中考物理開放性試題解析

唐龔

[摘? ?要]開放性試題是指給定條件不完備，解題方向不明確，解題方法不固定，答案結(jié)論不唯一的一類試題。這類試題可分為條件開放性題、結(jié)論開放性題和情景開放性題。文章結(jié)合例題進行分類解析。

[關(guān)鍵詞]開放性試題;中考物理;發(fā)散思維

[中圖分類號]? ? G632? ? ? ? [文獻標(biāo)識碼]? ? A? ? ? ? [文章編號]? ? 1674-6058（2019）14-0064-02

開放性試題具有問題情景新穎、問題內(nèi)容靈活多變的特點，能有效考查學(xué)生對知識的綜合運用能力。這類題目往往無法直接運用某個公式、原理、規(guī)律求解，而是需要從多個層面、多種方法尋找題目的隱含條件或題目所聯(lián)系的實際知識，進行發(fā)散思維，通過想象、猜想、估算及推理等方法解答。下面結(jié)合例題進行分類解析。

一、條件開放性題

條件開放的試題是指問題條件不完備的試題，這類試題有時給出帶干擾性質(zhì)的多余條件。解題時要在掌握基礎(chǔ)知識的前提下，通過逆向思維，探求問題的未知條件，分清哪些是多余條件，或根據(jù)實際情況補充必要的條件，通過由所求結(jié)論尋找有關(guān)概念、知識和規(guī)律，從而找到解決問題的最佳途徑。條件開放的試題打破了物理問題由特定條件求得結(jié)論的固定模式，能有效考查學(xué)生收集和處理信息的能力和逆向思維能力。

[例1]蘭州至烏魯木齊的高速公路上，甲、乙兩輛汽車勻速同向行駛，以甲車為參照物，乙車向南運動，如果以地面為參照物，則乙車向運動，且v乙v甲。

分析與解答：此題是運動相對性問題，認真審題會發(fā)現(xiàn)本題所需的關(guān)鍵條件，以地面為參照物時，甲車運動方向不確定，因此有下面兩種可能情況。

（1）以地面為參照物，如果甲車向南運動，由于兩車同向勻速行駛，則乙車也是向南運動的。據(jù)題意，以甲車為參照物時乙車向南運動可知：v乙-v甲> 0，即v乙>v甲;

（2）以地面為參照物，如果甲車向北運動，由于兩車同向勻速行駛，則乙車也是向北運動的。據(jù)題意，以甲車為參照物時乙車向南運動可知，v乙- v甲< 0，即v乙< v甲。

點評：此題屬條件開放題，題中甲車以地面為參照物時的運動方向不確定，這就要求學(xué)生在解答題目時，要通過分析找出可能出現(xiàn)的情況，做出正確判斷。

[例2]現(xiàn)有一個電動汽車蓄電池，它能向外供電，但它的正、負極標(biāo)識已模糊不清，請你至少設(shè)計三種方法，判定它的正、負極。

分析與解答：（1）用電壓表試觸，如果電壓表正常偏轉(zhuǎn)，則與電壓表正接線柱連接的一端是電池的正極;（2）用電流表跟一個電阻串聯(lián)后接在電池上，如果電流表正常偏轉(zhuǎn)，則與電流表正接線柱連接的一端為電池的正極;（3）將一個電阻接在電池兩極上，把小磁針放在導(dǎo)線附近，由安培定則判斷出電路電流方向，由此確定電池的極性;（4）用一個電阻跟通電螺線管串聯(lián)后接在電池兩極上，小磁針放在螺線管一端附近，確定螺線管的磁極，根據(jù)安培定則判斷通電螺線管電流方向，由此確定電池的極性。

點評：這是一道條件開放性題，要根據(jù)學(xué)過的知識和實際需要補充或選擇器材，以確定電池的正負極。判斷電池正負極的方法還有很多，這里不再一一列舉。

二、結(jié)論開放性題

結(jié)論開放性是指在一定問題條件下，從問題的不同角度或沿著解決問題的不同途徑出發(fā)，可以得出不同的結(jié)論。解題時，要全面分析所有可能出現(xiàn)的變化，推理得出全部可能的結(jié)論和答案。結(jié)論開放性題提供了自由發(fā)揮的空間，能有效考查學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力。

[例3]兩個外形相同的燈泡，它們的額定功率不同，在它們的標(biāo)識上只能看清“220 V”字樣，請你至少提出兩種方法判斷哪個燈泡的額定功率較大？

分析與解答：（1）看燈絲，燈絲細而長的額定功率較小，燈絲粗而短的額定功率較大;（2）把它們并聯(lián)接在家庭電路中，亮度較大的額定功率較大;（3）把它們串聯(lián)后接在家庭電路中，亮度較暗的額定功率較大;（4）把它們串聯(lián)后接在電源上，用電壓表分別測出它們兩端的電壓，電壓較小的額定功率較大。

點評：此題屬于結(jié)論開放性題，要判斷燈泡額定功率的大小，就要從影響燈泡額定功率的因素來考慮。

[例4]如圖1所示電路，電路接通時，小燈泡都能正常發(fā)光，燈L1的額定功率為1.5 W，電流表A1的讀數(shù)為0.5 A，電流表A2的讀數(shù)為1.5 A。根據(jù)以上數(shù)據(jù)，請你至少求出五個與電路有關(guān)的物理量。

分析與解答：電路中兩燈并聯(lián)，A2測干路電流，A1測通過燈L1的電流?？汕蟪龅奈锢砹坑校?/p>

點評：此題屬結(jié)論開放性題。題目沒有明確給出所求結(jié)果，只是要求在題設(shè)條件下，盡可能地求出多個與電路有關(guān)的物理量，讓學(xué)生自由發(fā)揮。

三、情景開放性題

情景開放性題是指題目所考查的知識可以通過不同的問題情景呈現(xiàn)。這些情景不受條件限制，可以來源于生活實際或工業(yè)中的應(yīng)用;也可以來源于學(xué)科間的綜合問題等。情景開放，擺脫了物理題以純物理知識為情景的模式，使物理試題變得更靈活、有趣。解答情景開放性題，要求具有透過情景分析問題本質(zhì)的能力。

[例5]某同學(xué)利用一個電池組、兩個電壓表、一個阻值為3 Ω的電阻R0和幾根導(dǎo)線，測量未知電阻Rx的阻值。該同學(xué)設(shè)計好電路并正確操作后，電壓表V1、V2的指針指示情況如圖2所示，在你不知道電壓表如何接入電路的情況下，請判斷未知電阻Rx的阻值可能為Ω、Ω、Ω或 ? ? ?Ω。

分析與解答：由于電壓表V1的讀數(shù)（3 V ）小于V2的讀數(shù)（9 V ），所以電阻Rx 和R0應(yīng)串聯(lián)。

因此，電壓表的連接有四種可能，如圖3所示。

（1）電壓表V1測R0兩端電壓，電壓表V2測Rx 兩端電壓，如圖3a所示。R0電路中，U0 =3 V，Ux = 9 V，由于串聯(lián)電路電壓與電阻成正比，故有U0 /Ux =R0? / Rx 即Rx =R0Ux /U0? = 9 V × 3 Ω / 3 V= 9 Ω。

（2）電壓表V1測R0兩端電壓，電壓表V2測電路總電壓，如圖3b所示。電路中，U0 = 3 V，U = 9 V，由串聯(lián)電路電壓與電阻成正比可得U0 / U =R0 /（Rx + R0 ），即Rx =（U -U0） × R0 /U0? = （9V- 3V） × 3 Ω / 3 V= 6 Ω 。

（3）電壓表V1測Rx 兩端電壓，電壓表V2測R0兩端電壓，如圖3c所示。電路中，U0 = 9 V，Ux = 3 V，由串聯(lián)電路電壓與電阻成正比可得U0 /Ux = R0 /Rx，即R x =Ux R0 /U0 = 3 V × 3 Ω / 9 V? =1 Ω。

（4）電壓表V1測Rx 兩端電壓，電壓表V2測電路總電壓，如圖3d所示。電路中，Ux =3 V，U=9 V，由串聯(lián)電路電壓與電阻成正比可得Ux /U =Rx /（R0+Rx ），即Rx =Ux R0 /（U -Ux）=3 V × 3 Ω/（9 V -3 V ） =1.5 Ω。

因此，未知電阻Rx可能為9 Ω、6 Ω、1 Ω、1.5 Ω。

點評：本題為開放性電路設(shè)計題，解題時要先根據(jù)電壓表的數(shù)值關(guān)系，判斷電路連接方式，再確定電壓表測電壓的幾種可能性，畫出電路圖，求得可能的結(jié)果。

（責(zé)任編輯 易志毅）