贴近课本 强化能力-2022高考物理实验命题特点分析

摘要：2022年高考物理实验题即关注基本又突显能力，在2022年高考复习中我们应该以此为指导进行有效复习。关键词：力学实验电学实验基本方法数学工具贴近课本强化能力2022高考物理实验命题特点分析物理实验今年高考主要还是分为：力学实验、电学实验两部分。不少考卷用一个电学实验大题包含了两个小题，这两小题所考查的内容不同，分别是选自两个部分的内容。其中第1小题相对较易而第2小题相对较难。这种方式扩大了对实验知识的考查范围，降低了单个实验题的分值，提高了试题的信度和区分度。从各地高考试题来看一般力学实验比较基础，与往年相比更加贴近课本。很多力学试验完全是来源于课本要求掌握的基本实验，没有做太大变动，重点考察了：（1）主要实验仪器的使用与读数有效数字的处理如游标卡尺，螺旋测微器、打点计时器等；（2）考查学生理论运用于实际的能力；(3)实验操作过程的分析和实验数据的处理如和纸带相关的一些数据处理问题；（4）对实验误差的分析。电学实验一直是高考中对学生的实验能力和实验知识的综合考查的最佳切入点，也是实验考查中最为核心的内容，综合程度高，今年高考在此处的考查和往年一样涉及实验原理、实验器材的选择、实验步骤、实验方法、实验数据处理、实验电路设计、实物图连线等多方面知识，目前的设计型实验也以设计测量电阻的电路为主。但是今年在电学实验的考查也有着与往年不同之处：（1）着重考查了电路实物连线；（2）以新材料为背景的考题层出不穷；（3）加大了利用数学图像处理物理问题的考查。我们一起来关注一下今年高考的实验题，从中深刻感知一下：【例1】（安徽卷第21题）Ⅰ（1）在测定金属的电阻率实验中，用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图1所示，读数为__________________mm。（2）在用单摆测定重力加速度实验中，用游标为20分度的卡尺测量摆球的直径，示数如图2所示，读数为__________________cm。【解析】（1）螺旋测微器需要估读结果为：+×=；（2）游标卡尺无需估读结果为：+15×=．【例2】（广东卷第34题）（1）图是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带。①已知打点计时器电源频率为50Hz，则纸带上打相邻两点的时间间隔为_________。②ABCD是纸带上四个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出。从图13中读出A、B两点间距s=__________；C点对应的速度是________(计算结果保留三位有效数字)。【解析】（1）①②读A、B两点数值：1.00cm、1.70cm故：s=1.70cm-1.00cm=0.70cm【例3】（新课标卷第22题）如图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图.现有的器材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平.回答下列问题(1)为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有______.(填入正确选项前的字母)A、米尺B、秒表C、0～12V的直流电源D、0～12V的交流电源(2)实验中误差产生的原因有______.(写出两个原因)【解析】（1）用A项米尺测量长度，用D项交流电源供打点计时器使用。（2）纸带与打点计时器之间有摩擦，用米尺测量纸带上点的位置时读数有误差，计算势能变化时，选取始末两点距离过近，交流电频率不稳定。【例4】（天津卷第9题）（3）要测量电压表V1的内阻RV，其量程为2V，内阻约2KΩ。实验室提供的器材有：电流表A，量程0.6A，内阻约Ω；电压表V2，量程5V，内阻为5KΩ；定值电阻R1，阻值30Ω；定值电阻R2，阻值为3KΩ；滑动变阻器R3，最大阻值100Ω，额定电流1.5A；电源E，电动势6V，内阻约Ω；开关S一个，导线若干。①有人拟将待测电压表V1和电流表A串联接入电压合适的测量电路中，测出V1的电压和电流，再计算出RV。该方案实际上不可行，其最主要的原因是②请从上述器材中选择必要的器材，设计一个测量电压表V1内阻RV的实验电路。要求测量尽量准确，实验必须在同一电路中，且在不增减元件的条件下完成。试画出符合要求的实验电路图（图中电源与开关已连接好），并标出所选元件的相应字母代号：③由上问写出V1内阻RV的表达方式，说明式中各测量量的物理意义。【解析】①电流表A不能准确测量出流过电压表V1的电流；②测量电压表V1内阻的实验电路如图所示；③，表示的电压，表示和串联的总电压。【例5】（新课标卷第23题）用对温度敏感的半导体材料制成的某热敏电阻，在给定温度范围内，其阻值随温度的变化是非线性的.某同学将和两个适当的固定电阻、连成图1虚线框内所示的电路，以使该电路的等效电阻的阻值随所处环境温度的变化近似为线性的，且具有合适的阻值范围.为了验证这个设计，他采用伏安法测量在不同温度下的阻值，测量电路如图1所示，图中的电压表内阻很大.的测量结果如表l所示.回答下列问题(1)根据图1所示的电路，在图2所示的实物图上连线.(2)为了检验与t之间近似为线性关系，在坐标纸上作-t关系图线(3)在某一温度下，电路中的电流表、电压表的示数如图3、4所示.电流表的读数为____，电压表的读数为___.此时等效电阻的阻值为___：热敏电阻所处环境的温度约为____.【解析】（1）如图所示：（2）根据数据描出点，作出直线。（3），，，对照图找出相应的温度为℃。【例6】（安徽卷第21题）Ⅱ太阳能是一种清洁、“绿色”能源。在我国上海举办的2022年世博会上，大量利用了太阳能电池。太阳能电池在有光照时，可以将光能转化为电能，在没有光照时，可以视为一个电学器件。某实验小组根据测绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法，探究一个太阳能电池在没有光照时（没有储存电能）的I-U特性。所用的器材包括：太阳能电池，电源E，电流表A，电压表V，滑动变阻器R，开关S及导线若干。（1）为了达到上述目的，请将图1连成一个完整的实验电路图。（2）该实验小组根据实验得到的数据，描点绘出了如图2的I-U图像。由图可知，当电压小于时，太阳能电池的电阻_____________（填“很大”或“很小”）；当电压为时，太阳能电池的电阻约为____________。【解析】（1）根据测绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法，电路连接如图；（2）在电压小于时，由图可读出电流很小，由得，太阳能电池的电阻很大；（3）当电压为时，根据题图读出U、I，由得：R=×103Ω。新课标高考大纲对实验能力的要求增加“探究”二字，强调过程与方法，我们从今年的高考试题不难发现：把难点设置在原理设计理解和选择上。命题充分体现新课标强调过程和方法，建议下一步2022高考备考在实验方面我们应该重视以下几个方面：(1)注重课本基本上实验的实验目的、原理、步骤和方法。有条件的学生应该做一做，实验题虽是“纸上谈兵”，但在命题时总希望把“做过实验的”和“没有做过实验的”有所区分，同时，不亲自做一做，很难发现问题，很难达到对问题的真正理解，只有亲手做过才能理解记忆深刻，尤其对实验中出现的一些误差分析才有切身感受。（2）加强对实验数据的处理与分析。从这几年高考试题看，有实验数据处理考查越来越频繁，应用数学工具处理物理问题，是学好物理的基本素养。尤其我们要重点关注作图法处理数据，作图法处理数据在力学，电学实验里都有所考查。这与它直观、误差小、易于发现错误数据、有很大关系。目前此类题目正在从画直线向画曲线方面发展，要引起重视。（3）电学实验实验题是物理考试中赋分量高也是失分最多的题，也是制约着理科考生的一个“瓶颈”。从多年高考的实验题来看电学实验是考生较为薄弱的。在电学实验里我们要做到以下几点:①弄清课本实验，紧扣实验基本原理、熟练掌握基本仪器读数及选表基本原则；②重点掌握测电阻多种方法，以及测电源电动势和内阻这两个实验；③电路设计，要求我们能运用所学过的实验知识去解决新的问题，必须在迁移变化上狠下功夫，比如说电表的多用。同时注意已基本原理为根本养成多角度思考问题的习惯，进行“发散”和“求异”思维的训练。④关注误差，实验题的一个重点而且较难的问题是误差分析，直接测量读数时要按照