追本溯源 殊途同歸

葛靜 董耀 孫偉軍

摘? ?要：江蘇省中考、高考物理試卷頻現(xiàn)類似題型。文章通過對(duì)四例同源試題的對(duì)比分析，提出一些個(gè)人的淺薄看法，以期對(duì)一線教師精準(zhǔn)把握命題方向，針對(duì)性地改善物理教學(xué)有所裨益。

關(guān)鍵詞：江蘇高考;鎮(zhèn)江中考;同源試題;教學(xué)啟示

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? 文章編號(hào)：1003-6148（2019）7-0037-5

研習(xí)近年高考題和中考題，筆者發(fā)現(xiàn)，鎮(zhèn)江中考試卷和江蘇高考卷有著驚人的相似。筆者希望通過對(duì)同源試題的對(duì)比分析，反思?xì)w納，為今后的教學(xué)積累經(jīng)驗(yàn)。

1? ? 題目的呈現(xiàn)與分析

1.1? ? 運(yùn)動(dòng)學(xué)

（2015年江蘇高考）如圖1所示，某“闖關(guān)游戲”的筆直通道上每隔8 m設(shè)有一個(gè)關(guān)卡，各關(guān)卡同步放行和關(guān)閉，放行和關(guān)閉的時(shí)間分別為5 s和2 s。關(guān)卡剛放行時(shí)，一同學(xué)立即在關(guān)卡1處以加速度2 m/s2由靜止加速到2 m/s，然后勻速向前，則最先擋住他前進(jìn)的關(guān)卡是（? ? ）

A.關(guān)卡2

B.關(guān)卡3

C.關(guān)卡4

D.關(guān)卡5

解析

解法1 計(jì)算推理

由v=at可知，該同學(xué)加速到2 m/s用時(shí)1 s，此加速過程通過的位移x■=■at2=1 m;剩余4 s為勻速直線運(yùn)動(dòng)，此過程通過的位移x2=vt2=2 m/s×4 s=8 m，所以第一次放行5 s內(nèi)已經(jīng)通過9 m，到達(dá)關(guān)卡2右側(cè)1 m處;第一次關(guān)閉時(shí)間2 s內(nèi)，該同學(xué)又運(yùn)動(dòng)了4 m;第二次放行5 s內(nèi)運(yùn)動(dòng)已經(jīng)通過10 m，到達(dá)關(guān)卡4左側(cè)1 m處，此時(shí)關(guān)卡關(guān)閉，該同學(xué)運(yùn)動(dòng)到關(guān)卡4只需要0.5 s，而關(guān)卡4在接下來(lái)的2 s內(nèi)都處于關(guān)閉狀態(tài)，故選擇C選項(xiàng)。

解法2 圖像推理

v-t圖像與時(shí)間軸圍成的面積大小等于位移大小，由圖2可知該同學(xué)經(jīng)關(guān)卡4時(shí)處于關(guān)閉狀態(tài)，無(wú)法通行。同解法1相比，圖像法更為直觀明了。

（2017年鎮(zhèn)江中考）如圖3所示，電視節(jié)目中“闖關(guān)游戲”的筆直通道上每隔8 m設(shè)有一個(gè)關(guān)卡，各關(guān)卡同步放行和關(guān)閉，放行和關(guān)閉時(shí)間分別為5 s和2 s，當(dāng)小強(qiáng)正通過關(guān)卡1左側(cè)9 m遠(yuǎn)的A處時(shí)，關(guān)卡剛好放行，若他全程以2 m/s的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則最先擋住他前進(jìn)的關(guān)卡是（）

A.關(guān)卡4

B.關(guān)卡3

C.關(guān)卡2

D.關(guān)卡1

解析 本題的關(guān)鍵是確定關(guān)卡打開和關(guān)閉時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的路程，此路程上是不是有關(guān)卡，此時(shí)關(guān)卡處于放行還是關(guān)閉階段。由題可知，關(guān)卡放行和打開時(shí)間分別為5 s和2 s，計(jì)算各個(gè)時(shí)段的路程分別為10 m和4 m，當(dāng)小強(qiáng)剛好運(yùn)動(dòng)到第三個(gè)關(guān)卡時(shí)，正好是關(guān)閉時(shí)間，因此小強(qiáng)不可以通過。

比較：

上述兩題都是基于“闖關(guān)游戲”的新情境命題，學(xué)生要根據(jù)問題情境確定運(yùn)動(dòng)的模型。高考題是考查勻加速直線運(yùn)動(dòng)和勻速直線運(yùn)動(dòng)結(jié)合，中考題是考查勻速直線運(yùn)動(dòng)。本題的難點(diǎn)并不在于運(yùn)動(dòng)模型的確定和對(duì)應(yīng)的計(jì)算上，而在于如何運(yùn)用問題中的信息證據(jù)結(jié)合科學(xué)的邏輯推理，對(duì)所研究的問題進(jìn)行描述﹑解釋和預(yù)測(cè)。

不少學(xué)生一看到新情境問題就發(fā)慌，這一方面是過多的題海訓(xùn)練，讓很多學(xué)生對(duì)大部分物理問題有熟悉感，新問題的出現(xiàn)讓他們不知所措;另一方面，學(xué)生缺乏在實(shí)際情境中解決問題的大量經(jīng)驗(yàn)，缺少形成情境與知識(shí)相關(guān)聯(lián)的意識(shí)。

運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問題能力的高低，往往取決于學(xué)生將情境與知識(shí)相聯(lián)系的水平。能不能把問題中的實(shí)際情境轉(zhuǎn)換成解決問題的物理情境，建立相應(yīng)的物理模型，這是應(yīng)用物理觀念思考問題、應(yīng)用物理知識(shí)分析問題的關(guān)鍵。物理教學(xué)中，應(yīng)讓學(xué)生獲得在實(shí)際情境中解決問題的大量經(jīng)驗(yàn)，形成把情境與知識(shí)相關(guān)聯(lián)的意識(shí)[1]。

1.2? ? 慣性實(shí)驗(yàn)

（2016年江蘇高考）如圖4所示，一只貓?jiān)谧肋吤偷貙⒆啦紡聂~缸下拉出，魚缸最終沒有滑出桌面。若魚缸、桌布、桌面兩兩之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均相等，則在上述過程中（）

A.桌布對(duì)魚缸摩擦力的方向向左

B.魚缸在桌布上的滑行時(shí)間和在桌面上的相等

C.若貓?jiān)龃罄?，桌布?duì)魚缸的摩擦力要變

D.若貓減小拉力，魚缸有可能滑出桌面

解析 摩擦力方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反，魚缸相對(duì)桌布向左運(yùn)動(dòng)，故桌布對(duì)魚缸的摩擦力向右，所以A選項(xiàng)錯(cuò)誤;因魚缸、桌布、桌面兩兩之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均相等，所以魚缸在桌布上的加速過程和魚缸在桌面上的減速過程的加速度大小均為μg，且加速過程的末速度等于減速過程的初速度，而魚缸的初末速度均為0，所以加速時(shí)間等于減速時(shí)間，所以B選項(xiàng)正確;因?yàn)檫^程中摩擦力為滑動(dòng)摩擦力，由公式Ff=μmg可知，摩擦力大小不變，所以C選項(xiàng)錯(cuò)誤;若減小拉力到魚缸不會(huì)相對(duì)桌布滑動(dòng)，則魚缸會(huì)滑出桌面，所以D選項(xiàng)正確。綜上可知，正確選項(xiàng)為B、D。

（2018年鎮(zhèn)江中考）如圖5所示，將紙片從易拉罐和水平桌面間快速水平抽出，易拉罐幾乎不動(dòng)。則將紙片抽出的過程中，易拉罐（）

A.不具有慣性

B.在水平方向上受力平衡

C.相對(duì)紙片水平向右運(yùn)動(dòng)

D.受到水平向右的摩擦力

解析 任何物體都具有慣性，易拉罐原來(lái)處于靜止?fàn)顟B(tài)，快速抽出紙片時(shí)，易拉罐還要保持原來(lái)的靜止?fàn)顟B(tài)不變，所以A選項(xiàng)錯(cuò)誤;易拉罐原來(lái)靜止，在拉動(dòng)紙片的瞬間，易拉罐相對(duì)紙片向左運(yùn)動(dòng)，易拉罐由靜止變?yōu)檫\(yùn)動(dòng)，受力不平衡，故B、C選項(xiàng)錯(cuò)誤;易拉罐相對(duì)紙片向左運(yùn)動(dòng)，摩擦力方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反，故易拉罐受到水平向右的摩擦力，所以D選項(xiàng)正確。

比較：

慣性是牛頓第一定律教學(xué)中的重點(diǎn)內(nèi)容，慣性演示實(shí)驗(yàn)經(jīng)常作為初中、高中新課教學(xué)的引入素材。兩道題皆以典型的慣性演示實(shí)驗(yàn)為母版，基于實(shí)際的生活情境，貼近生活。

兩道題一“動(dòng)”一“靜”;根據(jù)初中、高中學(xué)生不同的知識(shí)層次，在命題設(shè)計(jì)上，一題側(cè)重于定量計(jì)算，一題側(cè)重于定性分析。2016年江蘇高考物理試題定性考查了慣性演示實(shí)驗(yàn)中“魚缸”的運(yùn)動(dòng)細(xì)節(jié)，2018年鎮(zhèn)江中考題則定性地進(jìn)行受力分析。

但不論中考題還是高考題都關(guān)注考生對(duì)這種多物體、多過程模型的本質(zhì)理解，發(fā)現(xiàn)背后蘊(yùn)藏的物理知識(shí)。實(shí)驗(yàn)的演示和操作是學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)，實(shí)驗(yàn)的理論分析則是思維能力的鍛煉與提高[2]。

1.3? ? 電學(xué)

（2013年江蘇高考）在輸液時(shí)，藥液有時(shí)會(huì)從針口流出體外，為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)，設(shè)計(jì)了一種報(bào)警裝置，電路如圖6所示。M是貼在針口處的傳感器，接觸到藥液時(shí)其電阻RM發(fā)生變化，導(dǎo)致S兩端電壓U增大，裝置發(fā)出警報(bào)，此時(shí)（）

A.RM變大，且R越大，U增大越明顯

B.RM變大，且R越小，U增大越明顯

C.RM變小，且R越大，U增大越明顯

D.RM變小，且R越小，U增大越明顯

解析 當(dāng)傳感器接觸到藥液時(shí)，其阻值會(huì)發(fā)生變化，導(dǎo)致S兩端電壓U增大，則RM阻值應(yīng)該變小;因?yàn)镽與RM并聯(lián)，并聯(lián)后的總阻值R■=■，當(dāng)R越大，RM減小相同值時(shí)，R■減小得越多，因此S兩端電壓增大越明顯，C選項(xiàng)正確。

（2017年鎮(zhèn)江中考）圖7是一種輸液時(shí)所用的報(bào)警電路：電源電壓恒定，R為定值電阻，閉合開關(guān)S，貼在針口處的傳感器M接觸到從針口處漏出的藥液后，其電阻RM發(fā)生變化，導(dǎo)致電壓表的示數(shù)增大而觸發(fā)警報(bào)器（圖中未畫出）報(bào)警，則M接觸藥液后（）

A.M的電阻RM變大

B.電路消耗的總功率變大

C.電壓表與電流表的示數(shù)乘積不變

D.電壓表與電流表的示數(shù)之比變大

解析 電壓表測(cè)量R的電壓，R電阻不變，電壓增大，則電路中的電流增大，說明傳感器RM在接觸藥液后電阻減小，A選項(xiàng)錯(cuò)誤;電路中的電流增大，電壓不變，總功率增大，B選項(xiàng)正確;電壓表與電流表的示數(shù)都增大，其乘積增大，C選項(xiàng)錯(cuò)誤;而電壓表和電流表的示數(shù)之比是電阻的阻值，大小不變，D選項(xiàng)錯(cuò)誤。

比較：

隨著社會(huì)的發(fā)展，物理學(xué)已經(jīng)在醫(yī)療技術(shù)中有著廣泛的應(yīng)用。2013年江蘇高考卷和2017年鎮(zhèn)江中考卷的問題情境是相同的，都是基于 “輸液報(bào)警裝置”，從不同的角度考查學(xué)生對(duì)串聯(lián)、并聯(lián)電路（電阻）的認(rèn)識(shí)，高考卷的問題設(shè)置相對(duì)單一，四個(gè)選項(xiàng)的互斥性較明顯;中考卷考查的知識(shí)點(diǎn)相對(duì)全面，各個(gè)選項(xiàng)的干擾性較強(qiáng)，能反映學(xué)生的典型錯(cuò)誤。兩道題都是結(jié)合歐姆定律對(duì)相關(guān)電學(xué)物理量進(jìn)行定性判斷，了解傳感器的工作原理，體會(huì)其在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用意義，通過物理學(xué)習(xí)認(rèn)識(shí)科學(xué)的本質(zhì)，認(rèn)識(shí)科學(xué)·技術(shù)·社會(huì)·環(huán)境之間的聯(lián)系，了解科技對(duì)人類生活和社會(huì)發(fā)展的影響。

1.4? ? 電學(xué)實(shí)驗(yàn)

（2014年江蘇高考）（1）圖8所示是測(cè)量合金絲電阻的電路，相關(guān)器材的規(guī)格已在圖中標(biāo)出。合上開關(guān)，將滑動(dòng)變阻器的滑片移到最左端的過程中，發(fā)現(xiàn)電壓表和電流表的指針只在圖示位置發(fā)生很小的變化。由此可以推斷：電路中

（選填圖中表示接線柱的數(shù)字）之間出現(xiàn)了? ? ? ? ? （選填“短路”或“斷路”）

（2）在電路故障被排除后，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，讀出電壓表和電流表的示數(shù)分別為2.23 V和38 mA，由此，該同學(xué)算出接入電路部分的合金絲的阻值為58.7 Ω。為了更準(zhǔn)確地測(cè)出合金絲的阻值，在不更換實(shí)驗(yàn)器材的條件下，對(duì)實(shí)驗(yàn)應(yīng)作怎樣的改進(jìn)？請(qǐng)寫出兩條建議。

解析 （1）電壓表有讀數(shù)說明電源從正極流出經(jīng)過開關(guān)、滑動(dòng)變阻器、電流表、電壓表到電源負(fù)極是通路，所以只可能是7和9之間斷路。

（2）由題意可知■=■≈0.02，■=■≈0.005 ，可知電流表內(nèi)接法相對(duì)誤差較小，此外減小誤差常用的方法有多次測(cè)量取平均值或圖像法。

（2015年鎮(zhèn)江中考）小明用如圖9所示電路來(lái)測(cè)量小燈泡的電功率（部分實(shí)驗(yàn)器材的規(guī)格已標(biāo)明）。

（1）請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線將圖9中的滑動(dòng)變阻器連入電路，使之接入電路的阻值最大;

（2）實(shí)驗(yàn)中，小明發(fā)現(xiàn)無(wú)論怎樣調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，兩電表指針始終處于圖10所示位置，則接線柱? ? ? ? ? ? ? 間（填接線柱的數(shù)字編號(hào)）出現(xiàn)了? ? ? ? ? ? ?（選填“短路”或“斷路”）;

（3）故障排除后，小明從滑動(dòng)變阻器接入電路阻值最大時(shí)開始記錄數(shù)據(jù)，得到小燈泡的U-I圖像如圖11所示，則小燈泡的額定功率是? ? ? ? ?W，所用滑動(dòng)變阻器的規(guī)格是下列四個(gè)選項(xiàng)中的? ? （選填選項(xiàng)前字母）（? ? ? ）

A.“5 Ω? 2 A”

B.“15 Ω? 2 A”

C.“25 Ω? 2 A”

D.“30 Ω? 2 A”

（4）在某次調(diào)節(jié)中，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值減小了△R1，小燈泡的阻值變化了△R2，則△R1? ? ? ? ? ? △R2（選填“>”“<”或“=”），你的理由是：? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 。

解析 （1）用導(dǎo)線將開關(guān)右側(cè)接線柱與滑動(dòng)變阻器左側(cè)下方接線柱相連，圖略。

（2）同上題分析一致，③⑦之間出現(xiàn)斷路。

（3）由圖11可知，燈泡兩端電壓為額定電壓2.5 V，流經(jīng)燈泡的電流為0.3 A，則P=UI=2.5 V×0.3 A=0.75 W;由圖11可知，當(dāng)燈泡兩端電壓為0.5 V、電流為0.1 A時(shí)，此時(shí)滑動(dòng)變阻器的阻值最大。因?yàn)榭傠妷簽? V，故滑動(dòng)變阻器兩端電壓為2.5 V，此時(shí)電流為0.1 A，滑動(dòng)變阻器阻值為25 Ω。

（4）電路中電流增大，總電阻減小，燈泡電阻變大，故△R1>△R2。

比較：

實(shí)驗(yàn)題是考查學(xué)生實(shí)驗(yàn)原理、方法、操作能力的重要題型，兩道題均涉及實(shí)驗(yàn)故障的分析，但兩道試題考查的重心有所不同：高考卷還考查了實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)改進(jìn)，要求學(xué)生能分析實(shí)驗(yàn)中存在的誤差，并能提出減小誤差的方法;中考卷還考查了電路的連接，器材的選擇，圖像數(shù)據(jù)處理，實(shí)驗(yàn)問題的分析。中考題的問題設(shè)計(jì)雖然多，但注重梯度設(shè)計(jì)，起點(diǎn)低，落點(diǎn)高，從閱卷結(jié)果來(lái)看，具有很好的區(qū)分度和選拔功能。

2? ? 對(duì)教學(xué)的啟示

通過以上的分析和比較，可以發(fā)現(xiàn)高考物理江蘇卷和中考物理鎮(zhèn)江卷在試題內(nèi)容、形式、結(jié)構(gòu)、題型、難度等方面存在著千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系。對(duì)此，提出以下三點(diǎn)看法。

2.1? ? 核心素養(yǎng)——學(xué)生能力培養(yǎng)的方向

關(guān)注學(xué)生邏輯推理能力的培養(yǎng)，以“闖關(guān)游戲”試題為例，經(jīng)過命題者的巧妙包裝設(shè)計(jì)編制成適合中考、高考的試題，為何這樣的素材備受命題者的青睞，亦給教師眼前一亮的感覺？筆者認(rèn)為，該類試題情境的新穎、獨(dú)特是一方面，更重要的是該類試題創(chuàng)設(shè)真實(shí)、有趣的情境，注重對(duì)學(xué)生邏輯推理能力的考查，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用證據(jù)對(duì)研究的問題進(jìn)行描述﹑解釋和預(yù)測(cè)，有利于促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展。

2.2? ? 推陳出新——中考、高考的命題方向

命題者通過創(chuàng)設(shè)新的問題情境，對(duì)經(jīng)典物理實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行加工處理，呈現(xiàn)新穎的問題，而解決問題的方法和思路仍與經(jīng)典試題一致。

以慣性演示實(shí)驗(yàn)為例，此類題目經(jīng)常被作為初高中牛頓第一定律教學(xué)中的引入素材，但很多時(shí)候教師“引而不用”，學(xué)生湊“熱鬧”難解其“門道”，對(duì)物理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)停留在感性層次，缺乏理性分析。在一線的教學(xué)中關(guān)注經(jīng)典，回歸經(jīng)典，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)進(jìn)行科學(xué)分析，在此基礎(chǔ)上可以對(duì)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)進(jìn)行再加工，以期實(shí)現(xiàn)學(xué)生科學(xué)思維能力的發(fā)展。作為教師應(yīng)關(guān)注高考卷中有新意的亮點(diǎn)題目和初高中物理知識(shí)銜接處的題目，依據(jù)物理課程標(biāo)準(zhǔn)，立足基礎(chǔ)，適度創(chuàng)新，在對(duì)原有高考試題的改編中可以漸入深出，推陳出新。

2.3? ? 居高臨下——教師的專業(yè)發(fā)展方向

許國(guó)樑教授早在上個(gè)世紀(jì)60年代就對(duì)物理教師提出了“居高臨下”的要求。他明確指出，所謂“居高臨下”，就是在內(nèi)容上居物理理論和教學(xué)理論之“高”，臨中學(xué)物理教材和教學(xué)實(shí)際之“下”。

長(zhǎng)期以來(lái)初高中物理老師各有專攻本亦無(wú)可厚非，但不少初中物理教師長(zhǎng)期在一線教學(xué)，已經(jīng)遺忘了很多高中、大學(xué)的物理知識(shí)，而物理問題隨著學(xué)生發(fā)展層次的不同，認(rèn)知深度亦有不同，物理思維習(xí)慣也會(huì)隨著學(xué)生邏輯能力的提升發(fā)生變化。而處于“授業(yè)解惑”的教師不能局限于任教階段的知識(shí)層次，要研究中考題，也要研究高考題，必須站在更高的知識(shí)高度，對(duì)相應(yīng)的物理問題有更本質(zhì)的認(rèn)識(shí)，從而找出相關(guān)的物理模型，進(jìn)而開展切實(shí)有效的教學(xué)，提升學(xué)生的思維分析能力。

3? ? 結(jié) 語(yǔ)

物理試題命制的目的不僅在于檢測(cè)學(xué)生的學(xué)業(yè)水平，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)，發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng);也在于改進(jìn)教師教學(xué)，反思習(xí)題教學(xué)的目的，促進(jìn)教師專業(yè)素養(yǎng)，以期實(shí)現(xiàn)真正的教學(xué)相長(zhǎng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國(guó)教育部.普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017版）[S].北京：人民教育出版社，2018.

[2]董耀，葛靜.對(duì)慣性演示實(shí)驗(yàn)的再思考[J].中學(xué)物理，2014，32（7）：53.

（欄目編輯? ? 陳? 潔）