中考物理开放性试题

中考物理开放性试题 开放性试题是近年来各地中考物理试卷中出现的一类立意和情景新、耐人寻味的开放性试题，它们成为试卷中的亮点，格外引人注目。 一、开放性试题的特点 开放性试题是指题设条件不确定、解题方法多样化、答案不唯一的题目。这些试题或条件开放，或策略开放，或结论开放，可谓千姿百态。故此类考题的解答一般无法直接使用某个公式、原理求解，需要从多层面、多方位探索与题目有关的知识而获得解决的试题。这类试题是以考查学生应用物理知识综合分析和解决问题的能力为基点，从较高的尺度上对学生的理解能力、概括能力、分析能力、判断能力、推理能力、文字表达能力等进行考查，以提高学生的综合探索创新能力。从形式上看，开放性试题一般分为条件开放型、情境(过程)开放型、结论开放型、综合开放型等；从题型上看开放性试题的命题一般有填空题、选择题、实验与设计题以及计算题等。 二、开放性试题的解题策略和方法： 开放性试题的问题中的情景，都与生活、社会、科技相联系，问题的提出以及解决的过程、结果都具有灵活性、多变性和不确定性。所以，求解开放性问题，需要我们在日常生活中做个有心人，充分挖掘题目中的情境、图形或图象等隐含条件和重点字句进行分析、推理、比较、联想；同时有机结合所学物理概念、物理规律、物理现象等一切物理知识，寻求广阔的解题思维、方法和结论。 一、开放型填空题 例1 甲、乙两辆汽车分别在平直的公路上作匀速直线运动且方向相同，以甲车为参照物，乙车向东运动，若以地面为参照物，则乙车向________运动，且vZ______v甲(选填“大于”、“等于”或“小于)。 解析 这是一道条件、结果开放问题。通过审题可看出解答本题的关键是：以地面为参照物，甲车运动的方向不确定，因此要分两种可能的情况讨论。 （1）以地面为参照物，如果甲车向东运动，由甲、乙两车同向运动可知,乙车也向东运动，又由以甲车为参照物时，乙车向东运动可知：v乙> v甲；(2)以地面为参照物，如果甲车向西运动，由甲、乙两车同向运动可知、乙车也向西运动。又由以甲车为参照物时，乙车向东运动可知：v乙< v甲。 答案 东 大于（或西 小于） 例2 假如失去重力，将会出现的现象是 （只要写出一种生活中可能发生的现象）。 解析 此题开放性极强，同学们需充分发挥自己的联想，发挥自己的才智，答出比较完美的答案。 答案：如抛出去的物体不会落地等（其它正确答案均可）。 例3 盛夏的晚上，小明在房间感到很热，他打开电风扇，风吹到身上感到凉快。请你就上述过程提出两个物理问题，并解答。 示例：问题：电风扇转动时能量是如何转化的?答：电能转化为机械能。 问题1：________________________________________________________ 答：____________________________________________________________ 问题2：_________________________________________________________ 答：_____________________________________________________________ 解析 有题设中的“电风扇转动”除了示例中的能量转化外，还可以涉及到电动机的工作原理；“电风扇转动”涉及到了、“身上感到凉快”可以涉及到物态变化中蒸发吸热带走热量等。 答案 问题1：风扇对着人吹，为什么人感到凉快? 答：电风扇转动时，加快了室内空气的流动，使人体表面汗液的蒸发加快，从而加快吸收人体更多的热量；问题2：电风扇的扇页为什么能转动?答：通电线圈在磁场中受力而转动 例4 行驶的汽车刹车后滑行一段距离停下来；从树上掉下的苹果落得越来越快；足球运动员头顶飞来的球，球飞出去；举重运动员用力将杠铃从地面举起来。试分别说出这些现象所对应的物理过程，并根据以上四个现象所对应的物理过程概括一个结论。 ⑴ ； ⑵ ； ⑶ ； ⑷ 。 结论： 。 解析 题设中所列举的现象均是由于受到力的作用，由静止变为运动，由运动变为静止；即为力的作用效果之一。 答案 ⑴惯性的作用滑行，摩擦力作用使其停下来；⑵在重力作用下越来越快；⑶力可改变物体运动方向；⑷在力的作用下从地面举起（克服重力做功）结论：力是改变物体运动状态的原因。 例5 早在100多年前，爱迪生在前人的基础上最先研制成了经济实用的白炽灯，请结合你所学的物理知识和对白炽灯的了解，就白炽灯的结构和使用过程的具体情况分析，分别提出两个与物理知识有关的问题，并作出简答。 (1)问题： ，简答： (2)问题： ，简答： 解析 以灯泡为命题素材，首先应该涉及到的是有关电学知识。如灯丝发光是由于电流的热效应；灯丝为什么制成螺旋状；灯泡内为什么要抽成真空；旧灯泡为什么没有新灯泡亮等。 答案 (1)问题：白炽灯是根据什么原理制成的？简答：是根据电流的热效应制成的。 　　(2)问题：旧灯泡为什么没有新灯泡亮？简答：因为钨丝受热升华，灯丝变细，灯丝电阻变大，根据ρ＝U2／R可知灯丝的实际功率变小，因此旧灯泡没有新灯泡亮。 例6 如图1所示，是家用电热水器的简化电路图，当闭合闸刀开关后，发现造成该现象的原因有多种可能，请写出其中的三种： (1)_____________ _； (2)_______________________；　　 (3)_______________________。 解析 电热水器发热管不发热，首先就应该想到发热管坏了，除此以外，就可能是电路的其他部分断路，如保险丝、开关、导线等。 答案 (1)保险丝断了；(2)温控开关坏了；(3)发热管坏了；(4)导线某处断开了；(5)闸刀开关接触不良；(6)停电；(7)发热管坏了。 例7 不同的材料，有不同的物理性质，不同的条件和环境，对材料的物理性质要求不同。消防队员们所穿的消防服，就应具备某些特殊性质。若让你设计消防服装，请根据学过的物理知识，对制造消防服装的材料应具备的物理性质提出要求。(至少提三项) 解析 该题属设计、推理、应用方面的开放性试题，三种开放特点全具备，即条件开放，过程开放，结论开放。解答该题要求从整体到局部全方位思维。消防队员要身处火灾、化学物品泄漏等各种极度危险的灾难现场，消防队员们所穿的消防服，就应具备相应防护性质，解答此题应设身处地考虑到增强消防服的实用性，从抗燃、耐热、绝缘、警戒色、自清洁等几个方面入手。 答案 ①耐热、防变形；②不善于传热；③反射光和热；④抗燃(阻燃)、熔点高；⑤黄色，便于发现消防队员的位置；⑥耐腐蚀，防化学品；⑦不导电，防电源漏电触电；⑧自清洁能力强，不沾水与污渍等。 二、开放型选择题 例8 在光具座上固定一个凸透镜，使烛焰中心在凸透镜主轴MN上，如图2所示，当烛焰在A点时，成像在B点；当烛焰在B点时，成像在C点，则凸透镜位于( ) A.A点的左侧 B.AB之间 C.BC之间 D.C点的右侧 解析 这是一道过程开放问题。题中说明当烛焰在A点时，成像在B点，若在B 点成的像为A点上烛焰的实像，则透镜应位于AB之间。那么，根据光路可逆，烛焰在B点时，成像应在A点，而题中指出：烛焰位于B点，成像于C点。显然B点成的像是A点上烛焰的实像的假设是错误的，则在B点成的应是A点上烛焰的虚像，则透镜应在A点的左侧。当A点与透镜的距离小于f，B点与透镜的距离也小于f时，若烛焰位于A点，能在B点成虚像；若烛焰位于B点，在C点也是成虚像。 答案 A。 例9 一个物体受到同一直线上两个力F1和 F2的作用，它们的合力为F，则( ) A.如果F1≠ F2，那么F的方向总是跟较大的那个力相同 B.如果F1= F2，那么F=0 C.如果F1> F2，那么F= F1- F2 D.F总大于F1和 F2的任意一个 解析 这是一道条件开放的问题，本题中的 F1、F2两个力在同一直线上，它们的大小关系已在各选项中作了假设，但各个力的方向未说明，两个力可能同向，也可能反向，那么合力的情况就不同了。 答案 A。 例题10 重为100牛的长方体放在水平地面上，与地面的接触面积为0.1米2，现用一个大小为20牛的力竖直作用在物体中央，则物体对地面的压强 ( ) A.一定是200帕 B.可能是1000帕 C.可能是800帕 D.可能是200帕 解析 这是一道条件开放的问题，解答本题常见的错误是选择答案A，其原因是认为作用在物体中央的大小为20牛的力方向竖直向下，而实际上题目中并没有明确给出力的方向，只是说明力竖直用在物体中央，所以该力有竖直向下和竖直向上两种可能。当力的方向竖直向下时，物体对地面的压力F为120牛，则物体对地面的压强为：p1=F1/S1=120牛/（0.1米2）=1200帕；p2=F2/S2=120牛/（0.1米2）=800帕。 答案 C。 例11 如图3所示，一个重为10牛的实心金属块，挂在弹簧秤下并浸入水中(弹簧秤未画出)，当金属块的体积的1/3浸入水中静止时，弹簧秤的示数为8牛，当把金属块全部浸入水中并碰到杯底时，弹簧秤的示数( ) A.可能是2牛 B.可能是6牛 C.可能是8牛 D.以上答案均错 解析 由题意已知物重G=10牛，当V排=1/V物时，弹簧秤示数F弹=8牛，则物体所受浮力F浮= G-F弹=2牛。由阿基米德原理，F浮=ρ水gV排，ρ水g1/3V物=2牛，推得：ρ水g V物=6牛，即当金属块全部浸没水中时受到的浮力为6牛。当把金属块全部浸入水中并碰到杯底时，若金属块只是与杯底接触而未互相挤压，则金属块受重力、浮力和弹簧秤的拉力共三个力的作用，此时弹簧秤的示数为：F弹=G-F浮=（10-6）牛=4牛。若金属块与杯底接触并互相挤压时，杯底对金属块有竖直向上的支持力，此时弹簧秤的示数不确定，最小值为零，即弹簧秤示数的范围为0～4牛。 答案 A。 例12 如图4所示电路中，电阻R2为10欧，合上电键S，电流表示数I为0.4安，若将电阻R2换成电阻R2/= 20欧，闭合电键S，则电流表示I/为( ) A.I/=0.2安 B.0R。根据欧姆定律，在电压不变时，导体的电阻越大，通过导体的电流越小，电流与电阻成反比，电流应该变小，所以电流表示数I/应小于0.4安，又因为R/不大于R的两倍，电流应不小于原来的一半，所以电流表示数I/应大于0.2安。 答案 D。 三、开放型实验题 例13 利用身边的物品进行物理实验，这种做法本身就是一种创新。在初中物理实验中，常常用长方体木块作为实验器材来研究一些问题，现在请你以长方体木块作为实验器材之一，可以适当添加其它辅助器材，设计三个实验来研究或说明相关的物理问题。（力、热、声、光、电均可）（2002年扬州）   添加主要器材 主要实验过程 研究或说明的物理问题   示例   细绳、小车 将木块竖放在小车上，用细绳突然拉动小车向前运动，木块向后倒下   木块具有惯性 设计一       设计二       设计三       解析 本题不但结论开放，条件也有所开放，只是木块为必备器材之一，同时它又是设计性实验题。不过题材来自于平时的演示实验，所以难度并不大。解决此类问题，要求我们平时留心观察老师所做的演示实验，准确把握实验的意图和原理。 答案 如下表：   添加主要器材 主要实验过程 研究或说明的物理问题   设计一   弹簧秤、细线 用细线将木块挂在弹簧秤钩上，木块静止时，弹簧秤有读数   木块受到重力   设计二   弹簧秤、木板、毛巾、砝码 将木块分别放在木板、毛巾上用弹簧秤匀速水平拉动；砝码放在木块上，将木块放在木板上匀速拉动 摩擦力大小与压力大小、接触面粗糙程度有关   设计三 导线、开关、灯泡、电源 将导线、开关、灯泡、电源、干木块连成串联电路，闭合开关观察灯泡是否发光   木块是绝缘体 例14 实验桌上有一只盛有热水的茶杯，一张纸，利用这些器材能做哪些物理实验？ 解析 此题中有水，我们可以想到有关水在常温下易蒸发；水透明可以完成光的折射实验；在利用纸可以想到“覆水杯”证明大气压强存在的实验等。 答案 (1)惯性实验；(2)证明大气压存在实验；(3)茶杯中倒入水，杯底看起来较浅的折射实验；(4)把手放在有水的杯子后面看起来较粗的成像实验；(5)蒸发实验等。 例15 马铃薯是人们非常喜爱的实物之一。马铃薯的密度将影响它的淀粉含量。现有马铃薯、量筒、刻度尺、弹簧测力计、小刀、烧杯、水、细线，请你从中选用适当器材，设计两种方法测出马铃薯的密度。 解析 有关固体密度的测量，最常规的方法就是利用天平测质量（或弹簧测力计测重力）、利用量筒测体积（规则物体可利用刻度尺测其边长求体积）。此外，也可以利用浮力来测其密度。 答案 方法一：(1)用小刀把马铃薯切成正方体小块，用刻度尺测量其边长L；(2)用弹簧测力计测出马铃薯所受重力G；（3）求其马铃薯的密度为ρ=G／gL3。 　　方法二：(1)用小刀切一块马铃薯样品，用弹簧测力计测出样品所受重力G；(2)在量筒内装水，记下体积V1，然后把马铃薯放入量筒内，记下体积V2；（3）求其马铃薯的密度为ρ=G／g(V2-V1)。 　　方法三：(1)用小刀切一块马铃薯样品，用弹簧测力计在空气中称其所受的重力G；(2)将马铃薯放在水中称其所受的重力G/；（3）求其马铃薯的密度为ρ=Gρ水／（G-G/）。 例16 一个电磁学实验箱内有如下图5所示的器材，请写出利用这些器材可做的三个电磁学实验名称(或目的)及相应器材的字母代号，填在下表中。 实验名称 (或实验目的) 选用的器材 (填字母代号)          解析 此题的解答局限于电磁学。故解答过程中，我们只需要围绕电磁学的实验来进行思考。电磁学中的实验有奥斯特实验、电磁感应实验、磁场对电流的作用实验、磁场方向研究实验等。 答案 如下表： 实验名称(或实验目的) 选用的器材(填字母代号) 奥斯特实验 C、E、G、H 电磁感应 A、D、E、F、H、I、J 磁场对电流的作用 A、B、E、F、G、H、I、J 蹄形磁铁　 磁场的方向 A、C 例17 一同学用伏安法测电阻，当用试触法试触时，发现电流表的指针偏转到最右端(如图6所示)，出现这种现象的原因可能有几种？（试写出其中两种可能）。 解析 该题以实验电路故障设计试题，具有“过程开放、结论开放”等特点。电流表的指针偏向最右端，表明所测电路电流超过量程，画出伏安法测电阻的电路图，对各元件逐一分析，既从操作上分析，又从断路和短路上分析。 答案 (1)电流表的量程选择小了；(2)滑动变阻器的最大阻值太小或使用阻值太小；(3)被测电阻或滑动变阻器发生了短路；(4)电源电压过大。 四、图片开放题 例18 如图7所示，请你根据图中的情景，结合有关的压强知识，自己提出一个问题，并作出解释。 解析 从图片上看，要提出压强问题，只需要考虑固体压强，此图与液体压强无关。据P=F/S可知，压力一定时，受力面积越小，压强越大。 答案 问题：为什么人在雪地上行走时脚容易陷进积雪里，而穿上宽大的滑雪板时不仅不会陷进雪里，还能在雪地上滑行？解释：脚在雪地上行走时，与雪地接触面积较小，对雪地的压强比较大，穿上宽大的滑雪板由于受力面积增大而对雪地的压强较小，所以就不容易陷进去。 例19 如图8所示，是某同学在水上运动场画的一幅画。请你观察这幅画，图中哪些现象或物体与你学过的物理知识有关，参照示例进行解答。  编号 现象和物体 相关的物理知识 示例 影子 光的直线传播 1 2 3 4 5 6 7 解析 图片中所包容的物理现象很多，此时我们需按照一定的顺序来梳理现象及其相关物理知识。一般我们可以按照力、热、光、电和磁的知识点来梳理；其次，还可以按照图片方位来进行梳理。 答案 1、好冷→蒸发吸热；2、照相(机)→凸透镜成像；3、跳水→势能转化为动能；4、游泳→浮力、力的作用是相互的；5、水球比赛→力是改变物体运动状态的原因；6、太阳光→热辐射 光的直线传播；7、游泳比赛→相同时间内，游的路程越长，运动越快；8、跳板跳水→弹性势能转化为动能；9、跳水→克服重力做功；10、跳水→上升过程中动能转化为重力势能，下降过程中是重力势能转化为动能 五、开放性计算题 例20 一边长为10cm的正方形物体，质量为8kg，放置在水平地板上，它在12N的水平拉力作用下以0.2m/s的速度做匀速直线运动。(g取10N/kg)。请你依据上述提供的已知条件，自己设计提出两个问题，并计算出两个相应的物理量。 解析 此题给定物理情景和相关条件，要求考生自己提出问题并解决问题，相对一般开放型试题，答案多元不惟一，又提出更高的要求，根据题意，能够提出哪些问题，能够解决哪些问题，考生必须多角度思考。 答案 (1)问题：正方体受地板对它的摩擦力多大? 解：由物体受力平衡可知：f=F拉=12N (2)问题：正方体的重力是多大? 解：G=mg=8kg×10N/kg=80N。 (3)问题：该正方体的密度是多少? 解： INCLUDEPICTURE "http://phys.cersp.com/XSTD/UploadFiles_4482/200704/2007041820174