許志
摘 ? 要:中考是義務(wù)教育階段性檢測,考查學(xué)生通過兩年物理學(xué)科的學(xué)習(xí),對物理概念和物理規(guī)律的掌握情況。試題要求能積極發(fā)揮考試評價的反饋功能,有利于促進(jìn)學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展,有利于對初中物理教學(xué)產(chǎn)生積極的影響,有利于養(yǎng)成學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)。南京市2019年中考試題較好地體現(xiàn)了以上的思想。文章基于試題的四個特點加以分析,與大家分享。
關(guān)鍵詞:中考試題;初中物理;素養(yǎng)
中圖分類號:G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A ? ?文章編號:1003-6148(2020)2-0041-5
2019年南京市中考物理試卷注重考查學(xué)生對物理學(xué)科知識的理解和應(yīng)用;對學(xué)生的科學(xué)探究和實驗?zāi)芰Φ目疾橥怀鰧嶒灛F(xiàn)象的學(xué)科本質(zhì)和研究方法的領(lǐng)悟。試題體現(xiàn)出基礎(chǔ)性、生活性和探究性,滲透對學(xué)生思維能力、運用物理知識和方法解決實際問題能力的考查,突出對學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)的培養(yǎng)。同時,試題結(jié)合綜合實踐活動的素材考查學(xué)生的實踐能力,體現(xiàn) “過程與方法并重,能力與素養(yǎng)交融”的命題原則。具體來說,試題有以下特點:
1 ? ?注重觀察和實驗
試卷第2題(圖1):
以下活動中,用來探究聲音產(chǎn)生原因的是( ? ?)
評析:試題結(jié)合課本實驗,要求學(xué)生能通過實驗現(xiàn)象理解實驗?zāi)康?。題干要求學(xué)生在四幅圖中找出探究聲音產(chǎn)生原因的是哪個實驗,找出四幅圖中的關(guān)鍵詞是解題的關(guān)鍵。A圖中的關(guān)鍵詞“觸及面頰”即為探究聲音的產(chǎn)生;B、D圖中的關(guān)鍵詞“大小不同的力”和“快劃、慢劃”分別是探究聲音的響度和音調(diào);C圖中的關(guān)鍵詞“抽氣” 是探究聲音的傳播。聲現(xiàn)象的內(nèi)容比較簡單,實驗現(xiàn)象較多,還有說明聲音具有能量的實驗等,對實驗現(xiàn)象加以辨析是考查學(xué)生觀察和實驗?zāi)芰Φ挠行侄巍?/p>
試卷第4題:圖2是小明春游時在水邊看到的美景,下圖中能正確反映他看到水中“樹木”的光路圖是( ? ? )
評析:本題考查學(xué)生對生活中的光現(xiàn)象能否作出科學(xué)的解釋。解決這類問題首先就是針對具體光現(xiàn)象找光源,其次是根據(jù)傳播路徑找介質(zhì),最后就是定光的傳播方向。題干中看到的水中“樹木”,其光源是岸上的“樹木”,這種現(xiàn)象的本質(zhì)是光的反射。實際生活中,三種光現(xiàn)象(直線傳播、反射和折射)的主要區(qū)別就在光的傳播路徑,直線傳播和反射都是在同種介質(zhì)中,但光的反射過程其傳播方向會發(fā)生變化。而折射現(xiàn)象中光的傳播涉及到兩種不同介質(zhì),且傳播方向一般會發(fā)生改變。明確這一點,不難發(fā)現(xiàn)本題B選項正確。值得一提的是不少學(xué)生很容易錯選C選項,習(xí)慣性地認(rèn)為題干要求的是看到水中魚的光路而誤判。
2 ? ?重視過程和方法
試卷第6題:小明看到閃電后12.3 s又聽到雷聲。已知聲音每3 s傳播的距離約為1000 m,光速約為3×108 m/s,于是他用12.3除以3很快估算出閃電發(fā)生位置到他的距離為4.1 km。假設(shè)聲速或光速發(fā)生以下變化,這種估算方法不再適用的是( ? ?)
A. 聲速增大為原來的兩倍
B. 聲速減小為原來的一半
C. 光速減小為原來的一半
D. 光速減小為聲速的兩倍
評析:本題是一種估算方法。要求學(xué)生首先建立“物理模型”的思想,對閃電后12.3 s又聽到雷聲的運動建立直線運動的模型,其次要抓住主要矛盾,忽略次要因素。本題的估算方法適用條件是光速遠(yuǎn)大于聲速,這樣在估算閃電發(fā)生位置到聽聲者的距離時可以忽略光傳播的時間,這是一種快速估算的方法,也是學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)養(yǎng)成的具體體現(xiàn)。不難發(fā)現(xiàn),假設(shè)聲速或光速發(fā)生變化后,只有D選項不符合“光速遠(yuǎn)大于聲速”的條件。
試卷第11題:利用圖3中的甲、乙裝置(燃燒皿內(nèi)燃料和燒杯內(nèi)液體未畫出),既可以比較不同液體的比熱容,又可以比較不同燃料的熱值。要求僅根據(jù)溫度計示數(shù)的變化完成實驗,則兩個實驗都需要控制相同的( ? ?)
A. 液體種類 ? ? ? B. 燃料種類
C. 液體質(zhì)量 ? ? ? D. 燃料質(zhì)量
評析:本題通過對器材的選擇考查學(xué)生對教材中兩個實驗(比熱容和熱值)探究過程的理解。在對比分析兩個實驗相同點和不同點的基礎(chǔ)上加深對實驗過程和方法的理解。在比較不同液體的比熱容實驗中,需要控制相同的因素有:燃料種類、液體質(zhì)量和加熱時間;在比較不同燃料的熱值實驗中,需要控制相同的因素有:液體種類、液體質(zhì)量和燃料質(zhì)量。對比兩個實驗,都需要控制相同的因素就是液體質(zhì)量。這種相同之中找不同、不同之中找相同的思想方法,是我們在實驗過程中經(jīng)常用到的。
試卷第12題:如圖4所示電路,電源電壓恒為4.5 V,定值電阻R0的阻值為10 Ω,滑動變阻器的最大阻值為30 Ω, 電阻箱Rx的最大阻值為999.9 Ω,電流表的量程為0~0.6 A,電壓表的量程為0~3 V。閉合開關(guān)S,下列說法正確的是( ? ? ?)
A.S1、S2均向左閉合,Rx允許接入電路的最大阻值為20 Ω
B.S1、S2均向右閉合,電路允許消耗的最大功率為2.7 W
C.S1向左、S2向右閉合,Rx允許接入電路的最大阻值為60 Ω
D.S1向右、S2向左閉合,只調(diào)Rx使電流表示數(shù)減半后其阻值一定大于原來的2倍
評析:本題電路的連接情況與電壓表的位置無關(guān),電路始終是串聯(lián)電路,開關(guān)組合的變化,只是所測量電壓的對象發(fā)生變化。S1、S2均向左閉合,此時電壓表測量的是Rx兩端的電壓;S1、S2均向右閉合,電壓表測量的是R0兩端的電壓;S1向左、S2向右閉合,電壓表測量的是Rx和R0串聯(lián)后兩端的總電壓;S1向右、S2向左閉合,電壓表讀數(shù)為零。
本題四個選項的判斷有一定的難度。A選項中,電壓表最大讀數(shù)為3 V時,Rx接入電路的阻值最大。而選項中“允許”的含義是什么呢?因為電路圖中滑動變阻器的存在,滑動變阻器阻值最大時,Rx允許接入電路的阻值才最大,通過串聯(lián)電路的分壓原理可知Rx的最大阻值為R0和滑動變阻器最大阻值之和的2倍,即80 Ω。分析過程中如果沒有考慮滑動變阻器,本選項很容易認(rèn)為Rx的最大阻值就是R0的2倍,而誤選A選項。同理,不難分析B、C選項都是錯誤的。D選項中,只調(diào)Rx使電流表示數(shù)減半的過程中,Rx的阻值變大,其兩端的電壓也變大,而通過它的電流變小,所以可以肯定此過程中通過Rx電流的變化一定小于Rx阻值的變化,即只調(diào)Rx使電流表示數(shù)減半后其阻值一定大于原來的2倍。
3 ? ?聯(lián)系生活和應(yīng)用
試卷第13題:南京長江大橋是我市的地標(biāo)性建筑,現(xiàn)已煥然一新并順利通車,如圖5甲所示。
(1)大橋上層的公路橋全長4589 ? ? ?(填單位)。
(2)以江面上行駛的船為參照物,橋頭堡是的。
(3)圖乙中,大橋上“玉蘭花燈”內(nèi)的鈉燈全部換為LED燈后,總功率減少了約180 kW,與原來相比,所有燈工作5 h可節(jié)約電能 ? ? ? ?度。
評析:試題以南京地標(biāo)性建筑——長江大橋為背景,再現(xiàn)改造后大橋的壯美的同時,激發(fā)學(xué)生對家鄉(xiāng)的熱愛之情。第一空考查了對長度單位的正確選擇;第二空考查了運動和靜止的相對性;第三空題目沒有直接計算大橋路燈消耗的電能,而是通過玉蘭花燈的光源在改造前后消耗電能的計算與比較,從節(jié)能、美觀的角度讓學(xué)生體會到大橋改造的實際意義。
試卷第27題:
在科技節(jié)活動中,有一項挑戰(zhàn)項目:如圖6所示,A、B、C、D是裝滿了某一種材料(細(xì)鹽、鐵粉、米粉中的一種)的四個不透明的輕質(zhì)密閉容器。要求在不打開容器的前提下,將其中裝有相同材料的兩個容器挑選出來。提供的器材有:①與密閉容器同樣的空容器各一個;②天平和水。按下列步驟在空白處填上適當(dāng)?shù)膬?nèi)容。
(1)用天平分別測出圖中四個密閉容器的質(zhì)量mA、mB、mC、mD;
(2) ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ;
(3)若滿足關(guān)系式: ? ? ? ? ? ? ? (用測量的物理量表示),則A、C兩容器中所裝材料相同。
評析:密度是物質(zhì)的物理屬性,是物質(zhì)的“身份證”,可以用來鑒別物質(zhì)種類。本題結(jié)合實際情境考查學(xué)生會對物質(zhì)的密度進(jìn)行常規(guī)測量的基礎(chǔ)上,知道如何利用替代法進(jìn)行特殊測量。試題利用“完善實驗步驟”的方式設(shè)計問題,既考查了學(xué)生嚴(yán)密的邏輯思維能力,也考查了學(xué)生的文字表達(dá)及計算表達(dá)式的能力。本題在不提及密度的情況下,采取任務(wù)驅(qū)動考查學(xué)生對密度知識的應(yīng)用能力?!懊芏认嗤奔礊椤跋嗤牧稀保[性考查了學(xué)生對密度測量的實驗過程及替代法的深刻理解。第2步要求學(xué)生能想到用空瓶裝滿水,再測出總質(zhì)量,這樣通過“水的體積”替代“瓶的體積”。另外,第3步在表達(dá)關(guān)系式時,要注意對空瓶“輕質(zhì)”的理解,即可以忽略容器質(zhì)量,這樣A、C兩容器中所裝材料相同所滿足的表達(dá)式就比較簡潔。反之,如果考慮容器質(zhì)量將會使表達(dá)式的關(guān)系式很復(fù)雜,通過學(xué)生對第3步的解答可以辨別出學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)和思維能力。本題命題立意高,重在引導(dǎo)教師在教學(xué)中注重科學(xué)素養(yǎng)和思維方法的滲透。
4 ? ?凸顯能力和素養(yǎng)
試卷第29題:有兩只阻值未知的定值電阻R1、R2。
(1)圖7甲是用伏安法測定值電阻R1阻值的實物電路,電源電壓恒為3 V,滑動變阻器最大阻值為10 Ω。
①甲圖中有一根導(dǎo)線連接錯誤,請在該導(dǎo)線上畫“×”并在圖上改正(所畫的導(dǎo)線用實線且不能交叉)。
②改正電路后,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)無論怎樣移動(滑動變阻器)滑片,兩電表均無示數(shù),其原因可能是______(填字母)。
A.滑動變阻器斷路
B.R1斷路
C.R1短路
③故障排除后,正確操作實驗器材,移動滑動變阻器的滑片,當(dāng)電壓表示數(shù)為1.2 V時,電流表示數(shù)如圖7乙所示,則待測電阻R1=____Ω。
④現(xiàn)有以下三組數(shù)據(jù)(見表1),分析可知,不可能通過以上實驗獲得的數(shù)據(jù)有 ? ? ?(填序號)。
(2)圖8丙是能巧測R2的阻值的實驗電路圖。圖中R為電阻箱,R0為定值電阻(阻值未知)。要求僅利用電阻箱讀數(shù)表達(dá)R2的阻值。請在空白處填上適當(dāng)內(nèi)容。
①將開關(guān)接a,調(diào)節(jié)電阻箱和滑動變阻器的滑片P至適當(dāng)位置,記下 ? ? ? ? ? ? ? ? ?;
②將開關(guān)接b,調(diào)節(jié) ? ? ? ? ? ? ,保持
不變,記下 ? ? ? ? ? ? ? ? ;
③則R2= ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?。
評析:本題重在考查學(xué)生理解歐姆定律,會使用電流表和電壓表,知道測電阻的兩種常用方法——伏安法和等效替代法。前者立足于真實的教學(xué)素材,重點考查學(xué)生對實驗數(shù)據(jù)的質(zhì)疑與分析評價能力;后者采用“變式”,重點考查學(xué)生對等效替代思想的領(lǐng)悟。培養(yǎng)學(xué)生立足實驗過程、重視證據(jù)來源的真實性,養(yǎng)成實事求是的科學(xué)態(tài)度。
在實物電路圖的改錯環(huán)節(jié),學(xué)生可以根據(jù)電流走向(“走一走”)和根據(jù)電壓表與被測電路并聯(lián)(“抱一抱”)的方法來識別電路,從而在實物電路圖中找出存在的錯誤并改正。本題第1問下的第4個小問,應(yīng)該從實驗原理的科學(xué)性、實驗的可操作性和實驗結(jié)果的精確性來加以分析。顯然,三組數(shù)據(jù)的科學(xué)性沒有問題,但第一組數(shù)據(jù)沒有可操作性,因為電路中的最大阻值是14 Ω,所以電路的電流最小值肯定大于0.2 A,實驗過程中不可能出現(xiàn)0.2 A這樣的數(shù)據(jù)。第三組數(shù)據(jù)不符合“精確性”,按題干中電流表的規(guī)格不可能讀出0.475 A這樣的數(shù)據(jù)。所以,三組實驗數(shù)據(jù)中有兩組數(shù)據(jù)(1和3)是通過理論計算人為編造的,是不能通過實驗操作直接得到的,這樣命題意在強調(diào)重視實驗過程和證據(jù)的真實性,真正培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)和實事求是的科學(xué)精神。
本題第2問素材意在考查學(xué)生對等效替代思想的理解。考查學(xué)生在諸多信息中排除干擾,篩選出有效信息的能力。題干中的定值電阻和滑動變阻器就是“干擾因素”,它們的存在對“等效”的測量原理沒有任何影響,若學(xué)生在此糾結(jié),將無法找到解決問題的突破口。開關(guān)接a和b兩種情況下,兩次電路“等效”的核心在哪里?前后兩次“電流不變”是思想,“電阻相等”是手段。開關(guān)接a時,調(diào)電阻箱和滑動變阻器的滑片P至適當(dāng)位置,記下電流表示數(shù)I和電阻箱阻值RA;開關(guān)接b后,調(diào)節(jié)電阻箱使電流表示數(shù)仍然為I(注意,此過程不能移動滑動變阻器的滑片),記下電阻箱的阻值RB,則R2=RA-RB。
試卷第30題:在綜合實踐活動中,科技小組設(shè)計了一個由壓敏電阻控制的報警電路。如圖9所示,電源電壓恒為18 V,電阻箱最大阻值為999.9 Ω。報警器(電阻不計)流過的電流達(dá)到或超過10 mA會報警,超過20 mA會損壞。壓敏電阻Rx在壓力不超過800 N的前提下,其阻值隨壓力F的變化規(guī)律如表2所示。
(1)為不損壞元件,報警電路允許消耗的最大功率是多少?
(2)在壓敏電阻Rx所受壓力不超過800 N的前提下,報警電路所選滑動變阻器的最大阻值不得小于多少?
(3)現(xiàn)要求壓敏電阻受到的壓力達(dá)到或超過200 N時,電路報警。按照下列步驟調(diào)試此報警電路:
①電路接通前,滑動變阻器的滑片P置于b端;根據(jù)實驗要求,應(yīng)將電阻箱調(diào)到一定的阻值,這一阻值為 ? ? ? ? ?Ω;
②將開關(guān)向 ? ? ? ? ? ? 端(填數(shù)字)閉合,調(diào)節(jié) ? ? ? ? ? ? ,直至 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ;
③保持 ? ? ? ? ? ? ? ? ,將開關(guān)向另一端閉合,報警電路即可正常使用。
(4)對(3)中已調(diào)試好的報警電路,若要求壓敏電阻受到的壓力達(dá)到或超過700 N時電路報警,若電源電壓可調(diào),其他條件不變,則將電源電壓調(diào)為 ? ? ? ? ? ?V即可。
評析:試題基于學(xué)生設(shè)計的壓敏電阻控制的報警電路為背景,考查學(xué)生提取、分析信息(文字、圖片、數(shù)據(jù))的能力,明確該電路分為報警工作電路和報警調(diào)試電路兩個工作狀態(tài)??疾閷W(xué)生能從電路安全使用的角度,找出電路中的“安全值”,利用歐姆定律和電功率相關(guān)知識,分析并計算電路的極值問題??疾閷W(xué)生的電路分析能力及利用數(shù)學(xué)作為工具來解決物理問題的能力。通過信息分析和提取,找出電路報警的唯一條件,即電路中的電流必須達(dá)到或超過10 mA。在電源電壓恒定的前提下,結(jié)合歐姆定律,將電路報警的電流設(shè)置要求轉(zhuǎn)化為對電阻設(shè)置要求,即總電阻為某一固定數(shù)值,電流就會達(dá)到報警值,從而實現(xiàn)報警設(shè)置。而總電阻大小的設(shè)置要考慮滑動變阻器和壓敏電阻,首先要分析得出壓敏電阻阻值隨壓力變化的具體關(guān)系,再根據(jù)最大壓力要求計算出壓敏電阻的阻值,最終將總電阻的固定數(shù)值簡化為滑動變阻器接入電路的最小阻值。層層“剝離”, 化繁為簡,對學(xué)生的思維要求較高。
試題考查學(xué)生對報警電路工作原理的深入理解,知道此電路要先根據(jù)設(shè)置要求進(jìn)行調(diào)試(開關(guān)接2),然后方可工作(開關(guān)接1)。通過信息分析,結(jié)合圖中表格內(nèi)的數(shù)據(jù)關(guān)系,將報警電流要求轉(zhuǎn)化為壓敏電阻阻值500 Ω。在此基礎(chǔ)上,將調(diào)試電路與工作電路進(jìn)行比較,認(rèn)識到電阻箱就是“等效替代”壓敏電阻,從而開關(guān)接2后將電阻箱調(diào)至500 Ω,移動滑動變阻器的滑片直至報警器報警;再將開關(guān)接1,實現(xiàn)報警電路啟用。
最后一問是有條件的,在原有設(shè)置好的報警電路的基礎(chǔ)上進(jìn)行再設(shè)置,考查學(xué)生對報警電路實現(xiàn)多元調(diào)試的思考和對“等效替代”的進(jìn)一步理解,考查學(xué)生的思辨能力。表面上看是重復(fù),實質(zhì)是“新替代”,是用電源電壓“替代”壓敏電阻,和上一次用電阻箱 “替代”壓敏電阻是“殊途同歸”,壓力700 N時對應(yīng)的電阻是300 Ω,此時滑動變阻器的阻值是1300 Ω,所以電壓調(diào)為16 V即可滿足要求。正確理解最后一問是學(xué)生“能力和素養(yǎng)”的高度體現(xiàn)。
本題沒有繁雜的計算,更多考查的是學(xué)生的深刻理解和高階思維,對學(xué)生的素養(yǎng)要求較高,滲透從“學(xué)會物理”走向“會學(xué)物理”的思想。提示物理教學(xué)光靠死教、苦學(xué)、刷題那是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,更多的是需要素養(yǎng)的滲透和思維方法的參與,本題是全卷壓軸的靚麗風(fēng)景線。
綜上所述,2019年南京市中考物理試題關(guān)注學(xué)科素養(yǎng),凸顯科學(xué)思維,對義務(wù)教育階段的考試評價工作有積極的推動作用,同時對義務(wù)教育階段物理課堂教學(xué)中教師的教與學(xué)生的學(xué)有著積極的指導(dǎo)意義。
參考文獻(xiàn):
[1]劉炳昇,李容.義務(wù)教育教科書物理八年級、九年級[M].南京:江蘇鳳凰科學(xué)技術(shù)出版社,2011.
(欄目編輯 ? ?陳 ?潔)
物理教學(xué)探討2020年2期