第１６讲 中考物理开放型试题专题复习|
时间：2019-01-09 03:28:46 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
开放型试题是指题设条件不唯一，或解题方法具有多样性，或答案不单一的题目.这些题目或条件开放，或过程开放，从而导致结论也具有开放性，以此来考查同学们对物理概念和规律的理解和应用.在近几年的中考试卷中，出现了一些立意新颖、情景鲜明、耐人寻味的开放型试题，它们成为试卷中的亮点.开放型试题有利于引导在物理教学中重视“具有创新意识，能独立思考，勇于有根据地怀疑，养成尊重事实、大胆想象的科学态度和科学精神”的培养，因此在复习中应重视开放型试题.开放型试题的题型设计分类大致有以下几种.
此类开放题的特点是给出生活中的某个现象，或课本中的某个实验，或是某个情景图片，根据题中的条件进行分析、判断或者提出一些问题.这类题目通常以填空的形式出现，分析时应当寻找题中所包含的有用信息或隐含的条件，结合所学物理知识进行解答.
例1 图1所示的自行车是我们常用的交通工具，请你找出它在构造上和使用中所运用的两条物理知识.
（1）____. （2）____.
解析：此题结合图片考查应用物理知识的能力.应当认真观察图片，找出与物理知识有关的构造，也可以从自行车的使用过程中联系对应的知识.解答的过程是非常开放的，涉及的知识有力学、声现象、光学等方面的概念.答案如：刹车把手相当于省力杠杆，车铃应用了声音发生和传播的知识，轮胎和脚蹬做有凹凸不平的花纹是为了增大摩擦，自行车尾灯应用了光的反射规律.
例2 （2007年江西）晚自习时，小明所在教室里的电灯突然全熄灭了.现在请你根据这个现象，完成下列探究内容：
【提出问题】____
根据已有的知识和经验，写出你的猜想和验证猜想的依据.
猜想1：____；验证猜想的依据是：____.
猜想2：____；验证猜想的依据是：____.
解析：此题以学生所熟知的教室为情境，考查对电路故障的分析解决能力.提出问题时，要就题目本身的现象提问，例如：教室里的电灯为什么全熄灭了？猜想时，应从短路和断路两方面入手，同时还要考虑到停电这一可能情况.回答验证猜想的依据时应注意，要结合实际情况，验证的方法应具备简单性、可行性.答案如下：
猜想1：可能停电了；验证猜想的依据是：观察教室外的灯是否亮着.
猜想2：可能校园空气开关跳闸了；验证猜想的依据是：观察校园空气开关是否跳闸.
猜想3：可能是教室的保险丝熔断了；验证猜想的依据是：观察教室外的灯是否亮着.
例3 图2是一个演示物体具有惯性的实验装置，其中有小砝码、小木片、固定在底座上的支柱和弹性钢片.请你说出在演示物体具有惯性的整个实验过程中，你观察到的两个物理现象及其对应的物理知识（填在下面的横线上）.
范例 物理现象：小木片飞出后，小砝码在支柱上保持静止；
物理知识：小砝码具有惯性.
（1） 物理现象：____；物理知识：____.
（2） 物理现象：____；物理知识：____.
解析：该实验涉及的知识主要是力学方面的概念，可结合实验的每个步骤进行分析.答案有：（1） 物理现象：弹簧片被压弯；物理知识：力可以改变物体的形状.（2） 物理现象：被弹簧片打击后的木片飞出去；物理知识：力可以改变物体的运动状态.（3） 物理现象：木片飞出后下落；物理知识：小木片受到重力作用；（4） 物理现象：弯曲的弹簧片释放后以一定的速度打击木片；物理知识：弹性势能转化为动能.
例4 （2007年遂宁）在寒冷的冬天为使自己的身体暖和一些，请你用不同的物理知识（概念、原理），写出两种能够使身体暖和的方法并简要说明理由.
方法1：____；理由：____.
方法2：____；理由：____.
解析：此题从生活实际出发，考查同学们应用物理知识解决问题的能力.解答的过程是开放的，可结合增大物体内能方面的概念进行分析，因为增大物体内能的方式有做功和热传递两种，可以从这两个方面入手解答.答案略.
物理《课程标准》明确要求同学们“经历基本的科学探究过程，具有初步的科学探究能力，乐于参与和科学技术有关的社会活动，在实践中有依靠自己的科学素养提高工作效率的意识”.在近几年的中考实验题中，具有创设性、思维拓展性的实验题不断升温，开放型试题、应用型试题和探究型试题的比例呈上升趋势.开放型实验题的主要题型有：给同学们提供一些材料，提供相应的方案，根据方案进行选材；提供相应的材料，让同学们根据材料设计方案；给出某个实验中的现象或故障，根据题目中的条件进行分析、判断，解决相应的问题.
例5 两个烧杯中分别装有纯净水和食盐水，请根据学过的物理知识，写出3种确定食盐水的办法（写出简要的操作步骤，使用器材不限）.
解析：此题没有给任何器材，开放性很强.应从纯净水和食盐水的不同特性上入手分析，如密度、沸点、导电性等.在设计实验时，过程不要写得太繁杂，说明道理即可.例如：（1） 用密度计分别测量两杯液体的密度，较大的是盐水.（2） 用量筒量取相同体积的两杯液体，用天平测量其质量，质量较大的是盐水.（3） 用酒精灯给质量相同的两杯液体加热，先沸腾的是水.（4） 用两根碳棒分别插入两杯液体中，连接电池组和小灯泡，能使小灯泡发光的是盐水.
例6 （2007年宜昌）在测量大气压值的实验中，某同学将玻璃板放在桌子上，用吸盘贴在玻璃板上面，用弹簧测力计将吸盘缓慢向上拉，直到吸盘脱离板面．问：
（1） 实验原理是什么？
（2） 某同学做实验时发现弹簧测力计的量程都太小，不能测出吸盘脱离板面时的拉力．请你选择其他器材与这只弹簧测力计组合，测出吸盘脱离板面时的拉力．要求写出用到的器材和方法．
解析：此题针对测量大气压值的情景设置问题.第（1）问中的实验是利用二力平衡的条件F气=F拉进行测量的，根据所测得的拉力，再由公式p=得出大气压值.第（2）问中，弹簧测力计的量程不够，可以选择将弹簧测力计与杠杆或滑轮组合，此设计过程为一开放性问题.可以将吸盘与杠杆的一端相连，并将支点靠近吸盘，用弹簧测力计拉动杠杆另一端，组成一个省力杠杆（或用一省力的滑轮组）.
例7 如图3所示，从一个不能打开的盒子（内有电池组等电路元件）上的两个小孔中伸出一段细软的长导线，请你在不断开该导线的情况下，设计一个方案判断该导线是否有电流．
（1） 你准备利用电流的____效应进行实验．
（2） 你需要的器材有____.
（3） 主要的实验步骤及方法是____.
解析：此题是一道条件开放型题目，由于题目的条件不确定，导致过程和结论也都不是唯一的.解答此题可从电流的热效应和磁效应两方面进行分析，此过程用到了转换法.答案1：（1） 磁.（2） 小磁针.（3） 将小磁针放在桌面上，然后将导线靠近小磁针，变换导线的方位，如果小磁针发生偏转说明导线中有电流，若不发生偏转则说明导线中没有电流．答案2：（1） 热.（2） 灵敏温度计.（3） 将灵敏温度计与导线接触，观察其示数是否变化，若示数不变表示没有电流，若示数上升表示有电流.
例8 一个电磁学实验箱内有如图4所示的器材，请写出利用这些器材可做的3个电磁学实验名称（或目的）及相应器材的字母代号，填在下表中.
解析：此题让根据提供的器材进行选择性的方案设计，综合考查对演示实验的掌握情况、设计实验的能力及语言表达能力等多个方面.此类实验题是中招的热点题型，要求同学们具备较强的综合应用知识的能力.答案见下页表.
猜想和探究题是中招考试中的热点题型.猜想不是胡猜乱想，猜想是应用现有的经验和知识对问题中的事实寻求可能解释的过程.猜想与假设合理，能帮助探究者明确探究的内容和方向，指导探究沿着预定目标展开，避免探究的盲目性；它为收集信息、分析和解释信息提供一个大致框架，也为制订探究计划、设计方案奠定了必要的基础.
设计实验方案的具体要求来自于探究问题所提出的猜想与假设. 探究过程，就是从操作的角度把探究猜想具体化、程序化.一般做法是先分析该探究要解决哪几个问题，每个问题有哪几种解决方法，根据现有条件和要求，应选择哪种方法为好，然后根据被选中的方法确定需要什么器材以及构思出操作步骤.
例9 小明想从酒精和水的混合液中把酒精分离出来.他想，水的凝固点是0 ℃，酒精的凝固点是-117 ℃，只要把混合液体放入电冰箱的冷冻室（冷冻室温度可达-5 ℃）中就可以了.于是他照此办理，但是经过相当长的时间后，小明取出混合液时却发现水和酒精并没有分离.
就这个现象你能提出的问题是：____.
针对你提出的问题能做出的合理猜想是：____.
解析：本题根据同学们了解的不同液体凝固点一般不同的知识，联系同学们易获得的生活经历，创设了情境，有物理现象和产生这个现象的过程的描述，从而引导同学们在生活中注意去发现问题，提出猜想.能提出的问题是：水中加入酒精后，水的凝固点怎样变化？能做出的合理猜想是：水中加入酒精后，水的凝固点降低了.其他答案只要合理也可.
例10 （2007年山东）现有几根锰铜合金丝和镍铬合金丝，其规格如下页表所示.请你设计实验方案，在不剪断合金丝的前提下，比较锰铜合金丝和镍铬合金丝这两种材料的导电性能.
（1） 应选用编号为____的锰铜合金丝和编号为____的镍铬合金丝进行实验.
（2） 你是如何通过实验比较出这两种材料的导电性能的强弱的？简要写出你的做法.
解析：（1） 若比较锰铜合金丝和镍铬合金丝这两种材料的导电性能，应选用长度和横截面积都相同的两种合金丝，所以应选择编号为D、H的两根合金丝进行实验，这里用到了控制变量法.（2） 比较这两种材料的导电性能的强弱，即比较电阻大小，阻值较小的合金丝导电性能较强.在实验中可利用转换法，通过电流表的示数或小灯泡的亮度判断电阻大小.方法1：分别将选好的锰铜合金丝和镍铬合金丝与电流表串联后接到同一电源上，根据电流表读数的大小比较锰铜合金丝和镍铬合金丝导电性能的强弱.电流表读数大的合金丝导电性能强.方法2：分别将选好的锰铜合金丝和镍铬合金丝与小灯泡串联后接到同一电源上，根据小灯泡的亮暗比较锰铜合金丝和镍铬合金丝导电性能的强弱.与亮的小灯泡串联的合金丝导电性能强.方法3：选择欧姆表，调零后，测选好的两种合金丝的电阻，根据阻值的大小比较锰铜合金丝和镍铬合金丝导电性能的强弱.阻值小的合金丝导电性能强.
此类开放型试题以计算题为背景，利用题目所给的条件求解若干未知量；也可能是根据题目情境自己提出问题进行解答，多见于力学和电学的计算题.解答此类题目要求熟练掌握课本中的计算公式，同时思维要敏捷、全面.有些题目中还可能设计两个不同的问题情境，要求根据计算结果对两种情况进行评估，这类问题也多是开放型的，解答时应结合生活实际进行分析.
例11 在三峡水电站发电机组安装现场，一位工人用滑轮组起吊质量为60 kg的零件，他站在地上用200 N的力往下拉绳，用时15 s使零件匀速上升了3 m，滑轮组工作时的机械效率为75%.根据上述已知条件，你还能求出哪些量？请按示例要求，再求出3个量，并把它们填写在右表内.（取g=10 N/kg）
解析：这是一道力学综合计算题，根据题目所给条件，可以计算出拉力、有用功、总功、额外功、功率、速度等物理量.答案见右表.
例12 如图5所示，有两个阻值分别为20 Ω、30 Ω的电阻串联在电路中，请你任意补充一个条件，提出问题，然后解答.（至少选择两种做法，但要求每次补充不同类型的条件，提出不同的问题）
解析：这是一道电学综合计算题，且条件和过程完全放开，补充条件时应注意数据不要太繁杂，要有利于下一步的计算解答.（1）补充条件：电源电压为12 V；求电路中的电流；解答：R＝R1＋R2＝20 Ω＋30 Ω＝50 Ω，I＝＝＝0.24 A.（2） 补充条件：20 Ω的电阻的功率是3.2 W；求：30 Ω电阻的功率是多少？解答：根据P＝I2R，可求得P2＝4.8 W.其他答案合理也可.
例13 （2007年济宁）图6是家庭常用的电热水壶.
（1） 结合你对电热水壶的了解，就电热水壶的结构和使用过程中出现的一些现象，提出一个与物理有关的问题，并给出简要回答.
示例 问题：用电热水壶烧水时，壶嘴为什么冒白汽？
答：是水蒸气从壶嘴冒出后，遇冷液化形成小水珠的缘故.
问题:____.答：____.
（2） 暑假里的一天，李红去商店购买电热水壶,售货员给他了一份推销××牌电热水壶的宣传广告，其内容如下：
请你根据上面提供的信息，计算：
① 电热水壶正常工作时的电阻是多少？
② 电热水壶正常工作3 min消耗多少电能？
③ 请你估计本地夏季自然界中水的温度为____℃，根据你的估计值，若将一壶水烧开需要吸收多少热量？［c水=4.2×103 J/（kg・℃），气压为1标准大气压］
④ 根据上述计算结果，请你对上述宣传广告中“电热水壶的优点”有关内容作出评价，并给消费者提一条有益的建议.
解析：此题集填空、计算、评估为一体，以家庭常用的电热水壶为背景展开问题情境，综合考查同学们的应用分析能力.（1） ① 用电热水壶烧水为什么不能灌得太满？因为水热胀冷缩，水受热膨胀溢出有危险.② 电热水壶的提手为什么用胶木做？因为胶木是绝缘体和热的不良导体.③ 电源插头处为什么用较好的绝缘材料？为了防止漏电.
（2） ① 电热水壶的额定功率P=1 000 W，额定电压U=220 V，由P=得R===48.4 Ω.
② 电热水壶工作3 min消耗的电能W=Pt=1 000 W×3×60 s=1.8×105 J.
③ 估计的水温只要在10 ℃～35 ℃之间皆可.一壶水的质量m=ρV=1.0×103 kg/m3×2.0×10-3 m3=2 kg.若估计的水温按20 ℃，用这种电热水壶烧开一壶水需要吸收的热量Q=cm（t2-t1）=4.2×103 J/（kg・℃）×2 kg×（100 ℃-20 ℃）=6.72×105 J.
④ 电热水壶3 min内产生的热量Q=W=1.8×105 J，该热量远远小于烧开一壶水所需的热量（或电热水壶3 min消耗的电能远小于烧开一壶水需要的热量），所以3 min不可能将水烧开，此宣传广告不可信.请消费者慎对宣传广告，购买前要科学分析、充分了解后再买.
开放型试题的变化比较多，解答方式也不固定，使得这类题目成为中考的难点.在复习中应多加练习，并注重观察日常生活中与物理知识有关的现象.解答这类问题时，要抓住题中的关键条件，同时挖掘隐含条件，寻找相关的物理概念和规律进行分析解答，并且思维一定要全面.
注：“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。”
