内容正文:
2025年广东中考物理最后一题说题
——华永宏 9.10
一、命题立意:素养导向,引领教学
这道题的命制紧密围绕物理学科核心素养,旨在考查学生在真实、复杂的情境中综合运用物理知识解决问题的能力,而不仅仅是对孤立知识点的记忆和简单套用。
1.核心素养的综合考查:题目将物理观念(如气压、电路、质量、密度)、科学思维(模型建构、科学推理、分析综合)、科学探究(基于证据的推理、误差分析)和科学态度与责任(对我国航天科技的关注、严谨的科学态度)的考查融为一体。
2.“素养立意”的体现:试题选择了我国自主研制的望宇登月服这一前沿科技素材,引导学生关注国家科技发展,体现了物理课程的育人价值,有助于激发学生的民族自豪感和科学探索兴趣。
二、情境来源:贴近实际,注重关联
该题的情境设计体现了课程标准中“从生活走向物理,从物理走向社会”的理念。
1.真实性:以我国2025年望宇登月服的研制为背景,情境来源真实,反映了当代科技发展的前沿成果,具有鲜明的时代特征。
2.综合性:情境融合了航天科技、材料科学、电路设计、气体性质等多方面内容,体现了跨学科的特点,要求学生能够综合运用所学知识。
3.教育性:通过对登月服气密性检测这一具体工程问题的简化,将复杂的科技问题转化为学生可理解的物理模型,体现了科学、技术、社会、环境(STSE) 的联系。
1.阅读短文,回答问题。
登月服
2025年2月,我国望宇登月服进入初样研制阶段。望宇登月服主体由多层结构组成,包括内衣舒适层、保暖层、通风服和水冷服、气密限制层、隔热层和外保护层等。某科技小组为检测模拟登月服的气密性,设计了气压检测装置,其电路如图甲,R0的阻值为30Ω,恒流电源输出电流恒为1A,当气压p≤1.25×103Pa时,压敏电阻Rg的阻值随气压p的变化关系如图乙(为方便计算,图象已作近似处理)。
测试时,如图丙,将充满空气的模拟登月服M和检测装置放入空腔N中,将N抽成真空后密封(不计此过程中M漏气)。启动检测装置,开始计时,此时M内的气压为1×105Pa。已知M漏气速度越来越慢,
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经过8h,若M漏出空气的质量小于充气质量的10%,则M的气密性达标。M、N内的气压与各自内部空气的密度成正比,且比例系数相同;容积VM:VN=1:5。不计检测装置的体积、M的厚度以及M和N容积的变化。
_______
(1)通风服和水冷服可利用水吸收登月服内的热量,是利用了水的比热容 ____ 的特点。
(2)M漏气过程中,电流表示数变 ____ 。
大
小
5
(3)开始计时后,经过4h电流表示数为0.6A,此时N内的气压为 _____ Pa,M漏出空气的质量为充气质量的 _____ %。请判断M的气密性是否达标并说明理由: _________________________________________________________________________________________________________________________________________ 。
(4)思考(3)的检测过程,为使电流表示数变化范围最大,可改变R0的阻值,设真空时电流表示数为I0,经过4h电流表示数为I1,要使I0与I1的差值最大,R0的阻值应为 ____ Ω。
875
3.5
达标。M漏气速度越来越慢,4~8h漏出的空气质量与充气质量的比例会小于0~4h的漏气比例3.5%,0~8h的漏气比例会小于10%
60
6
三、解题过程:凸显思维,层层递进
解题过程充分考查了学生的科学思维和科学探究能力,需经历以下思维过程:
1.模型建构:需要将实际的登月服气密性检测系统抽象为理想化的电路模型和气体动态变化模型。识别出压敏电阻Rg的气压-电阻特性是解题的关键。
2.科学推理与分析综合:
第(2)问:分析电流表示数变化,需要理解气压下降导致Rg阻值变化,进而影响整个电路电流。这涉及到动态电路分析。
第(3)问:求N内气压和漏气质量比例,是题目的难点。需要结合图乙的近似处理函数、欧姆定律、气体状态方程(比例关系) 等进行综合计算和推理。判断气密性是否达标:需要基于“漏气速度越来越慢”这一条件进行科学论证,推断4-8小时的漏气比例会小于前4小时,从而得出结论。
3.数学应用:解题过程中需进行精确的数学运算和函数分析,体现了物理与数学的紧密联系。
此题如何体现物理学科核心素养:
核心素养 内涵体现 题目中的具体表现
物理观念 从物理学视角形成对物质、运动与相互作用、能量等的基本认识。 理解气压、电路、质量、密度等概念,并能在此复杂情境中识别和运用它们。
科学思维 模型建构、科学推理、科学论证、质疑创新。 将检测系统抽象为电路和气体模型;进行动态电路分析和逻辑推理;论证气密性是否达标。
科学探究 基于证据得出结论并作出解释。 利用图像(图乙)、电流表示数等证据,推断气压变化和漏气情况。
科学态度与责任 认识科学本质,体会物理学对人类社会发展的推动作用;培养严谨认真、实事求是的品质。 通过我国航天科技成就激发兴趣;计算与论证过程中需保持严谨、实事求是的科学态度。
四、变式拓展:延伸思维,丰富探究
基于此題,可以进行多角度的变式拓展,以进一步培养学生的能力
变式方向 具体设想 考查能力侧重
改变实验条件 假设M、N的容积比(VM:VN)发生变化,或初始气压不同,分析对电流表示数变化范围和漏气判断的影响。 模型应用、条件推理能力
转换物理量测量 不检测气压,而是设计一个通过温度变化(如利用热敏电阻)来检测登月服隔热性能的电路,并判断是否符合要求。 模型迁移、创新设计能力
增加探究开放性 让学生自己提出一种检测登月服某方面性能(如材料强度、热循环性能)的简易实验方案,并说明其原理和判断标准。 科学探究、创新思维
误差分析 讨论“图乙已作近似处理”这一条件在实际实验中可能带来的误差,并提出减小误差的方法。 科学探究、批判性思维
跨学科联系 分析登月服中“水冷服”的工作原理(比热容)或“气密限制层”可能使用的材料特性(化学材料),撰写一篇小型科技说明文。 跨学科实践、科学表达
五、教学启示:聚焦素养,改进教学
这道题对日常物理教学有积极的启示:
1.重视真实情境的创设:教学应更多地引入与生活、科技、社会热点紧密相关的真实情境,避免脱离实际的知识灌输。引导学生学会从复杂情境中提取有效信息,建立物理模型。
2.强化科学思维训练:教学中要注重对学生模型建构、科学推理、科学论证、质疑创新等思维能力的培养。多设计“为什么?”“如何证明?”“如果…会怎样?”类型的问题,鼓励学生深入思考。
3.突出实验探究地位:让学生亲身经历完整的实验探究过程,而不只是记住实验结论。鼓励他们设计实验、分析误差、改进方案,培养实践能力和探究精神。
4.促进跨学科融合:有意识地加强物理与数学、化学、生物、地理等学科的关联,设计一些跨学科主题的学习任务或项目,帮助学生形成综合性的知识网络和解决问题的能力。
5.关注科技前沿与国情教育:将我国科技发展的最新成就引入课堂,如航天、新能源、深海探测等,激发学生学习兴趣,增强民族自豪感和科技强国的责任感。
感谢聆听
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