2006年初中毕业物理学业考试说明
第二部分 《物理学业考试标准》解读
一、基础知识和基本技能的考查
基础知识和基本技能在物理新课程中处于重要地位,也是物理学业考试的重点之一。多年来,为了提高“合格率”和降低难度,在旧课程的中考试卷中,充斥着直接对教材上的内容进行简单呈现和机械组合的试题,即通过“送分题”来体现基础性的要求,这是对“双基”的肤浅、僵化的认识。试问:通过这种廉价试题考出来的毕业生是真正意义上的“合格”吗?在新课程的背景下,又如何实现基础知识和基本技能的考查?
1. 考基础知识不等于考机械记忆
【例1】下列选项中不属于力的三要素的是( )
A. 力的大小 B.力的方向
C.力的作用点 D.力臂
〖答案:D〗
这道题基本未对教材的表述做变更,是一种直截了当的记忆类试题,将考基础变成了考记忆。此类试题作为中考题,无疑会引导我们的教和学走入这样的怪圈:用考记忆的试题送分以降低难度 教学上的题海战术和学习上的死记硬背 学生应变能力低下 用考记忆的试题送分以降低难度。
【例2】(株洲市物理,2004年)下表是国际田联对格林在第6届世界锦标赛百米决赛中每隔10 m区间的速度记录。
区间(m) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
速度(m/s) 8.71 10.47 11.14 11.50 11.67 11.80 11.68 11.57 11.51 11.30
据表可知格林在 m区间跑得最快,整个过程中速度变化的情况是 。
〖答案:60,先增大后减小〗
与例1相比,例2虽然同样是考基础,但学生必须能在具体的物理情景中分析运动快慢的变化才能正确做答。例2的可贵之处还在于:生活经验告诉我们,运动员在百米决赛的最后10 m由于要冲刺,其平均速度理应较大,然而,事实并非如此。可见,常识和经验的不一定是科学的,这是例2给我们的启示。
2. 考科学方法不等于考其名称和操作程序
【例3】分子运动看不见、摸不着,但科学家可以通过研究墨水的扩散现象去间接地认识它,这种方法在科学上称“替代法”。下面是某同学遇到的四个研究实例,其中采取的方法与前面所述的方法相同的是( )。
A. 利用磁感应线去研究磁场问题
B. 通过接在电路中的灯泡是否发光去判断电路中是否有电流
C. 研究电流与电压、电阻关系时,先使电阻不变去研究电流与电压的关系;然后再让电压不变去研究电流与电阻的关系
D. 研究电流时,将它比喻为水流
〖答案:B〗
试图考查科学方法,但脱离具体物理情境的情况下让学生指认方法,这是例3的缺陷。科学方法贵在运用。在具体物理情境中,学生也许会使用某种方法来解决问题,但不一定能说出这种方法的名称;相反,能说出方法的名称,也不一定会使用这种方法。把“活”的方法当成“死”的知识考,与考知识的简单记忆如出一辙。
【例4】几个同学爬杆比赛时,要比较谁的功率大,分别需要哪些测量仪器和测出哪些物理量?
〖参考答案〗
(1)用体重计测体重,用秒表测时间,用长杆和卷尺测高度。
(2)用体重计测体重,用秒表测时间。(要求爬过同样的高度)
(3)用体重计测体重,用长杆和卷尺测高度。(要求同时开始,同时停止)
例4给出了真实的物理情境(爬杆比赛),学生也有类似的体验,较好地体现了“从生活走向物理”的课程理念。学生在建立了正确的物理模型后,要比较人爬杆的功率,必须考虑体重、高度、时间三个因素。答案(1)是常规的方法,而答案(2)和(3)则体现了控制变量的思想。因此,例4考查了学生建立科学模型和应用控制变量的方法解决实际问题的能力。
由此看来,基础知识和基本技能的考查由“考记忆”向“考运用”的转变势在必行。如果我们的教学重视为学生提供足够的实际经验,学生做起需要运用知识的试题来,并不会比做背知识点的题难。如果说例2和例4这样的题由于对教材内容作了某些变通,使一些学生不适应了,难度会有所提高,那么,这正是新课程背景下的中考所要引导的。
二、科学探究的考查
科学探究作为物理课程标准的重要内容,是区别于旧课程的显著标志,对于实现“过程和方法”的课程目标、培养学生的科学素养具有不可替代的作用。科学探究的考查既不能将其分解为生搬硬套的知识和按部就班的程序,也不能“天马行空”,脱离学生的实际经验、水平和能力。选择有探究价值的科学问题设置情境,考查学生在问题解决的过程中所表现出的运用知识的水平和各种探究能力,既是必要的,也是现实可行的。由于考查一个完整的探究过程受到客观因素的制约,所以应选择探究过程的某个部分、某一方面的探究能力进行考查。
1. 考查针对科学问题提出猜想的能力
【例5】在煮饺子的过程中,可观察到如下现象:饺子刚放入时,沉在水底,煮一段时间后,就浮了起来。饺子为什么会浮起来?请提出你的猜想并给出说明。
〖参考答案〗
(1)沸水上下翻滚带起了饺子。
(2)煮熟后的饺子密度小,因此会浮起来。
(3)饺子由于温度升高而体积变大,所受浮力也增大,且大于重力,因此浮了起来。
(4)饺子内的空气受热膨胀,使饺子体积变大,所受浮力也增大,并使浮力大于重力(尽管煮过的饺子因吸水会变重,但浮力增加更大),因此浮了起来。
(5)随着饺子内的温度升高,水蒸气增加,导致饺子体积变大,所受浮力也增大,并使浮力大于重力(尽管煮过的饺子因吸水会变重,但浮力增加更大),因此浮了起来。
饺子煮熟后会浮起来的现象,学生可根据经验和所学的知识,提出许多有一定依据的猜想。显然,参考答案中的五种猜想所体现的思维能力和知识掌握的水平是不一样的。参考答案(1)是表象的,没有触及相关的物理知识;参考答案(2)虽然触及到了相关的物理知识,但没有分析具体的原因;参考答案(3)触及到了问题的实质,但对于饺子体积增大的具体原因缺乏相应的分析;参考答案(4)和(5)则分析得比较详实。可见,例5主要考查学生通过猜想所表现出的正确运用科学知识、方法和推理的能力。
2. 考查设计和实施科学实验的能力
【例6】(株洲市物理,2005年)探究影响滑动摩擦力大小的因素。
(1) 用图1中所给器材-----木板、长方体木块(带挂钩)、弹簧测力计,探究滑动摩擦力的大小是否与物体间的接触面积有关,请你写出简要的实验步骤:
(2) 在探究滑动摩擦力的大小是否与物体运动的速度有关时,晓明同学发现用弹簧测力计快速拉动木块时,弹簧测力计的示数不易准确读取,于是他做了如图2所示的改进,固定弹簧测力计的一端,拉动木板。改进后他做了以下实验:
① 以速度v1匀速拉动木板,弹簧测力计的示数为F1,则木块所摩擦力的方向是 ,大小是 。
② 以速度v2(v2> v1)匀速拉动木板,弹簧测力计的示数为F2。
请帮他分析实验数据并得出可能的实验结论:
〖参考答案〗
(1)将长方体木块平放在木板上,用弹簧测力计匀速拉动木块,记下弹簧测力计的示数。
将长方体木块侧放在木板上,用弹簧测力计匀速拉动木块,记下弹簧测力计的示数。
(2)向左,F1
若F1≠F2,则滑动摩擦力的大小与物体运动的速度有关;
若F1=F2,则滑动摩擦力的大小与物体运动的速度无关。
例6“探究影响滑动摩擦力大小的因素” 可以说是一个“半旧半新” 的问题,说它旧,是因为课本上有类似的实验,说它新,是因为探究的因素------接触面积和运动速度,是课本实验的延伸。问题(1)要求学生把书上的实验学活一点,才可能在新的情境中有所变通。问题(2)从学生实际遇到的困难(弹簧测力计的示数不易准确读取)出发,通过改进实验方法,设置新的情境,要求先判断摩擦力的大小和方向,然后分析实验数据并得出可能的实验结论。因此,注重实验过程和方法的考查,是例6突出的特点,它使那些“演示实验不看,学生实验不做,一味地靠听、背、记”的学习方式难以奏效。
【例7】(株洲市物理,2003年)已知某种长度均匀的合金丝的电阻R跟长度l成正比,即R=kl,式中k为比例系数,表示单位长度的电阻。要测定k值,实验室提供了下列器材:
待测合金丝(配导电夹) 附刻度尺的支架
电流表(量程0.6A) 电压表(量程3V)
电源(电压约4.5V) 开关、导线若干
要求:① 能测多组数据,使实验结果尽可能准确。
② 通电后,电流表示数不变。
(1)根据实验要求在图3中连成实验电路(连接电压表的一根线已接好)。
(2)根据你所连接的电路,通电前,导电夹应置于 端(填“左”或 “右”),通电后,当导电夹向右移动时,电压表的示数 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)某同学根据实验中测得的多组电压、长度值在图4中作出了合金丝的U-l图象。已知电流表的示数为0.5A,则k= 。
〖参考答案〗
(1)如图5所示
(2)左 增大
(3)根据欧姆定律
及题给条件
得到
根据U-l图象可知,当l=0.8m时,U=2.0V,而I=0.5A,将数据代入上式,得
==5Ω/m
例7是一道全新的综合题,不仅考查了各种仪器的使用、器材组装能力,还考查了实验设计(原理和步骤),特别是要求运用图象的方法处理数据得出所测的物理量。试题中又给出了初中没有学过的电阻与长度的关系,以及电压与长度的图象关系等,这些信息都要求学生不仅理解其含义,还要将所学的实验基本理论和方法加以灵活运用方能作答。正因为该题的测量要转换学生学习过的方法,数据处理又不是直接的直线函数图象,因此本题较好地落实了“过程与方法”以及能力的考查。
【例8】(株洲市物理,2004年)某实验探究小组的同学想探究感应电流的大小跟哪些因素有关,经过讨论,他们提出了以下猜想:
① 感应电流的大小跟导体切割磁感线的情况有关。
② 感应电流的大小跟导体在磁场中的长度有关。
③ 感应电流的大小跟磁场的强弱有关。
并设计了图6所示的实验装置。
(1)根据猜想,由于影响感应电流的因素较多,所以
应采用以下哪种方法进行探究?
A.等效法 B.控制变量法
C.转换法 D.理想模型法
(2)简要写出验证猜想②的具体实验方法:
(3)要验证猜想③,需对实验装置进行改进,请你设计一种改进的方案:
(4)请你就本实验提出一个有意义的可供探究的问题:
〖参考答案〗
(1)B
(2)保持磁场的强弱和导体切割磁感线的情况不变,改变并列的蹄形磁铁的个数,从而改变导体在磁场中的有效长度,观察电流表示数的变化。
(3)用电磁铁代替蹄形磁铁,通过改变电流的大小来改变磁场的强弱。
(4)感应电流的大小跟磁场的方向有关吗?
例8的(1)、(2)两小问深入、全面地考查了控制变量法,要求学生不仅要知其然,而且要能在具体的物理问题中会使用这种方法。对问题(3),学生只有在真正掌握了控制变量法和通过对实验装置的各个部分的作用有充分的了解之后,才能发现原有的实验装置存在的缺陷,从而设计出改进的方案。因此,例8较好地考查了学生设计和实施科学实验的能力。
3. 考查解释和表达科学探究结果的能力
【例9】把一支温度计插入一杯碎冰中,然后置于温度为25℃的空调房内。测量温度随时间的变化,数据如下表所示。请绘出“温度—时间”曲线,找出曲线的特点并分析说明。
时间/min 0 20 40 60 80 100 120 140
温度/℃ 0.2 1.0 5.2 10.3 13.8 16.2 17.9 19.2
时间/min 160 180 200 220 240 260 280 300
温度/℃ 20.2 20.7 21.2 21.6 21.9 22.5 22.9 23.3
〖参考答案〗
温度随时间的变化的曲线如图7所示。
曲线的主要特点有:
(1)刚开始时温度接近0℃且几乎不变。
这是由于冰水共存所致;
(2)越往后温度变化越缓慢。这是由于水
温与室温的温差变小,水的吸热减慢所致。
在设计和实施了科学实验后,实验结论
并不能自动获得,因为从实验的原始数据到
实验结论,需要正确的实验记录和整理,准
确地对实验数据进行表达、解释,才能从中
发现规律、作出结论。例9以看似简单的操作性实验——温度测量为载体,要求将实验数据绘制成曲线,找出特点(要知其然)并进行分析(要知其所以然),考查的是学生对实验数据进行分析处理和对实验结果进行解释的能力。
【例10】某兴趣小组在研究马铃薯在水中的浮沉情况时,通过往水中加盐,终于使马铃薯飘浮在水面上。由于时间关系,当时并没有及时收拾实验器材,几天后,惊奇地发现原来浮在水面上的马铃薯又沉在容器底部(如图8),他们决定对这一现象进行研究。对此现象,他们提出了以下几种猜想:
猜想1:可能由于水的蒸发,盐水的密度变大,导致马铃薯下沉;
猜想2:可能是马铃薯在盐水中浸泡几天后质量变大,导致马铃薯下沉;
猜想3:可能是马铃薯在盐水中浸泡几天后体积变小,导致马铃薯下沉。
(1)经过一番讨论,他们马上否定了猜想1,你认为他们否定的理由是
。
(2)接着他们就猜想2和猜想3进行了如下实验操作:
① 取三块马铃薯,编上A、B、C号,分别测出其质量和体积;
② 配制一大杯盐水;
③ 将三块马铃薯放在盐水中,使其漂浮,几天后发现马铃薯都沉在容器底部,将其捞出、擦干,分别测出其质量和体积。实验数据如下表:
马铃薯的编号 质量/g 体积/cm3
放入盐水前 放入盐水后 放入盐水前 放入盐水后
A 44.8 39.2 40 33
B 56.1 48.8 50 41
C 77.3 67.9 69 57
请分析上述实验数据后回答:猜想2是 (填“正确”或“错误”)的;你认为导致马铃薯下沉的原因是 。
〖参考答案〗
(1) 盐水密度变大,马铃薯会上浮而不会下沉,与现象不符。
(2) 错误 马铃薯的密度增大,大于盐水的密度,导致马铃薯下沉。
立意高远、素材鲜活,问题的提出、情境的设置尽可能真实准确地反映科学探究活动的本质特征,这是例10的最大特色。首先,探究活动从为什么“原来浮在水面上的马铃薯又沉在容器底部”开始,这一点很重要,因为真正的科学探究就是从疑问中产生的;其次,猜想1通过讨论就被排除了,这一点很有意义,因为不是所有猜想都要用实验检验来判断其真伪的,有的猜想,只要通过充分讨论和论证就可以否定;最后,实验数据并不完全支持猜想3,因为马铃薯在盐水中浸泡几天后体积虽然变小了,所受浮力也随之变小了,但浸泡后马铃薯的质量也变小了,因而重力变小了,这样一分析,“可能是马铃薯在盐水中浸泡几天后体积变小,导致马铃薯下沉”的猜想就站不住脚了。这就说明,不是所有猜想都真实、全面和可靠。可见,实验并不是简单地证实或否定一个猜想,而是通过实验求证的过程,使人们对现象的认识更深入,更全面。我们的教学应尽可能使学生在学科学的过程中对科学探究有更深入、更全面的理解,这是例10给我们的启示。
【例11】小红学过“机械效率”后,产生了一个疑问:“机械的机械效率越高是否越省力?”
针对这个问题,小红借了一个弹簧测力计,利用家中“案板”和茶杯做了以下实验:
1 把杯子放在塑料袋中,往杯子中加入适量的水,用弹簧测力计测得杯子和水的重力G。
2 用“案板”作斜面,如图9所示。通过弹簧测力计将水杯匀速拉上斜面。
3 分别测出拉力F、杯子移动的距离S和升高的高度h。
4 改变斜面的高度,做4次实验,记录实验数据如下表:
实验次数测量项目 一 二 三 四
重力G/N 5 5 5 5
高度h/m 0.1 0.15 0.2 0.25
有用功W用功/J ( ) 0.75 1 1.25
拉力F/N 1.6 2.2 2.7 3.1
移动距离S/m 0.5 0.5 0.5 0.5
总功W总/J ( ) 1.1 1.35 1.55
机械效率η ( ) 0.68 ( ) 0.81
(1) 计算并将数据填入表中4个空格中。
(2) 小红的疑问是否得到了解决?分析实验数据,能得出什么结论?
(3)完成上面实验后,小红又产生一个猜想:“如果减小斜面摩擦,可以提高斜面的机械效率”。
① 请你用所学的知识,说明小红的猜想是否正确 。
2 请你设计一个实验,进一步证明你对小红的猜想的判断
〖参考答案〗
(1)0.5 0.8 0.63 0.74
(2)解决了小红的疑问。使用斜面的机械效率越高不是越省力。
(3) ①小红的猜想是正确的。有用功一定时,减小摩擦力就减少了额外功,从而减少了总功,提高了机械效率。② a.保持斜面倾角不变,在斜面(案板)表面铺不同材料(如纸、玻璃、毛巾等)改变摩擦;b.将水杯沿斜面提升一定高度或沿斜面移动一定距离分别求出各次的机械效率。
课本上测量机械效率的实验是用滑轮组来做的,与之相比,例11颇有新意。学生都知道,斜面越平缓,拉重物就越省力,那么,机械的机械效率越高是否越省力呢?于是探究就由此展开。随着探究的进行,前面的猜想被否定了,于是又提出了第二个猜想。在要求对这个猜想的合理性进行分析之后,又要求设计实验来验证,这样,探究就一步步深入。“物理物理,‘穷物究理’”。由此看来,例11对我们的物理教学的启示作用不可低估。
三、渗透情感态度与价值观的教育目标
情感态度与价值观是新课程三维目标中的一维,其重要性和知识与技能、过程与方法是等同的。通过考试来体现情感态度与价值观的教育目标,虽然存在许多困难,但应作为命题者不懈的追求。象下面例12、13、14这样的试题既体现了新课程理念,又提升了试题的品位。
【例12】(株洲市物理,2003年)发生交通事故的一个重要原因是遇到意外情况时车不能立即停止。司机从看到情况到肌肉动操纵制动器需要一段时间,这段时间叫反应时间,在这段时间内汽车要前进一段距离,叫反应距离。从操作制动器刹车,到车停下来,汽车又要前进一段距离,这段叫制动距离。
下面是一个司机驾驶一辆汽车在平直公路上以不同的速度行驶时,测得的反应距离和制动距离。
速度/(km·h-1) 反应距离/m 制动距离/m
40 7 8
50 9 13
60 10 20
70 15 34
100 19 54
为了安全,在能见度只有30m的大雾天,当他驾驶该汽车在同一公路上行驶时,速度不能超过 m/s,允许的反应时间不超过 s。
〖答案:60 0.6〗
随着社会的进步和经济的发展,交通越来越发达,而交通安全问题也日益突出,超速行驶是引起行车事故的主要原因之一。例12不仅考查了时间、路程、速度等知识,还让学生明白了制定交通规则的科学依据,对交通规则的有关规定不但“知其然”,而且“知其所以然”。给学生遵守交通法规埋下科学的种子,正是现代科学教育的社会责任感的体现。
【例13】(株洲市物理,2005年)已知某型号电脑显示器的待机功率为5W。
(1)在待机状态下,该显示器在10h(即3.6×104s)内消耗多少电能?
(2)若这些电能全部用来做功,可将质量为900kg的重物匀速举起多高?
〖参考答案〗
(1)显示器消耗的电能
(2)依题意 得
一方面,随着社会经济的发展,能源问题日益突出,从可持续发展的战略高度看,建设“节约型社会”刻不容缓;另一方面,随着人们生活水平的提高,电脑、空调、高档彩电、移动电话(手机)等逐渐进入普通家庭,这些电器和通信工具在待机状态下都是要消耗电能的。例12以电脑显示器在待机状态下要消耗电能的生活实例为载体,既考查了电功和机械功的计算,又通过将消耗的电能“放大”(将近1t的重物举高20m!),使学生在惊奇之余,懂得在日常行为规则中节约的可贵,树立节约意识。节约意识在“节约型社会”是必备的素养,这是例12的立意之所在。
【例14】在2004年的气象日,某晚报刊登了一则气象资料:“由于空气污染的影响,地球上的阳光越来越少。与二十世纪50年代相比,如今到达地表的太阳光平均减少了10%左右……”。请你依据光的传播知识分析,影响地表日照的原因可能是 。
〖答案:空气中的污染物将太阳光向各个方向反射〗
学生做完这道题后,收获的可能不仅仅是这道题的正确答案。很多学生都知道大量排放烟尘会造成污染,但没想到光照也会受影响。也许学生通过解答这道题萌生出的环保意识才是命题者的真正意图!
因此,无论是教学还是考试,要把情感教育渗透到具体的、生动的科学事例与活动中,达到“润物细无声”境界。
四、物理学业考试如何区分学生
物理学业考试的结果既然要作为高中招生的重要依据之一,它就必须要具有一定的区分度。那么,物理学业考试靠什么来区分学生呢?
【例15】(株洲市物理,2004年)一根木棒在水平拉力F作用下绕O
点由竖直位置转到图10所示位置的过程中,始终保持平衡。设F的力
臂为L,那么,在此过程中 ( )
A. L增大,F减小 B. L增大,F增大
C. L减小,F减小 D. L减小,F增大
〖答案:D〗
杠杆的平衡条件是初中物理的主干知识之一,例15要求学生灵活运用杠杆的平衡条件来分析力F的变化规律。本题的难点在于:题干虽对木棒重力的力臂只字未提,但分析重力力臂的变化是解决问题的关键。明确哪些是不变量(如重力)、哪些是变量(如重力的力臂、水平拉力F的力臂),挖掘隐含条件(如重力力臂的变化),正确运用物理规律(如杠杆的平衡条件),是解决此类动态变化问题的一般思路。
【例16】(株洲市物理,2005年)双色发光二极管由两个发光二极管组成。当电流沿某一方向通过时,这个发光二极管发出红色的光;当电流沿相反的方向通过时,发光二极管发出绿色的光。这两个二极管的连接方式是 (填“串联”或“并联”),理由是: 。
〖参考答案〗并联 如果这两个二极管是串联,则它们应同时发光或同时不发光。
例16考查学生在新的情境中(双色发光二极管的连接方式)利用串、并联电路的特点分析和处理实际问题的能力。
【例17】(株洲市物理,2005年)如图11所示,正方
形线框表示一“黑盒”,盒内有两个相同的电阻组成的
简单电路。A、B、C表示从盒内电路引出三个接线柱,
已查明任意两个接线柱之间都有一定的电阻。
(1)盒内电路可能存在三种连接方法,现已给出
第一种,请你在图12中画出另外可能的两种。
(2)为进一步探究盒内电路结构和电阻值,某同学将电压为4.0V
的电源和量程满足要求的电流表串联组成试探电路(如图13所示),
进行了如下实验:
① 将“黑盒”的A、B两接线柱接入试探电路,电流表示数为0.2A
② 将“黑盒”的A、C两接线柱接入试探电路,电流表示数为0.1A
通过推断,盒内电路应是你所画的第 种电路,每个电阻的阻值是 Ω。
(3)若要进一步验证你的推断,你还可以利用试探电路进行哪些测量?
〖参考答案〗
(1) 如图14所示。
(2)二 20
(3)① 将“黑盒”的A、B两接线柱接入试探电路,电流表示数为0.2A;
② 先用导线将A、C两接线柱接相连,再将“黑盒”的A(或C)、B两接线柱接入试探电路,电流表示数为0.4A;
③ 先用导线将A、B两接线柱接相连,再将“黑盒”的A(或B)、C两接线柱接入试探电路,电流表示数为0.2A;
④ 先用导线将B、C两接线柱接相连,再将“黑盒”的A、B(或C)两接线柱接入试探电路,电流表示数为0.2A。
由于盒内只有两个相同的电阻,而“任意两接线柱之间都有一定的电阻”,这就意味着盒内任意两接线柱之间不能出现两个电阻并联的情况。例如,
如果A、B或A、C之间是两个电阻并联(如图15所示),
那么,B、C之间的电阻为零,与题意不符。可见,对盒内电
路作必要的猜测和分析是正确画出另外两种电路的前提。利用
试探电路探究盒内电路的结构,旨在考查学生灵活运用欧姆定
律分析、计算简单电路的能力。第(3)小题是一个开放性问题,考查学生思维的严密性和灵活性。
【例18】(株洲市物理,2005年)一辆电动玩具赛车的
质量为0.2kg,内装有驱动马达(电动机)的干电池
电压为3.0V。现将开关闭合后,玩具赛车沿平直轨道
匀速运动。已测得赛车的路程与时间t的关系图象如
图16所示,已知赛车所受阻力为车重的0.2倍, 马达
将电能转化为机械能的效率为60%,g取10N/kg,求:
(1)赛车所受牵引力;
(2)赛车运动的速度;
(3)马达的工作电流。
〖参考答案〗
(1)因赛车做匀速运动,故赛车所受牵引力等于阻力,即
F=f=0.2mg=0.2×0.2kg×10N/kg=0.4N
(2)据图象可求得赛车运动的速度
v= ==3.6m/s
(3)马达消耗的电能为UIt,输出的机械能为FS,依题意有
UItη=FS
故马达的工作电流I= = =0.8A
例18是一道典型的力电综合题。通过设置三个由易到难、梯度明显的问题,能区分不同层次的学生,特别是问题(3),对中等以上学生具有较好的区分度。能量作为“科学内容”的三大主题之一,在物理学中占有极其重要的位置。“尝试用能量转化与守恒的观点分析物理问题”是物理课程标准的明确要求,我们认为问题(3)是对这个要求所做的脚注和具体诠释。另外,以学生身边熟悉的事物----电动玩具赛车为载体进行考查,一定程度拉近了学生与物理的距离,对激发学生“勇于探究日常用品或新器件中的物理学原理”的求知欲具有积极的作用。
【例19】(株洲市物理,2002年)图17是汽车通过定滑轮打捞一沉入水底的圆柱形重物的示意图。整个打捞过程中,汽车以恒定的速度v=0.2m/s向右运动。图18是此过程中汽车牵引重物的功率P随时间t的变化关系。设t=0时,汽车开始打捞重物,不计滑轮的摩擦和水的阻力,取10N/kg,求:
(1) 圆柱形重物的质量;
(2) 圆柱形重物的密度;
(3) 打捞前,圆柱形重物上表面所受的水的压力。
〖参考答案〗
(1)由于汽车向右匀速运动,因而圆柱形重物也匀速上升,且速度相等。汽车牵引重物的功率
①
式中F表示汽车牵引重物的拉力,v 表示汽车匀速运动的速度。因此,根据P-t图象可知,整个打捞过程分三个阶段:从开始打捞到t1=50s为第一阶段,汽车牵引重物的功率P1=700W,整个圆柱形重物位于水面下,受重力mg、浮力F浮和拉力F作用,且三个力都不变,它们的关系是
②
从t1=50s到t2=60s历时s为第二阶段,是圆柱形重物露出水面的过程,随着浮力的减小,拉力逐渐增大。t2=60s以后为第三阶段,汽车牵引重物的功率P2=800W,整个圆柱形重物完全露出水面,随着汽车的牵引而上升,在这一阶段,拉力等于重力,即
③
由①③两式得
④
(2)圆柱形重物在第一阶段所受的浮力
⑤
而圆柱形重物的密度
⑥
由①②④⑤⑥得
(或)
(3)圆柱形重物的高为
⑦
圆柱形重物的底面积为
⑧
打捞前,圆柱形重物上表面距离水面
⑨
及所受的水的压强为
⑩
因此,打捞前,圆柱形重物上表面所受的水的压力
(或)
综合性强是例19最显著的特点。它以汽车打捞重物为线索,将速度、密度、压力、压强、浮力、功率等几乎所有初中力学主干知识有机地融合在一起,实现了真正意义上的大综合。其次,根据图象分析物理过程是例19的又一特点。由功率变化——拉力变化——浮力变化进而推知P-t图象所隐含的三个物理过程,是解决问题的基础和关键。再者,例17设置的三个问题层次分明、紧密推进,对中等及以上学生具有很好的区分度。那些只会生搬硬套、记住几个物理公式的学生在面对例19这类问题时,也只能是束手无策、坐以待毙了。要重视知识间的内在联系、会结合图象分析物理问题、培养学生综合应用能力,这是例17给教学的启示。
由以上几个实例看出,将试卷的难度分散于不同的题型和核心知识的应用、联系实际、科学探究、综合应用等内容的考查之中,这是株洲市最近几年中考物理试卷难度控制的基本走向,也是我们的追求。
2006年初中毕业学业考试样卷
物 理
题号 一 二 三 总分 合分人 复分人
29 30 31 32 33
得分
考生注意:本学科试卷共三道大题,满分100分,总考试时量90分钟。
一、选择题(本大题共18小题,每小题2分,共36分。每小题给出的答案中,只有一个是正确的,请把正确答案的序号填入所给的答题栏中.)
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
答案
1.下列交通规则与惯性无关的是
A. 系好安全带 B. 右侧通行
C. 限速行驶 D. 保持车距
2.在环法自行车比赛中,运动员在平坦的路面上较轻快,在上陡坡时行进较慢,在下坡时风驰电掣,偶尔他们也会停下来稍作休息。若这四个场景中运动员的平均速度依次为v1、v2、v3、v4,则
A.v1最大 B. v2最大 C. v3最大 D. v4最大
3.一电能表上标有参数“600r/kW·h”,它表示
A. 这个电能表应安装在600V的电路中使用
B. 这个电能表允许通过的最大电流为600A
C. 这个电能表在600A的交流电路中使用
D. 每消耗1kW·h的电能,电能表的转盘转过600转
4.某容器恰好能装下1kg纯水,根据下表可知,它一定能装下1kg
物质 硫酸 纯水 植物油 煤油 汽油
密度/(kg·m-3) 1.8×103 1.0×103 0.9×103 0.8×103 0.71×103
A. 硫酸 B. 植物油 C. 煤油 D. 汽油
5.地球上的水在不停地循环着。阳光晒暖了海洋,水变成水蒸汽升到空中,形成暖气流。暖气流遇到冷空气后水蒸汽变成小水滴或小冰晶,最后又变成雨。雨水降落地面,变为小溪、清泉,形成江河,又注入大海。上述描述中没有发生的物态变化是
A. 液化 B. 蒸发 C. 凝华 D. 沸腾
6.图1可能是描述下列哪种物质的熔化图像?
A. 玻璃 B. 石蜡 C. 海波 D. 沥青
7. 如图2所示,将铜片和锌片插入西红柿中,便制成了一个电池,该电池的
A. 电压是0.8mV,正极是锌片 B. 电压是4.0mV,正板是锌片
C. 电压是0.8mV,正极是铜片 D. 电压是4.0mV,正极是铜片
8.某人配戴眼镜观察近处物体的光路如图3所示,那么
A.他是近视眼, 配戴的是凹透镜片 B.他是近视眼, 配戴的是凸透镜片
C.他是远视眼, 配戴的是凹透镜片 D.他是远视眼, 配戴的是凸透镜片
9.小明在煮饺子过程中发现了如下现象:饺子刚入锅时,沉在水沉,煮了一段时间后,就浮了起来。小明对此现象提出了以下几个猜想,你认为最合理的是
A. 饺子重力减小了 B. 沸水上下翻滚带起了饺子
C. 沸水密度较大,使得饺子受浮力变大 D. 饺子体积变大,使得浮力大于重力
10.图4为原子及原子核(集中了原子的几乎全部质量)结构示意图,下列说法正确的是
A. 原子由质子和中子组成 B. 原子核与核外电子相互排斥
C. 原子核的密度远小于原子的密度 D. 原子核的密度远大于原子的密度
11.用图5的电路图来测量一个大电阻R的电功率,则图中x、y、z分别代表
A. 电流表、电压表、滑动变阻器 B. 电压表、电流表、滑动变阻器
C. 滑动变阻器、电流表、电压表 D. 电压表、滑动变阻器、电流表
12.在图6所示电路中,两个灯泡完全相同,闭合开关后,Ia、Ib、Ic、Id分别表示通过a、b、c、d四个接线柱的电流,则
A. 两灯串联,Ia=Ib B. 两灯串联,Ia=Id
C. 两灯并联,Ib=Ic D. 两灯并联,Ic=Id
13.如图7所示:容器中盛有水,A、B是容器内等高的两点。阀门K打开前,A、B两点受到水的压强分别为pA、pB;打开阀门K,水面静止后,A、B两点受到水的压强分别为pA′、pB′,则
A. pA=pB pA′=pB′ B. pA=pB pA′>pB′
C. pA<pB pA′<pB′ D. pA>pB pA′=pB′
14.汽车是我们生活中不可的缺少的交通工具。随着电子技术的发展,许多汽车已经采用了电子燃油喷射系统。其内燃机工作时,气缸吸入的不是汽油和空气的混合物,而是纯净的空气,则喷油嘴将一定数量的汽油喷入气缸应是在
A. 吸气冲程开始 B. 压缩冲程结束
C. 做功冲程结束 D. 排气冲程开始
15.将一枚硬币放入一个不透明的空杯中,把杯子放在桌上并慢慢向远处推移,直到眼睛刚好看不到硬币为止(如图8)。再缓缓地向杯中倒水,当水上升到一定高度时,又重新看到了杯底的硬币。图9中哪个能说明这种现象?
16.图10是交流发电机的原理图,下列说法正确的是
A. 两磁极间的磁场方向向左
B. 线圈在转动的过程,将电能转化为机械能
C. 线圈每转动一周,通过灯泡的电流的方向改变一次
D. 线圈转动速度越快,则灯泡越亮
17. 一根木棒在水平拉力F作用下绕O点由竖直位置转到图11所示位置的过程中,始终保持平衡。设F的力臂为L,那么,在此过程中
A. L增大,F减小 B. L增大,F增大
C. L减小,F减小 D. L减小,F增大
18.闭合图12电路中的开关,电流表和电压表都有示数。当导电夹向右滑动时
A.电流表示数增大 B.电流表示数减小
C.电压表示数增大 D.电压表示数减小
二、填空题 (本大题共10小题,每小题2分,共20分.请把答案填在横线上的空白处,不要求写出解答过程.)
19.株洲交通频道是无线电调频广播,它是利用频率为98.4MHz的 来传送节目的,其在真空中传播的速度为 m/s。
20.冬天,双手捧着热水袋会感到暖和,双手反复摩擦也会感到暖和。前者是利用 方式增加了手的内能,后者是利用 方式增加了手的内能。
21.中医中传统的诊病手段是“望、闻、问、切”,其中的“闻”就是听,这是利用了声音能够传递 。现在医学中利用超声波碎石,是利用了声音能够传递 。
22.现代磁悬浮列车是利用同名磁极间的相互 ,将车身托起,大大减少了 ,从而极大的提高了列车的运行速度。
23.排球比赛时,二传手用力向上托起,球就向上运动,主攻手用力向下扣球,球就向下运动。可见力能改变物体的 ,力的作用效果与力的 有关。
24. 条形码扫描器已广泛应用于商业,邮政、交通等领域。在条形码扫描器内有一光源。当光源照射条码时,其内部元件便测量被条形码 (填“反射”或“折射”)回来的光,并将 信号变为电信号,电脑则依据获取的电信电号进行分析,检测物品。
25.普通电视机的后盖有很多孔,是为了 ,使用时一定要把防尘的布罩拿开。如果用 材料来制造电子元件,由于没有电阻,不必考虑上述问题,元件尺寸可以大大缩小,进一步实现电子设备的微型化。
26.“瞎子阿炳”是我国著名的民间艺人,他的二胡独奏曲《二泉映月》至今广为流传。二胡是利用弓与弦摩擦使弦 而发声的;当二胡与钢琴同时演奏《二泉映月》时,我们能根据 的不同辨别出哪一种声音是二胡发出的。
27.如图13是一种温度自动报警器的原理图,制作水银温度计(单位:℃)时插入一段金属丝,当温度达到 ℃时,电铃就响起来,发出报警信号。如果要增强电磁铁的磁性,可以通过增大电源 (填“甲”或“乙”)的电压来实现。
28.双色发光二极管由两个发光二极管组成。当电流沿某一方向通过时,这个发光二极管发出红色的光;当电流沿相反的方向通过时,发光二极管发出绿色的光。这两个二极管的连接方式是 (填“串联”或“并联”),理由是: 。
三、综合题 (本大题共5小题,共44分,根据要求作答.)
29.(8分)利用弹簧测力计和钩码测定图14所示滑轮组的机械效率。
(1)实验中需要直接读出的物理量有 ;
(2)用直接读出的物理量表示该滑轮组的机械效率的表达式为η= ;
(3)有同学认为,既然动滑轮越多越省力,那么用足够多的动滑轮,几乎不用力
也可以将重物提起。请写出你的观点:
。
30.(8分)已知某型号电脑的显示器的待机功率为5W。
(1)在待机状态下,该显示器在10h(即3.6×104s)内消耗多少电能?
(2)若这些电能全部用来做功,可将质量为900kg的物体匀速举起多高?(g取10N/kg)
31.(8分) 图15为A、B两个小球同时从坐标原点O点沿同一直线OX向右运动的频闪照片,闪光时间间隔为1s。
(1)图中所标刻度每小格表示 m,小球B作 运动;
(2)A球运动后,前4s内的路程为 m,平均速度为 m/s;
(3)在A球追上B球之前,A、B两球之间的距离是怎样变化的
32. (8分)某公司生产的新型即热式电热水器,随开、随热、随用,无需加热多余的水。下表是某型号即热式电热水器的技术参数。
电线 电表安装 电源规格 额定功率 超温保护
≥2.5mm2 ≥10(40)A 220V-50Hz 7000W 60-65℃
(1)求该热水器正常工作时的电流;
(2)若热水器的进水温度是20℃时,喷头每分钟出水4kg,设该热水器消耗的电能全部转化为水的内能,且不计热量散失,求出水温度.【c水=4.2×103J/(kg·℃)】
33. (12分)如图15所示,正方形线框表示一“黑盒”,盒内有两
个相同的电阻组成的简单电路。A、B、C表示从盒内电路引出
三个接线柱,已查明任意两个接线柱之间都有一定的电阻。
(1)盒内电路可能存在三种连接方法,现已给出第一种,
请你在图16中画出另外可能的两种。
(2)为进一步探究盒内电路结构和电阻值,某同学将电压为4.0V
的电源和量程满足要求的电流表串联组成试探电路(如图13所示),
进行了以下实验:
① 将“黑盒”的A、B两接线柱接入试探电路,电流表示数为0.2A
② 将“黑盒”的A、C两接线柱接入试探电路,电流表示数为0.1A
通过推断,盒内电路应是你所画的第 种电路,每个电阻的阻值是 Ω。
(3)若要进一步验证你的推断,你还可以利用试探电路进行哪些测量?
。
导电夹
导电夹
U/V
l/m
O
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
0.4
0.8
1.2
1.6
2.0
图3
图4
图5
图1
图2
A
图6
图7
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
0
340
280
240
200
160
120
80
40
时间/min
温度/℃
25
20
15
10
5
0
图8
?
h
S
图9
B
A
C
图13
第一种
第二种
第三种
图12
图11
A
A
B
A
A
B
B
C
C
C
C
A
B
C
A
B
第二种
第三种
图14
S/m
t/s
O
2.4
4.8
7.2
9.6
1.0
2.0
3.0
图16
图10
F
O
P/W
t/s
800
700
50
60
O
图18
图17
a
图5
s
R
z
y
x
图4
原子核
原子
原子核
电子
中子
质子
10-15m
10-10m
图1
O
温度
时间
图2
mV
锌片
铜片
图3
图15
C
B
N
S
b
c
d
图6
A
B
K
图7
空气
水
空气
水
空气
水
空气
水
A
B
C
D
硬币
图8
图9
导电夹
图12
图11
F
O
图10
80
30
电源乙
电源甲
图13
图14
X/m
O
A
B
1
2
3
4
5
6
图15
B
A
C
图15
第一种
第二种
第三种
图16
A
B
A
A
B
B
C
C
C
A
图17
mV
_
+
_
+