基于情境 渗透方法 体现素养——一道中考物理模拟题的赏析

周晓庆

(南京理工大学附属中学，江苏 南京 210000)

1 原题呈现

电动汽车是环保的交通工具，行驶时蓄电池给电动机供电，电动汽车的主要部分参数见表1，如图1甲所示，在测试过程中，司机和一名陪同人员上车。司机驾驶该充满电的车以节电模式匀速行驶30km，电池剩余容量为58kW·h，陪同人员负责记录测试数据，已知司机和陪同人员的质量均为70kg，汽车匀速行驶时所受阻力为总重力的6%，g取10N/kg。

图1

表1

(1) 下列关于电动汽车说法中错误的是( )。

A. 司机遇到紧急情况刹车时，人会向前倾

B. 车身呈现红色是由于反射了太阳光中的红色光

C. 车载GPS导航系统是用超声波来传输信息的

D. 汽车在高速行驶时对路面的压力比静止时小

(2) 为了节能，车靠近目的地前可采用“再生制动”的方法：在车速逐渐减到60km/h的过程中，不采用机械刹车，由于电动汽车继续行驶，带动电机逆向发电，将电能存储在蓄电池内，此时电机的工作原理是。

(3) 汽车刹车原理图如图1乙所示，连着刹车踏板的金属杆可视为一根能绕O点转动的(选填“省力”“等臂”或“费力”)杠杆，当驾驶员踩下刹车踏板时，刹车盘产生摩擦力使车辆减速，通过方式使刹车盘的温度升高。

(4)在测试前，人未上车，此时电动汽车对水平地面的压强为Pa。在此测试过程中，电动汽车匀速行驶30km，牵引力做的功为J。该电动汽车将电能转化为机械能的效率为%。

(5) 图1丙是小明设计的车速提醒电路，R为定值电阻，RV的阻值随车速的变化而改变。当电压表的示数达到某一数值时提醒驾驶员车速过快，需要减速。图1丁是RV的阻值与车速关系的图像。图1戌是车速从0加速到100km/h过程中，RV消耗的电功率随电流变化的图像。则图1丁中图线与纵坐标相交点的电阻值是Ω。当车速达到75km/h时，此时电压表的示数为V。

2 试题赏析

2.1 基于情境，多元考查

电动汽车属于高新科技，是日常生活中的热门话题。本题选择这一素材结合生活实际编制试题，将惯性、不透明物体的颜色、电磁波、流体压强与流速的关系、电磁感应、杠杆、压强大小及计算、功的计算、能量与效率、欧姆定律的应用等一系列重要考点囊括其中，多元考查，立意新颖，构思巧妙。

2.2 基于信息，建构电路

本题最后一问中用定值电阻R和阻值随车速变化的电阻RV建构了如图1丙所示的车速提醒电路,由图1丁可以发现：当车速增加时RV的阻值增大，根据串联分压规律，RV分得的电压也将相应增大，而当电压增大到某一数值时，系统将提醒驾驶员车速过快，需要减速。

基于文字描述和图像中的信息，学生了解了车速提醒电路的工作原理，在解题的同时会对汽车速度表产生浓厚的兴趣，从而研究其结构和工作原理，激发学习物理的热情。

2.3 基于不变量，巧列方程

2.4 基于图像，数理结合

本题最后一问第二空要求出当车速达到75km/h时电压表的示数，需求出车速达到75km/h时RV的阻值，可基于图像，利用函数关系式求解。由图1丁可知RV的阻值与车速的关系是一次函数，设函数关系式为RV=kv+b。可求得当车速为0km/h和100km/h时RV的阻值分别为10Ω和50Ω，代入函数关系式，求出k和b的值，将v=75km/h代入，求得RV=40Ω。学生在用数学知识解决物理问题的同时，也体会到数学的魅力和图像的美。

2.5 基于欧姆定律，体现极值思维

最后一问在求RV的最大阻值和最小阻值时，反复用到了在电源电压相同的情况下，RV阻值最大时电路中电流最小，RV阻值最小时电路中电流最大的极值思维。这种极值思维经常被用于与电学范围相关的计算题中，所以说这道题不仅融合了多个常考知识点，更是融合了多种解题方法。

3 教学建议

(1) 关注开放性的真实情境

在教学中教师应多关注真实生活、高新技术发展，带领学生进行同一素材多元考查的练习，甚至可以给学生提供部分题干，让学生补充条件，设置问题，实现学中用，用中学。

(2) 注重教给学生解决一类题的方法

中考题千变万化，教师要注重培育学生解决一类问题的能力，让学生在多次练习中举一反三，融会贯通，形成能力的迁移。比如电学图像题是中考经常涉及的题型，重点考查学生从图像中找寻信息的能力。对于图像问题，教师要有意识地渗透“三看”方法：一看轴、二看图像形状、三看特殊点，在“看”中寻找对解题有用的信息。动态电路是电学中经常考查的内容，重点考查学生分析电路的能力。教师要引导学生学习抓不变量(如电源电压和定值电阻的阻值等)分析变化量的方法，如果电源电压和定值电阻的阻值在题目中没有直接给出，教师也可以引导学生利用串联电路电压特点以及欧姆定律，列方程求解。