基于情境 滲透方法 體現素養
——一道中考物理模擬題的賞析

周曉慶

(南京理工大學附屬中學，江蘇 南京 210000)

1 原題呈現

電動汽車是環保的交通工具，行駛時蓄電池給電動機供電，電動汽車的主要部分參數見表1，如圖1甲所示，在測試過程中，司機和一名陪同人員上車。司機駕駛該充滿電的車以節電模式勻速行駛30km，電池剩余容量為58kW·h，陪同人員負責記錄測試數據，已知司機和陪同人員的質量均為70kg，汽車勻速行駛時所受阻力為總重力的6%，g取10N/kg。

圖1

表1

(1) 下列關于電動汽車說法中錯誤的是( )。

A. 司機遇到緊急情況剎車時，人會向前傾

B. 車身呈現紅色是由于反射了太陽光中的紅色光

C. 車載GPS導航系統是用超聲波來傳輸信息的

D. 汽車在高速行駛時對路面的壓力比靜止時小

(2) 為了節能，車靠近目的地前可采用“再生制動”的方法：在車速逐漸減到60km/h的過程中，不采用機械剎車，由于電動汽車繼續行駛，帶動電機逆向發電，將電能存儲在蓄電池內，此時電機的工作原理是。

(3) 汽車剎車原理圖如圖1乙所示，連著剎車踏板的金屬桿可視為一根能繞O點轉動的(選填“省力”“等臂”或“費力”)杠桿，當駕駛員踩下剎車踏板時，剎車盤產生摩擦力使車輛減速，通過方式使剎車盤的溫度升高。

(4)在測試前，人未上車，此時電動汽車對水平地面的壓強為Pa。在此測試過程中，電動汽車勻速行駛30km，牽引力做的功為J。該電動汽車將電能轉化為機械能的效率為%。

(5) 圖1丙是小明設計的車速提醒電路，R為定值電阻，RV的阻值隨車速的變化而改變。當電壓表的示數達到某一數值時提醒駕駛員車速過快，需要減速。圖1丁是RV的阻值與車速關系的圖像。圖1戌是車速從0加速到100km/h過程中，RV消耗的電功率隨電流變化的圖像。則圖1丁中圖線與縱坐標相交點的電阻值是Ω。當車速達到75km/h時，此時電壓表的示數為V。

2 試題賞析

2.1 基于情境，多元考查

電動汽車屬于高新科技，是日常生活中的熱門話題。本題選擇這一素材結合生活實際編制試題，將慣性、不透明物體的顏色、電磁波、流體壓強與流速的關系、電磁感應、杠桿、壓強大小及計算、功的計算、能量與效率、歐姆定律的應用等一系列重要考點囊括其中，多元考查，立意新穎，構思巧妙。

2.2 基于信息，建構電路

本題最后一問中用定值電阻R和阻值隨車速變化的電阻RV建構了如圖1丙所示的車速提醒電路,由圖1丁可以發現：當車速增加時RV的阻值增大，根據串聯分壓規律，RV分得的電壓也將相應增大，而當電壓增大到某一數值時，系統將提醒駕駛員車速過快，需要減速。

基于文字描述和圖像中的信息，學生了解了車速提醒電路的工作原理，在解題的同時會對汽車速度表產生濃厚的興趣，從而研究其結構和工作原理，激發學習物理的熱情。

2.3 基于不變量，巧列方程

2.4 基于圖像，數理結合

本題最后一問第二空要求出當車速達到75km/h時電壓表的示數，需求出車速達到75km/h時RV的阻值，可基于圖像，利用函數關系式求解。由圖1丁可知RV的阻值與車速的關系是一次函數，設函數關系式為RV=kv+b。可求得當車速為0km/h和100km/h時RV的阻值分別為10Ω和50Ω，代入函數關系式，求出k和b的值，將v=75km/h代入，求得RV=40Ω。學生在用數學知識解決物理問題的同時，也體會到數學的魅力和圖像的美。

2.5 基于歐姆定律，體現極值思維

最后一問在求RV的最大阻值和最小阻值時，反復用到了在電源電壓相同的情況下，RV阻值最大時電路中電流最小，RV阻值最小時電路中電流最大的極值思維。這種極值思維經常被用于與電學范圍相關的計算題中，所以說這道題不僅融合了多個常考知識點，更是融合了多種解題方法。

3 教學建議

(1) 關注開放性的真實情境

在教學中教師應多關注真實生活、高新技術發展，帶領學生進行同一素材多元考查的練習，甚至可以給學生提供部分題干，讓學生補充條件，設置問題，實現學中用，用中學。

(2) 注重教給學生解決一類題的方法

中考題千變萬化，教師要注重培育學生解決一類問題的能力，讓學生在多次練習中舉一反三，融會貫通，形成能力的遷移。比如電學圖像題是中考經常涉及的題型，重點考查學生從圖像中找尋信息的能力。對于圖像問題，教師要有意識地滲透“三看”方法：一看軸、二看圖像形狀、三看特殊點，在“看”中尋找對解題有用的信息。動態電路是電學中經常考查的內容，重點考查學生分析電路的能力。教師要引導學生學習抓不變量(如電源電壓和定值電阻的阻值等)分析變化量的方法，如果電源電壓和定值電阻的阻值在題目中沒有直接給出，教師也可以引導學生利用串聯電路電壓特點以及歐姆定律，列方程求解。