从陕西中考物理试题的商榷中展望2023年中考

□钟启鹏

字数:1614 2023-05-07 版名:知行
  在2022年陕西省初中学业水平考试物理试题中,我对其中以“太空授课”为背景的试题很有兴趣。这道以“太空授课”为背景的试题所给出的对空间站中“完全失重”现象的解析值得商榷。由此,我们从商榷中展望2023年中考。
  对陕西2022年中考物理试题15小题的商榷
  1.在“天宫课堂”中,航天员王亚平用吸管把乒乓球轻轻压入水中,取出吸管后,观察到乒乓球悬停在水中,如图-1所示,这是由于在中国空间站中,乒乓球不再受到重力和 力的原因而悬停不动。在地面课堂的同学们也做同样的实验:用吸管把乒乓球轻轻压入水中,取出吸管后,观察到乒乓球会迅速上浮直至漂浮,如图-2所示。乒乓球露出水面前,浮力 重力且浮力大小 。(图略)
  2.答案与解析
  浮 大于 不变
  【解析】乒乓球能悬浮在水中,是因为在太空中处于失重状态,乒乓球在水中不受浮力及重力的作用。在地面上,把乒乓球压入水中,乒乓球由于受到的浮力大于自身的重力而上浮,在乒乓球露出水面前处于上浮过程,所以浮力大于重力,露出水面前乒乓球浸没,排开水的体积不变,所以受到的浮力大小不变。
  3.分析与商榷
  在地面上,“把乒乓球压入水中,由于水的密度大于乒乓球的平均密度,导致乒乓球受到的浮力大于自身重力,其所受合力向上而使乒乓球上浮”,这种解释是正确的。
  在空间站内,乒乓球能够悬浮在水中,给出的解释是因为“太空中处于失重状态,乒乓球在水中不受浮力和重力的作用”,这种解释就值得商榷了。
  重力是因为地球(或其他星球)对其附近的物体产生吸引而受到的力,物体所受的重力是客观存在的。笔者认为,在空间站中,乒乓球能够悬浮在水中,不是因为不受重力,而是因为当以空间站为参考系时,空间站是一个非惯性参考系,加速度指向地心,因此受到一个背离地心的惯性离心力作用,空间站内的任何物体受到的惯性离心力均与其自己所受的重力相平衡,空间站内的每个物体都处于平衡状态。因此,空间站中的物体不是不受重力,而是受力平衡。或者说,当以地心为参考系时,空间站内的水杯、水和乒乓球都是绕着地心做匀速圆周运动,它们各自受到的重力恰好提供它们各自绕地心做圆周运动所需要的向心力,所以,水和乒乓球之间并没有发生相互作用。
  在初中阶段想要阐述清楚“完全失重”这个问题是不可能的,笔者认为初中阶段不讲“失重”为好。如果初中老师按“太空中处于失重状态,乒乓球在水中不受浮力和重力的作用”的解释来认识“失重”,那是不准确、不科学。如果学生在初中阶段建立了物体在空间站中不受重力的错误认识,到高中阶段学习“超重和失重”的时候,学生会左右为难,心中老想是初中老师讲错了,还是高中老师讲错了?这样的话,就把学生导入歧途了。
  展望陕西2023年物理中考
  各省市中考试题年年出新出彩,科学新颖,实验性、时代性都很强,聚焦热点和前沿,紧扣教材和课标,都是显著的特点。
  根据陕西的考试政策,中考物理80分制,目前的题型及分值都很合理,形成固定的试题框架,2023年试题模式应该还是保持这个框架结构。但是,根据扬长避短的原则,像上面这个题的解释不会再出现了,更不应该出现有争议的试题或偏题、怪题。试题的特点还是要继承以前的优点,吸取精华,去其缺点。
  从社会热点来看,以抗疫、航天航海技术及成就、近两年前沿技术成就等为背景的题值得研究。
  从社会焦点来看,以国际社会矛盾、世界经济形势、祖国国防意识、国家民族大团结、环保、自然灾害等为背景的题值得关注。
  实验探究题仍是考查的重点,占很大比分,对基础知识的应用和基本技能的考查仍是试题的主要部分。
  2022版新课标与2011版旧课标对比,删除了旧课标中的36个内容点,新课标修改增加了53个内容点。站在新课标颁布实施第一年的角度看,更新的内容应该是命题的重点。或者说,在试题的难易度把握上、内容的取舍方面、重难点的定位上、语言的表述上等都与这些更新的内容有关,是值得重视的。这不仅是教学的导向,也是试题命制的导向。课标就是我们教学的指挥棒,也是试题命制的唯一依据。所以,一线教师要研究新课标,新课标更新的内容应成为焦点和关注点。