摘 要:2018年广东省中考物理试题与往年相比,发生了较明显的变化.针对变化趋势,我们的教学方式需要有五个方面的转变:学会对知识的重组与联系;数理结合,善用函数图象反映物理规律;克服思维惯性,不求异求难,但求回归提高学生双基;注重实验能力的全面提高;注重综合题的阅读,学会物理信息的提取处理与知识的灵活应用.
关键词:试题变化;教学方式;转变
作者简介:李永春(1969-),男,江西宁都人,本科,中学高级教师,研究方向:中学物理教学.
2018年广东省中考物理试卷在整体延续往年考试风格的同时,试题也发生了较明显的变化.主要表现为:试卷回归双基的考查;突出知识的重组与灵活应用;数理结合,对运用函数图象研究物理规律的能力要求提高;实验能力考查更全面;综合题阅读量加大,突出阅读理解能力、对信息的提取加工应用能力的考查,但试卷整体难度下降.试题的这些变化要求我们平时的教学方式要适时产生相应的转变.下面以2018年广东省中考试题的变化为例,谈谈物理教学方式需要的五个方面的转变.
转变一 学会对知识的重组与联系
例1 T4如图1所示,加热-40℃的冰,下列说法正确的是( )
A.BC段表示当前物体的状态仍是固体
B.冰的熔化过程温度不变,说明熔化不需要吸热
C.水的沸腾过程温度不变,说明它的内能不变
D.由图可判断,加热时间相同时冰升温比水快,说明冰的比热容比水小
点评 本题对晶体的熔化、液体的沸腾规律和比热容等知识通过图象进行了组合考查.对于此类图形题,应明确横、纵坐标轴及各关键点所代表的物理意义,熟练掌握相关知识点是解题的关键所在.重点是晶体的熔化特征和比热容的知识,晶体熔化时吸热,温度不变,且液体沸腾时温度也是不变的,也要不断的吸收热量.
例2 T5如图2所示,70kg的消防员沿着钢管匀速下滑时感到手心发烫,此时受到钢管对他的摩擦力大小和导致手心内能改变的方式是(g=10N/kg)( )
A.70N 热传递
B.70N 做功
C.700N 热传递
D.700N 做功
点评 本题对平衡问题与改变物体内能的方式进行了组合.考查了重力的计算、平衡力和改变内能的方式.其中,理解力与运动的关系是解题的关键.
例3 T12如图3所示,条形磁铁放在水平木桌上,电磁铁右端固定并与条形磁铁在同一水平面上.闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P逐渐向右移动时,条形磁铁仍保持静止,此时电磁铁的左端为极,条形磁铁受到的摩擦力(选填“变大”“变小”或“不变”),方向水平.(选填“向左”或“向右”)
点评 本题将力学与电磁学知识巧妙地结合起来,考查了安培定则、滑动变阻器的使用、欧姆定律、二力平衡等内容,考查内容较多,但只要抓住受力分析这条主线即可顺利求解.解题时,可优化分析思路:安培定则判定磁极——欧姆定律判定电流大小——磁性强度判定——二力平衡判定摩擦力的大小与方向.
例4 T15(1)如图4(a)所示,轻质杠杆OA可绕O点转动,请在图中画出杠杆OA的动力臂L.
(2)如图4(b)所示,光线经过平面镜反射后射向凹透镜,请画出射向平面镜的入射光线和经过凹透镜后的折射光线,并在图中标出入射角的度数.
(3)如图4(c)所示,①请将图中“光控开关”“声控开关”和灯泡用笔画线代替导线完成楼道灯自动控制电路,要求在光线较暗且有声音时才亮;②安装一个不受开关控制的三孔插座.
点评 (1)此问是杠杆与滑轮的组合.解题关键是掌握杠杆五要素,然后根据杠杆的五要素作出相应的作用力或力臂,并且作图规范.需注意画杠杆的动力臂时动力应作用在杠杆上,而不是作用在定滑轮上,即不是画力F的力臂.
(2)此问是光的反射与凹透镜光路的组合.本题要求熟悉凹透镜三条特殊光线的作图及熟记反射定律的内容,并会作图.
(3)此问是家庭电路中三孔插座与灯泡的连接组合.需掌握家庭电路的灯泡、开关、三孔插座、兩孔插座、保险丝的正确接法,同时考虑电路使用的安全性.
启示一 中考不等同于单元考试,物理知识要避免孤立琐碎的学习,要善于把各物理知识建立联系,使知识系统化,达到熟练灵活应用的目的.解决此类组合题目其实并不难,注意各知识间通过什么线索建立联系,可将组合题进行恰当分解,然后给予各个击破.
转变二 数理结合,善用函数图象反映物理规律
例5 T6如图5(a)所示,电源电压保持不变,闭合开关时,滑动变阻器的滑片P从b端滑到a端,电压表示数U与电流表示数I的变化关系如图5(b)所示,下列说法正确的是( )
A.电源电压是9V
B.定值电阻R的阻值是6Ω
C.滑动变阻器的阻值范围是0~18Ω
D.若定值电阻R出现接触不良时,电流表示数为0,电压表示数为9V
点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用.本题的关键是根据图象读出电流和电压的对应值:当闭合开关,滑片P在b端时,电路总电阻最大,根据欧姆定律,电路电流最小为0.5A,电阻R两端的电压也最小为3V;滑片P在a端时,电路总电阻最小,电路电流最大为1.5A,电阻R两端的电压也最大为9V(即电源电压).分析至此,各选项的判断便水到渠成.
例6 T7A、B两种实心物体的质量与体积的关系如图6(a)所示,把体积相等的A、B物体挂在滑轮组下,若要使它们处于静止状态,则在图6(b)的虚线框内悬挂B物体的个数是(不计摩擦和滑轮的自重)( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
点评 本题通过m-V图象考查了密度和重力计算以及滑轮组的特点.要求会识别图象,从中得出两物体的密度关系.解题思路:由图(a)利用密度公式可求A、B的密度之比为4∶1;当A、B的体积相等时,利用G=mg=ρVg可求A、B的重力之比为4∶1;要使滑轮组中A、B处于静止状态,设虚线框内挂n个B物体,则有nGB=12GA,求出n=2.
例7 T16(2)如图7(甲)所示,实心物体被绳子拉着浸没在水中,此时它受到个力的作用;剪断绳子后该物体运动直至静止,请在图7(乙)中画出浮力F浮隨时间t变化的大致图象.
点评 此题要求在分析平衡力的基础上,画出F浮随时间t变化的大致图象.主要考查学生对阿基米德原理的理解和掌握,能对物体进行正确的受力分析,并根据阿基米德原理分析出剪断绳子前后该物体运动直至静止的过程中浮力的变化,即可顺利答题.
本卷考查图象还有题T18(3):请根据表中数据在图中进行描点连线.
数理渗透方面还有题T13与T22,考查物理量的比例问题,在题T23(2)通过计算圆的周长进而求解速度.
启示二 数学是分析与解决物理问题的重要工具.要充分运用数学工具,特别是运用函数图象反映和分析物理规律,使物理规律更直观,进而加深对规律的理解与掌握.要注意图象横坐标与纵坐标的物理意义,熟悉数学中常见的正比例、反比例、一次函数等图象反映的规律特点,也要注意物理公式与数学关系式的区别,理解其物理意义.
转变三 克服思维惯性,不求异求难,但求回归提高学生双基
例8 T13如图8所示,要使R1与R2组成并联电路,应闭合开关,若此时电流表A1和A2的示数之比为2∶5,则R1与R2的电阻之比为,R1与R2消耗的电功率之比为.
点评 此题并没有往年较复杂的电路计算,电路分析也算常规.主要考查学生对并联电路的分流特点和电功率计算公式的理解和掌握.求解时需弄清各电流表分别测量哪条电路的电流,并根据并联电路的分流特点求解;再根据P=UI作出判断.本题对电学重点知识进行了综合考查,若学生的双基扎实,本题并不难解决.
例9 T19如图9是建筑工地上的起重机示意图,起重机的电动机功率为3×103W,当它把质量为1t的重物匀速提起24m时,用时100s.(g=10N/kg)求:
(1)在这段时间内起重机提起重物做功的功率是多少?机械效率是多少?
(2)若起重机AB长为20m,吊起重物时B端的配重质量为4t,为使起重机不翻倒,则OB长为多少?(不计摩擦和起重机自重)
点评 本题未沿袭多年的结合图象考查力学计算.通过结合杠杆的应用考查了功、功率的计算、机械效率的计算及杠杆平衡条件的应用.需要注意的是,求起重机机械效率时的总功可通过W总=Pt计算,要求对总功和有用功的理解透彻,需克服思维定势;另外要区分功率和机械效率的概念.对起重机装置要学会建立物理杠杆模型,左边添加配重物体使起重机不翻倒,应将O点视作支点,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2不难求出力臂OB的长.
例10 T20如图10-1所示,已知定值电阻R1的阻值为30Ω,闭合开关时整个电路正常工作,两电流表的指针都在同一位置,示数如图10-2所示.(设电源电压保持不变)求:
(1)电源电压U是多少?
(2)通过定值电阻R2的电流是多少?
(3)现用一个未知阻值的定值电阻Rx替换电阻R1或R2,替换后只有一个电流表的示数发生了变化,请判断Rx替换的是电阻R1或R2.
(4)此时替换后电流表示数减少了0.3A,求未知电阻Rx的阻值.
点评 本题未沿袭多年的考查保温、加热相关方面的电功率计算.试题通过常规电路,考查了并联电路的特点和欧姆定律的灵活应用以及电路的动态分析,关键是电流表量程的确定和读数以及根据题意确定出替换的电阻.与往年相比,考查方向的改变不可谓不大.本题难点在于第(3)(4)问,可根据“替换前后只有一个电流表的示数发生了变化”确定替换的电阻应为R2;替换后电流表示数减少了0.3A,可求出干路电流,根据并联电路的电流特点求出通过Rx的电流,再根据欧姆定律求出Rx的阻值.
启示三 物理教学要以新课标和考纲为方向,落实对学生基础知识和基本能力的培养.中考重在对学生物理思维方法和科学素养的考查.我们要克服思维定势,反对总复习时的题海战术.全面复习后,多留时间学生自我梳理,消化提高,巩固双基,做到以不变应万变.一方面是师生共同减负的需要,另一方面是更好的提高学生个性和能力发展的需要.
转变四 注重实验能力的全面提高
例11 T2以下物理规律无法用实验直接验证的是( )
A.牛顿第一定律 B.欧姆定律
C.光的反射定律 D.焦耳定律
点评 本题考查了物理实验方法.在平时学习中要加强基本规律的理解,明确各个定律的特点以及理想实验的应用.
例12 T16(3)利用太阳光测量两块凸透镜的焦距,请在题中的虚线框内设计测量焦距的实验记录表格.(物理量和单位均可采用文字或符号说明)
点评 此题考查的是实验表格的设计,这是多年来的第一次考查,其实也属于基本技能的考查.实验表格实际上没有绝对的格式,只要有利于实验记录,有利于实验规律的分析,都是正确的.本题从答卷来看,多数学生束手无策,反映平时物理实验的训练不到位.
例13 T17在探究“阻力对物体运动的影响”的实验中,如图11所示.
(1)让同一小车从斜面上同一位置由静止开始下滑,目的是.
(2)实验中同一小车在木板表面上运动的距离最长,表明它在该表面受到的阻力最.
(3)假设水平面绝对光滑,小车不受任何阻力,则它会在水平面上做运动.
(4)如图11丙所示,让同一小车从斜面的不同高度由静止开始下滑,则还可以探究小车的关系(选填序号).
①重力势能与质量;②重力势能与高度;③动能与质量;④动能与速度.
(5)如图12所示,用弹簧测力计水平拉着木块在长木块上做匀速直线运动,此时测力计的示数为N.
(6)在不同水平面上用弹簧测力计水平拉着同一木块做匀速直线运动,可探究木块的关系(选填序号).
①滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度;②滑動摩擦力的大小与压力大小.
点评 本实验为探究阻力对物体运动的影响且考查较全面.需掌握控制变量的方法;掌握本实验现象及结论,知道在此基础上经过推理可得牛顿第一定律;知道相关实验:探究动能与速度的关系及探究重力势能与高度的关系;学会测量仪器的读数,掌握测量滑动摩擦力的实验原理.注意本实验题还出现了一种新的答题方式:选择式填空题.
例14 T18在“探究电流跟电压关系”的实验中:
(1)如图13-1所示,甲为,乙为.(选填“电流表”或“电压表”)
(2)用笔画线代替导线将图13-2中电路连接完整,要求实验过程中滑动变阻器的滑片从右向左移动.(导线不能交叉)
(3)在实验操作过程中保持不变,闭合开关时,调节滑动变阻器的滑片P做了三组实验数据,如图13-3所示,请根据该图表中数据在图13-4中进行描点连线.
(4)对实验数据进行分析,归纳出结论是.
点评 本题探究电流跟电压关系,实验考查也较全面.考查了电表的使用、实物连线、控制变量法、描点法作图及数据分析归纳实验结论.本题实验数据并非简单成正比,根据描点法作图,通过横向分析表中数据,考查误差因素从而归纳得出结论.
启示四 物理实验是物理学习的灵魂.物理实验要通过学生的动手操作和观察思考,让学生自己去发现、去建构物理知识,进而提高学生的科学素养.物理实验能力需要全方面培养,包括发现问题、提出问题、猜想假设、制定计划与设计实验、进行实验和收集证据、分析论证得出结论、实验评估、交流合作等.当然,实验复习具体还包括实验方法选取、实验步骤的优化、实验仪器使用、实验数值的读取、实验数值的处理、实验规律的得出、误差分析等.只有经过学生的实验体验和全面复习才能有效提高学生的实验能力.
转变五 注重综合题的阅读,学会物理信息的提取处理与知识的灵活应用
例15 T21如图14-1所示,2018年5月23日中央新闻报道,我国自行设计制造的新型磁悬浮列车工程样车运行试验取得成功,时速可达160公里以上,列车由于车体与轨道不接触、无摩擦,具有噪音低、损耗小、易维护等优点,被誉为“零高度飞行器”.这种兼具高速与中低速磁浮交通优点的新型磁悬浮列车将为我国城市间提供一种方便快捷的绿色轨道交通工具.
(1)磁浮列车是在车厢底部和轨道上分别安装了磁体,并使它们的同名磁极相互,车体与轨道不接触,无摩擦,列车能够在轨道上方几厘米的高度上飞驰,避免了来自车轮与轨道之间的摩擦.
(2)如图14-2所示,列车站台设计成中间高两边低的原因是:进站时列车由于要保持原来的运动状态冲上站台;从能量转换的角度来说,当列车出站时从高度较高的地方下行,它的,不用消耗过多的电能或化学能等能量.
(3)如图14-3所示,当列车进站时,乘客必须站在站台和黄色线以外的位置候车才安全的原因是.
(4)小张乘坐列车时看见两旁的房屋迅速向东退去,则列车相对于地面正在向行驶.
点评 本题考查了磁悬浮列车的工作原理和特点、惯性、流速与压强的关系、运动和静止的相对性,体现了物理源于生活,应用于生活.本题虽然情景不复杂,但阅读信息量较大,干扰因素较多.解题时只要细心阅读,学会筛选提取有用信息,合理建立物理模型,不难求解.
例16 T22“西电东送”是将我国西部发电厂发出的电传输到我国东部.由发电厂输出的电功率是一定的,它决定于发电机组的发电能力.根据P=UI中发电机的功率不变效应,若提高输电线路中的电压U,那么线路中的电流I一定会减小;反之亦然.输电线路的电能损耗主要是输电线的电流热效应,输电线损失的热功率P=I2R,所以采用输电线的电阻要尽量小.如果线路中电流降低到原来的1/2,那么线路中损失的热功率就减少为原来的1/4.因此提高电压可以很有效地降低输电线路中的热功率损失.
设发电厂的输出功率P0=1.1×108W,输电线路上的总电阻为10Ω.
(1)若采用110kV高压输送电能,输电线路的电流I1=A,输电线路损失的热功率P1=W,其与发电厂的输出电功率P0之比P1∶P0=.
(2)若采用1100kV超高压输送电能,输电线路损失的热功率P2=W,其与高压输送电能损失的热功率P1之比P2∶P1=,所以采用超高压远距离输电可以大大降低输电线路的损失.
(3)若想使输电线路中的热功率损耗为零,还可以采用做为输电线材料.
点评 本题以“西电东送”为背景,介绍了高压输电的原理,考查了电功率公式的应用以及超导材料应用前景.虽然高压输电知识课本未作介绍,但通过本题阅读说明,其实就是电功率和焦耳定律的实际应用.只要学生有一定的自学能力和知识迁移能力,本题求解并不难.
例17 T23阅读下列短文,回答问题.
“天舟一号”与“天宫二号”成功对接
我国自主研制的“天宫二号”空间实验室已于2016年9月15日发射成功.“天宫二号”在距地面高度380km的圆形轨道上绕地球匀速运行,绕地球一圈的运行时间为90分钟.“天舟一号”货运飞船于2017年4月20日由长征七号火箭成功发射升空,并于2017年4月22日与“天宫二号”首次自动交会对接成功,如图15-1所示,为建立我国自己的空间站迈出了坚实的一步.
发射“天舟一号”货运飞船的长征七号火箭的燃料由液态煤油和液氧混合构成.火箭点火起飞时,火箭内的燃料燃烧从箭体尾部喷出火焰几乎直击发射平台,使得发射平台核心区的温度接近3000℃,足以熔化绝大多数金属和非金属材料.长征七号火箭发射时与其它火箭不同的是发射平台旁的“喷水降温降噪系统”,其采取的是国际上先进的喷水降温方法,如图15-2所示,在发射中火箭飞到5m高以后,“喷水降温降噪系统”向箭体尾部火焰中心喷水20余秒,喷水量约为400t,一部分的水会汽化到大气中,大部分的水则通过导流槽流走,于是大流量喷水能够带走大量的热起到降温作用,防止了火箭发射台内部的仪器设备可能因高温受到影响.[圆周率π=3,c水=42×103J/(kg·℃)]
(1)设“喷水降温降噪系统”喷出400t水的初温为20℃,在喷水20秒内全部变成100℃的水,则水带走的热量为J.
(2)如图15-3所示,设地球半径为6370km,“天宫二号”空间实验室在圆形轨道上正常运行,圆形轨道的半径为km,圆形轨道的周长为km.“天舟一号”货运飞船成功发射及正常入轨后,与“天宫二号”空间实验室成功对接,对接时“天舟一号”的运行速度为km/s.
(3)长征七号火箭所搭载的“天舟一号”货运飞船在上升过程中的机械能不断(选填“变大”“变小”或“不变”),长征七号火箭燃料的能燃烧时转化为内能.
点评 本题以“天舟一号”与“天宫二号”对接为情景考查了热量的计算、速度计算以及机械能大小、能量转化的判断,考查知识点多,但难度不大.根据Q=cm△t可求得水带走的热量;由图15-3可计算出圆形轨道的半径,由c=2πr计算其周长;由v=s/t计算对接时“天舟一号”的运行速度;分析货运飞船在上升过程中动能和重力势能的变化从而判断机械能的变化;燃料燃烧是化学变化,并释放大量的内能,由此可知能量的轉化情况.
启示五 综合题一般以日常生活、生产及现代科技中的某个事件、问题为情景提供信息,让学生通过阅读、理解、思考和分析,正确提取、检索与转化有用信息,然后应用题干中的相关信息去解决问题.一般具有阅读量较大,情景较新颖,涉及未学过的物理知识较多,物理能力要求高等特点.解决综合信息题的基本方法为:第一步是处理信息,包括丢弃与问题无关的干扰信息,找到有用的信息,并使之跟物理知识发生联系;第二步纯化信息,是把题目中的日常生活、生产或现代科技背景抽去,纯化为物理过程;第三步为确定解题方法或建立解题模型;第四步为列式求解.其中,第一、第二两步是解信息题所特有的,也是解信息题成败的关键.要解好信息题,就要求我们平时关注科学,增加课外阅读量,联系实际,拓宽视野,直面现实生活中的物理问题,学以致用;活化物理基本知识,注重基本物理素质和能力的提高.
新课标对物理教学的要求:“初中物理教学不仅应该注重科学知识的传授和技能的训练,还应重视对学生终身学习愿望、科学探究能力、创新意识以及科学精神的培养.因此物理课程的构建应注重让学生经历从自然到物理、从生活到物理的认识过程,经历基本的科学探究实践,注重物理学科与其他学科的融合,使学生得到全面发展.”只有深刻领会课标精神,切实转变教学观念,树立为学生终身发展的教育理念,注重双基,落实三维目标,才有利于提高全体学生的科学素质,物理教学方能取得实效.
参考文献:
[1]中华人民共和国教育部. 全日制义务教育物理课程标准(2011年版)[M].北京:北京师范大学出版社,2012.
[2]刘刚.浅议中考物理信息阅读题[J].考试(中考版),2012 (5):9-10.