕ一定的情０

ｍ０＋ｍ１）－ｍ０。至此，常规计算都是先将砂子质量ｍ１和ｍ２、试管质１

量ｍ０和试管浸入水中的长度ｌ１和ｌ２的单位转化为基本单位再代入式中进行计算。这不但使数据复杂化，还使运算过程更麻烦，然而在这比例式中，由于ｌ１和ｌ０的单位可以对约。若直接使用题中提供的常用单位时，不仅式中数据不复杂，运算还简单多了。

解：依题意，不管是初始状态还是终了状态，都有Ｆ浮＝ｍ总ｇ，又据阿基米德原理Ｆ浮＝ρ水ｇＶ排＝ρ水ｇｓｌ∵这两状态中的ρ水和试管的横截面Ｓ是一定的，

∴试管和砂子的总质量ｍ总与试管浸入水的长度ｌ是成正比例的，即：

０＋ｍ２０

＝１

０＋ｍ１０－ｌ

况下，电路中的总电流Ｉ跟电路中的总电阻Ｒ是成反比例关系的，即通过电路中的总电流Ｉ会随电路中的总电阻Ｒ的增大而减小，滑动变阻器Ｒ１的滑片Ｐ向右滑动时，连入电路中的电阻变大，电路中的总电阻Ｒ也变大。所以，电路中的总电流Ｉ反而变小，即电流表Ａ的示数将变小。

答：电流表Ａ的示数变小，电压表Ｖ的示数变大。

综上所述，不难看出应用函数的比例关系解答物理问题，可以简化运算过程、减小运算量、节省时间、提高解题速度和准确性，这对提高学生的物理成绩和激发学生学习物理的兴趣具有很大意义。因此，教师在教学过

程中培养学生学会物理问题用数学来解题的方法。

０∴ｍ２＝ｍ１）－ｍ０×（５０ｇ＋７０ｇ）－５０ｇ＝１ｍ０＋２５ｃｍ－１５ｃｍ０－ｌ２５０ｇ

答：最多可往试管内装入２５０ｇ的砂子。四、可不用笔算直接分析解题

在很多填空题和选择题中，物理现象变化的初始状态和最终状态中各个物理量都没有具体数值，只是要求根据物理规律判断最终状态中的某个

（上接第３６页）滴定首先第一步是准确的称量，为了达到较高的分析准确度，此处采用分析天平进行称量。对于普通样品采用增量法，而对于在空气中不稳定的样品一般则采取减量法称量。

配制标准溶液则要注意是否是基准物质，只有基准物质才能直接配制，如邻苯二甲酸氢钾；但氢氧化钠不是基准物质，配制好后的浓度与理论浓度不相符，必须标定准确浓度。

滴定过程之前，一定要对移液管、滴定管进行洗液－自来水－蒸馏水－待测液（标准液）润洗，并进行漏水检查，排气泡。滴定过程中，为了实验测量结果的准确性，一定要严格按照滴定的各项操作规范进行操作，特别注意使用酸式滴定管时，不要向外拉活塞，防止滴定管漏液；滴定速度要先快后慢，边滴边震荡；接近终点时，应当滴一滴，摇几下；最后则是半滴半滴的加，直到溶液颜色出现明显变化。

４．实验报告完成

实验中要及时地、准确地、规范地记录实验现象和数据，实验结束后，能够对现象和数据进行科学的分析归纳、解释，并能够准确和科学地表述实验结果。

总之，基于高中化学竞赛实验内容的特殊性与复杂性，我们应当尊重

实验及命题规律，在实践中学习，多动手，多思考，开拓思维，这样才有利于培养学生对于化学知识的综合运用能力，有利于化学学科和化学竞赛的学习。

参考文献：

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