赏析全国应用物理知识竞赛试题有感.doc

理念新 命题精赏析全国应用物理知识竞赛试题有感林萌赏析已经开展了十五届的全国初中应用物理知识竞赛试题为之振奋。每年的试题都凝结了命题者的集体智慧。试题既平常（来源于身边常见的事物）又隐晦莫测（要求知识面广、有很强的综合概括能力、对最新的科技动态有所了解），要求考生一定要体验生活、感知生活，紧跟现代科技发展的步伐，善于观察生活现象，应用所学到的物理知识，准确完整地解释一些看到的物理现象。一些耐人寻味的命题格外引人注目，这类试题除牵涉到物理所包含的大部分知识以外，还注重了对学生如何正确梳理物理知识、掌握各知识点之间的联系，灵活、正确地解决问题的能力进行考查。一些试题要求学生能根据题目描述的情境建立物理模型，并应用数学工具和解题技巧来解答物理问题，使学生的综合能力得到升华。题目情境设计和设问方式都独具匠心，创意新颖，知识范围广，立意别致，设置能力障碍方法巧妙，数据、图象编制准确，与题目自洽相容。题意表达生动简练、明了。一、匠心独具、耐人寻味的命题带给我们的启示。1、图1为一种电磁炉的原理示意图。它是利用高频电流在电磁炉内部线圈中产生磁场，磁化铁磁材料制成的烹饪锅，在锅体形成无数小的涡流（感应电流）而产生焦耳热。同时，被磁化的铁磁材料分子因摩擦、碰撞而发热。从而使锅体自身发热达到加热食物的目的。（1） 磁炉加热食物时，不产生明火，无烟尘，无废气，清洁、安全、高效、节能。请写出电磁炉在使用中可能涉及到的物理知识（只写名称不写内容，不少于10个可得满分）。 （2） 在使用电磁炉时，炉和锅之间的热是由 传递给 的。电磁炉加热食物的过程中消耗 能转化为 能；若用该电磁炉1次蒸熟5个馒头需用时间25min，那么，1次只蒸熟1个同样大小的馒头大约需要 min（3） 某款电磁炉性能参数如下表所示：型号额定电压额定功率功率调节范围温度调节范围热效率Sc-16220V 50Hz1600W450W-1600W70C -240C(大于)90% 根据上表数据，若电磁炉在功率调节和温度调节的范围内，加热温度随功率调节的变化图象是一直线，电磁炉工作电压正常，在1个标准大气压下，烧开一锅质量为3kg、温度为22C的水最多需要多少时间（不计锅吸热及热散失）？启示：本题是开放式题目，要求考生电学、热学知识要丰富。第二问正好考到了学生的思维“软肋”，一般热是从炉传到锅，电磁炉恰恰相反，热从锅传到炉，学生对某些物理现象要逆向思考。第三问设问巧妙，用该电磁炉蒸一个馒头和五个馒头所用时间差不多，通过考查热效率，潜移默化，培养学生的节能意识。在能源潜伏危机的今天，改进和创造出各式各样的节能新产品、精心设计出节能的新途径是当务之急。题目强调了学以致用，考察了学生对图表、说明书的阅读分析能力，及应用数学工具解题的技巧。会阅读说明书，能按书面说明进行操作，这是新课标强调培养科学探究的能力目标，也是保证“学生可持续发展”的学习方法，这类题让学生真切感受到物理的“根”是社会和生活，突出了本学科的生动性和鲜活性。2、图4为一种电饭煲的工作原理图。下面是王宁同学对电饭煲工作原理的研究，请你也参与共同探讨。按下、扳起电饭煲的开关，有一种“粘连”“吸引”的感觉，取出饭锅，发现电饭煲的底部有一个凸起物，它可以上下弹动，能被磁铁吸引。王宁同学通过用这个电饭煲做米饭和烧开水研究它的工作情况，请回答他在使用过程中发现的如下问题。（1）图4中只有两根外接导线，这样的用电器有什么危害？应当怎样加以完善？（2）将三脚插头插入电源插座，不用按开关，指示灯就发亮，按下开关后，指示灯亮度不变，此时为什么开关对指示灯的亮度没有影响？（3）电饭煲工作了15min会出现大量“白气”，这些“白气”是怎样形成的？（4）电饭煲工作了25min，听到“啪”的一声，指示灯不亮了。以此推测，感温软磁体的磁性可能受什么因素影响？怎样影响？（5）听到“啪”的一声后又过了10min，指示灯又发光，一会儿指示灯又熄灭了。分析在相同条件下，不同种类金属的热胀冷缩程度是否一样？（6）要想获得恒温的温水，你可以怎样做？（7）电饭煲使用较长一段时间后，常常在饭未完全熟透时就“跳闸”，这样就会出现“夹生饭”，请问这种情况电饭煲可能在什么地方出现了故障？为什么？启示：此题设问独具匠心，通过请你也参与共同探究的方式提出七个问题。学生要做出正确的解答，必须对电饭煲的电路工作原理、机械工作原理、电工知识、电磁知识、热学知识等都融会贯通。七个问题将电饭煲的“秘密”问得清清楚楚、明明白白，是难得的好题。我们要关注以家用电器为载体的结构原理分析题，特别是关注以研究性学习为目标的新家电问题。3、右图是一种电梯的结构示意图，电梯厢在电梯井中沿竖直通道上下运行。钢链的两端分别固定在电梯井顶部的A点和B点，同时钢链绕过重15000N电梯厢下的滑轮而托起整个厢体E，又跨过电梯井顶部由电动机驱动并带有齿轮的轮轴C，在C和B之间吊起与动滑轮相连的配重D。电梯载重量为10人（1人的重量按60kg计算，取g=10N/kg，忽略摩擦及钢链的质量）。请回答：（1） 配重的功能是什么？在已知电梯厢重和载重量的情况下，配重的质量最好是多大？（2） 当电梯满载匀速上升时，A、B两点受到的拉力各是多大？启示：本题甚至考倒了参赛中最拔尖的学生，是能力障碍设置极妙的好题。学生平时接触比较多的是有明确数据和条件的题目，这种要根据实际情况来设计具体条件的命题平时难于见到，所以考生一时难于根据实际情况获取条件（取5人的平均质量）来解题。4、1998年某地区遭受特大洪涝灾害。为了抗洪抢险，急需在20h内从甲地调运65t钢材到乙地。仅剩下一艘满载时排水量为80t的货船，船身（包括船员）质量约17t，已知甲、乙两地的水路距离为80km，船行驶的平均速度为10km/h（不计水流速度）。请你设计一个完成此项任务的可行性方案；通过分析、计算，找出最佳方案。（钢材的密度为7.9103kg/m3）启示：教学中应注重培养学生更高层次的设计能力，及在多种方法中选取最佳可行性方案的能力。二、竞赛教学应成为学生发展探究的平台。弘扬人的主体性发展是现代社会发展的主题，探究性自主学习是基于这一背景下孕育而生的，它充分体现了以人的发展为本的理念。建构主义认为，学习是一种建构的过程，学生是知识的积极建构者，教师则是学生建构知识的支持者、辅导者、合作者，负有调动学习者积极性的使命，探究性自主学习能促进知识积极的和有意义的建构，促进学生主体发展，提高学生自主发展和可持续性发展的能力。因此，作为教师，必须转变教学观念，树立正确的育人理念，建立民主平等的师生关系，着力营造探究性学习的氛围。如有这么一次探究，我提出问题：八只相同的杯子分别装入不同的分量水后，敲击它们，哪一只杯子的音调最高？大部分学生高声回答：“水最多的音调最高”。我先不给评判，强调用实验探讨一下，实验器材很快准备好了，学生又敲又听，仔细区别音调，终于得出正确结论。学生觉得这个关于音调的生活试题既有意思又很奇妙，出现错误关键在于震动物体不同，混淆不清。向瓶内灌水，是空气柱振动，敲杯子是杯壁振动，从而从振动的减缓上深刻地认识到装水越多音调越低，这样让探究性自主学习真正进入竞赛教学中，才能使学生具有良好的人文素养和科学精神，真正成为学习的主人。三、竞赛教学要灵活开放，重视学生的自主性。在充满生命活力的竞赛教学中，教师必须在围绕学生发展的基础上充分运用自己的教育智慧，保持课堂的灵活性和开放性，发挥学生的主体性，让自己融入教学中，与学生共同“生成”教学互动局面。真正的学习不仅仅是纯物理知识的增长，更重要的是学生自己的亲身体验。竞赛教学中，教师应运用物理本身的魅力，激发学生探究、求知、创新的欲望。如：浮力问题一向被认为是一个难点，它让许多学生为之困惑，我设计一个开放式的问题：尽可能多地想出打捞沉船的妙招。学生动脑思考，热烈讨论，教师参与其中，及时进行恰如其分的启发，认为较好的办法有三种：（1）把两只很大的木船并排拴在一起，船上装满泥沙。两艘船之间还搭建了一个很结实的木头架子，船固定在沉没的地方，把铁索一端拴在木架上，一端则潜水拴在沉船上。这一切完成后让人把泥沙扔到河里，随着泥沙的减少，沉船漫漫的向上浮起，就这样不停的工作下去，一段时间后，沉船终于被打捞上来了。（2）根据沉船的轻重，决定打捞船只的多少，比如开六艘大船来到沉船的海面，将每两只船分为一组，其中一艘装满了石子，另一艘空着，接着用三根绳索拴在沉船的船头，三根拴在船尾，这六根绳索的另一端则分别拴在六艘船上，人们把三艘船上的石子分别挑到另外三艘空船上，然后再挑回来，每次都把松了的绳索收紧，如此这般倒腾多次，沉船居然就露出了水面。（3）预先把浮筒灌满水让它沉入海底，把几条钢缆都固定在沉在海底的浮筒上之后，就开始用软管把几个大气压的压缩空气压入浮筒内，桶内的水被挤出后浮筒变轻，将沉船拉出水面。为了验证每种方法的可行性，我继续组织学生做简单的模拟实验，到航模组借来几艘小船，用铝制空饮料罐自制简易浮筒，将三种打捞方法逐一验证，每用一种方法将沉船打捞上来后，学生都鼓掌欢呼，激动不已。他们在难忘的合作探究中获取了浮力的知识，感悟到解决问题的方法不是单一的，在各种方法的比较中，在多种途径的尝试中、碰撞中，活化了学生的思维，学生的发散思维得到升华。四、竞赛教学中要把生活物理社会有机结合起来。“生活教育”是陶行知教育思想的核心，它由三部分组成：“生活即教育”、“社会即学校”、“教学做合一”，他认为最好的教育就是从生活中学习。结合物理教学的特点，教师要把生活、物理、社会有机的结合起来，让学生在切身体会中感悟新知识，从而使竞赛教学充满盎然生气。初中生具有相当多的生活经验，对生活中的许多物理现象或问题怀有浓厚的兴趣，教师要巧妙的运用学生在生活中的感知，激发学生强烈的求知欲。在讲到流速与压强的关系时我设计了这样一个诱思探究、层层深入的问题：（1）厦视新闻报道一男子靠近铁路行走，被急驶而来的火车碾死，你觉得火车高速驶来时应怎样保护自己？（2）一阵穿堂风从讲台前吹过，橱门自动打开，关起来后，又有一阵风吹过，又打开，为什么？上课时学生恰好亲眼目睹这一情景，亲身感触，理解透彻，都争先恐后的抢答这一问题。（3）放在阳台棚窗上的床板大风刮过后，厚重的木板被掀翻在阳台的地上，为什么？（4）为什么刮台风会将不结实的屋顶掀开？（5）想个简单可行的方法将非洲草原犬鼠的洞穴变成一个天然的空调系统。同学们兴致大增，猜想各种方法。最好的方法是：在其中的一个出口隆起土堆成土包状，地面上的风吹过时，就有习习凉风吹进洞穴，成因实际上是两个洞口形状不同，决定了吹过平坦表面的风运动速度小，压强大，吹过隆起表面的风流速大，压强小（相同时间风运动的路程长，速度小，路程短，速度大）。再问若土包堆在右洞口上，洞穴中空气的流动方向？（答案：从左洞口流到右洞口）。接着请他们自己设计机翼的形状，解释香蕉球的成因。这一系列问题使学生学习兴趣大增，他们感到原来身边有这么多有趣的物理问题等待我们去探索。我自己观察到这么一个有趣的现