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标题

柔中寓刚见功力

范文

曹宏　张善贤

摘要：所谓“柔中寓刚见功力”指2019年苏州市中考物理试卷中区分度较高的九个设问所显现的命题者功力.这些问题表面乍看情境波澜不惊，一幅寻常态，然而水下却激流涌动，暗藏玄机.考生求解时需克服思维定势的干扰，经由表及里、由此及彼的深度剖析，挖掘隐藏条件，才能破译，细细品来余味无穷.

关键词：中考试题;巧设隐藏条件;思维定势;问题破译

文章编号：1008-4134（2019）20-0054中图分类号：G633.7文献标识码：B

作者简介：曹宏（1969-），男，江苏南通人，本科，中学高级教师，研究方向：初高中物理学科教学与评价;

张善贤（1940-），男，江苏苏州人，本科，中学高级教师，研究方向：初高中物理学科教学与评价.

在2019年江苏省苏州市中考物理试卷中，區分度较高的试题（设问）约有九个.这九个问题按照《义务教育物理课程标准》三大主题板块划分统计如下：属于“物质”板块的是第29题第（2）小题测量小瓷杯密度;属于“运动与相互作用”板块的有第19题第（2）空装满水的小试管倒扣在水中时管口中心压强，第21题第（3）空细绳悬向，第22题第（2）小题中的延迟时间问题，第27题第（4）小题反射光束的射向，第28题杠杆实验探究;属于“能量”板块的有第12题平抛小球机械能转化问题，第30题欧姆定律的应用——测电阻.下面就以上述排列的先后逐题剖析试题命制者是如何在寻常情境下巧设隐藏条件，考生在解答时如何由表及里、由此及彼地透析，克服思维定势，有效挖掘条件破译问题的.

1浮沉法测小瓷杯密度大小的讨论

原题摘录如图1所示，先在量筒内放入适量的水，液面刻度为V1;再将小瓷杯浸没于水中，液面刻度为V2，最后捞出小瓷杯并将杯中的水倒回量筒，使其浮于水面（水未损失），液面刻度为V3.小瓷杯密度的表达式ρ杯=（用V1、V2、V3和ρ水表示）.实验完毕发现小瓷杯内的水未倒干净，则所测结果（选填“偏大”“偏小”或“不变”）.

巧设隐含条件“发现小瓷杯内水未倒干净”，分析此情况对所测结果有无影响.

有的挖掘破译对于第一空极易运用密度公式和漂浮条件得到ρ杯=V3-V1V2-V1ρ水，区分度一般.对于因为“小瓷杯内水未倒干净”对所测结果有无影响的第二空，却十分扑朔迷离，只要揣摩出小瓷杯内的水来自于量筒，就能豁然开朗.设想这些水的体积为V，那么量筒内液面刻度比原来液面刻度值减小V，但小瓷杯内多了体积V的水，这部分水导致小瓷杯增加的浮力恰为体积V水的重力，也即水面刻度又应增加V，对于量筒内的液面来讲，一少一多，正好相互抵消，液面刻度仍然为V3，所测小瓷杯的密度不变.

常见思维定势一种片面认为小瓷杯内水未倒干净，导致带水小瓷杯质量增加，使它排开水的体积大于V3，所测小瓷杯的密度值偏大.另一种片面认为小瓷杯内水未到干净，量筒内原水面就要下降，导致小瓷杯漂浮在量筒水面时所对刻度V3就要变小，使测得的小瓷杯密度值偏小.乍看两种错误大相径庭，但根源都是思维定势所致.

2倒扣的满水试管管口中心压强如何变化

原题摘录如图2甲所示，一个装有适量水的烧杯放置在水平桌面上，将一装满水的小试管（管壁厚度不计）倒扣在水中.对小试管施加一个竖直向上的拉力F，使其缓慢上升到如图2乙所示位置.在此过程中，小试管中一直充满水……试管口中心的压强（选填“变大”“变小”或“不变”）.

巧设隐含条件“装满水的小试管倒扣在水中”，拉力F提升小试管“缓慢上升到图2乙所示的位置”“小试管一直充满水”.

有的挖掘破译分析小试管管口中心压强时，可以用装水的烧杯为背景对象.对烧杯而言，水面上的大气压强保持不变，当小试管缓慢上升的过程中，试管管口的深度变小，试管管口中心的压强为大气压强和水的压强两部分之和，大气压强保持不变，但水对管口的压强随深度的减小而减小，所以试管管口中心的压强变小.

常见思维定势由于研究的是小试管管口中心的压强，考生会不假思索地以小试管为背景对象，显而易见小试管在缓慢上升过程中，试管中水柱高度不变，毫无疑问试管口中心压强保持不变.殊不知倒扣的小试管的管底对试管内的水也产生压强，并且这个压强随小试管缓慢上升而变小，这样导致试管口中心压强的总值变小.

3风吹气球中间的连接绳的悬向

原题摘录如图3所示，一氢气球用细绳系在玩具车上，静置于广场的光滑水平地面上.当有匀速的风沿水平方向向右吹来，气球和玩具车在风力作用下向前运动……一段时间后玩具车匀速前进，此时细绳（选填“向左倾斜”“向右倾斜”或“保持竖直”）.

巧设隐含条件“静置于……光滑水平地面上”“匀速的风沿水平方向向右吹来”“向右运动”“匀速前进”.

有的挖掘破译

方法一：单刀直入，就“时”论事.因为“一段时间后，玩具车匀速前进”，其运动状态不改变.在水平方向上玩具车就有“不受力”和“受平衡力作用”两种可能情况，那么究竟是哪种情况呢？由于玩具车“静置于光滑水平地面”，所以玩具车向前运动时，水平方向不受到摩擦力的作用，玩具车的动力来自于沿水平方向向右吹的匀速的风，当车速与风速大小相等时，动力就为零，因此只要细绳保持竖直，那么小车在水平方向上就不受到力的作用，带气球的玩具车保持向右匀速前进状态.

方法二：分时段全程分析.拟就“静置”“风吹起步”“稍后”“一段时间后”四时段气球和玩具车水平的受力情况、运动状态、细绳悬向列表分析，见表1.

常见思维定势学生易受到日常风吹气球情境的干扰（如图4所示），并且依据力是物体运动的原因想当然地做如下分析：开始时系有气球的玩具车静置于广场水平地面上，因为无风时气球和车都静止，后来风吹气球就向右运动，细绳向右倾斜，虽然车也向右运动，但是气球迎风面积大，受到的风力大，向右运动比玩具车快，细绳始终向右倾斜.

4同步静止轨道卫星电话通话的延迟时间

原题摘录北斗导航卫星……属地球静止轨道卫星，它运行在位于地球赤道上空约36000km的圆形轨道上……两人通过卫星电话通话时，发出“呼叫”与听到“回应”之间有一段时间差，称之为“延迟时间”……请你估算出使用卫星电话通话的“延迟时间”至少为s.

巧设隐含条件“卫星电话通话时，发出‘呼叫再到听到‘呼叫回应有一段时间差”.

有的挖掘破译对所谓“延迟时间”的阐述要准确理解，它不仅包括了从发者“呼叫”发出开始，到听者听到“呼叫”过程中电磁波在空中传播一个来回的时间，还包括了从听者发出“回应”开始，到发者开始听到“回应”过程中电磁波在空中传播的第二个来回时间，电磁波的两个来回时间就是题中所说的延迟时间，则至少为0.48s.

常见思维定势利用激光或电磁波测量距离属常规测试题，多数学生耳濡目染，驾轻就熟.苏科版《物理》八年级（上）第三章光现象就专题介绍了激光测距仪.“激光测距仪工作时，向目标发射脉冲激光束，并接收由目标反射回来的激光，从而测出激光往返所经过的时间，进而算出目标与激光测距仪之间的距离”.2018年常州中考物理卷第17题就是这类试题.该题给出了地面测控中心向印度“月球1号”卫星发射电磁信号后经过2.6s后收到回波信号，要求计算卫星与测控中心的距离.该题中电磁波只经过一个来回.

5探究光的反射定律的纸板倾斜后反射光束的射向

原题摘录“探究光的反射规律”的实验装置如图5所示.平面镜放在水平桌面上，标有刻度（图中未画出）的白色纸板ABCD，能绕垂直于CD的ON轴翻转，在纸板上安装一支可在纸板平面内自由移动的激光笔……在图5中，若将纸板（连同激光笔）绕CD向后倾斜，此时反射光束.

A.仍在纸板上呈现B.被纸板挡住

C.在纸板前方

巧設隐含条件“平面镜放在水平桌面上”“将纸板（连同激光笔）绕CD向后倾斜”.

有的挖掘破译仔细审读题设情境，回顾平时操作程序，确认平面镜不随纸板倾斜，这样过入射点的法线始终竖直向上，纸板绕CD向后倾斜，法线就跟纸板分离位于纸板前方，跟法线、入射光线位于同一平面的反射光线一定也在纸板前方.

常规思维定势学生对法线的定义模糊，以为法线是与纸板和水平面相交线CD相垂直的直线，这样法线就随纸板连续转动，始终位于纸板ABCD面上，反射光束似乎理所当然仍在纸板上呈现.

6探究杠杆平衡条件实验中弹簧测力计的示数

原题摘录如图6所示，安装好杠杆，将其放到水平位置后松手，发现杠杆沿顺时针方向转动.若未调节平衡螺母，直接就在A点挂了3个重力均为0.5N的砝码，在B上用弹簧测力计竖直向下拉杠杆，弹簧测力计的示数与2N相比会（选填“偏大”“偏小”或者“不变”）.

巧设隐含条件杠杆“放到水平位置后松手，发现杠杆沿顺时针方向转动”“未调节平衡螺母”而直接开展上述实验.

有的挖掘破译杠杆自水平位置松手后沿顺时针方向转动起来，不属于匀速转动情况，表明杠杆自身重心位于支点O的右侧，相当于在杠杆右侧重心所在点挂了一个跟杠杆等重的钩码，致使弹簧测力计的拉力F和OB的乘积一定小于1.5N的钩码重力和OA的乘积，弹簧测力计的示数偏小.

常见思维定势苏科版《物理》九上教材“探究杠杆的平衡条件”学生实验的第一步操作就清清楚楚写上“安装好杠杆，调节杠杆两端的平衡螺母，使之在水平位置平衡”.所以对绝大部分学生都能按部就班地操作，但是相当数量的学生却不知道为什么要进行这一操作，当然也就不知道不做此步操作的后果.至于这一操作可跟使用天平称物体质量时，首先要调节天平平衡挂钩联想者更是寥寥无几，显然提升学生实验的效益始终是物理教学永恒的主题.

7平抛皮球在弹跳过程中的机械能

原题摘录将皮球从离地某一高度O点处水平抛出，球落地后又弹起，它的部分运动轨迹如图7所示.下列说法正确的是

A.皮球经过同一高度的A、B两点时动能相等

B.皮球第一次反弹后到达最高点P点时速度为零

C.皮球在D点时的机械能小于在C点时的机械能

D.若将皮球表面涂黑，则会在地面M、N两点留下两个大小相等的黑色圆斑

巧设隐含条件“皮球在某一高度水平抛出”“部分运动轨迹图”.

有的挖掘破译“皮球在某一高度水平抛出”，其信息量有：（1）皮球在弹跳过程中，始终有大小不变的水平方向的速度;（2）皮球在抛出点O，不仅有最大的重力势能，而且还有动能，总的机械能最大;（3）弹跳过程中，图中所示的其它各点乃至全过程，皮球的动能有变化但不为零.“部分运动轨迹图”其信息量有：（1）由P点高度低于抛出点O的高度可知皮球弹跳过程中，总机械能不断减少，即皮球的重力势能和动能之和不断减小;（2）由于重力势能大小与皮球所处的高度有关，高度越高，重力势能越大，皮球在M、N两点重力势能为零，总机械能不为零.（3）皮球在弹跳过程中，相邻两落地点的间距逐渐变小，因为在弹跳过程中，皮球到达的最高点的高度在减小.依据以上信息，排除ABD，选C.

常见思维定势苏科版物理关于机械能转化的教学内容只涉及重力势能和动能之间的转化，没有上升到总机械能怎样变化的高度.而且多数仅局限于物体在自由落体，竖直上抛运动和摆球摆动过程中的机械能转化.

8运用欧姆定律诊断简单电路故障

原题摘录小明用图8所示电路测量定值电阻Rx的阻值（约十几欧），电源电压6V，电路连接好以后，将滑动变阻器滑片移至最左端，闭合开关，发现两电表开始有示数，后来突然都变为0.他用一条导线检查电路故障，当将该导线两端分别接a、d接线柱上，发现电流表有示数，电压表示数仍为0;当将该导线两端分别接c、f接线柱上，发现电压表有示数，电流表示数仍为0，请由此判断故障所在.

巧设隐含条件图8电路，闭合开关“两电表示数突然都变为0”，用导线接a、d仅电流表有示数，用导线接c、f仅电压表有示数.

有的挖掘破译闭合开关发现两表示数都为0，肯定电路除b、c段以外发生断路（诊断一），用导线接a、d，ad左侧电路被短路，电压表示数肯定为0，而电流表有示数，表明ad右侧电路通路（诊断二）.用导线接c、f，电流表示数肯定为0，而电压表有示数，表明a、c左侧电路通路（诊断三），依据诊断二，诊断三，c、d间电路断路确定无疑，该结论也与诊断一吻合.

常见思维定势电路故障分析判断，通常局限于器件故障.如用导线检测，一般多见的是将导线两端连接在单个器件两侧.

9用电压表和定值电阻组合法测未知电阻阻值

原题摘录如图9所示，小明用一根标有长度刻度，总长为20.0cm，总阻值为10Ω的均匀电阻丝和一根带有鳄鱼夹的导线，再用一只电压表组成右侧的电路测量本文第八部分的未知电阻阻值Rx.假定均匀电阻丝的阻值与长度成正比，AB为电阻丝，C为鳄鱼夹（相当于滑片）.连接好电路以后，经多次实验测得的数据如表2所示，请利用表中数据求出待测电阻的阻值.

巧设隐含条件“均匀电阻丝”AB和“一根带有鳄鱼夹的导线”组合，“再用一只电压表组成测量未知电阻阻值的电路”“利用表中所有数据求出待测电阻”.

有的挖掘破绎均匀电阻丝AB和鳄鱼夹就组合成一个电阻箱，图9电路就是常规的伏阻法测电阻的电路图.根据均匀电阻丝阻值与长度成正比的信息以及给定的电阻丝的总长、总阻值，可以求出不同长度时细电阻丝的阻值R0，再运用欧姆定律，用电压表示数U和电阻箱的阻值R0，算出待测电阻的阻值Rx=（U0-U）R0/U，（式中U0为电源电压）.利用表中所有数据求出待测电阻，就是要求用三次测量到的Rx1、Rx2、Rx3，算出Rx的平均值（Rx1+Rx2+Rx3）/3，即为待测电阻阻值.

常见思维定势苏科版物理九上第十四章第4节“欧姆定律的应用”侧重介绍了伏安法测未知电阻的阻值，学生思维往往会局限于学习过的实验器材和实验方案，须知欧姆定律及其应用是《义务教育物理课程标准》仅有的五个理解级别主题内容之一，因而思维不应定格教材中所呈现的内容，要善于作由此及彼、由表及里的迁移和扩展.在本题中学生将“带刻度的均匀电阻丝”联想成一只电阻箱，以及读出“利用表中所有数据”的含义都是破解思维定势的关键.

10结束语

综上所述，2019年苏州市中考物理试卷设计的有区分度的九个设问点朴实而彰显机敏，不拘一格，别具匠心，十分有利于有创新思维的人才脱颖而出.

当然，金无足赤，如执着要对这些设问作一番推敲的话，笔者认为在某些内容上还是略有超“标”（指义务教育物理课程标准）和要求偏高的瑕疵.

对照《课标》制定的教学目标和义务教育苏科版物理教材的具体要求，有三处的难度似乎拔得偏高了些.譬如倒扣的满水试管管口中心压强的考查，涉及到密闭液体对外压强的传递（帕斯卡定律和连通器原理），“标”“本”均不做要求.譬如风吹系有氢气球的玩具车运动时，连接两者的细绳是否倾斜的考查，涉及对连接体进行受力分析、运动独立性的观点等知识，情景和过程都较复杂，答题时“蒙”的成分反而增加.再如平抛皮球弹跳过程中机械能的转化和机械能总量的变化，也略超出“标”“本”要求，因为“标”“本”都止步于动能和重力势能相互转化这一高度.诚然，相对于“柔中寓刚”的试卷风格而言，以上三处瑕疵都是不足挂齿的.

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部.义务教育物理课程标准（2011年版）[M].北京：北京师范大学出版社，2012.

[2]马颜鹏，陈宇，崔雪梅.基于义务教育物理课程标准的中考物理试卷难度分析——以2016—2018年吉林省统考试卷为例[J].内蒙古师范大学学报（教育科学版），2019，32（06）：94-97.

[3]张丹.新课标下中考物理试题分析与研究[D].昆明：云南师范大学，2017.

[4]戴玲娟.提高命题能力助推教师专业发展——以2016年江苏省南通市中考物理試卷为例[J].湖南中学物理，2017，32（01）：76-78.

（收稿日期：2019-07-15）

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