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中考物理開放型試題的類型及其求解策略


開放性試題是以培養學生的創新能力為宗旨的認知性物理問題.具有“情境新穎，豐富多彩”、“條件不完備，所求指向不明確”、 “解法不惟一，途徑多樣化”、“答案不固定，結論多元化”……等特點；具有不同知識基礎和能力水平的同學，通過獨立分析和思考，所提出的問題，獲得的解題途徑，或在解題過程中建立的新的認知結構等等都不同，具有較強的甄別功能.因此，開放性試題成了近幾年全國各地中考物理試卷的熱點題型。現就開放性試題的類型及其求解策略例析如下，供大家中考復習時參考.
1. 情境開放型---指問題的情境雖然是日常生活中所常見，但其中有許多不確定的因素。問題的情境有的是通過圖形或圖象等方式給出，讓大家通過認真觀察分析挖掘出解題所需的條件，有的是讓大家想象出問題的情境，判斷所給結論的正確性.可見，提高觀察分析能力和想象能力是解答這類題的關鍵.
例1 如圖-1所示，為足球場上的一組精彩鏡頭：運動員甲用腳踢球，運動員乙用頭頂球，守門員丙用手接球的三種情況中，足球的運動狀態各發生了怎樣的變化？
分析解 物體運動狀態的變化，常見的有三種情形：一是只有物體運動速度的大小發生變化（物體由運動變為靜止或由靜止變為運動，由快到慢或由慢到快；二是只有物體的運動方向發生改變；三是物體運動速度的大小和方向都發生改變。
從圖中可以看到：運動員甲用腳踢球使球由靜止變為運動；運動員乙用頭頂球使球的運動方向發生了變化；守門員丙用手接球使球由運動變為靜止.
點評 本題為情景開放題。能訓練大家的觀察能力、分析推理能力和語言表達能力，情境貼近生活，體現了從生活走向物理，從物理走向社會的課程理念.
2．條件開放型---問題的條件不完備，滿足結論的條件不惟一。所缺的條件可能隱含在題目的語言敘述中，也可能隱含在所給的圖形或圖象中，還可能靠大家的生活經驗進行估計或讓你自由添加.這就要求大家在掌握挖掘隱含條件的基本策略的基礎上，多參加社會實踐活動，注意觀察思考生活、生產和自然界中的現象，博覽群書，努力拓展知識的視野.
例2 一個普通中學生雙腳站立在水平地面上，他對水平地面的壓力和壓強最接近于( )
A．50 N，103Pa B．50 N，lO4 Pa C．500 N，lO3a D．500 N，104 Pa
分析解 本題是條件開放題.根據可知，要求普通中學生對水平地面的壓力和壓強，必須知道他的體重和鞋底與地面的接觸面積，而這些數據要來自學生對生活的觀察和體驗.一名普通中學生的質量一般為50 kg左右，一只腳與地面的接觸面積約為10 cm×25 cm==250cm2，所以雙腳與地面的接觸面積約為500 cm2，當取g=10N/kg時，普通中學生對地面的壓強為 ，所以答案應選D.
點評 中學物理中有許多估算題，這些數據的獲得是建立在大家對自然、生活、生產和科學技術應用的觀察和思考的基礎之上的，如果大家對生活的體驗不深，對周圍事物的沒有一定的感性認識，是無法解答此類問題的.
3. 過程開放型---有多個物理過程，或可能出現多種物理現象，解答過程靈活多樣，但結論往往是唯一的。解答時首先要弄清有幾個物理過程和可能出現的現象，然后構建合理的物理模型、選擇恰當的物理原理或公式進行求解.
例3 如圖—2所示，是觀察凸透鏡成像實驗的示意圖.當把燭焰放在a點時，成像在b點；當把燭焰放在b點時，成像在c點，則凸透鏡的位置應該在( )
A．c點右側 B．bc之間 C．ab之間 D．a點左側
分析解 本題是過程開放題.若在c點右側，則燭焰在a或b時所成的像均為同側，按成像規律應為放大虛像，像距大于物距，即應在物點的左側，不合圖意.若在b、c之問，則燭焰在b點能成兩側實像，在a點也能成兩側實像，也不合圖意．若在a、b之間，則燭焰在a點成兩側實像，此時u、均大于凸透鏡焦距，因此當燭焰位于b點時，根據光路可逆應成像于a處，同樣不合圖意.當凸透鏡在a點左側時，燭焰在a或b都成同側正立、放大的像，且物距越大，像距也越大，滿足圖意.本題的答案為D.
點評 本題要求大家在熟練掌握透鏡成像規律的基礎上，要有較強的邏輯推理能力。所以注重基礎知識的掌握和理解，提高分析問題的能力，是中考取得優異成績的前提條件.
4．策略開放型---指問題的解決思路和方法有多種，能殊途歸一.大家在平時的學習過程中，只有善于總結解題常用的思想方法，養成從多種方法中選取最佳方案的習慣來解決問題，才能不斷提高自己在新情境下分析解決實際問題的能力和發展創造性思維，從適應靈活多變的中考試題.
例4鋁球的體積為400 cm3，質量為810 g.問：(1)該球是空心還是實心的?(2)如果是空心的，空心部分的體積是多大?( 2.7×103 kg／m3)
分析解 由于我們可以分別從質量、體積和密度三個不同的角度思考問題，所以，本題的解法較多.又由于題中 m、V、三個量都已給出，因此在分析問題時可采用“假設法”，用其中的兩個量求出第三個量，再與給定的第三個量進行比較，便可得到結果.
方法一：比較密度法.根據題中球的質量和體積，可求出鋁球的密度，所以該球是空心的.
其空心部分體積的求法可參考“方法二”或“方法三”.
方法二：比較質量.假定此球是實心的，那么這個鋁球的質量為，所以該球是空心的．
若將空心部分填滿鋁，這部分鋁的質量，則空心部分體積為.
方法三：比較體積．假設此球是實心的，那么根據題中質量和密度的數值，求出此球的體積為，所以該球是空心的.
空心部分的體積為.
點評 對比以上三種解法不難發現，求解“空心”部分體積的大小，方法三最佳. 在今后的學習、生活和生產中我們會經常遇到，完成某一任務有多種途徑和方案，但不同的途徑和方案達到的效果、付出的代價一般是不同的。大家在這類問題的處理中，要逐步樹立經濟觀點，提高效率，花最少的錢，辦更多更好的事.
5．結論開放型---在給定條件下的結論不唯一.在解答這類問題時，由于依據的物理原理不同，或采用的思想方法不同，往往能得出不同的結論.大家必須具有較強的邏輯推理能力和廣闊而深刻思維，才能從容應對.
例5 某中學體育館籃球場的水泥地面上鋪了一張很大的毛地毯，用來表演文藝節目.現根據節目要求，要把毛地毯向前移動2 m，小王等幾名同學拉起毛地毯的一邊，費了較大力氣才把它拉到前面.請你結合所學的物理知識，回答下面兩個問題：
(1)毛地毯很難被拉動的主要原因是什么?
(2)請你想想.還有什么辦法可以移動毛地毯?(不借助器械，設計兩個簡易可行的方案.可用文字或示意圖說明.)
分析解(1)常見的毛地毯一般都比較厚，重量較大，表面又粗糙，所以毛地毯很難被拉動的主要原因是：毛地毯與水泥地面之間的摩擦力很大.
(2)根據題目的要求，要不使用器材而輕易地移動地毯，我們可采取如下兩種方法：①將毛地毯卷起來利用滾動的辦法移動；②采用如圖－3所示的辦法，掀起毛地毯遠離目的地的一邊，然后不斷地把毛地毯折成波浪式使之前進，直到到達目的地為止.要注意的是：不管采用什么辦法，都不能把毛地毯分割后再移動.
點評 這道題著重考查大家參加生活、生產實踐，對實際問題解決的體驗情況，能有效地診斷大家靈活運用已有知識和已有經驗在新情境下解決實際問題的能力，是發展大家創新意識和創新能力的好素材.
6．綜合開放型---指情境、條件、策略、結論等多個開放條件兩兩組合或多個組合.這類題的綜合性更強，對能力的要求、發散思維的水平要求更高.大家只有加強訓練，在實戰中不斷積累解答這類問題的基本思路和方法，方能靈活應對.
例6 小明同學想測出一個電阻器R的電阻值，將選用的器材連接成如圖－4所示的電路，R0為已知阻值的定值電阻.由于電源電壓未知，所以沒能測出R的阻值.請你選添器材，幫助他完成這個電路。要求：
(1)用三種方法，畫出電路圖，并簡要說明；(2)每一種方法在不拆除原有電路接線的條件下，只允許選添一種器材接人電路.
分析解 解答本題的關鍵是要設法知道R兩端的電壓.可增加一個電壓表測出R的電壓(或測出電源電壓再算出R兩端的電壓)，或添加一個開關使 R短路而測出電源電壓.下面介紹四種方法：
方法一：選添電壓表接入電路，如圖—5所示.閉合開關S，用電壓表測R兩端的電壓U1，用電流表測出通過R的電流I，則.
方法二：選添電壓表與電源并聯，如圖—6所示.閉合S，用電壓表測出電源電壓U，用電流表測出通過R的電流I，則.
方法三：選添開關S1與R并聯，如圖—7所示。閉合開關S斷開S1，用電流表測出串聯電路中的電流I，則電源電壓U＝I（R0＋R）；閉合開關S、S1，電阻R被短路，用電流表測出通過電阻R。的電流，則電源電壓，則.
方法四：選添開關Sl與R0并聯，如圖—8所示．閉合開關S、斷開S1，用電流表測出串聯電路中的電流I；閉合開關S、S1，用電流表測出通過R的電流，(R0被短路)，則.
點評 本題是條件、過程和結論都開放的題型，為大家展示才華留有較大的空間.既能甄別大家動手操作實驗的能力、靈活運用已有知識解決新問題的能力，又有提升大家發散思維的水平，增強創新意識和創新能力.
從上面的幾例我們不難看出，“求新、求異、求佳、求同、求真”，已成為現代中考命題的共同追求.這既充分體現了我國新一輪課程改革的理念，也符合時代的要求. 愿大家加強研究，準確把握中考命題的脈博，提高學習的針對性和實效性，爭取更優異的成績.

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