中考物理实验题的商榷

1、中考物理实验题的商榷唐学民+徐正黄摘要2021年苏州中考物理卷中有一道用倾斜杠杆探究杠杆平衡条件的试题，构思独特。但在信息传递、因果推理、科学导向等方面值得商榷，文章对此进行分析探讨。关键词物理实验题；杠杆自重；力臂测量；平衡条件中图分类号G633.7文献标识码A文章编号167460582021350040022021年江苏省苏州市中考物理试卷第27题第3小题是一道颇有创意，但值得商榷的试题。原题节选：在“探究杠杆的平衡条件实验中：3杠杆处于图1所示位置时，小李同学就在杠杆上挂钩码进行实验，小明认为这样操作会对实验产生以下影响：杠杆自身重力可能会对实验产生影响可能不便于测量力臂或出现力臂测量错

2、误无法得出杠杆平衡条件你认为正确的选项是_。A.B.C.命题者提供的参考答案是A。一、命题思路揣摩试题的研究对象是图1所示的倾斜杠杆。按题中用语“处于图1所示位置时，可认定此时杠杆是平衡的。相当于苏科版物理九年级上册第十一章第一节学生实验“探究杠杆的平衡条件的第一步操作“安装好杠杆，调节杠杆两端的平衡螺母，使之在水平位置平衡已经完成。因此“小李同学就在杠杆上挂钩码进行实验，终能使杠杆再度在原倾斜角度位置平衡，也就是说倾斜的杠杆能得出杠杆的平衡条件。这样就排除了“无法得出杠杆平衡条件。基于杠杆是倾斜的，命题者认为“杠杆自身重力可能会对实验产生影响；可能不便于测量力臂或出现力臂测量错误是正确的，选

3、A。二、原试题商榷原题是值得商榷的。可以从如下三个方面分析：一是传递的信息；二是因果推理；三是科学导向。1.传递的信息商榷1操作选项解读图1给出的倾斜杠杆平衡，“倾斜和“平衡是题给信息的两大特征，该怎样对这一信息进行处理呢？设想将图1中倾斜杠杆的支点所在的区域局部放大，就有两种可能结构，如图2中的图和图所示。图中的O点为杠杆的支点，C点为杠杆的重心，C点位于O点的正下方，这种平衡是稳定平衡。如果轻轻拨动杠杆使其转动或摆动，最终平衡位置就是图1所示位置，也就是说这个位置杠杆自身重力的力臂为零，对杠杆的平衡不产生影响。这样，在杠杆上挂钩码进行实验，只要最终的平衡位置跟图1所示一样，就可不考虑杠杆的

4、自身重力对杠杆平衡的影响，亦即杠杆的自身重力不影响杠杆平衡条件的得出。這种背景下，这道实验题的答案只需要考虑。但有两段，一段是可能“不便于测量力臂，它不影响得出杠杆平衡条件；另一段是“出现力臂测量错误，那么肯定影响得出杠杆平衡条件。两方面兼顾是否认，所以均予以否认，A、B、C三个选项均是非选项。图中的O点跟C点重合，这种平衡是随遇平衡。轻轻拨动杠杆，杠杆可以在任何位置平衡，接下来挂钩码进行实验，就可以取最科学、最简易的操作，使杠杆在水平位置平衡，得出杠杆的平衡条件。显然，该背景下实验题的影响因素全部否认，A、B、C三个选项均不适合。2其他操作选项解读杠杆处于图1位置时，就在杠杆上挂钩码进行实验

5、，操作方法是多样化的。下面罗列两种均以图2型做载体。其他操作一。在杠杆两侧挂钩码后，调节动力、动力臂、阻力、阻力臂，使杠杆改在水平位置平衡。记录四个量的大小，并有序改变其中假设干量，进行屡次测量比较。这样操作，关键动作是挂上钩码后，杠杆在水平位置平衡对实验结果有什么影响呢？杠杆的自身重力肯定对杠杆的平衡产生影响，故对；杠杆水平位置平衡，便于测量力臂，故错；无法得出杠杆平衡条件，故对。正确的选项为B。应该指出，将非水平位置的空载杠杆，负载后回归到水平位置平衡，这种操作是可行的、可取的，得出的选择B是可信的。其他操作二。杠杆负载后调节动力、动力臂、阻力、阻力臂，使杠杆在非水平位置平衡。杠杆的倾斜角

6、度不限，但肯定不在原倾斜位置，屡次实验找规律均相同。操作二对实验产生的影响有：杠杆自身重力对杠杆平衡产生影响，对；不便于测量力臂或易出现力臂测量错误，对；无法得出杠杆的平衡条件，对。所列的A、B、C三选项均非选项。2.因果推理的商榷本试题是“探究杠杆的平衡条件学生实验的实验题。因果关系中的“果就是能否得出杠杆平衡条件，“因就是题设条件，杠杆自身重力和力臂测量。因此，可以从以下两个方面讨论试题的因果推理。1参考答案凸显因果关系相悖参考答案是A。为正确选项，亦即杠杆自重和力臂测量可能影响得出杠杆平衡条件。现请读者思考如下一个问题：可能影响得出杠杆平衡条件跟无法得出杠杆平衡条件相近呢，还是跟能得出杠

7、杆平衡条件相接近？毫无疑问前者接近，这说明选后理应考虑选，不宜选后排除。显然，参考答案选否认，暴露了其推理逻辑中的因果关系是矛盾的。2试题中三个影响因素因果表达词不达意第一，对于“杠杆自身重力可能会对实验产生影响来说，除“可能质疑外，因果关系也极不明确。第3小题题干的最后已写有“对实验产生影响，两次重复出现的“产生影响没有相隔几个字，但都没有言明对实验产生什么影响。建议改为“杠杆自身重力会影响杠杆平衡，导致无法得出杠杆平衡条件。第二，对于“可能不便于测量力臂或出现力臂测量错误来说，因果关系更为混乱。一是开头的“可能是否包括后面的力臂测量错误，不明确；二是“不便于测量力臂和“出现力臂测量错误，对

8、实验影响的后果等级不同。“不便于测量力臂，其后果只能给实验操作增添麻烦，不至于“无法得出杠杆平衡条件；而“出现力臂测量错误，肯定“无法得出杠杆的平衡条件。较为科学的表述应将原表述改为两段“不便于测量力臂，增加操作难度；易出现力臂测量错误，导致无法得出杠杆平衡条件。endprint第三，对于“无法得出杠杆平衡条件来说，这一项应是“探究杠杆的平衡条件这个实验的终极目标，它不是具体的操作因素影响，但它必须依附于具体操作和具体信息传递，故不应单独列项，而应将它分解到“自身重力和“力臂测量两个方面。3.科学导向的商榷“探究杠杆的平衡条件是义务教育物理课程标准规定的20个学生必做实验之一。按照课标对学生实

9、验的要求“应让学生在理解实验方案的前提下，自己选择器材，组合实验装置，自主进行实验，促进学生积极思考。作为学生实验的实验题，理应表达?初中物理课程标准?的教学目标要求，怎样理解“探究杠杆的平衡条件的实验方案呢？简而言之，应科学地指导学生进行两次以上在水平位置平衡的操作。一次空载杠杆，其余是负载杠杆，并有机地与托盘天平平衡操作进行链接。审视这道实验题，它要排除“无法得出杠杆平衡条件这一选项，必须进行两次非水平位置平衡的操作，要想通过这样的操作得出规律，是不太现实的。试题考查的是学生必做实验，但迄今为止没有一堂学生实验课是如此操作的。未经实践，哪能出真知，故有“闭门造车之嫌。实验题，特别是学生必做

10、实验的实验题，命题时“需要正确认识物理实验的教学目标，注意把握实验教学的特点，尤其要做到“按要求进行操作，起到科学导向的作用。引号中用语源于?初中物理课程标准?，全文同三、对原试题微调本实验题是以一倾斜杠杆为载体探究杠杆平衡条件的，构思奇特新颖，很有开发价值。为提高它的区分度，笔者建议试题依附于一个具体操作，然后对影响实验结果的因素加以选择。现列举三个方案。方案1杠杆处于图1位置时，小李同学就在杠杆上挂钩码进行实验，挂上钩码后让杠杆在水平位置平衡。小明认为这样操作会对实验产生以下影响：杠杆自身重力会对杠杆平衡产生影响，导致无法得出杠杆的平衡条件不便于测量力臂，操作难度增加易出现力臂测量错误，导

11、致无法得出杠杆的平衡条件你认为正确的选项是_。答案：。方案2杠杆处于图1位置时，小李就在杠杆上挂钩码进行实验。挂上钩码后，让杠杆仍旧在原位置上平衡。小明认为这样操作会对实验产生以下影响：杠杆自身重力会对杠杆平衡产生影响，导致无法得出杠杆的平衡条件不便于测量力臂，操作难度增加易出现力臂测量错误，导致无法得出杠杆的平衡条件你认为正确的选项是_。答案：。如果改变操作探究的初衷，将试题改成杠杆平衡条件得出后思考讨论题，那么可以出现“可能选项。方案3杠杆处于图1所示位置时，一同学就在杠杆上挂钩码进行实验，虽然屡次实验，但都找不出“动力×动力臂=阻力×阻力臂的关系，你认为无法得出杠杆平衡條件的原因有_。可能挂上钩码后，未确保杠杆在原位置平衡可能在倾斜杠杆上进行操作，力臂测量麻烦可能力臂测量错误，尽管杠杆每次均处在原