开放型试题有哪思路和试题

2022-09-24 试题

　　类型一：条件开放型条件开放型试题的特点是题设条件多余或隐含，不指明所要求解的问题。解这类试题的基本思路就是从题设条件入手，变换角度，创设情境，使解题过程具有开放性。

　　例1．2011年11月3日凌晨，我国“神舟八号”飞船与“天宫一号”飞行器成功对接，共同飞行在茫茫太空中。飞行在太空中的“天宫一号”向着太阳的一面温度会高到100℃以上，而背阴的那一面又会冷到-200℃以下，为此科学家在“天宫一号”的外表面涂上一层银白色的涂料。在“天宫一号”实验舱里，未来的航天员可使用笔记本电脑收发邮件，可以看电影听音乐。舱里还配备了太空锻炼器材，如拉力器，用于锻炼下肢肌肉等。

　　请从上面的阅读材料中找出与物理知识有关的叙述，并标明相关的物理知识。

　　例：“神舟八号”飞船与“天宫一号”飞行器成功对接──以“神舟八号”飞船为参照物“天宫一号”是静止的

　　(1)_____________________________________________；

　　(2)____________________________________________。

　　解析：条件开放类试题由于所给条件较多，可以从不同角度、不同侧面去考虑问题从而得到不同的结论。这类题型的特点决定了题不是太难，但要求同学对所学知识能融会贯通。题中给出的如“外表面涂银白色的涂料”、“ 收发邮件”等语句蕴含着物理知识。

　　答案：飞行──以地球为参照物，“神舟八号”飞船和“天宫一号”是运动的

　　外表面涂银白色的涂料──有光照射时，减少对热量的吸收；背光时，减少向外辐射热量

　　收发邮件──利用电磁波

　　看电影──笔记本电脑是光源、光沿直线传播

　　听音乐──声音是由振动产生的

　　拉力器──拉力越大，弹簧被拉得越长

　　类型二：过程开放型过程开放型试题的特点是条件、结论都一定，解题过程或策略开放，一题多解及开放设计性实验属于这类题。一般是策略性开放，思路不唯一，进而步骤、过程都不统一，开放设计性实验有时连实验条件都不统一，需自行选定器材，再根据题目需要设计实验步骤，完成指定的设计性实验。

　　例2．如图1所示，L1为入射光线，L2为出射光线。请在图中添加合理的光学器件。（注意所添加的器件位置要正确）

　　解析：由题目中的情况容易想到用平面镜来反射。那么，还能用什么光学器件呢？首先沿着“反射”的思路考虑：反射时能否不用平面镜？当然可以──用凸面镜或凹面镜。再考虑如果不是反射，折射行不行？当然行──用凸透镜或凹透镜、甚至是三棱镜。还可以思考，凸透镜或凹透镜只有一种放置方法吗？试一试，当然不只一种。这样，依据不同的物理规律、原理，运用不同的方法，进行一题多思、一题多解，能更牢固地掌握知识，培养发散思维能力。

　　答案：如下图

　　例3．如图2所示，弹簧测力计的量程是0—5N，木块重力大约7N，轻质滑轮重为1N、铁架台、刻度尺、足够大的量杯、足量的水和细棉线(自重不计)，图中每种器材各有一件。

　　请你利用图中的一些器材，设计一个测量木块重力的实验方案：

　　(1)写出选用器材的名称：

　　(2)用文字简要地写出需要测量的物量及符号：

　　(3)木块重力的表达式：

　　解析：物体的重力直接用弹簧测力计便可测量，但此题不同，因为弹簧测力计的量程小于被测量，所以题目提醒学生要有安全操作意识，这是作为一个公民将来走入社会必须具有的科学素养。怎样解决弹簧测力计的量程小于被测量的问题呢？只能采用间接测量，这就需要学生的经验和感悟了。注意到木块能在水面上漂浮，又有量杯，想到可用浮力知识解决。若注意到滑轮，可连接成动滑轮来测量。若注意到米尺，可用线连接成一个省力杠杆来解决。

　　答案：

　　方案一：（1）量杯、水、细棉线、木块

　　（2）量杯中水的体积V1，木块放入水中静止后液面的位置V2

　　（3）G =ρ水g（V2-V1）

　　方案二：（1）弹簧测力计、轻质滑轮、铁架台、细棉线、木块

　　（2）滑轮重G动，拉力F

　　（3）根据F=（G+G动）/2，得G=2F -G动

　　方案三：（1）弹簧测力计、米尺、铁架台、细棉线、木块

　　（2）把米尺连接成省力杠杆，从米尺上读出两力臂L动、L阻（L动/L阻应大于7/5），拉力F

　　（3）根据FL动=GL阻，得G=FL动/L阻

　　类型三：结论开放型结论开放型题目的特点是条件一定，结论多种多样。根据试题提供的信息，从不同的方向分析会有不同的结论，可以激发学生思考的积极性，利于培养学生的学习主动性和创造性。解答时，要在这些符合要求的结论中选择最有把握的结论作为答案。

　　例4．有些物理量的大小不易直接观测，但它变化时引起其它量的变化却容易直接观测，用易观测的量显示不易观测的量是测量物理量的一种思路。例如：温度计是利用液柱长度的变化来显示温度高低的。请你也举出一个例子___________________。

　　解析：物理学中对于一些看不见、摸不着的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观的现象去认识，或用易测量的物理量间接测量，这种研究问题的方法叫转换法。初中物理在研究概念、规律和实验中多处应用了这种方法。大家要在头脑中搜寻学习过的物理内容，筛选出应用这个思想方法获取的知识，确定答案。你可以从力、热、光、电、磁、分子原子、能量等方面进行思考。

　　答案：弹簧测力计是利用弹簧长度的变化来显示力的大小；研究条形磁铁（或电磁铁）磁性时，用它吸引铁屑（或大头针）的多少来显示磁性的强弱；研究物体的动能与哪些因素有关时，用物体推纸盒前进的距离来显示其具有动能的多少；鼓面上撒碎纸屑来显示鼓面的振动情况；进行电流的热效应实验时，在电热丝上涂些蜡，利用蜡的熔化来显示电热丝温度升高等。

　　类型四：综合开放型综合开放型题目的特点是条件多种，解题策略多样，结论不唯一。这类试题有利于发展大家的个性，发展大家的发散思维能力。

　　例5．图3中甲、乙分别是“探究平面镜成像特点”和“探究凸透镜成像规律”的实验装置。

　　（1）在“探究平面镜成像特点”的实验中，拿一支没有点燃的与A完全相同的蜡烛B竖立在玻璃板后面移动，直到看上去它跟前面那支蜡烛A的像完全重合。这样操作的目的是________________，同时也证明了像与物体的大小________________。

　　图3

　　（2）在“探究凸透镜成像规律”的实验中，保持凸透镜位置不动，将蜡烛从远处逐渐向凸透镜的焦点靠近时，要想在光屏上得到清晰的烛焰的像，光屏应向________（填“靠近”或“远离”）凸透镜的方向移动，所成像的大小将________（填“变大”、“变小”或“不变”）。

　　（3）当蜡烛移到图乙所示位置时，光屏上出现清晰的烛焰的像，请你比较甲、乙两图中平面镜与凸透镜所成的像的不同点：①________________；②________________。

　　解析：试题对两个重要的光学实验进行了对比研究。（1）平面镜成像实验的目的是找出像和物体的大小、位置关系。只有“捕捉”到像，才能开展研究。蜡烛B与蜡烛A的像完全重合，说明实验已经“捕捉”到了像，即确定了像的位置和大小。（2）在“探究凸透镜成像规律”的实验中，得出了像的位置和大小、倒正、虚实与物距和焦距的关系。其中，当成实像时，“物近像远像变大”是一个非常重要的结论，要注意掌握和应用。这句话的意思是，物体从远处逐渐向凸透镜的焦点靠近时，所成的像离凸透镜越来越远，同时像也变得越来越大。（3）比较甲、乙两图中所成的像的不同点属于过程和结论都开放：从成像原理考虑，一个是光的反射，一个是光的折射；从成像虚实考虑，一个是虚像，一个是实像；从成像倒正考虑，一个是正立的像，一个是倒立的像；从成像大小考虑，一个是等大的像，一个是放大的像；从物距和像距关系考虑，一个是物距等于像距，一个是物距小于像距。

　　答案：（1）确定像的位置和大小相等

　　（2）远离变大

　　（3）一个是光的反射形成的，一个是光的折射形成的；一个是虚像，一个是实像；一个是正立的像，一个是倒立的像；一个是等大的像，一个是放大的像；一个成像时物距等于像距，一个成像时物距小于像距。

　　从上面几例可以看出，开放性试题涉及面较广，灵活而无模式可依，但都基于学生已有的知识和经验进行设计，因而不同程度的学生都可以根据自己的能力、水平进行探索，都有发挥的空间。开放性试题以开放的姿态展示出物理与我们人类生存发展的联系，具有很大的思维空间。我们要去经历物理知识的再创造过程，需全面观察、广泛联想，多方面、多角度、多层次去思考问题，才有利于自己探究精神、创新精神和实践能力的培养和发挥。

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