2020年中考物理试题中几个典型问题的商榷

2021-09-08 10:49任少铎
物理之友 2021年6期
关键词:哈气煤油机头

任少铎

(福建省厦门市海沧区东孚中学,福建 厦门 361000)

物理学是一门严谨的自然科学,中考题一般也会被广大师生广泛传播和研究,若试题出现瑕疵甚至是错误,则有可能会影响考试的公平性,还将误导广大师生。现对2020年中物理试卷中的几个典型问题进行探讨与分析,提请各地中考命题者关注试题的科学性和严谨性。

1 过程表述欠当

例1(2020年呼伦贝尔中考):搬运砖头的独轮车,车厢和砖头所受的总重力G=900N,独轮车的有关尺寸如图1所示。

图1

(1) 判断推车时的独轮车时省力杠杆还是费力杠杆;

(2) 求推车时,人手向上的力F的大小。

参考答案:(1) 省力杠杆;(2) 根据杠杆平衡条件Fl1=Gl2,可得:F×1.2m=900N×0.4m,解得F=300N。

题目第(2)问的表述不准确,问题中出现的“推车”和“向上”关键词,按题目的意思,应该理解为竖直向上的力。通常人推车时,人手对车的力是斜向上或者斜向下的,这样可使推车向前运动。为了讨论问题方便,设推车力是斜向上的,可将该力分解为向前的推力F1和竖直向上的“抬力”F2,F1会影响独轮车的平衡,F1的大小不确定,也就无法计算出人手向上的力F2。

从上述分析可以看出,对“推车”的含义理解不同,就会有不同的解答结果。因此命题时要表述严谨,使学生有确定的问题解决路径和方向。建议该试题作如下修改:将题第(2)问中的“推车”改为“向上抬起车”。

2 现象解释片面

例2(2020年烟台中考):下列关于光现象形成原理的对应关系正确的是( )。

A. 水中望月——光的直线传播

B. 黑板反光——光的漫反射

C. 凿壁借光——光的反射

D. 雨后彩虹——光的折射

参考答案:D。

试题提供的参考答案为D,认为彩虹形成的过程仅仅是光发生了折射,这种理解与认识就如同图2所示的光通过三棱镜一样仅仅发生折射。

图2

图3

雨后天空中有很多小水滴,彩虹形成的过程与白光通过三棱镜的过程是不完全相同的。如图3所示,太阳光以一定的角度射进水滴然后再射出,在水滴内,光经历了“折射-反射-折射过程”,因为水对不同颜色的光折射程度不一样,所以就形成了彩虹。可见,彩虹形成的原理不仅有折射,还有反射,因此,彩虹形成的原理是光的折射的说法是片面的、不严谨的。

根据上述分析,建议将D选项中的“折射”改为“色散”,显得更严谨。

3 条件设置不严谨

例3(2020年贵港中考):利用如图4所示的装置探究“电流产生的热量与哪些因素有关”。两瓶中煤油质量相等,电阻丝R甲

图4

参考答案:电阻;相同。

本题题设条件为:两瓶内的煤油质量相同,两个电阻串联,故通过它们的电流相等,由焦耳定律Q=I2Rt可知:电阻越大,在相同时间内产生的热量越多,瓶中煤油升温就会越快,故可用来探究电流产生的热量与电阻大小的关系。然而,在实际实验过程中,煤油会散热,瓶内各处煤油存在温差,对散热快慢有影响。例如,当乙瓶中煤油的初温很高,乙瓶中煤油的温度升高很有可能比甲瓶慢(乙瓶中煤油的温度甚至可能下降),因为煤油的温度越高,散热也越快。

对于试题的第(2)空,在改变电流进行第二次实验时,并没有让煤油温度降低到原来的温度,那么第二次实验中,煤油的温度显然比第一次高,有可能电流变大后,煤油的温度反而升高得慢。当然,煤油还可能会沸腾,从而影响结论的准确性。

从上述分析可以看出,试题在设计条件时没有考虑相关因素的影响,导致实验结论的多样性,也就没有达到实验考查的目标,故本试题在条件设计时不严谨、不周密。

焦耳定律是初中物理的重要内容,不同版本教材设计的探究实验并不相同,其中沪科版教材设计的实验是通过加热煤油来探究电流产生的热量与哪些因素有关。沪科版教材的实验设计非常严谨,在两个实验中均要求控制煤油的质量和初温相同。不难发现,教材编写时已经注意到了煤油散热对实验的影响。

为了培养学生的科学探究能力,必须严格控制实验条件。建议将题目中“两瓶中煤油质量相等”改为“两瓶中煤油质量和初温均相等”,并且在第(2)问中添加条件:“待两瓶煤油的温度降回初始温度后”。

4 原理运用不适切

例4(2020年南宁中考):在古代为了使箭射得更远,通常把箭头做得质量较大,使箭的重心前移。在开展“让纸飞机飞得更远”的兴趣活动中,放飞前,当我们对着纸飞机的机头“哈气”就可以使纸飞机飞得更远,如图5所示,请用物理知识解释“哈气”能使纸飞机飞得更远的原因。

图5

参考答案:当我们对着纸飞机的机头“哈气”,呼出的水蒸气遇到温度较低的机头纸面时,液化成小水珠,水珠附着在机头上,增大了飞机头的质量,使飞机重心前移,于是飞行更远。

试题认为哈出的水蒸气在机头液化成小水珠后,增大了机头的质量,使得飞机重心前移,从而飞得更远。事实上,对机头哈气对纸飞机的飞行几乎没有任何影响,关于“哈气”的作用,有不少学者提出过自己的看法,但都没有可靠的依据。国际纸飞机协会总秘书长藤原先生认为:“哈气”对纸飞机的飞行时间并无影响。在欧美国家,纸飞机爱好者们在比赛中几乎都不会对着纸飞机的机头哈气,反而有人会向纸飞机尾巴吹气,是为了检查纸飞机的结构有没有问题。对于“哈气”,中国工程院院士、歼-15舰载机总设计孙聪院士给出了权威解答:“哈气”只不过是图个吉利。

扔纸飞机这一游戏在学生中普及率很高,尽管学生可以根据题目中给的条件写出“正确答案”而得分,但在原理的运用上是不适切的。

对“哈气”的功能探讨尚没有定论,笔者认为中考命题时要尽可能回避这种具有争议的问题,用切实可靠的事实作为命题素材。

5 结语

考题通常会被广泛传播和学习研究,若出现上述几种情况,不仅有可能影响考试的公平性,还可能误导广大师生,导致学生思维混乱,不利于培养学生的物理学科核心素养。因此中考命题务必慎之又慎,务必准确严谨,只有这样才能彰显物理学的严谨性,切实培养学生的核心素养。

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