备战2022 中考物理专题复习 专题63 中考物理开放类问题（含解析） 同步练习

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专题63 物理开放类问题

一、物理开放题的含义
物理开放题是指题设条件不确定、解题方法多样化、答案不唯一的题目。这些试题或条件开放，或策略开放，或结论开放，可谓千姿百态。通过求解这一类问题，可以激发学生的求知欲，提高学习兴趣，考查学生的发散思维能力和创新能力。求解开放性问题，需要我们在日常生活中做个有心人，要灵活运用物理知识。挖掘题目中的隐含条件是解题的关键。这就需要我们抓住题目中的重点字句进行分析、推理、比较、联想，结合概念、规律、现象、状态、情境、图形或图象等方面加以理解。
二、开放题类型与特点
类型1：题设条件开放型。其特点是条件多余或隐含，求解问题不指明。
类型2：过程开放型。其特点是解答方式不统一，方法多样化。实际上就是我们常说的“异曲同工”。
类型3：设问开放型。其特点是根据题目给出的已知条件，自己提出问题自己解答。
类型4：待求结论开放型。其特点是结论不惟一，答案形式多样化。
三、开放性试题的质量标准
1.情境新颖，内涵丰富，同时创设开放情境要合理，不能与实际情况脱节.
2.创设宽松、开放的环境，有利于学生敞开思路、充分发挥、自由探索.同时开放程度要适当，不能无目的、无限制的开放.
3.可以是条件开放、策略开放、过程开放或结论开放.
4.具有一定的综合性，学生可以多角度、多层次地探求解决问题的途径和方法.
5.为学生提供必要、明确的指导说明，让学生能够理解任务的要求.
四、解题技法
开放性试题的问题中的情景，都与生活、社会、科技相联系，问题的提出以及解决的过程、结果都具有灵活性、多变性和不确定性。所以，求解开放性问题，需要我们在日常生活中做个有心人，充分挖掘题目中的情境、图形或图象等隐含条件和重点字句进行分析、推理、比较、联想；同时有机结合所学物理概念、物理规律、物理现象等一切物理知识，寻求广阔的解题思维、方法和结论。

【例题1】（2020贵州黔东南）2020年初新冠肺炎开始在全球蔓延。为了阻止新冠肺炎的蔓延，戴口罩、隔离、喷洒消毒液，都能有效的阻止其蔓延。3月16日九年级同学戴上口罩返校开当同学们进入教室，闻到了浓浓消毒液的气味，戴眼镜的同学的镜片上有了雾气。有的同学在手上、文具上喷洒酒精消毒，发现不一会酒精干了。手上喷洒酒精后有一点凉凉的感觉……。请你根据上面的描述和所学物理知识提出两个相关问题并回答。
示例：
问题：镜片上的雾气是怎样形成的？ 回答：呼出的水蒸气液化形成的。
(1)问题：________ ；回答：________；
(2)问题：________；回答：________。
【答案】 (1)为什么在手上、文具上喷洒酒精消毒，发现不一会儿酒精干了？ 因为酒精汽化了。
(2) 喷洒消毒液后，能闻到浓浓消毒液的气味？ 因为消毒液发生了扩散
【解析】(1)有的同学在手上、文具上喷洒酒精消毒，发现不一会酒精干了，是因为酒精汽化成酒精蒸气散发到空气中了。
(2)喷洒消毒液后，能闻到浓浓消毒液的气味，是因为酒精分子在永不停息地做无规则运动，即发生了扩散现象。
【对点练习】甲、乙两物体从同一地点出发沿同—方向运动，其路程S跟时间t的关系图像如图所示。请您认真、仔细观察图像，能获得什么信息？写出3条。

（1）__________________________________；
（2）__________________________________；
（3）__________________________________。
【答案】（1）乙的速度比甲大；（2）甲、乙出发后在离出发点60m处相遇；（3）甲走60米用了25分钟，乙走60米用了10分钟。
【解析】这是路程—时间图像，图线交叉点是两物体相遇位置，也就是甲乙两物体各自经过一定时间都走了60米的路程。还可以看到甲走60米用了25分钟，乙走60米用了10分钟，可见乙比甲快。这样我们就得到了很多信息：
（1）乙的速度比甲大；（2）乙出发比甲晚15min； （3）甲、乙出发后在60m处相遇。
其它答案如：甲走60米用了25分钟，乙走60米用了10分钟都是正确的。
【点拨】利用图像收集信息，重点要抓住图像上的特殊点，知道这个点的横坐标和纵坐标表示的物理意义。通过观察、分析，结合物理知识给予符合物理思想的结论。在利用速度公式进行有关计算时，s、v、t必须是同一对象、同一运动时间段，使用时切忌“张冠李戴”，还要区分一个物体在不同时间内的不同运动情况。本题的易错点是学生不会分析图像给出的物理信息。如果以两图线交叉点看去，分别说出对于乙图线上该点横坐标、纵坐标的物理意义，甲图线上该点横坐标、纵坐标的物理意义，就能很容易获得很多信息。
信息开放题主要考查考生思维的变通性和灵活性，如何从众多的信息中“检出”有用信息，排除无用信息的干扰，这是解题的关键。
【例题2】（2020山东潍坊模拟）一边长为10cm的正方形物体，质量为8kg，放置在水平地板上，它在12N的水平拉力作用下以0.2m/s的速度做匀速直线运动。(g取10N/kg)。请你依据上述提供的已知条件，自己设计提出两个问题，并计算出两个相应的物理量。
【答案】见解析。
【解析】(1)问题：正方体受地板对它的摩擦力多大?
解：由物体受力平衡可知：f=F拉=12N
(2)问题：正方体的重力是多大?
解：G=mg=8kg×10N/kg=80N。
(3)问题：该正方体的密度是多少?
解：
 (4)问题：正方体对地板的压强是多大?
解：
(5)问题：水平拉动物体做功的功率是多少瓦?
解：
【点拨】此题给定物理情景和相关条件，要求考生自己提出问题并解决问题，相对一般开放型试题，答案多元不惟一，又提出更高的要求，根据题意，能够提出哪些问题，能够解决哪些问题，考生必须多角度思考。
【对点练习】如图，电源电压不变，闭合S，R1、R2均能正常工作，已知R1的额定功率为1.5w，A1的示数为0.5A，A的示数为1.5A。据以上条件，逐一列式计算出与该电路有关的物理量。

【答案】见解析。
【解析】①R1的阻值：R1＝P/I2＝1.5w/0.52A＝6Ω
②电源、R1、R2两端电压：U=U1=U2＝IR1＝0.5A×6Ω＝3V
③R2的阻值：R2＝U/I＝3v/（1.5－0.5）A＝3Ω
④R2的功率：PR2＝UI＝3V×1A＝3w
⑤电路总电阻R：R总＝R1R2/（R1+R2）＝2Ω
⑥电路总功率P：P总＝UI＝3V×1.5A＝4.5W
【点拨】由题设中的功率、电流值，据电学中所涉及到的公式，即可联想到如不同电阻的电压、电流、电阻及其功率值。
【例题3】（2020石家庄模拟）在初中物理实验中，常常用长方体木块作为实验器材来研究一些问题，现在请你以长方体木块作为实验器材之一，可以适当添加其它辅助器材，设计三个实验来研究或说明相关的物理问题。（力、热、声、光、电均可）

添加主要器材
主要实验过程
研究或说明的物理问题

示例
细绳、小车
将木块竖放在小车上，用细绳突然拉动小车向前运动，木块向后倒下
木块具有惯性
设计一



设计二



设计三



【答案】

添加主要器材
主要实验过程
研究或说明的物理问题

设计一
弹簧秤、细线
用细线将木块挂在弹簧秤钩上，木块静止时，弹簧秤有读数
木块受到重力

设计二
弹簧秤、木板、毛巾、砝码
将木块分别放在木板、毛巾上用弹簧秤匀速水平拉动；砝码放在木块上，将木块放在木板上匀速拉动
摩擦力大小与压力大小、接触面粗糙程度有关

设计三
导线、开关、灯泡、电源
将导线、开关、灯泡、电源、干木块连成串联电路，闭合开关观察灯泡是否发光

木块是绝缘体
【解析】本题不但结论开放，条件也有所开放，只是木块为必备器材之一，同时它又是设计性实验题。不过题材来自于平时的演示实验，所以难度并不大。解决此类问题，要求我们平时留心观察老师所做的演示实验，准确把握实验的意图和原理。
【点拨】本题把长方体木块作为必备实验器材，允许适当添加其它辅助器材，设计实验来研究或说明相关的物理问题。一般地，只要能达到目的，添加的辅助器材越少、实验原理和过程越简单越好。有些同学把“研究或说明的物理问题”当作现象的描述了，产生理解上的偏差，不能正确地表达现象反映的物理实质。如添加小车做物体具有惯性的实验时，在“研究或说明的物理问题”中，他们只是说木块向前或向后倒下，未提及惯性问题。
【对点练习】欲对一块不规则的矿石标本进行鉴定，请你利用所学知识设计三种测矿石密度的方法，将每种方法所需主要器材、应测物理量和所测密度的表达式写出来。
【答案】见解析。
【解析】根据密度公式，要求物质的密度，只要求出其质量和体积即可。基本方法有以下几种：
（方法一）器材：天平、量筒、水、细线。
应测物理量：矿石质量m；矿石放入前量筒中水的体积V1；矿石放入量筒后水和矿石的总体积V2。
表达式为。
（方法二）器材：弹簧测力计、量筒、水、细线。
应测物理量：矿石的重力G；矿石放入前量筒中水的体积V1；矿石放入量筒后水和矿石的总体积V2。
表达式为。
（方法三）器材：天平、烧杯、水、细线。
应测物理量：矿石的质量m；盛满水的烧杯与水的总质量m2；把矿石轻放入盛满水的烧杯后，测出剩余水、烧杯、矿石总质量m3；
表达式为：。
（方法四）器材：弹簧测力计、烧杯、水、细线。
应测物理量：矿石的重力G；用弹簧测力计悬挂矿石浸没在水中静止时弹簧测力计示数G’。
表达式为：。
【点拨】本题属于过程开放的试题。根据选择的器材不同，用到不同的测量原理，采用不同的测量步骤，得到不同的结论。

一、选题题
1.在光具座上固定一个凸透镜，使烛焰中心在凸透镜主轴MN上，如图2所示，当烛焰在A点时，成像在B点；当烛焰在B点时，成像在C点，则凸透镜位于( )

A.A点的左侧 B.AB之间 C.BC之间 D.C点的右侧
【答案】A
【解析】这是一道过程开放问题。题中说明当烛焰在A点时，成像在B点，若在B 点成的像为A点上烛焰的实像，则透镜应位于AB之间。那么，根据光路可逆，烛焰在B点时，成像应在A点，而题中指出：烛焰位于B点，成像于C点。显然B点成的像是A点上烛焰的实像的假设是错误的，则在B点成的应是A点上烛焰的虚像，则透镜应在A点的左侧。当A点与透镜的距离小于f，B点与透镜的距离也小于f时，若烛焰位于A点，能在B点成虚像；若烛焰位于B点，在C点也是成虚像。
2.一个物体受到同一直线上两个力F1和 F2的作用，它们的合力为F，则( )
A.如果F1≠ F2，那么F的方向总是跟较大的那个力相同
B.如果F1= F2，那么F=0
C.如果F1> F2，那么F= F1- F2
D.F总大于F1和 F2的任意一个
【答案】A
【解析】这是一道条件开放的问题，本题中的 F1、F2两个力在同一直线上，它们的大小关系已在各选项中作了假设，但各个力的方向未说明，两个力可能同向，也可能反向，那么合力的情况就不同了。
3.重为100牛的长方体放在水平地面上，与地面的接触面积为0.1米2，现用一个大小为20牛的力竖直作用在物体中央，则物体对地面的压强 ( )
A.一定是200帕 B.可能是1000帕 C.可能是800帕 D.可能是200帕
【答案】C
【解析】这是一道条件开放的问题，解答本题常见的错误是选择答案A，其原因是认为作用在物体中央的大小为20牛的力方向竖直向下，而实际上题目中并没有明确给出力的方向，只是说明力竖直用在物体中央，所以该力有竖直向下和竖直向上两种可能。当力的方向竖直向下时，物体对地面的压力F为120牛，则物体对地面的压强为：p1=F1/S1=120牛/（0.1米2）=1200帕；p2=F2/S2=120牛/（0.1米2）=800帕。
4.如图所示，一个重为10牛的实心金属块，挂在弹簧秤下并浸入水中(弹簧秤未画出)，当金属块的体积的1/3浸入水中静止时，弹簧秤的示数为8牛，当把金属块全部浸入水中并碰到杯底时，弹簧秤的示数( )

A.可能是2牛 B.可能是6牛 C.可能是8牛 D.以上答案均错
【答案】A
【解析】由题意已知物重G=10牛，当V排=1/V物时，弹簧秤示数F弹=8牛，则物体所受浮力F浮= G-F弹=2牛。由阿基米德原理，F浮=ρ水gV排，ρ水g1/3V物=2牛，推得：ρ水g V物=6牛，即当金属块全部浸没水中时受到的浮力为6牛。当把金属块全部浸入水中并碰到杯底时，若金属块只是与杯底接触而未互相挤压，则金属块受重力、浮力和弹簧秤的拉力共三个力的作用，此时弹簧秤的示数为：F弹=G-F浮=（10-6）牛=4牛。若金属块与杯底接触并互相挤压时，杯底对金属块有竖直向上的支持力，此时弹簧秤的示数不确定，最小值为零，即弹簧秤示数的范围为0～4牛。
5.如图所示电路中，电阻R2为10欧，合上电键S，电流表示数I为0.4安，若将电阻R2换成电阻R2/= 20欧，闭合电键S，则电流表示I/为( )

A.I/=0.2安 B.0