前言:我们精心挑选了数篇优质初中物理热效率文章,供您阅读参考。期待这些文章能为您带来启发,助您在写作的道路上更上一层楼。
一、 简约、准确的源头分析是解决电学综合题的基础
初中电学知识面广、知识点杂、题型变化多、计算公式多.这是造成我们学习困难的主要因素.但如果能够对知识点源头进行有效的分析、整合,就能为我们指引出一条捷径,大大减轻同学们的学习负担.初中电学知识可以归纳为以下几点:
1. 一个定律:欧姆定律.欧姆定律是电学中的基本规律,是所有电学知识联系的纽带,是电学题考查的重点.欧姆定律是实验定律,在学习中同学们要掌握其科学探究的方法.
2. 二种连接方式:串联与并联.串联与并联是最基础的电学题考查内容,也是很多电学题分析、思考中必不可少的知识点.
3. 三个物理量:电流、电压、电阻.从某种意义上讲,电学题的计算就是这三个物理量之间的运算.因此,正确理解这三个物理量是学习的关键,明确每一物理量的含义及单位是学习的重点.
4. 四种仪表:电流表、电压表、电能表、滑动变阻器.对于电流表、电压表和电能表主要是掌握其连接方式、量程的选择、读数,这是实验题中经常出现的内容.滑动变阻器在生活实践中、电学实验中都起着重要作用,并且对电学题的变化也是起着媒介的作用.
5. 五个重要实验:探究串、并联电路电流的规律; 探究串、并联电路电压的规律;探究电流与两端电压、电阻的关系;伏安法测电阻;测量小灯泡功率.这五个实验都是历年来中考的热点.
下面以2011年泰州市中考试卷第三大题26小题为例进行具体分析.
图1是一台常用的电热饮水机,下表是它的铭牌数据,图2是它的电路原理图,其中S是温控开关,R是定值电阻,R是加热电阻.当S闭合时,饮水机处于加热状态;当S断开时,饮水机处于保温状态.
(1) 在加热状态下,饮水机正常工作时电路中的电流是多大?
(2) 饮水机正常工作时,将热水箱中的水从20℃加热到90℃,需用时14min[水的比热容为4.2×10J/(kg•℃)].求此加热过程中: ①水吸收的热量;?摇 ②饮水机的加热效率.
(3) 求电阻R的阻值(保温功率是指整个电路消耗的功率).
从知识点分析,这是一道电学与热学综合的计算题,是现在中考的常见题型.很多同学看到这样的综合题感觉束手无策,但如果我们静下心来,细心分析,就会找到解题的正确方法.
本题第一小题主要应用到电功率公式,第二小题应用到热量计算公式和效率问题,第三题较难一点,要求对串联电路和电功率公式能够熟练运用.
理清了题目问题的源头,下面就是解题策略的正确运用了.
二、 清晰、简便的解题策略是电学题有效学习的关键
1. 细读题目,正确审题
审题是解题的前提,对电学综合题的审题主要是明确题中的已知条件、学会通过题中的“关键词”找出隐含条件如:“正常发光”、“不超过”、“串联”、“并联”、“电压恒定不变”、“最大”、“最小”等等,而这些关键词往往是解题的切入点.另外还要分析待求物理量与已知量的关系等.
本题应主要关注加热功率和保温功率的区别,水桶容量和热水箱容量的区别,在计算时千万不要相互混淆.例外,本题中电阻R和R实际上都是定值电阻,不管是加热状态还是保温状态阻值都是不变的.只有对题目中的这些关键词有了正确的理解,才能够在解题中不走弯路.
2. 去繁就简,优化电路
在一些综合性较强的电学题中,当电路中的开关断开和闭合状态发生改变时,元件的连接形式往往发生了改变,画出等效电路图可简化复杂电路.特别在刚刚接触电学计算题时,要让学生养成多画等效电路图的习惯,多次练习之后,就会习惯成自然,即使不在纸上画出,在心里也会有一个简化之后的等效电路图.
本题电路图虽然简单,但同样能够进行电路的优化.本题中电热水机在加热状态和保温状态时,电路图可优化为以下两种:
① 在加热状态时,开关S闭合,电阻R被短路,电路可简化为图3.
② 在保温状态时,开关S断开,电阻和串联,电路可简化为图4.当这样的两个电路图呈现在同学们面前时,我相信同学们就能顺利解决问题了.
3. 有的放矢,选择公式
电学题中公式多,我们要能够根据题目中要求解的物理量选择合适的公式,在这个过程中,要注意与题目中的已知条件进行验证,以确定公式的适用性.
本题中第一小题要求解在加热状态下,饮水机正常工作时电路中的电流是多大.对于电流,与之相关的公式主要有欧姆定律和电功、电功率计算公式.但显然本题中的已知条件是电功率,所以我们主要运用P=UI这一公式进行求解.
第二小题计算公式比较明朗,Q=cm(t-t0),需要注意的是水的质量要由热水箱中水的体积求得.对于饮水机的加热效率问题,我们只要对比机械效率的求解就不难理解,即热水箱中的水吸收的热量与14min内饮水机消耗电能的比值.
第三问中公式的运用较复杂,但总体来说都是P=U/R这一电功率推导公式的运用,但在公式运用中,特别要注意各个公式运用时研究对象的同一性.
解题过程如下:
解:(1) I===2A?摇?摇 (要注意功率的选择)
(2) ① m=ρV=1.0×10kg/m ×1×10m=1kg?摇
Q=cmt=4.2×10J/(kg•°C)×1kg×(90°C-20°C)=2.94×10J
② W= Pt = 440W×14×60s =3.696×10J
η===79.5%
(3) R===110Ω?摇?摇?摇(注意公式运用的同一性)
R===1210Ω
R=R-R=1210Ω-110Ω=1100Ω
4. 善于总结,归纳要领
解决电学题不仅要“知其然”还要“知其所以然”,在学习过程中,不断的总结错误的原因,归纳解题的规律,注意举一反三,融会贯通,及时查漏补缺,自然会变难为易.据统计今年中考这道电学综合题失分较多,其主要原因就在于审题不清,公式运用不熟练.
中考题型每年都会有一定范围的变化,要能够在以后的中考中立于不败之地,不仅要熟悉各种典型题型,还要能够把握电学综合题变化的趋势.
三、 热门、实用的拓展分析是电学题有效学习的趋势
随着新课改的实施,以及与国际教育的接轨,中考物理题型已发生了很大的改变,由原来的纯理论试题向现在以实际应用题为主的转变.我们学生在学习时也要及早认识,及时转变学习方法,以适应电学题的发展.从近几年的中考题型来看,电学题综合题的拓展变化主要从以下几个方面入手.
1. 向科技前沿靠拢
物理学是一门应用型科学,物理学的学习和研究就是为了推动科技的进步,让物理学习回归本质才是符合教育发展的规律.
2. 与基础生产、生活相接轨
物理来源于生活须服务于生活,电学与我们的生活息息相关,电学题更应该回归生活.上题就是这类拓展的具体应用.
3. 在实际操作细节中分析问题
一、类比法的概念和优势
类比法,也叫“比较类推法”,是指由一类事物所具有的某种属性可以推测与其类似的事物也应具有这种属性的推理方法。类比推理是一种或然性的推理,其结论是否正确还有待实践证明。“类比思想”包括两方面:(1)联想,由新信息引起的对已有知识的回忆;(2)类比,在新、旧信息间找相似和相异的地方,即异中求同或者同中求异。
中学生在思维方法上是以形象思维为主的,尤其是物理学科,很多知识比如声音、光、力学、物态变化等,几乎所有的物理知识都和学生的生活息息相关,但生活是表象,知识是理论,在从表象到理论的认识过程中,需要学生有一定的抽象思维能力,但初中生的抽象思维能力相对较弱。物理学虽然是一门以实验为主的科学,但是许多的物理概念,规律是在实验的基础上经过抽象概括而形成的,有些物理概念规律看不见,摸不着,比较抽象,学生理解上有一定的难度,此时,运用类比法,把学生已有的知识和所学知识进行类比,就能大大增强教学的直观性,让学生顺理成章地理解所学的新知识,非常有利于学生建立概念、理解规律,从而降低知识的难度,起到事半功倍的效果。
二、类比的三个切入口
1.新、旧知识类比。学习的过程是在原有知识基础上不断丰富的过程。物理学有很多概念,这些概念之间并非是孤立的。我们在教学过程中可以找出新旧知识的联系进行类比,不仅仅使掌握新知识变得更容易,同时也达到了对旧知识巩固的效果。比如在学习牛顿第一定律的探究实验中,教师可以通过类比探究影响滑动摩擦力大小的因素来学习,又如在八年级下学生学过机械效率的计算方法,在九年级学热效率的时候教师可以联系机械效率来讲解热效率,这样就能起到对旧知识的巩固,新知识的领悟、新旧知识的整合的目的。
2.生活经验与物理概念类比。新课程要求以学生为主体,教师在课堂中起引导和强化的作用。由于初中阶段物理学科的特殊性,教学可以从身边的生活实例引起,或者从身边的现象引发一定的物理思考,从而促进学生的探究兴趣,启迪学生的思维。如之前学过速度的物理意义――单位时间内通过路程的多少,学生学习时由于具有一定的生活经验,比较容易理解和运用。在学习功率物理意义的时候就可以联系速度的概念,即单位时间内做功的多少来学习。在提高学习效率的同时也逐渐养成了学生观察生活和分析生活的习惯。
3.相关学科知识与物理知识的对比。自然学科分科庞杂,众多学科之间都是有一定的内在联系的,老人们就曾说过“数理化不分家”的老话。因此,在学习物理时可以用其他已学过的知识进行类比,帮助他们理解一些物理现象和物理问题。
三、类比法在初中物理教学中的应用
1.电流和水流的类比。从水轮机的示意图可以看出,水泵保持一定的水压,电源保持一定的电压,水管传输水流而导线传输电流,水轮机是利用水能的设备而灯泡是利用电能的设备。因此,在讲解水流时可以引导学生利用二者的类比关系来理解电流,但需要注意的是二者并非完全相同,水压是水给的,而电压并非是电给的压力。
2、初中教材所叙述的物理现象与日常生活联系紧密且比较表面,绝大部分与学生日常生活的感受或体验是吻合的、一致的,涉及的规律不太复杂,公式参量也较少,实验原理简单,易于操作。高中物理的叙述较为抽象、严谨、简练,理性较强。描述方式多样,如文字法、公式法、图像法等。对比起来,初中物理到高中物理,发生以下几点重要变化:。
3、物理学的魅力不尽于此。物理理论的简洁性、抽象性、统一性、对称性以及许多妙趣横生的结论,把我们带入一个奇妙的境界。使我们心旷神怡,乐此不彼。在我们的生活中,物理知识几乎无处不在!比如家里的厨房,就蕴藏着很多的物理知识:。
4、作业规范要模仿,潦草马虎害处多;。
5、往保温瓶里倒开水,根据声音知水量高低。这是由于水量增多,空气柱的长度减小,振动频率增大,音调升高!
6、从标量到矢量。如:算术运算法则――代数运算法则——平行四边形定则!
7、记好笔记不放松,后期复习有依据;。
关键词:生活化元素;初中物理;实验教学;应用
初中物理知识同人们的日常生活紧密相连。初中物理教师在实际展开实验教学的过程中,要想从根本上提升实验教学质量,吸引学生注意力,可以结合教学内容以及学情,有针对性地合理引入生活化元素,为顺利实施初中物理实验教学,提升实验教学质量并实现对学生综合素质的全面培养奠定良好基础。
一、生活化元素在初中物理实验教学中应用的重要性
(一)有助于激发学生物理知识学习的积极性
联系生活实际展开初中物理实验教学,有助于初中物理教师将更多的生活化元素引入课堂,在提升课堂教学内容丰富性的基础上,有助于吸引学生的注意力,通过将生活化元素引入初中物理实验教学当中,可以构建生动、形象、有趣的物理实验课堂,为激发学生的物理知识学习积极性奠定基础[1]。
(二)有助于巩固学生物理知识基础
初中物理知识同人们的日常生活紧密相连。因此,将生活化元素引入初中物理实验课堂,有助于初中生巩固物理知识,提升对物理知识的应用能力。在这一过程中,可以激发学生的物理知识学习积极性,实现对学生综合素质的培养。
二、初中物理实验课堂生活化教学模式的应用
(一)从激发学生学习兴趣角度出发,构建生活化教学模式
在新课程改革不断深入的背景下,初中物理教师在实际展开教学活动的过程中,必须尊重学生的课堂主体地位,引导学生积极主动地展开物理知识的探索。初中物理实验教学要求教师从激发学生学习积极性的角度出发,合理应用生活化教学模式,只有这样,才能够有效培养学生的物理实验意识。例如,在“相互作用力”相关知识教学中,初中物理教师可以联系生活实际,将小组拔河比赛活动引入课堂,引导学生思考当一方穿上滑冰鞋进行比赛时,为什么会输掉比赛,还可以鼓励学生穿上滑冰鞋亲身体验[2]。在引入这一生活化元素的背景下,学生会对摩擦力等物理知识产生深刻认知,对于激发学生物理知识学习积极性具有重要意义。
(二)合理设计生活化探究实验,培养学生科学探究能力
培养学生的探究能力是新时期初中物理教学的重要目标一。通常情况下,初中物理教师应从分析能力以及问题解决能力等角度出发,才能够合理设计生活化探究实验,提升学生综合素质。例如,在“浮力”相关知识教学中,初中物理教师可以将生活中学生可以接触到的鸡蛋作为实验对象引入课堂,将鸡蛋放入一杯水中,引导学生观察鸡蛋是否会沉到水底。然而,在另一杯水中,鸡蛋却处于悬浮状态[3]。这一现象可以有效吸引学生的注意力,激发学生的物理知识学习兴趣。此时,初中物理教师可以将食盐和鸡蛋等材料提供给学生,引导学生自主展开实验,并思考物体浮沉等知识。在这一生活化实验中,学生可以对“浮力”相关知识产生一定的感性认知,在此基础上进行物理知识讲解,有助于加深学生对物理知识的记忆,并为提升学生的科学探究能力提供保障。
(三)在初中物理实验教学中引入生活化元素,培养学生解决问题能力
新时期,初中物理教师应充分发挥学科优势,在实验教学中注重对学生解决问题能力以及实践能力的培养。因此,在初中物理实验教学中,在引入生活化元素过程中,初中物理教师应充分发挥自身的引导职能,鼓励学生自主进行物理知识的探索,为全面提升学生解决实际问题的能力奠定基础。例如,在《热学》相关知识教学中,初中物理教师可以引导学生进行生活实验,对比热水壶的壶底,观察铝壶底同普通壶底的区别,思考同心圆在铝壶底中的作用等。在知识探索以及资料搜索中,学生会意识到,这样的壶底设计对于提高吸热效率、扩大受热面积等具有重要意义。由此可见,将生活化元素引入初中物理实验教学中,能够促使学生意识到物理知识同实际生活之间的联系,对于培养学生解决问题能力具有重要意义。
一、以“水瓶琴”为题材考声学知识
例(1999年全国初中物理知识竞赛)如图1所示,四个相同的玻璃瓶里均装有水,水面高度不同。用嘴贴着瓶口吹气,如果能分别吹出“dou(1)”“ruai(2)”“mi(3)”“fa(4)”四个音阶,则与这四个音阶相对应的瓶子的序号依次是__________、__________、___________、__________。
答案:丙;乙;甲;丁。
变式一(2007・大连)如图2所示,相同的瓶子里装入了不同的水量,用棒敲击瓶子时,可发出不同音高。那么,发声体是____________,发出的声音音调从左至右是______________。
答案:瓶子和水;音调降低。
变式二(2008・恩施)当我们向暖水壶内倒开水时,能听到从壶内发出的声音。天翔同学对此作了专门的探究。
(1)刚开始,瓶内传出低沉的轰鸣声,随着水越来越多,声音逐渐变得尖细。请你用专业的物理语言来描述这个现象:随着瓶内水的增多,声音的__________________
________________________________________________。
(2)天翔想:这个声音是什么物体振动发出来的呢?他猜想,可能是水从高处落下时冲击瓶内水引起振动而产生的,也可能是水的振动引起瓶内空气柱振动产生的。你认为还有其他的可能吗?请把你认为可能的原因填在后面的空格处____________________(只填一种可能)。
解析:本题是“水瓶琴”的雏形,难度不大。在向瓶中注水时,随着水越来越多,声音逐渐变得尖细。答案为(1)音调越来越高。(2)可能是由于暖水壶壁振动产生的(或可能是水在下落过程中振动产生的,意合却可)。
点评:例题(竞赛题)、变式一和变式二(中考题)都是以“水瓶琴”为题材,主要考查声音是由什么物体振动产生的、声音的音调与什么因素有关。这类问题既是重点、难点,也是中考热点,同学们要多留意。
二、以“空间技术”为题材考热学知识
例(2006年全国初中物理知识竞赛)火箭点火发射时,若高温火焰向下喷射到发射台上,发射台就会被烧毁。为了保护发射台,在它的底部建造一个大水池,从而巧妙地解决了这个技术问题。
(1)火箭发射时,底部出现的庞大的白色气团(图3)是由什么组成的?它是怎样形成的?
(2)分析“大水池”对发射台起到保护作用的道理。
解析:(1)庞大的白色气团是由小水珠组成的。它是由水池里的水汽化后又降温液化成小水珠,飘浮在空中形成的。(2)高温的火焰喷到水中,水吸收热量汽化成水蒸气,从而起到保护发射台的作用。
变式(2008・重庆)2008年5月27日11时02分,“风云三号”精确预报气象卫星在太原卫星发射中心升空,这颗世界上最先进的对地观测卫星将在抗震救灾和北京奥运会期间发挥重要作用。图4是运载火箭携带卫星发射升空的情景。在火箭点火时,只见火箭底部的水池中涌现出大量的“白气”,火箭和卫星就逐渐加速向上腾空而起,场面蔚为壮观。
(1)这些“白气”实质上是水蒸气____________而成的(填物态变化的名称),水蒸气在发生这一变化的过程中需要____________热量(选填“吸收”、“放出”)。
(2)根据这个过程中的现象,请参照下面的示例,说出两个与能量相关的物理知识。
示例:火箭点火时,燃料的化学能转化为内能。
①__________________________________________;
②__________________________________________。
解析:(1)液化;放热。(2)①火箭上升的过程中内能转化为机械能;②在空中太阳能电池板将太阳能转化为电能;③火箭在大气层中高速飞行,摩擦生热;④火箭头部的特殊物质在高温下熔化并汽化吸热,保护火箭头部温度不致过高。
点评:例题(竞赛题)、变式(中考题)都是以空间技术为题材,主要考查热学知识。“神七”已于2008年9月从酒泉卫星发射中心发射升空。预计在2009年的中考物理试题中,“神七”将是一道亮丽的风景线。
三、以“千手观音”为题材考光学知识
例(2006年全国初中物理知识竞赛)2005年春节晚会上,一群聋哑青年用精美绝伦的舞蹈“千手观音”给人以美的享受,善的启迪。
(1)如图5所示,观众看不见领舞者邰丽华身后站着的其他舞蹈者,这是因为光是____________传播的。
(2)在观看演出的过程中,我们虽然没有看到乐队却能分辨出是何种乐器在发声,这主要是因为不同乐器所发声音的___________是不同的。
(3)电视观众看到莲花座上的千手观音身披绚丽霞光,这些光是由________、________、_______三原色依不同的比例混合而成的。
解析:(1)沿直线。(2)音色。(3)红;绿;蓝。
点评:河北石家庄市2006年中考物理第24题与例题完全相同。春节晚会上,舞蹈“千手观音”给人以美的享受,是人们关注的新闻热点。估计与“汶川地震”有关的考题将走进2009年的中考物理。
四、以“电器铭牌”为题材考电学知识
例(2006年全国初中物理知识竞赛)李明同学家要买一个烧水用的水壶。超市里有两种容积相同但品种不同的铝质水壶可供选购,一种是放在液化气灶上用的,另一种是壶内装有电热器的,如图6所示。李明想比较哪一种水壶烧水更省钱。他首先进行了调查,得到如下资料:当地居民用电的价格是0.5元/度,瓶装液化气的价格是60元/瓶(每瓶中液化气的质量约为15kg,液化气的热值为(2×107J/kg);用液化气烧水的热效率约为30%,用电热水壶烧水的热效率约为90%。根据以上信息,请你通过计算分析一下用哪种水壶烧水更省钱。
×106 J×90%=6.48×106 J; 消费1元钱用液化气烧水得到的有效热量为:0.25 kg×4.2×107 J/kg×30%=3.15×106 J。消费1元钱用电烧水比用液化气烧水得到的有效热量更多,可见用电热水壶烧水更省钱。
变式(2008・台州)图7所示是家庭、宾馆常用的电热水壶及其铭牌。
(1)该电热水壶正常工作时的电阻为______欧。
(2)该电热水壶正常工作时、烧开一壶水需要5分钟,其消耗的电能是多少?
(3)在用电高峰期使用,如果电压只有200伏,这时电热水壶的实际功率有多大?(不考虑电阻的变化)
解析:(1)电热水壶正常工作时的电阻
(2)W=Pt=1 100 W×5×60 s=3.3×105 J
点评:例题(竞赛题)、变式(中考题)都是以“电器铭牌”为题材,主要考查电学知识。由此看来理解“电器铭牌”参数的物理意义及有关计算,对于中考复习非常重要。
五、以“吊瓶”为题材考压强知识
例(2008年全国初中物理知识竞赛)图8所示是医院为病人输液时用的吊瓶,瓶中插入两条管子,A管是输液管、B管是空气管。在输液的过程中,如果发现病人的血液沿输液管回流,可将吊瓶适当地升高,血液就会随着药液重新流入患者的血管而不再回流。这是因为当吊瓶升高后,增大了流入患者血管药液的________,阻止了血液的流出。B管的作用是_____________________。
解析:当吊瓶升高后,输液管中药液的深度增加,由液体压强公式p=ρgh可知,流入患者血管药液的压强增大。B管与大气相通,使瓶内保持一定的气压。答案为压强;使瓶内保持一定的气压。
变式一(2008・河南)物理知识在生活中有广泛的应用,病人输液时用的吊瓶就是一例。如图9所示,A管是输液管、B管是空气管。在输液过程中,如果发现病人的血液沿输液管回流,可将吊瓶适当地升高,使流入患者血管处药液的压强变______________。B管的作用是保持瓶口C处的压强始终等于______________。
解析:大;大气压强。
变式二 (2008・大连)医生为了给患者输液,用网兜把药瓶倒挂在支架上,瓶口插有输液管和空气管,如图10所示。输液过程中,下列说法正确的是()
A. 如果血液回流到输液管中,可将药瓶适当地升高
B. 瓶内药液对瓶盖的压强越来越大
C. 瓶内上方气体的压强始终不变
D. 空气管中的空气与药液接触处的压强等于大气压
从上述分析推测,2009年中考热学命题在稳中有变的前提下,仍将立足于生活和教材。让同学们运用热学的基本知识去探究、解决大家既熟悉又感兴趣的生活中的热现象,图像题和科学探究题将成为热学试题的新热点,北京奥运会、“神舟七号”等时事热点将成为新的命题背景。下面对热学内容在2008年中考中的表现进行剖析,并分析2009年命题趋势,供大家在复习过程中参考。
考点一:晶体和非晶体的熔化、凝固特点
冲刺点金晶体和非晶体的主要区别在于是否有熔点。晶体在凝固过程中不断放热,但温度保持在凝固点不变。一般情况下,不同的晶体,熔点不同;同种晶体,熔点和凝固点相同。熔化和凝固现象,晶体、非晶体熔化和凝固的区别,晶体的熔点,熔化过程中吸热及其应用等是经常出现的考点,其中对熔化图像、传统实验与探究问题的考查是重点。同学们在复习时应对固体在熔化过程中温度的变化规律,吸、放热等问题有深入的理解,并在此基础上认真做好实验。
预测1:(考查联系生活实际中的热现象,运用相关知识分析、解决简单热学问题的能力)
现代建筑出现一种新设计:在墙面装饰材料中均匀混入颗粒状的小球,球内充入一种材料。图1中表示球内材料熔化图象,分析图象:
球内材料是__________(选填“晶体”或“非晶体”)。当室外温度升高时,球内材料熔化________热;当温度降低时,球内材料凝固__________热。使用这种材料的好处是_________________________。
预测2:(考查对图象的理解能力)
2008年南方雪灾,给人民群众的生活、生产带来很多困难。冰雪道路上,车辆应减速行驶。解决道路结冰问题,应____________(选填“提高”或“降低”)路面冰雪的熔点。相同加热条件下,三种物质的温度变化曲线如图2所示(曲线①对应___________、淡盐冰对应曲线②、浓盐冰对应曲线③),根据曲线可知,应选择_____________撒在路面,它能在更________(选填“高”或“低”)的温度熔化。
预测3:(考查应用凝固知识解释日常生活现象的能力)
日本有一种风味食品叫温泉蛋,当你把蛋壳敲开时,会惊奇地发现蛋清还是液体,可蛋黄已经凝固了,味道很独特。这是根据蛋黄和蛋清的凝固温度不同而煮的,蛋清的凝固温度是70 ℃,蛋黄的凝固温度是60 ℃。煮温泉蛋的温度应控制在()
A. 60 ℃以下
B. 70 ℃以上
C. 60 ℃~70 ℃之间
D. 70 ℃
考点二:沸腾的特点
冲刺点金沸腾问题的考查主要包括沸腾的概念与特点,考题的形式主要包括填空、选择、实验与探究。重点题型是探究沸点与压强等相关因素的关系和不同液体的沸点不同等问题。联系实际是中考命题努力体现的重点之一,所以同学们在备考过程中,应注意对与沸腾有关的现象的观察,并学会用物理知识加以解释。
预测1:(考查学生对实验现象、操作细节、实验评估各环节的掌握)
图3是探究“水的沸腾”的实验装置图,图中水的温度是_______℃。甲、乙、丙三组同学分别从图4A、B两套器材(实验室已准备多套A、B装置)中任选一套来完成实验:
(1)甲组同学发现所测水的沸点高于100 ℃,他们选择的是_______(选填“A”或“B”)套装置。
(2)乙组的同学取了200 g的水加热,下表是他们记录的有关数据。其中,错误的数据是第______分钟。请你根据表中的数据在图5中绘出温度随时间变化的图象。
通过分析图象,归纳出水沸腾的特点是___________
____________________。试分析水的沸点不是100 ℃的可能原因(写出一种即可):____________;若在试管内加水放在盛水的烧杯中,试管中的水______(选填“会”或“不会”)沸腾。原因是________________________________。
预测2:(考查沸点与压强的关系,阅读提取信息的能力)
中国乳业安全问题一波未平,一波又起。国家质检总局发出的《关于监督乳制品生产企业落实质量安全责任的意见》,要求各地质检部门建立原材料和半成品进厂检验制度,监督企业严把质量关。据专家介绍,奶粉生产加工流程中有一项技术是让牛奶中的水分在低温下沸腾汽化,这样制作出来的奶粉中的营养成分才不会被破坏。要使水分低温沸腾,什么方法更合理?你的理由是什么?
考点三:比热容、热量
冲刺点金比热容概念的理解是学生学习中的一个难点。比热容的定义式:c=,注意用此公式理解概念和分析问题。比热容反映了物质的吸放热本领,比热容大的物质吸热本领大,放热本领也大,是物质的一种特性,与物质的种类、物态有关,与质量温度无关。考试中常要求利用水的比热容大的特点解释生活和自然现象,常以选择和填空题的形式出现,物质的吸热本领常以探究实验题的形式出现。热量是在热传递过程中吸收或放出的能量,在不发生物态变化时,热量Q=cmΔT。估计这部分会出计算应用类问题。
预测1:(考查热量和热值的计算)
2008年北京奥运会的三大理念是“绿色奥运、科技奥运、人文奥运”,奥运会场馆周围80%~90%的路灯利用太阳能电池把太阳能转化成电能技术:奥运会90%的洗浴热水采用全玻真空集热器把水等物质加热技术。某太阳能热水器每天能使500 kg的水温度升高30 ℃,那么这些水吸收的热量为_________J,这些热量相当于完全燃烧___________m3的天然气放出的热量。[天然气的热值取7×107J/m3,c=4.2×103J/(kg•℃)]
预测2:(考查控制变量法和实验表格的设计)
在探究“影响物质吸热多少的因素”时,取初温都是20 ℃的水和煤油,用同样的加热器加热。用4个相同的烧杯:1号杯盛300 g水,加热到30 ℃用了12 min;2号杯盛150 g水,加热到30 ℃用了6 min;3号杯盛300 g煤油,加热到30 ℃用了6 min;4号杯盛300 g煤油,加热到25 ℃用了3 min。
(1)设计实验表格并将结果填入表格。
(2)分析数据得出,物质温度升高时吸收热量的多少与___________________有关。
考点四:效率
冲刺点金效率问题是中考的热点问题,今年中考预计会出现一些综合性较强、与生活联系密切的应用类计算问题。在中考试题中渗透节能和开发新能源或替代能源的思想是各地中考命题的重点。同学们在复习备考过程中要对这类问题给以足够的重视,并适当做一些力、热、电综合题。将热机效率、机械效率、太阳能热水器的吸热效率、炉子的效率、电功与吸热计算融合在一起并联系生活实际进行考查,是该考点的主要命题特点。解此类题主要把握=×100%。此类题在中考中所占比例逐年增加,这就要求同学们在日常生活中,应多留心观察身边现象并思考其背后所包含的知识和规律。同学们在重点复习基础知识、基本规律的同时,要特别注意身边的生活用品中所隐含的物理知识。
预测1:(考查身边现象包含的物理知识和规律)
乙醇汽油作为一种新型清洁燃料,是目前世界上可再生能源的发展重点。洞庭湖风景秀丽,水面开阔,乘坐快艇是许多游客积极参与体验的水上娱乐项目。为了保护环境,洞庭湖风景区管委会改用乙醇汽油作为快艇的燃料。已知快艇使用的乙醇汽油热值约为4.6×107J/kg,密度约为0.7×103kg/m3,它在水中匀速航行时所受的阻力f=1400N。若发动机效率为25%,则快艇匀速行驶46 km耗油多少升?
关键词:中考;热学;复习;途径
作者简介:郝卫兵(1968-),男,安徽怀宁人,大学本科,中学高级教师,研究方向:探索新课程改革,教法和学法研究.
热学内容是初中物理知R的重要组成部分,也是学习物理的基础知识.热现象是生活中的常见的现象,因此这部分内容与学生生活实际有着密切的联系,在中考复习时要把握热学知识的这一特征,结合中考试题的特点,针对性的进行复习教学,必定达到事半功倍的效果.
1中考试题特点
纵观2016年各地中考物理试题,热学部分的内容所占的比例不大,分值在10分左右,主要考查:运用物态变化的知识解释生活和自然界中一些热现象;温度计的使用和读数;分子热运动的理解;物质的比热容、燃料的热值的理解;热量的计算等.从考查的方式看,多在填空题和选择题中出现,而热量的计算可能与其他知识点综合出现在计算题当中.各地中考试题均呈现如下特点:
11注重基础知识,考查学生解决实际问题的能力
各地中考试题对热学部分的考查,注重基础知识的考查,切实减轻学生课业负担,考查的内容既是物理课程标准所规定达到的要求,也是学生后续学习必须掌握的基本知识,试题简单,利于学生作答.
例1(2016乌鲁木齐)以下说法中,不是分子动理论基本观点的是( )
A分子间存在着引力和斥力
B常见物质是由大量的分子、原子构成
C构成物质的分子在不停地做热运动
D做功和热传递都能改变物体的内能
本题考查了分子动理论的应用,属于基础题,只要掌握了分子动理论的内容就会正确解题.
例2(2016泰安)下列现象中,属于用热传递的方式改变物体内能的是()
A.公园中的石凳被太阳晒热
B.快速弯折铁条,铁条弯折处变热
C.两手互相摩擦时手发热
D.刀具在砂轮上磨得发烫
此题考查改变内能的两种方式,也是最基本的知识点,BCD都是通过做功改变物体的内能,A选项才是通过热传递的方式改变物体内能的.
例3(2016成都)盛夏时节天气炎热,小莉从冰箱里拿出根冰棒吃了起来,顿时感觉凉爽了.冰棍在熔化过程中要热量;哥哥从冰箱中取出瓶矿泉水,不久后发现,原本干燥的瓶壁上有了许多水珠,这是发生了现象(填一种物态变化名称).
此题考查物态变化过程的名称及其吸、放热情况.水珠的出现是水蒸气液化而形成的,是生活中常见的一种物态变化过程.
12注重理论联系实际,将试题融合于学生真实的生活情境之中
热现象是生活中常见物理现象现象,各地中考试题较好地体现物理学科的特点,将试题融合学生真实的生活情境之中,学生感到非常熟悉,真正体会到物理就在身边.
例4(2016阜新)寒冷的冬天,玻璃窗上会起“雾”或结“冰花”,下面关于此现象的说法正确的是( )
A.玻璃窗上的“雾”是水蒸气凝华形成
B.玻璃窗上的“冰花”是水蒸气升华形成
C.“雾”出现在玻璃窗的外表面
D.“冰花”结在玻璃窗的内表面
此题的四种现象是学生熟知的现象,引导学生关注物理知识在生活中的应用.
例5(2016呼和浩特)炎炎夏日,考场如火,细心的监考老师轻轻地往教室地面上洒了些水,不一会儿,考生们就有凉爽、舒适的感觉.对于这一现象所蕴含的物理知识,下列说法中正确的是 ()
A.利用了水的蒸发、吸收热量B.利用了水的沸腾、吸收热量
C.利用了水的汽化,放出热量 D.利用了水的液化,吸收热量
此题考查蒸发吸热制冷作用,将知识应用于生活,注意联系实际,使学生感到物理知识就在身边.
13关心科技发展,渗透STS教育
各地中考试题设置均关注社会热点,引导学生关心科技,渗透STS教育,较好体现了物理知识的应用价值.
例6(2016厦门)在微观尺度下,科学家拍下了超亮的X射线将液体瞬间打得“灰飞烟灭”的情景,如图1所示.此过程液体吸收X射线的能量,内能,发生的物态变化是.
此题既考查了学生应用物理知识解决实际问题的能力,也让学生领悟到物理知识的神奇.
例7(2016咸宁)长期以来,呼风唤雨一直是神话中“龙王爷”的权力,随着科学技术的发展,人类已经开始成功的干预天气,如图所示.在利用飞机播撒“干冰”(固态的CO2)人工增雨的过程中,说法正确的是()
A.飞机在播撒“干冰”过程中相对地面是静止的
B.“干冰”播撒到空气中后会熔化吸收大量热量
C.云层中的水蒸气遇冷后会液化成小水滴或凝华为小冰晶
D.飞机机翼上方空气流速小于下方.所以机翼上方的压强大于机翼下方的压强
此题将“人工降雨”引入考题,让学知道物理知识能改变人类生活,体现了物理知识的应用价值.
14数理结合,将知识的考查寓图象之中
从各地的中考试题来看,热学考题中图象较多,主要包括:熔化(凝固)曲线、沸腾曲线、比热容特性曲线等图像,其中晶体熔化和液体沸腾图象是各地中考试卷中考查的重点.
例8(2016镇江)某同学做冰的熔化实验时,绘制了如图2所示温度随时间变化的图象,则根据图象不能()
A.知道冰熔化时的温度B.判断出冰属于晶体
C.求出冰熔化前的质量D.比较冰和水的比热容大小
此题考查晶体物质熔化过程的特点,学生要会根据图象中温度的变化来判断,进而分析得到晶体的状态、熔点等,考查了学生对图象的处理、分析能力.
例9(2016成都)用相同的电加热器分别对质量相等的A和B两种液体(不计热量损失)如图3是A和B的温度S加热时间变化的图像,下列说法正确的是 ()
A.A的比热容与B的比热容之比为2∶1
B.A的比热容与B的比热容之比为2∶3
C.都加热t时间,B吸收热量比A吸收热量多
D.A和B升高相同的温度,B吸收热量较多
此题要求根据温度随加热时间的变化图象来判断比热容的大小,关键是分析出吸收相同的热量哪种物质温度升高较多,进而根据比热容的含义来比较其大小,同样,分析升高相同的温度比较加热时间的长短来比较吸收热量的多少.考查了学生的分析、归纳能力,有利于提高学生的综合素质.
2提高热学复习效率的途径
从中考试题的特点可以看出:基础知识仍是考查的重点,应用物态变化、分子动理论的初步知识解释自然界中的现象,根据比热容、热值进行计算等是必考点,能源利用效率问题是中考的的热点.在复习教学中,应把握重点、突破难点、抓住热点,才能提高复习教学的效率.教师可以采取如下途径进行有效复习.
21利用图表总结知识突出重点
利用图表总结知识,可以突出知识主干,重点知识一目了然,便于理解和记忆.如:自然界中的物质一般以三态存在,在一定的条件下可以相互转化,可以用图4方式来帮助理解.
温度、热量、内能是热学中三个基本量,在复习时可以利用表1比较它们之间的联系和区别.
22采用比较复习法突破难点
复习时,将热学中易混概念进行对比,加深学生对所学知识的理解,可提高复习效果.如:在判断物态变化时,将自然界中雾、露、霜的形成进行比较,雾、露是液化过程;霜是凝华过程.将蒸发和沸腾进行比较,蒸发是在液体表面进行的平和汽化现象,在任何温度下都能进行;而沸腾是在液体内部和表面同时进行的剧烈汽化现象,在一定温度下进行.将分子热运动与机械运动进行比较,由于分子很小,分子热运动肉眼是看不到的,只能借助转换法,通过扩散现象来认识;如果肉眼能看到的运动,一般都是机械运动,包括尘土飞扬、炊烟袅袅.将内能与机械能进行比较,从字面上看,内能和机械能都是动能和势能的总称.但机械能是宏观的,是物体动能和势能的总和;内能是微观的,是物体内部分子动能和势能的总和.一切物体都有内能,但不一定有机械能.将比热容和热值进行比较,比热容和热值都是采用比值法下定义且反映物质特性的物理量.比热容是物质的一种特性,反映的是物质的吸热能力,大小与物质的种类、状态有关,与质量、体积、温度、吸热放热、形状等无关;热值是燃料的一种特性,反映的是燃料在燃烧时化学能转化成内能的本领大小,只与燃料的种类有关,与燃料的形态、质量、体积、燃烧状况均无关.
23结合社会热点进行针对性训练
各地中考试题的明显特点均将试题置于一定情境之中,试题命制的素材均取自学生生活实际和社会热点,在复习教学中要引起关注.教师要根据知识点和社会热点编制习题,让学生进行针对性训练,会达到较好的复习效果.热学内容涉及到热点内容较多,尤其是能源的利用和环境保护,比如:我们可以编制关于汽车行驶中消耗汽油量的计算,并分析汽车给能源和环境带来的负面影响,提高学生环保的意识.也可以编制生活中烧水消耗能源质量及热效率的计算,让学生了解能量的损失非常大,有节能的意识.还可以以“火箭发射”、“天宫一号”为素材编制试题,让学生了解我国科技发展成果.这些都是社会热点,也是中考命题的素材,只要教师精心设置习题,复习教学就会有的放矢.
通常所说的家用电器,是指在家庭及类似场所中使用的各种电器,还有一种说法是指以电能驱动的家庭用具.如果你去商场购物的话,会发现家用电器被分成:白色家电、黑色家电和小家电.这里的白色家电是指用来满足人们日常生活需要的大型家电,如空调、电扇、冰箱、洗衣机、烘干机、洗碗机、消毒柜、电炉、电烤箱等;黑色家电是指用来提供视听娱乐功能的家电,如电视机、录像机、家庭音响等;小家电是指可以很方便移动使用的小型电器,如电动剃须刀、电熨斗、电动牙刷、食物搅拌机、食品加工机、电吹风等.
也有根据产品的功能、用途,将家电大致分为八类:①制冷电器:包括家用冰箱、冷饮机等.②空调电器:包括房间空调器、电扇、换气扇、空气去湿器等.③清洁电器:包括洗衣机、干衣机、电熨斗、吸尘器、地板打蜡机等.④厨房电器:包括电灶、微波炉、电磁灶、电烤箱、电饭锅、洗碟机、电热水器、食物加工机等.⑤电暖器具:包括电热毯、电热被、电热服、空间加热器.⑥整容保健电器:包括电动剃须刀、电吹风、整发器、超声波洗面器、电动按摩器、空气负离子发生器等.⑦声像电器:包括电视机、收音机、录音机、录像机、摄像机、组合音响等.⑧其他电器:如烟火报警器、电铃等.目前家用电器还没有统一的分类方法,也可以这么说,随着功能的多样化,很难有一个统一的分类方法.
物理新课程的基本理念是“从生活走向物理,从物理走向社会”.近年来的中考物理注重科学技术与社会的联系,注重考查考生对自然现象和日常生活中的物理学道理的认识,对日常用品或新器件中的物理学原理的理解.从近几年各地的中考物理试题,我们可以发现家用电器已经成为命题的热点.
二、典型试题
综观各地的中考试题,从命题对象与内容来看,我们可以将家用电器分成电光类(如白炽灯、日光灯、LED等)、电动类(如洗衣机、电风扇、换气扇、油烟机、电动车、电冰箱等)、电磁类(如微波炉、电磁炉等)、电热类(如电炉、电饭锅、电水壶、电吹风、电热毯等)、电声类(如收音机,收录机、电视机、电脑等),现举例如下.
例1小柯为了解不同照明灯的性价比,制作了如图1甲所示的装置.在正对观察孔的纸箱内平放一张写有“E”字的卡片,移动照明灯,使从观察孔恰能看清“E”字,测出灯与箱之间的距离,以比较灯的照明效果.实验后,他又查阅了相关资料,数据如下表:
(1)分析实验数据,你可以发现白炽灯的照明效果与灯的功率和照明的距离有关.比较节能灯与白炽灯,在保证照明效果相同的情况下,节能灯有什么优点?
(2)白炽灯工作时的能量转化情况如图1乙,试说明节能灯工作时的能量转化情况,仿照图1乙画出节能灯工作时的能量转化图.
(3)小柯了解到白炽灯的发光效率大约只有8%,请计算一下60W的白炽灯如一年正常工作2000h会浪费掉多少度的电能.
解析能源问题是当今世界关注的热点问题,节能灯与白炽灯比较,消耗同样多的电能,有更多的电能转化为光能,在能流图中要能反映这一点.
解答(1)节能.
(2)
(能表示出电能转化为光能明显比白炽灯多即可)
(3)白炽灯浪费掉的电能
W=Pt=0.06kW×2000h×0.92=110.4kW・h.
例2某品牌双桶洗衣机的部分技术数据如下表所示.
洗衣机洗涤时的工作顺序
求:
(1)该洗衣机洗涤时的电功率是多少瓦?脱水时的电功率是多少瓦?
(2)把洗衣机洗涤时从正转停反转停叫完成一次周期性变化,那么该洗衣机洗涤时完成一次周期性变化所消耗电能为多少焦耳?
(3)该洗衣机洗涤7min所耗电能为多少焦耳?
解析洗衣机是一般家庭最常用的电器之一.洗衣机有双桶与全自动之分,不同的洗衣机其相同点均是间隙式工作的,并且洗涤和脱水状态的工作功率不同,这些都是我们在审题时要注意的.一般来说,我们在解决物理问题时,首先要明确熟悉物理现象的过程与状态.本题首先利用P=UI计算出洗衣机在洗涤和脱水状态的实际功率,再注意看清洗衣机洗涤工作状态一周期是“正转”“停”“反转”“停”组成,70s中工作60s的特点,进一步明确7min中有多少个周期即可解答本题.
解答(1)设洗衣机洗涤时的电功率是
P1=UI1=220V×0.5A=110W,
脱水时的电功率是
P2=UI2=220V×0.8A=176W.
(2)洗衣机洗涤时完成一次周期性变化时正转30s,反转30s,故
W1=P1t=110W×60s=6600J.
(3)该洗衣机洗涤7min完成6次周期性变化,所以
W=nW1=6600J×6=39600J.
例3电磁炉是种新型炊具,它具有加热快、效率高、节能环保、使用方便等特点,其工作原理是利用感应线圈通以交流电产生交变磁场,在其烹饪锅体内产生涡流,使运动电子与金属正离子发生频繁碰撞,从而产生大量的热,这种热直接发生于锅体本身,故热能损耗小,热效率高达80%,且加热均匀,烹调迅速,节能省电.小华在一次课外活动中,对家用电磁炉进行了相关的观察和研究,并记录了有关数据,如下表:
请你就他在活动中获得的有关资料,求解或提出有关问题:
(1)加热5min水所吸收的热量;
(2)电磁炉工作5min消耗的电能;
(3)电磁炉的功率;
(4)请你将(3)的结果与他在活动中的有关数据进行比较,发现了什么新问题?并解释原因.
解析电磁炉是一种新型的炊具,使用起来和微波炉一样.但二者的工作原理完全不同,这一点在审题时一定要明确.通常此类问题是起点高,落点低,我们在解答此类问题时要看清题意,不要过分地在原理上纠缠,能读懂即可.此类问题初中阶段比较侧重于能量的计算,这才是重点.就本题来说,要注意铭牌上标出的是电磁炉的额定功率,第三小题求的是电磁炉的实际功率,测量出的实际功率不等于额定功率有多方面的原因,其中一个很重要的因素就是电压,另外,则要注意测量中的热损失,由于题中明确热能损耗小,故本题中前一因素就是注意点了.
解答(1)水所吸收的热量
Q吸=cm(t-t0)
=4.2×103J/(kg・℃)×2kg×(50℃-30℃)
=1.68×105J.
(2)5min消耗的电能
W=150r×3.6×106J/2000r=2.7×105J.
(3)电磁炉的实际功率
P=W/t=2.7×105J/300s=900W.
(4)电磁炉的实际功率小于额定功率.这说明电磁炉两端的电压比额定电压要低,电磁炉没有正常工作.
例4电热安全压力锅彻底解决了压力锅的安全问题,解除了普通压力锅困扰消费者多年的安全隐患,而且省时省电(比普通电饭锅节电30%以上).如图2是某款电压力锅的铭牌:
(1)你认为该电压力锅应该选用两孔插座还是三孔插座,为什么?
(2)该电压力锅正常工作时电流多大?(小数点后保留两位小数)
(3)在该电压力锅中装入3kg初温为30℃的水,当加热到120℃时刚好沸腾,水吸收了多少热量?
(4)该安全电压力锅正常工作0.5h消耗的电能是0.315kW・h,通过计算判断该电压力锅是间歇通电工作,还是持续通电工作?
解析家用电饭锅和电热压力锅均是要盛水的器件,使用不当,容易发生漏电事故,因此,从使用安全考虑,应该采用带接地线的三孔插座.对于压力锅的工作状态的判断,应该从实际出发,通过计算连续工作时的耗电与实际工作时的耗电,或者是计算实际耗电的时间,通过数量比较来判断,切忌想当然.
解答(1)三孔插座、防止漏电.
(2)压力锅正常工作时电流
I=P/U=900W/220V≈4.09A.
(3)水吸收的热量Q吸=cm(t-t0)
=4.2×103J/(kg・℃)×3kg×90℃=1.134×106J.
(4)压力锅通电工作时间
t=W/P=0.315kW・h/0.9kW=0.35h
由于t=0.35h
例5电视机可以用遥控器关机而不用断开电源,这种功能叫做待机功能.这一功能虽给人们带来了方便,但电视机在待机状态下仍然要消耗电能却鲜为人知.例如,小明家的一台彩色电视机的待机功率大约是10W.假如他家每天平均看4h电视,看完电视后总是用遥控器关机而不断开电源.试计算:
(1)小明家因这台电视机待机一年(按365天计)浪费的电能是多少?
(2)如果这些电能全部用来烧水,可以将多少l5℃的水加热到40℃?如果小明同学洗一次澡需要50kg、40℃的水,这些水可供他洗多少次澡?
(3)请你就电视机待机功能的正确使用方法提出建议.
解析待机状态耗电一般不为人所知,即使知道也不太重视这个问题,本题通过数量的计算希望引起大家的关注,体现了物理教学的情感态度价值观的目标意识.不单是电视机,其他电器的待机耗电现象也十分普遍,电脑待机更是机关和学校中常见的现象,希望同学们能养成节能意识和安全意识.在不用电器时要及时关机.
解答(1)小明家电视机一年的待机时间为t=(24-4)h×365=7300h,
一年消耗的电能为
W=Pt=0.01kW×7300h=73kW・h.
(2)电能全部转化成内能为
Q=3.6×106×73J=2.628×108J,
可以将mkg的水加热到规定温度,
则m=■
=■
=2502.9kg.
可洗澡2502.9/50≈50次.
(3)由于电视机待机时仍需要消耗电能,所以最好不要让电视机待机,这样既可以节约电能,又可以防止电视机发热而对电视机产生不利影响.
三、对应练习
1.一些城市开始使用风能、光能互补路灯.它是由太阳能电池板、小型风力发电机各自给24V蓄电池充电,晚上由LED(发光二极管)灯照明.下表是亮度相当的两种灯的相关数据.要使该路灯总发光效果相当于500W白炽灯,它应由只LED灯联而成.原来是用500W白炽灯,若每晚供电10h,一个月(30天)消耗kW・h的电能.请说出这种路灯优点是.(至少说两点)
2.家用电冰箱分冷冻室和冷藏室.
(1)请说出使用或制冷过程中的一种物态变化,并指出此种物态变化是吸热还是放热?例:放入冷冻室的水会结冰――凝固――放热.
(2)从热传递角度说明,电冰箱制冷时为什么一定要不断消耗电能?
3.小亮家新买了一个电热水壶,铭牌上标有“220V―50Hz900W”的字样,在侧面透明小窗口上清晰地看到盛水的最大容量和最小容量“MAX―1.0L;MIN―0.5L”.小亮对新电热水壶很感兴趣,于是在家里做了实验.他把水倒入电热水壶至最小容量处,用温度计测出水的初温是20℃,通电4min后水烧开了(当时气压为1标准大气压).根据以上数据,求:
(1)加热过程中水吸收的热量.[c水=4.2×103J/(kg・℃)ρ水=1.0×103kg/m3]
(2)电热水壶烧水的效率.
(3)若电热水壶盛水至最大容量时对桌面的压强等于不盛水时对桌面压强的3倍,电热水壶的质量是多少?(取g=l0N/kg)
4.电吹风是现代家庭的常用电器.如图3甲所示是电吹风的电路原理图,R是电热丝,M是带动风扇转动的电动机,某型号电吹风的主要技术参数如图3乙所示:
(1)当只闭合S1时,电吹风正常工作,通过电动机的电流为多大?(小数点后保留两位)
(2)当同时闭合S1、S2时,电吹风正常工作,5min内电流通过R产生的热量是多少?
(3)小明家的电能表如图3丙所示,当小明家只有电吹风正常工作并且吹热风时,半小时电能表的转盘旋转多少圈?
(4)小明家的电压很不稳定,当电吹风接入实际电压为198V的电路时,吹热风时电热丝R的实际功率为多少?
5.图4甲是一种常见的台式饮水机结构示意图.控水槽内的塑料浮体是一个体积为90cm3的空心圆柱体,其质量和厚度可忽略不计.浮体通过一轻质硬杆与阀门相连.当浮体浸没时,阀门恰好将面积为2cm2的放水孔关闭.此时蓄水桶中水位最高.
(1)请画出浮体所受浮力的示意图.
(2)若蓄水桶的高度为0.45m,蓄水桶中水对阀门的最大压强为多大?(g取10N/kg)
(3)饮水机的简化电路图和部分技术参数如图4乙丙.电路图中的温控开关能根据加热罐内水的温度自动闭合或断开,从而使水温保持在86~95℃之间.经观察发现,当加热罐内装满热水但较长时间没有饮用时,每隔一段时间,加热指示灯就会亮84s.试计算饮水机的加热效率.[c水=4.2×103J/(kg・℃)]
(参考答案见17页)
参考答案
1.B2.D3.(1)粗糙(2)电动机0.18超声波(3)大4.BCDEF
5.P电=UI=120V×10A=1200W,P光
=P0S=1×103W×8=8×103Wη=P电/P光=15%4g/cm34000kg/m32.53s12.67cm
“物理考试与家用电器”参考答案
1.5串150节能安全
2.(1)制冷剂在冰箱体内从液态变为气态――汽化――吸热
(2)热量只能自动地从高温物体传到低温物体,要使热量从低温物体传到高温物体就要消耗电能.能量的传递是有方向性的.
要想把箱体中的温度降下来,必须要使箱体中的制冷剂汽化吸热,到箱体外,由压缩机压缩消耗电能变成液体,再回到箱体中.这样周而复始,要不断消耗电能.
3.(1)1.68×105J(2)77.8%(3)0.5kg
关键词:计算题;解答;方法;举例
初中生在学习物理的过程中,大都会觉得计算题难解答,在各种考试中计算题丢分也较严重。怎样才能正确有效地解答物理计算题呢?下面就本人的教学经验,谈谈解答计算题的方法以及要注意的一些事项。
一、理解和掌握所学过的物理公式
物理公式是解答计算题的基本工具,唯有理解和掌握它们,才能顺利解题,如,①=中t与s有对应关系,即路程s是在时间t内的路程,而时间t是路程s上所花的时间,并且还包括中途停留的时间;②P=ρgh中ρ只能是被研究的液体的密度,h为物体浸入液体的深度,而不是高度或液柱的长度;③F浮=G排=ρ液gV排中G排为被浸入液体中的物体所排开的液体的重力,V排为被浸入液体中的物体排开的液体的体积,V排=V浸,V排与V物有区别;④滑轮组的机械效率η=(竖直放置)或η=(水平放置)中的n为吊起动滑轮的绳子的股数。⑤η=与η=为计算热效率的计算式。总而言之,物理公式中每个物理量表示什么,是什么含义,务必区别和理解透彻。
二、注意物理公式中每个物理量的单位
物理公式中每个物理量的单位的掌握很重要,并且它们的单位都是国际单位制中的单位,若已知量的单位不是国际单位制中的单位,就要转化为国际单位制中的单位。因此,计算中各物理量的单位不能小视。
三、注意审题方法和表达方式
下面以实例的形式来说明如何审题和表达,如今年江西省中考物理试题中的16题。
例如中考题16题:如图1所示,电路中电源电压可调,小灯泡L1标有“6 V 6 W”的字样,小灯泡L2、L3标有“6 V 12 W”的字样。(假设小灯泡电阻不变)
(1)闭合S2,断开S1、S3,调节电源电压使电压表 示数为6 V,求L2的实际功率。
(2)闭合S1、S3,断开S2,调节电源电压使电压表 示数为3 V,求L1的电阻。
(3)闭合S1、S2、S3,画出此时的等效电路图,调节电源电压为18 V,求此时L3的实际功率。
解答本题的关键是审题和注意电路图的变化。
一如从L1标有“6 V 6 W”和L2、L3标有“6 V 12 W”字样中要能理解到U1额=U2额=U3额=6 V,P1额=P2额=P3额=6 W。同时从括号内的说明可知小灯泡电阻始终为R1== Ω=6 Ω,R2=R3== Ω=3 Ω。
二如从条件(1)“闭合S2,断开S1、S3”可知此时L1断路。整个电路变成只有L2和L3串联在电路中,、同时测串联电路中的电流, 测L2两端电压,此时的等效电路如图2所示,又 示数为6 V,即U2实=U2额=6 V,即此时L2正常发光,所以P2实=P2额=12 W。
三如从条件(2)“闭合S1、S3,断开S2”可知此时L2断路,整个电路变成L1、L3并联, 测干路电流, 测通过L3的电流, 测L1两端电压,也是测并联电路两端的电压,此时的等效电路如图3所示。虽然已知了 示数为3 V,即U1实=3 V=U1额,但题目括号内已注明“小灯泡电阻不变”,即灯泡电阻不会受到温度的影响,也就是说R1的大小与U1实的大小无关(同学们千万要注意这一点,不要受到U1实=3 V的干扰,否则就会出错,这也是审题和理解题意的重要所在)。所以L1的电阻还是R1=6 Ω。
四如条件(3)“闭合S1、S2、S3”可知三个开关同时闭合,此时L2被短路,整个电路是L1和L3并联,等效电路如图3所示。因为此时电源电压已调为18 V,即远大于L3的额定电压6 V,所以此时L3已烧坏,L3的实际功率为0。
以上情况分析清楚之后,解答本题就非常容易了。解答过程如下:
解:(1)当闭合S2,断开S1、S3时,电路为L2和L3串联, 测L2两端电压。
U2实=U2额=6 V,即L2正常发光,
P2实=P2额=12 W
(2)闭合S1、S3,断开S2时,电路为L1和L3并联。
又L1的电阻不变,即R1与U1实的大小无关。R1== Ω=6 Ω。
(3)闭合S1、S2、S3时L2被短路,电路变成L1和L3并联,测干路电流,测通过L3的电流,测L1两端电压或并联电路两端电压,此时等效电路图如图3所示。
此时U源=18 V,而U3额=6 V,即U源远大于U3额,故L3被烧坏。
L3的实际功率P3实=0
小结:解答本题的关键是:①仔细审题并理解U额、P额的意义并注意括号内的说明的用意所在;②注意开关状态不同时,电路的具体连接情况;③应用教材中“测小灯泡的电功率”实验中“灯泡两端实际电压不能超过其额定电压的,否则很可能被烧坏”。
学习不光要有不怕困难,永不言败的精神,还有有勤奋的努力,九年级是初中学习的关键时段,面对新课学习和整体复习,时间紧任务重,尤其是物理这科,需要细心和耐心。下面就是小编为大家梳理归纳的内容,希望能够帮助到大家。
九年级物理期中试卷一、单项选择题(每小题3分,共39分)
1.学校每期都要组织学生体检,对于一名初中学生来说,下列哪项叙述更符合实际()
A.身高250cmB.体温35℃C.步行1.1km/hD.体重500N
2.冰在熔化过程中,下列判断正确的是()
A.比热容、内能、温度不变B.吸热、温度为0℃,内能为0
C.内能、比热容不变D.吸热、温度不变、内能增加
3.下列与声现象有关的说法中,正确的是()
A.城市道路旁的隔音板是在声源处减弱噪声
B.B超是利用声音可以传递信息
C.我们听不到蝴蝶振动发出的声音是因为响度太小
D.声音在空气中的速度一定是340m/s
4.刘翔在上海田径110m栏比赛中,勇夺冠军。
在他比赛过程中,下列有关说法错误的是()
A.起跑时,他用力蹬地,因为力的作用是相互的。
B.他的跑鞋底有凹凸花纹,是为了增大摩擦。
C.他超过其他运动会员,相对于该运动员是运动的。
D.冲过终点后,他还会继续前进一段距离,是因为受到惯性力的作用。
5.生活中处处有物理,下列对日常生活中有关事例的描述,其中正确的是()
A.有经验的渔民叉鱼时,只有瞄准鱼的上方才能把鱼叉到
B.远视眼患者眼睛的晶状体变薄,应佩戴凹透镜矫正
C.高山上的“开水”不烫手,是因为山越高,气压越低,水的沸点越低
D.现在大量使用的光盘、磁盘、磁带、银行卡都是用磁来记录信息
6.下列是发生在我们身边的常见物理现象,其中解释正确的是()
A.放在水平课桌上的书处于静止状态,是因为它所受重力和支持力是一对平衡力
B.推课桌时会运动,而不用力推就会停下来,说明力是维持物体运动的原因
C.足球在空中沿曲线飞行,是因为受到重力和踢力的共同作用
D.竖起上抛的足球飞行到处时,如果所有力突然消失,足球将保持匀速直线运动状态。
7.病人心脏有问题,医生建议做心电图,关于心电图的说法,正确的是()
A.心脏跳动产生的电流B.连接胸部和四肢电极的电流
C.控制心脏跳动的电流D.此电流是直流电
8.把重为6N,边长为0.1m的正方体物块投入足够多的水中,当物块静止时,下列说法正确的是(g取10N/kg)()
A.物块在水中处于悬浮状态B.物块所受浮力为10N
C.物块下表面所受水的压强为1000PaD.物块密度为0.6×103kg/m3
9.某同学骑自行车下一长坡时,在途中由于车速过快,于是捏紧刹车,降低车速,保持安全速度匀速行至坡底,下车检查,发现刹车片发烫。
有关此过程的说法中,正确的是()
A.刚下坡时,是动能转化为重力热能B.刹车片发烫,是做功改变了内能
C.匀速下行时,是重力势能转化为动能D.匀速下行时,机械能保持不变
10.如图所示的电路中,电源电压不变,R1为定值电阻,开关S闭合后,滑片向右移动时()
A.电流表示数变大,电压表与电流表示数之比变大
B.电流表示数变小,电压表与电流表示数之比不变
C.电流表示数变大,电压表与电流表示数之比不变
D.电压表示数变大,电压表与电流表示数之比变大
11.如图所示,重为120N的物体M,在40N的拉力作用下,以0.2m/s的速度在水平面上做匀速直线运动,则:()
A.弹簧测力计的示数为40N
B.物体受到的摩擦力为0
C.拉力F的功率为4W
D.物体M所受到的合力为80N
12.如图所示,用来研究电动机工作原理的是()
13.如图所示,小灯泡规格为“6V、3W”(灯丝电阻不变),闭合开关,当滑动变阻器的滑片P移至a端时,电流表示数为0.5A;
当滑片P移至b端时,电压表示数为3V。则()
A.小灯泡灯丝电阻是6Ω
B.电源电压是12V
C.滑动变阻器阻值是20Ω
D.滑片P移至b端时,灯消耗的实际功率是0.75w
二、填空题(每空2分,共22分)
1.杯中的蜡从液态变成固态,中间会凹陷下去,蜡的质量是,蜡的密度。
(选填“变大”、“不变”、或“变小”)
2.护士用体温计测量病人体温前,总要用力甩体温计,使水银返回玻璃泡内,这是利用了水银具有;
若使用体温计测得高烧患者体温为39℃,不甩体温计直接又测量一正常体温的人,则体温计示数为℃。
3.设长方体砖块的三条棱长之比为1:2:4,如果将两块相同的砖A、B按图示方式置于水平地面上,砖块A对砖块B的压强为PA,它们对地面的压强为PB,则PA:PB=_________;
砖块A对砖块B的压力为FA,砖块B对地面的压力为FB,则FA:FB=_________。
4.为使“12V、6W”小灯泡正常工作电流为电源电流的,应联一电阻,这一电阻消耗的功率为W。
5.在《猫与老鼠》卡通片中,有一只1.5N的的老鼠为了不致于随绳子一起自由掉落,拼命向上爬绳,结果它始终处于屏幕中央,若绳重8.5N,绳对老鼠的摩擦力为N,此过程中老鼠的重力势能(填“增大”、“减小”或“不变”)。
6.小雪用三个相同的滑轮组成如图所示的滑轮组,将重为120N的物体匀速提高了4m,若机械效率为80%,不计绳重及摩擦,则每个滑轮重为N.
三、解答与探究题
(一)作图题(每小题2分,共6分)
1.如图所示,已知射向凹透镜的两条入射光线,请画出对应的折射光线。
2.一本书,用细绳拴好,在手的牵引下做圆周运动,画出书所受重力的示意图。
3.地球本身是一个天然的巨大磁体,地球周围的磁感线如图所示,请标出地磁的N、S极。
(二)计算题(每小题6分,共12分)
1.如图所示,放在水平桌面上的塑料杯子的质量不计,向杯中倒入200g的水,水深20cm;再轻轻放入质量为40g的木块,木块静止后漂浮,水面升高了4cm(水未溢出,g=10N/kg).求此时:
(1)水对杯子底部的压强为多少?
(2)木块受到的浮力是多少?
(3)杯子底部对水平桌面的压力是多少?
额定电压220V
额定功率3000W
额定频率50Hz
额定容积36L
2.某电热淋浴器铭牌中的主要参数如表所示,在正常工作时,将满一桶水从20℃加热到70℃需要50min[C水=4.2×l03J/(kg?℃);1L=1dm3].求:
(1)满一桶水的质量是多少?
(2)水吸收的热量是多少?
(3)我们把水吸收的热量与消耗的电能之比叫热效率,求该淋浴器的热效率是多少?
(三)实验与探究(每空1分,共21分)
1.地球附近物体都要受到重力,,小考同学认为物体的重力大小与物体的质量有关,他用天平、钩码、弹簧测力计进行了探究.
(1)你(选填“同意”或“不同意”)物体的重力大小与物体的质量有关依据是;
(2)如图甲是他第2次测量中弹簧测力计的读数,该测力计的量程是N,分度值是N,请将此时测力计的示数填入右表的空格处.
次数1234
质量m/kg0.10.20.30.4
重力G/N134
(3)请你根据表格中的实验数据,在图乙中作出重力随质量变化的图象.
(4)由图象可知:物体的重力跟物体的质量成___________.
(5)若干年后,小考在我国建成的太空站工作时,你认为他用同样的器材___________(选填“能”或“不能”)完成该探究.
2.小明用焦距为10cm的凸透镜做实验,实验装置如图所示,在实验过程中,他保持凸透镜的位置不变.
(1)改变蜡烛的位置,使其位于10cm刻度时,再移动光屏,发现烛焰在光屏上的像位置偏高,则应将凸透镜向调节(填“上”、“下”)。
(2)调好光屏后在光屏上成清晰、倒立、的实像,光屏应在的刻度范围是之间。
(3)改变蜡烛的位置,使其位于35cm刻度处,光屏应才能得到清晰的像.(填“靠近透镜”或“远离透镜”)。在我们的教学中,的使用原理与此相同。
3.小东同学按如图甲所设计电路,测标有“2.5V”字样灯泡的功率所连成的实物如图乙所示。
(1)实验原理是。
(2)他仔细检查后发现实物图连接有误,但只需改变一根导线的连接就能改为如图甲所示的正确电路,请在乙图连接错误的那根导线上面划“×”,并用笔画线代替导线改正过来。
(3)如果闭合开关后出现下表所示情况,请你确定他分析可能原因中是正确的。
故障现象分析原因
电流表示数为0
电压表示数不为0电压表短路
灯泡断路
滑动变阻器接入C、D两点
(4)他按实物图连接要求连接好后,闭合开关发现灯泡没有发光,接下来他应。
(5)他在进行实验时,测量数据随意记录在一片纸上,如图丙根据他所测的数据,灯泡正常发光时的功率为W。
(6)根据这些数据推理得知,家庭电路中白炽灯泡多数是在开关闭合瞬间,灯丝烧断,原因是此时电阻,实际功率。(填“大小不变”、“大”、“小”)
(7)平时我们都没有考虑电流表、电压表的电阻对电路的影响,实际情况电压表电阻很大,电流表电阻很小.则他所设计的电路中对测量结果会产生影响。
(8)该实验电路的设计还可测定小灯泡的。
参考答案
一、1、D2、D3、B4、D5、C6、A7、C
8、D9、B10、B11、C12、C13、D
二、1、不变;变大2、惯性;393、2:1;1:2
4、并;125、1.5;不变6;30
三、(一)略
(二)1.①2400Pa②0.4N③2.4N
2.①36kg②7.56×106J③8.4%
(三)1.①同意;物体的质量大,其重力大
②5;0.2;2
③略
④正比
⑤不能
2.①下②缩小;60cm~70cm
③远离透镜;投影仪
3.①P=UI②略③灯泡断路
④断开开关;检查故障原因
⑤0.5⑥小;大
⑦电流表⑧电阻
九年级物理期中试卷一、选择题(每小题有且只有一个选项是正确的,该题有12小题,每小题3分,共36分)
1.如图,将两个铅柱的底面削平、削干净,然后紧紧地压在一起,两铅块就会结合起来,甚至下面吊一重物,都不能把它们拉开,这说明()
A.两铅块被压得太紧
B.下面所吊的重物还不够重
C.两铅块分子之间有引力
D.大气压作用使它们不能分开
2.烟台环境优美,四季如画,国内外游客写下了许多赞美烟台景象的诗文。
下列语句是从报刊杂志中摘录的,其中能说明分子永不停息地做无规则运动的是()
A.初春的果园鸟语花香B.盛夏的海滩微风轻抚
C.深秋的塔山红叶纷飞D.隆冬的田野大雪茫茫
3.关于物体的内能,下列说法正确的是()
A.在相同物态下,同一物体温度降低,它的内能会减少
B.物体内能增加,一定要从外界吸收热量
C.温度为0℃的物体没有内能
D.温度相等的1k和100内能相同
4.如图所示实验或事例,属于内能转化为机械能的是()
A.图甲所示,由滑梯滑下臀部会有灼热感B.图乙所示,水蒸气将木塞冲出
C.图丙所示为钻木取火D.图丁所示为搓手取暖
5.如图为某一天中央电视台天气预报的截图。
图中显示的四个地方,内陆地区的温差比沿海地区的温差大,造成这种差别的主要原因是()
A.水的比热容比泥土、砂石的比热容大
B.水的内能比泥土、砂石的内能大
C.水的密度比泥土、砂石的密度小
D.水的温度比泥土、砂石的温度低
6.下图是汽油机的四个冲程,其中表示内能转化为机械能的冲程是()
7.以下交通工具中,所使用的动力装置将电能转化为机械能的是()
A.摩托车B.载重卡车
C.拖拉机D.电动自行车
8.下列现象中,不能用静电知识解释的是()
A.晚上脱化纤毛衣时会有火花产生B.油罐车尾部常拖一条铁链
C.钢丝钳手柄上装有绝缘套D.电视机屏幕上会吸附灰尘
9.小东在安装如图所示的电路装置时,发现导线不够长。
他用下列哪个物体将A、B两点连接后,按下开关,灯泡却始终无法发亮()
A.塑料直尺
B.石墨圆棒
C.钢制刀叉
D.银质筷子
10.如图所示是一个便携式充电器正在给手机电池充电,在充电过程中,该手机电池相当于电路中的()
A.电源
B.开关
C.导线
D.用电器
11.公交车上前、后两张门旁的柱子上各有一个按钮开关,只要按其中一个开关,坐在驾驶座上的司机听到他旁边的电铃响,就知道有人要下车。
如图所示的电路中符合要求的是()
12.如图所示,粗心的小强把电流表当作电压表接在了L1的两端。
此时如果闭合开关,一定会发生()
A.电源短路B.电流表损坏
C.L1不亮D.L2的灯丝烧断
二、填空题(每空2分,共24分)
13.如图所示的电路图中,要使灯泡L1和L2组成串联电路,应该只闭合开关,若要使灯泡L1和L2组成并联电路,应该闭合开关。
14.进入刚装修完的房屋,我们常常会闻到一种刺鼻的气味,这气味主要来自装修材料中的甲醛,这种对人体有害的化学物质。
这说明甲醛分子在做
运动,这种运动会随气温的升高而(选填“加剧”或“减缓”)。
15.荷叶上两滴水珠接触时,能自动结合成一滴较大的水珠,这一事实说明分子间存在着;
封闭在注射器筒内的空气很容易被压缩,这实验说明分子间有。
16.夏季,在高速公路服务区内,一些重型汽车停在有水的坑里,这是因为汽车高速行驶过程中,通过方式增加轮胎的内能,使轮胎的温度升高;
轮胎停在水中,通过方式减少内能,降低温度,以保行车安全。
17.长毛狗在家中的沙发上玩耍,淘气的小明用干燥的毯子将它包裹起来并来回摩擦,结果小狗的长毛竖了起来,像一只可爱的刺猬,狗毛是因为摩擦带上了________(填“同种”或“异种”)电荷而互相排斥的。
在实验室中用到的________(填“验电器”或“试电笔”)就是利用这一原理制成的仪器。
18.被誉为“中国第一座农民城”的温州龙港在2010年春节前用上了管道天然气,天然气与煤相比,从热学角度分析,它突出的优点是;从环保角度分析,它突出的优点是;(天然气、煤的热值分别为1.14×108J/kg、3×107J/kg)
三、实验探究题(该题有3小题,每空2分,共24分)
19.小明在“探究不同液体的吸热情况”试验中,用了如图甲所示的两套完全相同装置。
他按实验要求分别对甲和乙两种液体物质进行加热。实验数据记录如下表。
物质初温/℃加热时间/min末温/℃
甲20645
乙20668
(1)按实验要求,甲和乙的质量_________(选填“相同”或“不相同”)。
(2)在此实验中,如果要使甲和乙的最后温度相同,就要给(选填“甲”或“乙”)加热更长的时间,此时,甲吸收的热量________(选填“大于”或“小于”或“等于”)乙吸收的热量。
(3)根据实验数据分析得知,_____________(选填“甲”或“乙”)的比热容大。
(4)物质甲从温度由20℃加热到45℃的过程中,它的内能(选填“增大”或“减小”)。这是采用方式改变物体内能的。
20.在探究物质熔化特点的实验中,实验小组测得出了某物质的温度随时间变化的图象如图所示.设物质从热源吸热的功率恒定不变,根据图象解答下列问题:
(1)在AB段时,物质处于状态.(填”固”“固液共存”“液”)
(2)该物质在t1时刻的内能t2时刻的内能(填“大于”“小于”或“等于”).
(3)该物质在AB段的比热容CD段的比热容(填“大于”“小于”或“等于”).
21.如图是实验室常用的一种电流表,其零刻度不在表盘的最左端.当导线a、b分别与标有“一”和“3”的接线柱相连时,电流表指针偏转情况如左图所示.
(1)此时,电流是从导线(填“a”或“b”)流入电流表,
(2)为了增大指针的偏转角度从而减小读数误差,应将导线a与标有“”的接线柱相连。
(3)纠正错误之后,电流表指针如右图所示,则读数为:A。
四、综合题(该题有3小题,第22题6分,第23题4分,第24题6分,共16分)
22.阅读下文,回答文后问题:
如图展示了一个极具想象力的设想,其大意是:上面水池中的水流下来,冲击叶轮转动;叶轮带动打磨轮和水泵的轴转动;人利用打磨轮打磨工件,同时,运转的水泵又把流到下面水池水抽到上面的水池中…,只要一开始在上面水池中注满水,就能通过水的上下循环,使机器不停地工作。
(1)按要求填写表中空白
物理现象(摘取原文)物理知识
①重力势能转化为动能
②人们利用打磨轮打磨工件
(2)这个设想曾得到不少人的赞许,并把这个装置誉为“永动机”。那么,这个装置真的能“永动”吗?为什么?
23.某太阳能热水器的水箱内装有50kg的水,太阳光照射一段时间后,水温从20℃升高到60℃。
水的比热容是4.2×103J/(kg?℃),焦炭的热值是3×107J/kg。试求:(1)水吸收的热量是多少?(2)这些热量需要完全燃烧多少千克的焦炭?
24.如图13所示,(1)当S1闭合、S2和S3都断开时电流表A1的示数为1A,求电流表A2和A3的示数各为多少?画出电路简图(等效电路图);(2)当S2和S3闭合、S1断开时,电流表A3和A2的示数分别为4.5A和1.5A,求电流表A1的示数为多少?(3)若将S1、S2和S3同时闭合会发生什么现象?
参考答案
一、选择题(共12小题,每小题3分,共36分)
题号123456789101112
答案CAABACDCADAC
二、填空题(每空2分,共24分)
13.S2S1S314.无规则加剧
15.引力间隙16.做功热传递
17.同种验电器18.热值大无污染
三、实验探究与作图(每空2分,共24分)
19.⑴相同⑵甲大于
⑶甲⑷增大热传递
20.⑴固⑵小于⑶小于
21.⑴a⑵0.6⑶0.32
四、综合题(22题6分,第23小题4分,第24题6分,共16分)
22.⑴按要求填写表中空白
物理现象(摘取原文)物理知识
①上面水池中的水流下来,冲击叶轮转动重力势能转化为动能
②人们利用打磨轮打磨工件机械能转化为内能
⑵不能不遵循能量守恒
23.⑴8.4×106J
⑵0.28kg
九年级物理期中试卷一、选择题(每小题的四个选项中只有一个选项符合题意,每小题2分,共24分)
1.如图1所示为四种日常生活用具,它们在使用中属于费力杠杆的是
2.如图2所示的四种情景中,人对物体做功的是
3.关于热量、温度和内能,下列说法中正确的是
A.一个物体的内能增加,一定是吸收了热量
B.一个物体吸收了热量,温度一定升高
C.温度高的物体含有的热量一定比温度低的物体含有的热量多
D.在热传递过程中,热量也可能由内能小的物体传给内能大的物体
4.如图3所示,小明房间门口装有开关S1,床头装有开关S2,这两个开关都能单独控制房间里的吊灯.以下电路图能符合这一要求的是
5.下列事例中,不是利用“水的比热容较大”这一特性的是
A.夏天,人们洒水来降温B.冬天,让热水流过暖气片来取暖
C.汽车司机用水来冷却发动机D.农民夜间向秧田里灌满水
6.将物理课本从地面上捡起放在课桌上,在此过程中做功大约为
A.0.2JB.2JC.20JD.200J
7.在2011年校秋季运动会上,九年级男生集体比赛项目为引体向上。
为了粗略估测某位同学引体向上运动的功率时,下列物理量不需要测量的是
A.小明的质量B.单杠的高度
C.身体上升的高度D.做引体向上的时间
8.如图4所示,杠杆在水平位置处于平衡状态,杠杆上每格均匀等距,每个钩码都相同.下列四项操作中,会使杠杆右端下倾的是
①将杠杆两侧的钩码同时各向外移动一小格
②将杠杆两侧的钩码同时各向内移动一小格
③在杠杆的两侧同时各减掉一个钩码
④在杠杆的两侧钩码下同时各加挂一个相同的钩码
A.①③B.②③C.②④D.①④
9.下面是小华同学对身边的一些电路进行观察分析后作出的判断,其中不正确的是
A.抽油烟机里装有照明灯和电动机,它们既能同时工作又能单独工作,它们是并联的
B.马路两旁的路灯,晚上同时亮早晨同时灭,它们是串联的
C.楼道中的电灯是由声控开关和光控开关共同控制的,只有在天暗并且有声音时才能亮,所以声控开关、光控开关及灯是串联的
D.一般家庭中都要安装照明灯和其它用电器,使用时互不影响,它们是并联的
10.如图5所示的电路中,闭合开关时,下列说法正确的是
A.两灯泡串联B.电流表测的是总电流
C.电流表测的是L1的电流D.电流表测的是L2的电流
11.小明用如图6所示的电路,探究影响金属丝电阻大小的因素。
他手边除了有电路中的器材外,只有一根金属丝,则
A.只能探究电阻与金属丝长度的关系
B.只能探究电阻与金属丝横截面积的关系
C.电阻与金属丝长度、横截面积的关系都能探究
D.电阻与金属丝材料、长度、横截面积的关系都能探究
12.两个滑轮完全相同,其重力均为20N.分别用如图7所示的两种方式,将重400N的物体以相同的速度匀速提升了10m,不计摩擦和绳重,则下列判断正确的是
A.F1做的功大于F2做的功B.F1和F2做的功相等
C.F1做功的功率小于F2做功的功率D.F1和F2做功的功率相等
题号123456789101112
答案
第二部分:非选择题(76分)
二、填空题(每空1分,计22分)
13.如图8所示为宾馆的房卡.只有把房卡插入槽中,房间内的灯和插座才能有电.房卡的作用相当于一个_接在干路上,房间里有电灯、电视等用电器,它们两端的电压是_V,是____联的。
14.在电视剧《三国》中,有这样一个情景:一群士兵用力拉动一个杠杆,会将石块抛向敌方阵营。
它是一个杠杆。要把石块抛出去,图9中作用在A点的力沿方向最小(选填a、b或c)。
15.在水平地面上铺一张纸,将皮球表面涂黑,使皮球分别从不同高度处自由下落,在纸上留下黑色圆斑A、B,如图10所示。
球从较高处下落形成的圆斑是图中(选填“A”或“B”),由此可知重力势能大小与有关。
16.“嫦娥二号”于2010年10月在西昌发射基地发射,并获得了圆满成功。
现在请回答下列问题:(1)火箭发射升空时,燃料燃烧将化学能转化为燃气的能,再转化为火箭的能;火箭的燃料使用液态氢,主要是因为它的密度小且大。
(2)“嫦娥一号”卫星绕月飞行时在遭遇月食期间没有太阳光照射,卫星表面的温度会急剧下降,内能,这是通过的方式改变物体的内能。
(3)卫星在轨道上从远地点到近地点运行的过程中,飞船的重力势能,速度。(选填“变大”、“变小”或“不变”)
17.如图11是四冲程热机的_____冲程,热机的发明推动了工业革命,但它的发展也带来了一定危害,请你至少说出一点:;
若此热机的飞轮转速为2400r/min,则1秒钟做了次功。
18.有A、B、C三根导线,其中A、B是铜导线,C是镍铬合金线。
A、B两根导线的长短相同,A比B粗;B、C两根导线的长短、粗细都相同,则三根导线中电阻的是______,电阻最小的是___________。
19.如图12所示的电路中,电压表所用的量程不明,当电路闭合后,V1和V2的示数分别如右图所示.则V1用的量程是V,V2用的量程是V,小灯泡L1上的电压是V.
三、解答题(共54分)
24.(共6分OA在图示位置保持静止,画出在A点所加最小力F1的方向和F2的力臂L2。
(2)如图14所示,小明站在地面上,欲用滑轮组提升重物,请画出最合适的绕线方法。
(3)用笔画线表示导线,将图15的电路连接完整,要求:灯泡L1与L2并联,用电流表测L1中的电流(电流小于0.6A).
25.(9分)用如图16所示滑轮组提升重物,不计绳重和摩擦。
小明用300N的拉力F在15s内使重为500N的物体匀速上升了3m。求:
(1)动滑轮的重;(2)小明拉绳子做功的功率;
(3)滑轮组的机械效率.
26.(9分)小明家的太阳能热水器,水箱容积是200L。
小明进行了一次观察活动:某天早上,他用温度计测得自来水的温度为20℃,然后给热水器水箱送满水,中午时“温度传感器”显示水箱中的水温为65℃。求:
(1)水箱中水的质量;(2)水吸收的热量;
(3)如果水吸收的这些热量,由燃烧煤气来提供,而煤气灶的效率为40%,求至少需要燃烧多少千克的煤气?(c水=4.2×103J/(kg℃)煤气的热值为q=4.2×107J/kg)
27.(5分)物理兴趣小组的同学,利用如图17所示的装置,在杠杆支点的两边分别挂上钩码来探究杠杆的平衡条件.
测量序号动力
F1/N动力臂
l1/cm阻力
F2/N阻力臂
l2/cm
①120210
②2151.520
③3515
(1)如图甲所示,为使杠杆在水平位置平衡,应将右端的平衡螺母向________(选填“左”或“右”)移动,将杠杆调在水平位置平衡的目的是为了方便测量________________.
(2)实验中测得的数据如表所示,表格中漏填的数据为________N.
(3)有的同学按现有方案得出如下结论:“动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离”.这个结论与杠杆平衡条件不符,原因是实验过程中________(填字母).(2分)
A.没有改变力的大小B.没有改变力的方向
C.没有改变力的作用点D.实验次数较少,结论具有偶然性
28.(6分)如图18所示是探究物体动能大小与物体的质量、速度关系的示意图。
(1)在探究动能与速度的关系时,要保持小球的_________不变,让小球从_________(选填“相同”或“不同”)的高度滚下,以不同的速度推动木块移动;
(2)在探究动能与物体质量的关系时,要保持___________相同,就是让质量不同的小球从___________滚下;
(3)物理研究方法有许多,本实验运用了两种研究方法:一是___________法;二是转换法。就本题来说:用______________________来表示小球动能大小的方法就是转化法。
29.(5分)为了比较水和沙子吸热本领的大小,小明做了如图19所示的实验:在2个相同的烧杯中分别装有质量、初温都相同的水和沙子,用两个相同的酒精灯对其加热,实验数据记录如下表:
⑴在此实验中,用加热时间的长短来表示水和沙子(选填“吸收热量的多少”或“升温的快慢”);
⑵在实验中,应不停地用搅拌棒搅动沙子,其目的是:;
⑶分析表中的实验数据可知:质量相同的水和沙子,升高相同的温度,水吸收的热量_______(选填“大于”或“小于”)沙子吸收的热量;
⑷可以推想,如果给质量相同的水和沙子加热相同的时间,则(选填“沙子”或“水”)升高的温度会更高些,因此在相同的日照条件下,沙漠的温差比沿海地区温差。
30.(6分)在“探究哪些因素影响滑轮组的机械效率”的实验中,某小组利用如图20所示装置匀速提升钩码,测得了四组数据,如下表所示。
实验
次数两个钩码共重G/N钩码上升的高度h/cm测力计的示数F/N测力计移动的距离s/cm
1341.212
2361.218
3381.227
43101.230
(1)前三次实验中,第_________次实验数据明显出现错误,应当剔除。
(2)第四次实验中,有用功是_________J,总功是_________J,滑轮组的机械效率为_________。若仅增加钩码的个数,该滑轮组的机械效率将_________(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)根据以上信息,可以判断出该小组设计这四次实验的目的是为了探究滑轮组的机械效率与___________________________是否有关。
31.(8分)为了“探究并联电路的电流特点”,小薇设计了如图21所示的电路实验。
(1)在连接电路时,开关应处于_______状态。
(2)小薇先画出了电路图,请你在图22中用笔画线代替导线分别将导线a、b正确地连接到相应的接线柱上。(2分)
(3)小薇闭合开关后,看到灯L2发光,但灯L1不发光,电流表的示数为零,电路可能存在的故障是:____________________________________。
(4)排除故障后,小薇测出了L1的电流I1之后想测量干路中的电流I,这时她思考一会儿后,就在原来已连接好的电路中将导线(即在本题第2小问题完成后的图中)进行改动,请你写出她具体的操作:(2分);干路中的电流如图23所示,可读出:I=_____A。接着,她又测出L2的电流I2,就想根据这组数据分析得出结论。但同组的小林认为该实验还没有结束,他在表格中记录数据后,他接下来的具体操作是:
参考答案
一、选择题
题号123456789101112
答案CADCABBCBCCC
二、填空题
13、开关220并14、费力C15、B被举起的高度
16、内机械热值减小热传递变小变大
17、做功造成大气污染2018、CA19、0~150~33.5
三、解答题
24、作图略
25、(1)100N(2)120W(3)83.3%
26、(1)200Kg(2)3.78×107J(3)2.25Kg
27、(1)右力臂(2)1(3)B
28、(1)质量不同(2)速度同一(3)控制变量木块被撞击后移动的距离
29、(1)吸收热量的多少(2)使沙子均匀受热(3)大于(4)沙子大
30、(1)1(2)0.30.3683.3%增大(3)钩码上升的高度
31、(1)断开(2)图略(3)L1断路(电流表断路或L1支路接触不良)
1学生基础知识掌握不好,反映能力差
综合题一般在内容上涉及到的知识点较多,一个问题的解决可能同时要用到力学、运动学、热学等知识,需要较强的综合分析能力,若基础知识掌握不好,对各部分知识体系及相互联系没有清晰的认识,面对综合题就会不知从何入手,所以不会做.
2学生阅读习惯不好,理解能力差
首先综合题一般在提问的形式上多样化,在问题的叙述上所用的篇幅比较大,需要学生具有一定的阅读理解能力,而学生没有养成认真审题的习惯,所以做不出来.其次是综合题的已知条件比较多,有直接给出的,有隐含的,学生若不具备良好的读题习惯,所以对此类题比较烦,有的根本就不愿意做.再者就是学生对题中要求的限定词理解不清或疏忽大意,导致答案与题目要求脱节或超出要求范围,画蛇添足,做无用功.
3学生书写习惯不好,表达能力差
综合题中许多问题的答案不是一个字或一个词就可以的,也不是一句话两句话就行的,它需要用科学、规范的语言,反映现象,表达说明问题,评价、论述物理过程.而很多学生由于学习习惯不好,听课时注意力不集中,或者课堂上只是听听而已,不看教师的板书,更不用说看课本,对原理规律不求甚解,停留在一知半解的层面上.因此,做出的答案名词不清、错别字多,词不达意、漏洞百出,层次不清、逻辑混乱,以偏概全、要点缺失,极不严谨规范,常常出现常识性或科学性的错误.
鉴于以上原因,有相当一部分学生在心理上就存在着为难情绪,这直接影响了他们解决问题的积极性,这是学生对综合题在认识上存在误区造成的.其实,综合题本身也是一个“题”,不过是牵涉面较广,内容较复杂,但拆开来看看,也无非是几个互相关联的较简单的基本题.因此,针对“综合”,我们的办法应该是“分析”,把综合题变成一个一个的基础题,在已知和未知之间,根据它们的相互制约的关系,理出一个头绪,得到正确的解题思路.如何才能帮助学生提高解答综合题的能力呢?本人认为应该从以下几个方面对学生加强训练.
3.1要强调学生基础知识的学习和掌握,提高学生解题的基本技能
解综合题应具备两个基础:一是知识基础,二是认识基础.而所谓知识基础也就是概念清楚,理解透彻,有条理,合逻辑.基本的物理方法和基本的物理技能,这都是要靠扎实的双基训练而获得.当前,在新课程的实施过程中,有些教师不同程度地表现出一种钟情于创新而冷落“双基”的倾向.对此,我们必须清醒地认识到,学生牢固掌握基础知识是素质教育与能力提高的前提条件,也是学生进一步学习的基础,是以后获得长远发展的基石,没有牢固的基础知识,基本技能的培养、素质的全面提高都只能是空中楼阁,水中花、镜中月.大家都知道,学生的学习是跟着老师的指挥棒走的,老师的教学水平提高了,学生的学习效果也会相应的提高.因此,在教学中要求教师对教材中的物理知识必须有系统观、整体观,这样才有可能进行系统的基础知识的教学,学生在头脑中才有可能形成基础知识的体系;同时,物理教材突出学生的科学探究过程,而学生探究后对知识的归纳,本身就是探究活动的一部分,所以必须加强对学生探究后的知识归纳的指导;基础知识的牢固掌握,要有充分的练习与作业来强化,因此,还必须加强学生对基础知识掌握情况的考查与反馈,及时做好查漏补缺.只有这样才能真正落实基础知识的教学,提高学生对基础知识的掌握,遇到复杂的问题就会自然地把它分解为一个一个简单问题来解决.
3.2要培养学生良好的阅读习惯,提高学生理解能力和审题能力
从某种角度来说,理解离不开阅读,因此理解能力的提高与阅读习惯有直接地关系.良好的阅读习惯不仅能帮助学生获得比较全面、系统的物理知识,掌握物理的科学语言,还可以大大提高审题能力.从近几年的中考物理综合题的变化趋势来看,试题越来越长,试题的信息量越来越大,要获得解题所需的条件,就要求学生必须具备较强的阅读能力.物理阅读能力的培养应贯穿物理学习和练习的全过程:对于基本概念、规律要逐字逐句地读,对其中的重点字句要深入体会、准确理解;对重点知识、难点内容要通过反复阅读了解其内涵和外延;对易混淆的概念,对比阅读,准确区别概念;对物理图像认真细致阅读,找出需要的信息;对与物理有关知识,经常阅读,拓宽视野;特别地对物理题目的阅读,语文教学中的“不动笔墨不读书”的方法值得借鉴,应边读边勾、边画、边圈、边点,在此基础上,分析清楚题目涉及的范围、条件、物理现象及物理过程,找出隐含条件,以确定应用哪部分知识解题.相信随着阅读能力的提高,学生的理解能力也会相应得到改善,自然审题能力就会随之提高.
3.3要重视学生解题模型训练,提高学生书面语言表达能力
学生害怕对物理现象及物理过程的描述、对物理现象的解释、对探究实验的设计等等,很多时候是因为不知从何下手、如何表述.如果老师对某一类问题的解答能给出相应的解答模式,这种现象就有可能得到改变.例如对惯性现象的解释:(……物体)原来是(静止的或随什么一起……运动的),当(发生……化)时,由于惯性,物体要保持原来的(静止或运动)状态(留在原处或继续向……运动),所以,(出现题中叙述的现象).再例如用流体压强与流速的关系解释现象:当……时,……地方的空气(或水)的流速比……地方的大,压强减小,(两个地方)就存在压强差,产生压力差,某物体就在这个压力差的作用下,……(题中出现的现象).类似的解答模式,若是在老师的引导下由学生自己发现(归纳)、总结,效果会更好,有利于提高学生对物理知识表述的科学性、层次性、严谨性.
3.4要注重学生解题方法指导,提高学生综合计算题解题能力
在综合题中,计算题占有相当大的比率,很多学生不喜欢计算题,学困生更是绕着走.这是因为综合计算题文字多,综合性强,解题除了要有扎实的基础知识外,还需要有熟练的解题思路和方法,有规范的答题和表述.因此,提高学生综合计算题解题能力的有效做法是对学生进行方法指导.方法指导可分为解题方法指导和书写规范指导,两部分是相附相依的,在初中阶段计算题的解题方法主要的有公式法和方程法,公式法的成功解题也是以书写规范为基础的.
例如:某自动电热水壶铭牌如表1所示.小亮为了给爷爷说明电热水壶的使用方法,他接水至800 mL刻度.然后把壶放在加热座上,拨开开关,5分钟后水烧开,水壶自动断电.已知水的初温为20 ℃.若烧水时家中电压为220 V,求电热水壶的热效率.
在解题过程中还要注意:一是选择的公式中的物理量尽可能为已知量,使计算一步到位;二是公式中各量的单位一定要统一;三是计算结果要正确;四是计算过程要完整.
初中《科学》新课程标准对学生的学习方式提出了更高的要求,提出在继承传统的接受式学习的基础上,增加了研究性学习、自主学习、体验性学习等学习方式,实现了学习方式的多元化。本文从初中科学课程的特点和学生学习实际出发,以多元化学习机制在课堂中的有效实践为研究方向,探索使学生得到最优发展的教学途径与方法,为实现科学课堂教学过程最优化作了探索。
【关键词】
多元学习教学机制学习过程 最优化
在日新月异的信息时代,“知识爆炸”使得我们的教育加快了改革的步伐,向着培养新世纪高素质人才的正确方向发展。新的一轮课程改革,伴随着知识经济时代的脚步,踏入我们的生活。新课程改革,在继承传统的接受式学习的基础上,增加了研究性学习、探究性学习、体验性学习和实践性学习,实现了学习方式的多元化。随着计算机和网络技术的发展加快,人类正面临着一个迅速变化和开放的社会,为了适应、生存和发展,科学教学在培养学生具有更高的科学素养和创新能力方面应该做出积极的努力。
鉴于此,我们提出了本课题研究,旨在初中科学教学中寻找基于学习方式多元化的教学策略,探索使学生得到最优发展的教学途径,培养学生的创新精神、实践能力、终身学习能力和适应社会生活的能力。
一、设置“成功三部曲”,让学生在成功的体验中获得知识
这是针对学习科学有困难的学生而提出的一种策略,科学是初中阶段比较难学的一门学科,许多学生因为其难学而丧失信心。为了帮助学习有困难的学生构建起“追求成功”的学习行为,我们建立了课堂教学的成功教学机制,即把整个课堂教学过程分为三个环节,即“成功三部曲”。
(一)帮助成功
在课堂教学中,教师根据“起点低、步子小、活动多”的原则,设计教学程序。学生通过模仿、反复操练等手段,在教师的帮助下获得成功。具体操作是:
1.适当降低教学难度,使学生稍加努力就能达成目标
让学习困难学生获得成功的体验,首先得降低教学的难度,让其一步一步获得成功。因此,在教学设计中,教师首先得降低教学目标,坚持低起点、小步子。例如,
在密度教学中,在密度的概念建立后,可出以下问题:
(1)一块砖的质量是1.5千克,体积是1000立方厘米,则砖的密度是,若把砖分成两块,每小块砖的体积是,质量是 ,密度是 。
(2)取某地产的石油100毫升,称其质量为78克,求这种油的密度。
学有困难的学生稍一努力就可达到,通过这样反复的成功体验,他们的自信心得到恢复。在这一阶段,教师要严格地按目标出发,不能任意拨高,并且配以相关的练习。在练习后做到及时反馈、及时分析,把握学生的心理状态,不能让学生因一时的成功而止步不前。
2.明确问题的指向性,尽量使原本复杂的问题呈现的越简单越好
根据先行组织者理论,改变教材――学习材料的呈现形式,有助学生掌握知识。所谓“先行组织者”,是指先于学习材料之前呈现的,在概括与包容水平上高于新的学习材料的引导性材料。在科学教学中,“先行组织者”可以是一段说明性较强的文字,可以是一个概念、一条规律、也可以是一幅略图、一段录像、一个模型,等等。而我主要是把原来的陈述式材料,改变为学习问题。例如:
电学计算中有一题型:有一电热水壶,标有“220V、1000W”字样。正常工作15分钟后。将1.5升初温为200C水烧开。求这个电热水壶的热效率。若将题改成:有一电热水壶标有“220V、1000W”字样,正常工作15分钟后,将1.5升初温为200C水烧开。求:(1)15分钟内电热水壶放出多少热量?
(2)1.5升初温为200C水烧开需吸收多少热量?
(3)电热水壶的热效率为多少?
很显然,第二中题型给学生在解题思路中搭了个台阶,学生拿到题不会一筹莫展,只要跟着题目所给的思路往下做,问题便迎刃而解了。
3.多增加学生的动手机会,给以实践的体验
学有困难的学生,有的动手能力很强,通过动手这一渠道达到解决问题的目的,使学习活动多样化。比如:
在教学“浮力”这一部分内容时,我让学生以四人小组为单位,每个小组准备一盆水,一块塑料泡沫,一块石头,两节废电池。上课时,让同学们把塑料泡沫、石头、废电池依次放入水中,观察现象;然后,给他们弹簧秤,分别称一下这三种物体在空气中、在水中的不同重量;在此基础上组织讨论,从而明确“浮力”这一概念。
(二)尝试成功
相对于“帮助成功”,“尝试成功”应该说更进一步,要求也更高了。教师要根据学生课堂表现和练习情况,适时提出“想一想,为什么?”使单纯的教师传授变为学生学习为中心。具体操作是:
1.创设问题情境,激发学生求知探究的积极性
设置问题情境,让学生在解决问题的过程中激发学习自然科学的兴趣,这是尝试成功的出发点。诺贝尔奖获得者海森堡深有体会的说:"首先是问题的提出,其次才是问题的解答"。发现问题是思维活动中最重要的环节。没有问题的思维是肤浅的、被动的,只有当学生深入思考后,需要问个“为什么”时,思维才算是真正发动。因此,教师应在营造学生置疑的氛围上多下功夫,正确地运用问题材料,以利于学生思维活动的积极开展,最大限度的拓展学生潜能,激发兴趣。例如:
在学习“参照物”概念时,给学生讲一则趣事:在第一次世界大战中,有一位法国飞行员在战斗中突然发现座舱的左侧有一个东西在“蠕动”。为避免“机毁人亡”,飞行员伸手将这个东西抓在手里,这东西怎么这么烫手啊?他立即拿到眼前一看。啊?原来是一颗子弹!接着问学生,产生这样的现象的条件是什么?
学生听完后议论纷纷,此时教师稍加点拨,学生即可成功地找出问题的原因。在教学设计中,教师应将概念具体化,深奥的原理形象化,枯燥的知识趣味化。这样既解决了实际问题,也激发了学生的潜能。
2.把学习时间还给学生,在课堂上让学生有更多的时间进行自主探究
改变课堂教学满堂灌的局面,在课堂留点时间,让学生进行自主探究。例如:
在电功率教学时,可举生活中的实例:灯丝断了,电灯无法工作,此时,摇动灯泡,设法让灯丝搭接上,发现灯泡比以前更亮了。什么原因?又如:家用大功率用电器的插头连线,在使用时会很热。这是什么原因?家用电器都工作时,为什么灯会显得暗一些?
这些生活实际问题呈现给学生,让学生能在课堂上有更多的时间进行自主地探究。
3.给学生以犯错误的机会,在“试误”的过程中获得成长
尝试不可能次次成功,应允许学生犯错误;对于学习尝试中出现的错误,要帮助他们分析出现错误的原因,寻找改正错误的途径,并在其中给予鼓励,告诉学生:这一次至少让我们知道“此路不通”。比如:
一位同学在做串联电路的实验时,因为想“创新”一下,发生线路错误,造成短路,而使电池报废。我没有简单地给予批评,而是帮他分析为什么会造成电池报废的原因,使之明白,短路会造成电路故障。一次错误使该学生,获得了一个意想不到的收获。
这样,通过积极的鼓励给学生这样的暗示:每一次犯错误都是一次成功。
(三)自主成功
有了成功的基础后,课堂教学开始引导学生走自主探究之路。教师设计“一个或两个精当的问题”,让学生讨论和自主学习,使学生在自主学习活动中获得成功的体验和乐趣。利用开放型的学习,积极引导学生产生自我成功的期望和要求,使学生逐步做到无论成功还是失败都能自我激励,形成积极主动的“追求成功”的学习行为模式。具体的操作措施是:
1.还学生提问权
改变老师问、学生答的传统模式,让学生在老师创设的学习情境中,自主发现问题。如对于灯泡搭接后更亮这问题,学生会问:这样的灯泡使用寿命长不长?大功率用电器的插头连线为避免产热过多,应选用怎样的导线才好?通过一系列的情景设置引导学生进一步探究。
2.让学生参与教学设计
通过对话,师生共同商定学习方案,在教师指导下自主探究解决问题的办法。如:在演示活性炭的吸附性时,按教材设计,演示效果不明显。此时,会有学生设想可否改变实验方法来验证。这时,教师可让学生参与教学设计,师生共同商定实验方案。通过探究得到解决问题的方法。
方法1:用面巾纸将粉末活性炭分成若干小包,放入红墨水中,振荡。
方法2:将活性炭抹在漏斗内的滤纸上,将红墨水倒入这个过滤装置。
结果,这两种方法的现象都非常明显。在这里教师只是学生学习的顾问,而不是主宰。在师生活动中,学生得到了自己主动争取成功的机会。多次的机会促使学生逐步形成积极、稳定的自我学习,自我教育的内部动力机制。
3.还学生评价权
让学生自我评价,相互评价,从评价中获得反馈信息,调整学习行为。评价时要编制适应学生起点的测试,扩大评价范围和内容。单一的书面考试既不能反映学生的各个方面的水平,更容易挫伤那些在书面考试中沦为“差生”的学习困难的学生的积极性。所以,在科学中可以把实验操作、实验设计、模型制作等都列为评价的范围。对于不同水平的学生要帮助确定最新目标。对学生在原有基础上的每一点进步或长处都给予鼓励。鼓励可以是激励性的话语,也可以喜报的形式反馈给家长。甚至是定期召开班级短会,让进步显著的学生谈一些心得体会,虽然方法比较老,但对很多学生都有一定的激励作用。此时教师有一项很重要的工作不能忽略,就是帮助失败的学生正确评价自己。帮助其正确的归因,找到失败的真正原因,鼓励学生,只要继续努力就一定会成功。教师也可为学生的失败承担一定的责任,以利于改善师生关系。
二、建立开放式的教学机制,给学生提供了一个充分展现自我的机会
民主、和谐的环境和氛围,是建立开放式课堂教学机制的前提和基础。学生感到宽松、融洽、愉快、自由、坦然,没有任何形式的压抑与强制,才能自由与自主地开展思考、探究,无顾忌地发表见解,大胆果断地决策和实践,才有可能创新与超越。建立开放式课堂教学机制就是给学生提供了一个充分展现自我,发挥自我的空间,利于学生创新和实践能力的培养。
(一)创设自主开放的学习机会,拓宽学生学习的空间
进行课前认真仔细的自学,可以起到对前面所学知识的实践与体验,它是一种自主探索的过程,能有效减少模仿的成份,增加“研究”的含量。更是一种良好学习品质的培养。将自学放在课前进行,同时会带来一对矛盾,即课前自学与前一课时的课后作业之间的关系。但从本质讲,课后作业实际上只是对前面所学知识的实践与体验过程,而课前自学,不仅是对前面所学知识的实践与体验,还是应用已有的知识对未知知识的同化与顺应,同时,通过教师对习题、问题的合理设计,在时间上得到充分的考虑,从而达到在课堂内与同伴、老师进行实质流和探讨的层次,在实际操作中,是可行的。
(二)设计开放性问题,让作业成为训练思维的体操
思维开始于问题,创新力寓于问题的解决过程中,设计开放性问题,进行开放性问题教学,是实施创造教育的一种良好的举措。问题的设计主要采用了以下四种形式:
一是“问题内容的综合性”。所设计的问题涉及知识面较宽广,不只局限于科学教材,而是涉及日常生活,最新科技动态,及其他学科内容,将学生日常生活及社会活动接触的与自然科学知识有关的内容加以提炼,设计成开放性问题;任何创造发明不是仅用某一学科的知识,而是应用多学科的知识和技能,因此,要以自然科学知识和技能为载体,广泛渗透数学、社会等学科基础知识,锻炼学生跨学科的综合创新能力,转传统封闭式单学科教学为现代开放式多学科渗透教学。
二是“问题设计的开放性”。所设计的问题需要对教学活动进行动态处理,充分运用“变式”,采用不同的角度和方式设计问题,通过变换新颖的设计角度。丰富多彩的设计方式,吸引学生的兴趣。兴趣是创造力的原动力与维持力,也是激发力和推动力。如,
在凸透镜成象这节内容的教学中,对“物”、“象”可以用大量变式(物距和象距、物象的大小、物象的移动速度),也可以把物象的距离和大小、物象的大小和移动速度联系起来进行定性、定量研究,教学效果明显。
三是“问题解答途径的多样性”。设计出的问题的解答途径是多样的,具有探索性。如:
“请你根据自己所学知识,设计一个实际过程情境,计算出人的平均功率”。同学们开始考虑;要得功率P,可以从P=FV或P=W/t两个角度去设计实际过程,于是考虑:人拉车,大概多大的力F,拉多远的路S,需多少时间t,从中求得P……或人登山t 时间可攀登h高的山,来求P……,或人锯木头,一般用多大力F,拉的速度平均值V,来求P……,等等各种各样,有的可简便地算得P,有的则不能算得P。
通过这种问题解答途径的开放,积极引导学生去发现,去探索,自己去想、去查、去做。
四是“问题答案的开放性”。即设计的问题答案是开放的,标准化答案会禁锢人们的思想,导致死记硬背,开放性问题的答案的开放多样的,从不同角度分析会有不同的答案,它不强调问题的答案,而强调的是解决问题的过程。如:
“请估算家中一天的用电量是多少度?”“国产红旗CA7220轿车在高速公路上行驶时功率一般70KW,请估算车爱到的阻力。”“请你对照恒温箱图示,提出一些能使幼苗快速生长的合理化建议,并简述理由。”象以上这些问题,不同的分析角度和模型其最后所得的答案是不同的,只要“事出有因”,“算之成理”,答案均对。
这样有利于学生独立思考问题,增强自主意识,开发创新潜能。
三、建立贴近学生生活的实验教学机制,培养学生实验设计能力
科学是一门以实验为基础的学科,所传授的科学基础知识大多数是前人在实验基础上总结出来的,为此,我们在传授基础知识的同时,应十分注重实验教学。爱因斯坦说:“一个美妙的实验,通常要比我们头脑中提取二十个公式更有价值。”科学技术的发展来自科学实验,因而我们的实验教学,不仅仅是激发兴趣,获得知识,更要能启迪思维,培养科学精神和创新能力。
(一)改验证性实验为探索性实验,培养学生改进原实验和设计新实验的能力
验证性实验是为了培养学生的实验操作,数据处理和计算技能,学生们检验一个已知的结果是正确的,采取的是“照方抓药”式的操作。探索性实验是由学生自己运用实验手段,探索未知的现象或数据,并在获得的现象或数据的基础上概括出实验结论。它让亲身经历实验过程对未知结论的探索,激发学生的思维状态,培养的创新意识,初步形成科学态度,训练科学方法,提高学生分析、解决问题的能力。在科学教材中,有许多的探索性实验,如“研究通电导体放出的热量与哪些因数有关”,“燃烧的条件”,“研究电路的电压分配和电流分配”等实验。但很多的学生实验是在老师讲授完新课之后来完成的,学生的探索精神得不到体现。教师不妨将新课放在实验室中进行。如在讲授杠杆平衡条件的新课中,我将学生实验“研究杠杆平衡的条件”放在课堂中进行,学生通过自己动手,实验探究,得出的结论往往在比老师讲的或演示实验的效果在好得多。在科学的实验教学中,增大探索性实验的数量,减少验证性实验,在培养学生的实验能力、科学方法的形成、直觉思维能力和创新意识等方面都是可行和有效的。
(二)改变实验控制条件、演绎新实验,培养学生运用实验思维设计
科学实验与自然条件下的观察不同,实验是在人为条件下,控制一定的因素,以排除外界的干扰获得正确的结论,这就要求学生在实验中要很好的控制变量。科学中的很多实验都体现了这一思想,如:
“研究导体的电阻和哪些因素有关”,“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”等。教师可以改变实验的控制条件来进行实验拓展,引导学生的实验创新能力。如在CO2的灭蜡烛火焰的演示实验后,我向学生提出了这样一个实验装置(图1),一只大烧杯倒放在一高一低的两只燃着的蜡烛上,问哪一支蜡烛将先熄灭。很多的同学都脱口而答是低的一支,我没有立即回答他们,而是让他们回家自己亲手去做一做。第二天,同学们都迫不及待地告诉了我正确的答案。在这里,由于实验条件的改变。这个新实验已经与原实验大相径庭,很多的同学由于思维定势都犯了错,只有动手实验才得出了正确的结论。
通过改变实验控制的条件,训练了学生运用整体实验思维方法设计新实验和处理实验数据的创新能力。
(三)增减实验器材改变实验,培养学生设计新实验的能力
我们在实验中,常常会遇到实验器材一时难以找齐,或者只有一些其它的器材的情况。顺势引导学生设计新的实验,解决原有实验所需解决的问题。通过增减实验器材改变实验,培养学生设计新实验的能力。如在实验“用伏安法测电阻”中,教师可在原有实验的基础上,再给学生一只已知阻值的定值电阻,一只滑动变阻器,几个开关等器材,要学生设计出其它方案,尽可能少的使用实验器材,测出未知电阻的阻值。课后学生们设计出了许多方案,经过讨论,评出了几种较好方案在实验中进行,其中一个方案被公认为是最好的,它只需一只电压表,通过开关的控制,接一次即可测出未知电阻的阻值。
其实验电路图如图2所示:
实验教学机制的建立,目标是不断提高学生的实验设计能力。结合初中的实验,笔者选择一些贴近生活,让学生感兴趣的实验作为引领学生参与实验的基础,运用多种途径和方法使学生掌握实验并创新实验,为提高学生科学学习的兴趣和促进课堂教学最优化服务。
五、结束语
实践证明,在科学教学中建立多元学习的机制,开展形式多样的活动,不仅为课堂教学架起了面向自然、面向社会的大门,还可以加深对理论知识的理解,激发学习动机,利于培养创新思维和创造能力,本文的研究在初中科学教学中取得了较好的实践效果,随着新课程的纵深推进,基于多元化学习机制的初中科学学习过程最优化探究对促进有效课堂教学将起更大的作用,并且还有更广阔的空间值得广大科学教师作深层次研究。
【参考文献】
1、全威 陈翠娴 叶正波 中学物理情境教学研究.物理教学,2003. (12)
2、皮连生教育心理学[M].第三版.上海:上海教育出版社,2004.127-205