黃 坤 李國(guó)彬

(1.武漢市光谷第二初級(jí)中學(xué),湖北 武漢 430074;2.武漢東湖開發(fā)區(qū)教育發(fā)展研究院,湖北 武漢 430074)

2018年武漢市中考物理綜合題第27題,繼續(xù)貫徹和體現(xiàn)新課標(biāo)“從生活走向物理,從物理走向社會(huì)”這一理念,選取家庭生活中使用的電動(dòng)出水的電熱水瓶作為基本素材,注重物理知識(shí)在實(shí)際生活中的應(yīng)用,創(chuàng)設(shè)學(xué)生熟悉的、真實(shí)鮮活的情景．結(jié)合初中生物理知識(shí)能力水平的實(shí)際情況,對(duì)問題進(jìn)行適當(dāng)?shù)母脑旌秃?jiǎn)化,不僅將凸透鏡成像規(guī)律、比熱容、電功、電熱轉(zhuǎn)換效率、做功與功率等基礎(chǔ)知識(shí)和規(guī)律融入其中,深入考查學(xué)生對(duì)主要核心知識(shí)的掌握和運(yùn)用能力,還重點(diǎn)考查學(xué)生建立物理模型的能力．其中3個(gè)小問題難度由易到難具有梯度的設(shè)計(jì)具有很好的選拔區(qū)分功能,對(duì)后續(xù)物理教學(xué)起到了很好的指引作用．

1 2018年武漢市中考物理綜合題試題

如圖1所示,圖1(甲)是某種電動(dòng)出水的電熱水瓶的結(jié)構(gòu)剖面圖,圖1(乙)是它的電路示意圖,其中電源板的作用是將220V的交變電流變成低壓直流電,供出水電動(dòng)機(jī)和出水定位燈使用．

圖1 中考綜合題圖

(1) 出水定位燈的作用是方便夜間判斷出水位置,避免燙傷．出水定位燈是由小凸透鏡、刻有圖案“”的透明膠片和小燈泡組成．出水定位燈發(fā)光時(shí),會(huì)在放置電熱水瓶的桌面上留下一個(gè)清晰明亮的像,相對(duì)于定位燈里透明膠片上的圖案“”,桌面上所成的像是________．(選填“”“”“”或“”),而且這個(gè)像是________(選填“放大”“等大”或“縮小”)的．

(2) 該電熱水瓶的說明書上標(biāo)注著“12min快速沸騰的條件:水溫—25℃,水量—4kg,沸騰溫度—100℃,電壓—220V”．若加熱管的電阻為24.2Ω,則在此快速沸騰的條件下,該電熱水瓶的加熱效率為多少?

(3) 已知圓柱形內(nèi)膽的底面積為250cm2,出水口比最高水位高3cm．當(dāng)內(nèi)膽中裝有2L水時(shí),按住出水開關(guān)20s,出水電動(dòng)機(jī)恰好能抽出1L的水．若不計(jì)出水管的體積和水的流速,則出水電動(dòng)機(jī)的輸出功率約為多少W?

2 試題解析

(1) 此問考查了凸透鏡成像規(guī)律的應(yīng)用,依據(jù)題意表述信息,確定凸透鏡成像中發(fā)光物體(小燈泡和刻有圖案“”的透明膠片)、凸透鏡和像(放置電熱水瓶的桌面上留下一個(gè)清晰明亮的像),再結(jié)合成像規(guī)律分析物距和像距大小關(guān)系,透明膠片到凸透鏡的距離小于凸透鏡到桌面的距離,即物距小于像距,因此答案就很容易得出是和放大．

(2) 將4kg 25℃的水加熱至沸騰時(shí)所吸收的熱量為

Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×4kg×(100℃-25℃)=1.26×106J.

抽水的過程中出水電動(dòng)機(jī)所做的功W=Gh2=mgh2=ρV2gh2=1.0×103kg/m3×1L×10N/kg×0.13m=1.3J.

3 試題評(píng)價(jià)

該試題涉及到凸透鏡成像規(guī)律、比熱容、電功、電熱轉(zhuǎn)換效率、做功與功率等核心知識(shí)考點(diǎn),3個(gè)小問題由易到難逐漸深入,突出學(xué)生對(duì)基本知識(shí)和規(guī)律的掌握和運(yùn)用、計(jì)算、建立物理模型的能力．全面考查學(xué)生的理解能力、分析能力、計(jì)算能力和應(yīng)用能力,這也是本次試題的一大亮點(diǎn)．

第(1)問考查內(nèi)容緊扣課程標(biāo)準(zhǔn)科學(xué)內(nèi)容“運(yùn)動(dòng)和相互作用”主題中“探究并知道凸透鏡成像的規(guī)律,了解凸透鏡成像規(guī)律的應(yīng)用”,命題設(shè)計(jì)過程中,題設(shè)條件給出“出水定位燈的作用是方便夜間判斷出水位置,避免燙傷”的文字?jǐn)⑹?可見命題的素材是來源于生活中具體的應(yīng)用,題設(shè)條件明確凸透鏡成像規(guī)律的應(yīng)用,并沒有在是否讀懂題目上設(shè)置“障礙”,使得大部分考生通過所學(xué)物理知識(shí),經(jīng)歷從信息中分析、歸納規(guī)律的過程,依據(jù)獲得的物理信息得出正確結(jié)論．與其他考查有關(guān)凸透鏡成像規(guī)律的中考試題對(duì)比不難看出,此題回避了“題海戰(zhàn)術(shù)”中常規(guī)的考查形式,用聯(lián)系生活實(shí)際的電熱水瓶出水定位燈很巧妙的將知識(shí)點(diǎn)融入其中,學(xué)生讀得懂,但又需要建立恰當(dāng)?shù)穆?lián)系——凸透鏡成像規(guī)律中哪一個(gè)成像規(guī)律?

第(2)問是考查課程標(biāo)準(zhǔn)科學(xué)內(nèi)容“能量”主題中“能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律”,將平時(shí)生活中最常見的燒開水問題進(jìn)行合理的設(shè)計(jì),實(shí)際設(shè)計(jì)過程中,沒有進(jìn)行過多的單位換算以及物理量的代換,最后效率的計(jì)算結(jié)果也是可以除盡取整．試題的考查還是緊緊圍繞《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)》和武漢市考試說明的要求對(duì)重點(diǎn)知識(shí)進(jìn)行命題,此題屬于綜合基礎(chǔ)題,經(jīng)過仔細(xì)的分析和規(guī)范的書寫就可以順利獲得高分．

圖2 電熱水杯出水工作原理圖

第(3)問試題考查學(xué)生對(duì)于初中核心知識(shí)——功能關(guān)系構(gòu)建模型能力．新課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)初中能量主題的表述是“能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律是自然界的基本和普遍規(guī)律．這部分內(nèi)容對(duì)于學(xué)生形成可持續(xù)發(fā)展的意識(shí)以及進(jìn)一步學(xué)習(xí)其他科學(xué)技術(shù),都有十分重要的意義．”正是按照這一指導(dǎo)要求,命題人員采取“源于教材,高于教材”的命題思路,巧妙地設(shè)計(jì)、考查學(xué)生綜合運(yùn)用能力．如圖2所示為電熱水杯出水工作原理圖,內(nèi)膽中盛裝2L的水,在20s內(nèi)被抽出1L,按照等效模型思想,即相當(dāng)于將2L水分為上半部分(1L)和下半部分(1L),而抽出的1L水就是上半部分(1L)的水．出水電動(dòng)機(jī)對(duì)水做功的過程就可以等效為將上半部分(1L)水的提升至出水口所做的功,選取上半部分(1L)水所在重心位置到出水口的垂直距離即為克服水重力做功所對(duì)應(yīng)的移動(dòng)距離h2．建立重力做功模型和功和能的對(duì)應(yīng)關(guān)系,這道兼具綜合能力考查和選拔功能的難題就可迎刃而解了.

4 教學(xué)思考

通過對(duì)試題的分析,武漢市中考物理試題第27題綜合題的3問在難易程度的設(shè)置上層次分明,理解深度上將考生的水平檔次充分拉開,能夠很好地考查不同學(xué)生的物理學(xué)習(xí)水平能力,同時(shí)兼具很好的考試選拔功能．

問題設(shè)置緊扣課程標(biāo)準(zhǔn)要求,對(duì)重點(diǎn)的核心知識(shí)進(jìn)行設(shè)問,突出對(duì)初中學(xué)生物理基本思維能力的考查,試題素材貼近學(xué)生日常生活,來源于生活中,很好地將凸透鏡成像規(guī)律、電熱轉(zhuǎn)換效率和功能關(guān)系巧妙融入其中,題意表述清晰,未設(shè)置“繁瑣”的“其他條件”,切實(shí)起到了試題兩考合一功能．

命題人員考慮初中生物理水平實(shí)際,題設(shè)條件給出不計(jì)出水管的體積和水的流速,此時(shí)電動(dòng)機(jī)做功將水提升,從而增加水的重力勢(shì)能,類似的克服重力做功的問題在人教版8年級(jí)物理下冊(cè)課后作業(yè)題中已經(jīng)涉及到．

圖3 教材中題圖

如圖3所示是教材第64頁課后作業(yè)第3題:2008年8月11日在北京奧運(yùn)會(huì)上,中國(guó)選手張湘祥在男子舉重62kg級(jí)的決賽中摘得金牌,挺舉成績(jī)是176kg．估算一下,他在挺舉過程中對(duì)杠鈴大約做了多少功?通過這個(gè)舉例，作為一線的教師,從本題中進(jìn)行反思,應(yīng)該在平時(shí)的教學(xué)過程中,引導(dǎo)學(xué)生重視生活中的物理情景,注重對(duì)物理原理的理解、物理模型的建立和物理概念和規(guī)律的辨析,這樣才能更好地引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行物理的高效學(xué)習(xí)．從復(fù)習(xí)備考的方面來思考,那就是要依據(jù)新課標(biāo)要求,利用好物理教材,通過教材中實(shí)例和習(xí)題,突出對(duì)物理基本概念和規(guī)律的學(xué)習(xí)和掌握,利用教材中實(shí)例和習(xí)題歸納和提升命題規(guī)律和特點(diǎn),強(qiáng)化和提升學(xué)生的綜合運(yùn)用能力．