物理3.2演繹推理前面說過,演繹推理就是從一般性的前提出發(fā),通過推導(dǎo)即“演繹”,得出具體陳述或個(gè)別結(jié)論的過程。演繹推理在解決以下類型的物理問題時(shí)最為有效。(1)基于已知物理定律和原理的問題:當(dāng)題目給出了明確的物理?xiàng)l件,并需要應(yīng)用某個(gè)或某些物理定律和原理來求解時(shí),演繹推理可以清晰地建構(gòu)從原理到結(jié)論的邏輯鏈條。例如,使用牛頓第二定律、動能定理、動量守恒定律等求解物體的運(yùn)動問題。(2)涉及物理量之間關(guān)系的問題:當(dāng)題目需要找出不同物理量之間的定量關(guān)系時(shí),演繹推理可以通過設(shè)定變量、建立方程和求解方程來找到這些關(guān)系。這類問題常見于電學(xué)、力學(xué)、熱力學(xué)等領(lǐng)域。(3)涉及復(fù)雜物理過程和模型的問題:對于一些復(fù)雜的物理過程和模型,如碰撞、波、電磁感應(yīng)等,演繹推理可以幫助我們逐步分析問題的各個(gè)部分,并應(yīng)用相應(yīng)的物理原理來求解。通過逐步推導(dǎo)和演繹,我們可以更好地理解這些復(fù)雜物理過程的本質(zhì)和規(guī)律。應(yīng)用演繹推理解決物理問題一般要經(jīng)歷三個(gè)步驟,流程圖如下:下面以2024年湖北卷第13題為例展示演繹推理過程

[演繹推理]大前提(概念、定理和定律)小前提(情境、信息和條件)演繹推理過程及結(jié)論

“大前提”考查的是對基本概念、基本規(guī)律的理解能力、演繹推理能力,“小前提”則考查題中信息理解獲取的能力;以下按問題情境的不同,分四部分對演繹推理能力進(jìn)行訓(xùn)練,分別是動力學(xué)、電磁學(xué)、熱力學(xué)和光學(xué)中的演繹推理。3.2.1動力學(xué)中的演繹推理動力學(xué)常用牛頓第二定律、動能定理、動量守恒定律等求解物體的運(yùn)動問題?；谝阎锢矶珊驮淼膯栴}:當(dāng)題目給出了明確的物理?xiàng)l件,并需要應(yīng)用某個(gè)或某些物理定律和原理來求解時(shí),演繹推理可以清晰地建構(gòu)從原理到結(jié)論的邏輯鏈條。典型

例題

[演繹推理]大前提(概念、定理和定律)小前提(情境、信息和條件)斜面光滑固定物塊在向上的摩擦力下做勻加速直線運(yùn)動;小車在電動機(jī)變化的牽引力下做加速運(yùn)動;經(jīng)一段時(shí)間,物塊和小車共速為v0演繹推理過程及結(jié)論

[答案]C學(xué)友聊齋

3.2.2

電磁學(xué)中的演繹推理電磁學(xué)基礎(chǔ)包括電場、電路、磁場、電磁感應(yīng)等基本概念,還包括庫侖定律、焦耳定律、法拉第電磁感應(yīng)定律等。電磁學(xué)中的演繹推理是一種基于已知原理和定律推導(dǎo)出特定情況下結(jié)論的方法。要求我們在明確前提、設(shè)定特定情況、應(yīng)用前提和推導(dǎo)結(jié)論的過程中保持邏輯嚴(yán)密性和數(shù)學(xué)運(yùn)算的準(zhǔn)確性。通過這種方法,我們可以更好地理解電磁學(xué)中的物理現(xiàn)象和規(guī)律,并應(yīng)用于解決實(shí)際問題中。典型

例題

典例2

(多選)(2025湖北卷,8)在如圖所示的輸電線路中,交流發(fā)電機(jī)的輸出電壓一定,兩變壓器均為理想變壓器,左側(cè)升壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)分別為n1、n2,兩變壓器間輸電線路電阻為r。下列說法正確的是(

)A.僅增加用戶數(shù),r消耗的功率增大B.僅增加用戶數(shù),用戶端的電壓增大C.僅適當(dāng)增加n2,用戶端的電壓增大D.僅適當(dāng)增加n2,整個(gè)電路消耗的電功率減小[演繹推理]大前提(概念、定理和定律)小前提(情境、信息和條件)僅增加用戶數(shù),交流發(fā)電機(jī)的輸出電壓不變整個(gè)電路消耗的電功率P總=U1I1僅適當(dāng)增加n2

[答案]AC3.2.3

熱力學(xué)中的演繹推理高中物理中的熱力學(xué)問題的演繹推理主要涉及理想氣體狀態(tài)方程、氣體實(shí)驗(yàn)定律(如玻意耳定律、查理定律、蓋-呂薩克定律)以及熱力學(xué)第一定律等基本概念和原理。通過設(shè)定特定的氣體系統(tǒng)和過程,并應(yīng)用這些原理和定律,我們可以推導(dǎo)出氣體在特定情況下的具體變化和性質(zhì)。這種推理方法有助于我們深入理解氣體在物理學(xué)中的基本概念和規(guī)律。典型

例題

典例3

[2023全國甲卷,33(2)]一高壓艙內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的1.2倍,溫度為17℃,密度為1.46kg/m3。(1)升高氣體溫度并釋放出艙內(nèi)部分氣體以保持壓強(qiáng)不變,求氣體溫度升至27℃時(shí)艙內(nèi)氣體的密度。(2)保持溫度27℃不變,再釋放出艙內(nèi)部分氣體使艙內(nèi)壓強(qiáng)降至標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,求艙內(nèi)氣體的密度。[演繹推理]大前提(基本概念和規(guī)律)小前提(具體的問題情境)(1)氣體壓強(qiáng)保持不變,溫度升至27

℃(2)保持溫度27

℃不變,氣體壓強(qiáng)降至標(biāo)準(zhǔn)大氣壓演繹推理過程及結(jié)論①基于一定質(zhì)量的理想氣體進(jìn)行推理第(1)問:第(2)問:注:本題也可以始終選擇艙內(nèi)氣體為研究對象,體積不變,密度之比等于質(zhì)量之比。而艙內(nèi)氣體的質(zhì)量之比可以利用克拉伯龍方程pV=nRT進(jìn)行求解。②直接基于“克拉伯龍方程pV=nRT”進(jìn)行推理

第(1)問:p1=p2,密度之比等于溫度的反比,求解即可。第(2)問:T2=T3,密度之比等于壓強(qiáng)之比,求解即可。

學(xué)友聊齋

3.2.4

光學(xué)中的演繹推理高中物理光學(xué)中的演繹推理主要基于光的直線傳播、反射、折射等基本現(xiàn)象和規(guī)律。通過應(yīng)用折射定律和全反射的條件,我們可以解決涉及光的折射和全反射的幾何光學(xué)問題。在解題過程中,要注意理解物理概念和規(guī)律,并正確應(yīng)用數(shù)學(xué)工具進(jìn)行計(jì)算。典型

例題

[演繹推理]大前提(基本概念和規(guī)律)小前提(具體的問題情境)入射光線與AB邊的距離由小變大,距離為h時(shí),光線進(jìn)入玻璃柱后射到BC邊恰好發(fā)生全反射演繹推理過程及結(jié)論

題號選題理由1以測量滾珠直徑的裝置為命題情境,考查對薄膜干涉原理的理解,設(shè)問巧妙,變常規(guī)的“已知測量方法求結(jié)果”為根據(jù)原理求需要測的物理量,難度增大2命題情境新穎,將常規(guī)位置線圈變?yōu)樘厥馕恢玫木€圈;考查對法拉第電磁感應(yīng)定律的深刻理解和演繹推理能力3以常規(guī)的雙棒切割磁感線和其速度差圖像結(jié)合命題,情境新穎;各個(gè)選項(xiàng)設(shè)問廣泛、梯度明顯;考查綜合運(yùn)用力電磁規(guī)律解決問題的能力4以魚類的浮沉為素材,創(chuàng)設(shè)了求解氣體質(zhì)量的學(xué)習(xí)探索問題情境,主要考查了浮力、共點(diǎn)力平衡、牛頓第二定律、氣體實(shí)驗(yàn)定律等知識點(diǎn),重在理解及演繹推理能力的考查1.(2025山東濰坊一模)如圖為利用光學(xué)干涉原理測量滾珠K直徑的裝置。將標(biāo)準(zhǔn)立方體玻璃塊G放在平板H2上,上面蓋一塊標(biāo)準(zhǔn)平面玻璃板H1,使中間空氣層形成尖劈,尖劈開口間距d(未知)遠(yuǎn)小于G的邊長。用單色光從上方垂直照射玻璃板H1,在玻璃板H1與G之間的尖劈處得到了等距干涉條紋。滾珠K與H1接觸點(diǎn)為M,滾珠K和G接觸。已知相鄰亮條紋間距為Δx,再結(jié)合下列哪個(gè)選項(xiàng)中的數(shù)據(jù)可以求解滾珠K的直徑(

D

)A.玻璃板H1的厚度h1、平板H2的厚度h2B.M點(diǎn)與玻璃板H1右端的距離C.單色光的波長λ、玻璃板H1的厚度h1D.單色光的波長λ、標(biāo)準(zhǔn)立方體玻璃塊G的邊長a【推理論證】

大前提(概念、定理和定律)小前提(情境、信息和條件)薄膜干涉原理:從薄膜前后表面反射的兩束光在前表面相遇干涉;路程差等于波長的整數(shù)倍(或半個(gè)波長的奇數(shù)倍)時(shí)產(chǎn)生亮(或暗)條紋三角函數(shù)、幾何關(guān)系利用光學(xué)干涉原理測量滾珠K直徑的裝置;已知相鄰亮條紋間距為Δx,尖劈開口間距d(未知)遠(yuǎn)小于G的邊長;結(jié)合哪個(gè)選項(xiàng)中的數(shù)據(jù)可以求解滾珠K的直徑【演繹推理過程及結(jié)論】

2.(多選)(2025.1浙江卷,13)如圖甲所示,在平面內(nèi)存在一以O(shè)為圓心、半徑為r的圓形區(qū)域,其中存在一方向垂直于平面的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化的圖像如圖乙所示,周期為3t0。變化的磁場在空間產(chǎn)生感生電場,電場線為一系列以O(shè)為圓心的同心圓,在同一電場線上,電場強(qiáng)度大小相同。在同一平面內(nèi),有以O(shè)為圓心、半徑為2r的導(dǎo)電圓環(huán)Ⅰ,與磁場邊界相切的半徑為0.5r的導(dǎo)電圓環(huán)Ⅱ,電阻均為R,圓心O對圓環(huán)Ⅱ上P、Q兩點(diǎn)的張角φ=30°;另有一可視為無限長的直導(dǎo)線CD。導(dǎo)電圓環(huán)間絕緣,且不計(jì)相互影響,則(

)甲乙

答案

BD

【推理論證】

大前提(概念、定理和定律)小前提(情境、信息和條件)交變電流有效值的概念法拉第電磁感應(yīng)定律感應(yīng)電流產(chǎn)生條件B-t圖像;變化的磁場在空間產(chǎn)生環(huán)形感生電場,導(dǎo)致圓環(huán)PQ、長直導(dǎo)線CD產(chǎn)生電動勢;兩圓環(huán)電阻值相等【演繹推理過程及結(jié)論】

3.(多選)(2025山東濟(jì)南一模)如圖所示,兩根足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌固定在水平面內(nèi),導(dǎo)軌間距為L。導(dǎo)軌上垂直放置導(dǎo)體棒a和b,質(zhì)量均為m,接入回路的電阻均為R,回路中其余部分的電阻不計(jì)。勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向上。開始時(shí),兩導(dǎo)體棒均靜止,間距為x0。t=0時(shí)刻導(dǎo)體棒a獲得向右的初速度v0,兩導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌接觸良好,兩導(dǎo)體棒的Δv-t圖像如圖乙所示,Δv=va-vb,下列說法正確的是(

)甲乙

答案

BD

【演繹推理】

大前提(概念、定理和定律)小前提(情境、信息和條件)法拉第電磁感應(yīng)定律感應(yīng)電荷量的計(jì)算電阻串聯(lián)規(guī)律動量定理能量守恒定律牛頓第二定律雙導(dǎo)體棒切割磁感線,導(dǎo)軌間距L,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B、方向豎直向上;已知兩導(dǎo)體棒的Δv-t圖像,t=0、t1、t2時(shí)刻a的速度;兩導(dǎo)體棒質(zhì)量均為m,接入回路電阻均為R,t=0時(shí)的速度v0和0【演繹推理過程及結(jié)論】

4.(2022山東卷,15)某些魚類通過調(diào)節(jié)體內(nèi)魚鰾的體積實(shí)現(xiàn)浮沉。如圖所示,魚鰾結(jié)構(gòu)可簡化為通過閥門相連的A、B兩個(gè)密閉氣室,A室壁厚,可認(rèn)為體積恒定,B室壁薄,體積可變;兩室內(nèi)氣體視為理想氣體,可通過閥門進(jìn)行交換。質(zhì)量為m魚的魚靜止在水面下H處,B室內(nèi)氣體體積為V,質(zhì)量為m;設(shè)B室內(nèi)氣體壓強(qiáng)與魚體外壓強(qiáng)相等,魚體積的變化與B室氣體體積的變化相等,魚的質(zhì)量不變,魚鰾內(nèi)氣體溫度不變,水的密度為ρ,重力加速度為g,大氣壓強(qiáng)為p0。

【推理論證】

大前提(基本概念和規(guī)律)小前提(具體的問題情境)質(zhì)量為m魚的魚靜止在水面下H處,通過調(diào)節(jié)體內(nèi)魚鰾的體積實(shí)現(xiàn)浮沉【演繹推理過程及結(jié)論】第