高考实验题的分析与策略

PAGEPAGE6高考实验题的分析与策略广东省清远市佛冈县第一中学物理科何荣锐511600摘要：实验题是高考考卷占分比例极重必考题型，也是学生容易得失分的题型，实验试题得分的高低也成为直接影响物理学科得分高低的关键因素。笔者根据自己的教学经验，结合近三年广东高考实验题的分析及实验部分的得分特点，提出如下策略，有助于2013年高考物理实验的复习备考工作。关键词：实验题试题分析策略在高考考卷中，不论在全国卷或是各地方卷，实验题是考卷占分比例极重必考题型，也是学生容易得失分的题型，实验试题得分的高低也成为直接影响物理学科得分高低的关键因素。因此，处于高三阶段的学生，一定要十分重视物理实验的复习。然而，从本校多次模考结果来看，实验题的得分率还不到45%。得分率为什么这么低，归根结底是复习不到位。笔者根据自己的教学经验，结合近三年广东高考实验题的分析及实验部分的得分特点，提出如下策略，有助于2013年高考物理实验的复习备考工作。一、2010—2012年广东卷高考物理实验试题回顾2010年开始，广东省高考卷改为文理科综合，理科为物理、化学和生物三科合为同一份试卷，其中第34题为物理实验考查，而且34题又分成两小题。年份题号分数考查内容考点项目答题形式10年34题（18分）(1)匀变速直线运动考查打点计时器的常规使用简答填空考查刻度尺非0起点的读数读数填空利用纸带读数计算速度计算填空(2)测干电池的电动势和内阻利用给定器材连接电路画电路图电阻箱的读数读数填空完成实验步骤简答填空通过读数计算电池内阻误差分析计算填空11年34题（18分）

(1)匀变速直线运动考查刻度尺非0起点的读数读数填空读s—t2图表，计算加速度读图计算（2）描绘小电珠的伏安特性曲线利用多用电表×1挡测电阻读图填空利用给定实物器材正确连线画电路图考查滑动变阻器的应用简答填空通过表格数据分析填空分析填空12年34题（18分）（1）测量导体电阻率1、10分度游标卡尺读数2、螺旋测微器读数读数填空考查滑动变阻器的应用考查替换法测电阻选择填空（2）探究弹力与弹簧伸长量的关系考查刻度尺与弹簧的使用简答填空通过表格数据分析填空分析填空读s—t2图表选择填空计算填空二、近三年新课标高考物理实验试题分析通过以上回顾，近三年新课标高考物理实验试题以力学和电学实验题为主。而且围绕基本仪器的使用与读数、实验操作及设计能力、实验数据的分析与处理能力和误差分析等几方面考查。（一）基本仪器的使用与读数能力

基本仪器的使用与读数是指了解基本仪器的构造、熟悉基本仪器主要部分的名称、明确其工作原理、掌握其操作方法并能对测量结果进行正确的读数等等。近三年基本仪器的考查以长度测量仪器为主，电学仪器、弹簧秤及温度计等也可能出现，所以我们对常用的物理仪器要熟练使用和读数，这是实验的基础，是实验的工具｡由于各种仪器使用方法不尽相同，刻度尺、温度计、螺旋测微器、十分位弹簧秤、电流表、电压表等分度值均是十分之一的仪器，测量结果的整数部分可由仪器上最小刻度直接读出，小数部分估读到最小刻度的十分之一，这种读数较易得到｡游标卡尺是近年来实验题中较易出现的，而且出错率比较高｡主要是应当分清游标卡尺10等份、20等份、50等份游标的读数原理｡而万用表的电阻测量与电阻箱的读数，作为一个较特殊仪表，其读数方法也应当掌握｡另外，由于实验仪器灵敏度的局限性、环境条件不稳定性等因素的影响，直接测量所得的一切数据都有一定的测量误差，使用仪器首先要了解仪器的规格，包括量程､分度值和级别等，以避免错读及尽可能减少误差｡例1、（10年）图13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利用周期公式本小题既考到了周期公式，也考查了打点计时器的常识。②读A、B两点数值：1.00cm、1.70cm故：s=1.70cm-1.00cm=0.70cm；C点的瞬时速度，就是BD点之间的平均速度，所以例2、（12年）（1）某同学测量一个圆柱体的电阻率，需要测量圆柱体的尺寸和电阻。①分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径，某次测量的示数如图15（a）和图15（b）所示，长度为_____cm，直径为_____mm。r测<r真测量值偏小。三、2013年高考实验复习策略（一）重视操作，熟练基本仪器的使用和读数无论是全国卷或是地方卷，每年的高考都有考查到仪器的使用和读数，我们对常用的物理仪器不厌其烦地要熟练使用和读数，这是实验的基础，是实验的工具，任何时候都是高考的重中之重。在这方面花些时间是必需的。常见的有以下的仪器：刻度尺、弹簧秤、天平、游标卡尺、螺旋测微器、电压表，电流表、电阻箱、多用电表、电磁打点计时器、电火花打点计时器、滑动变阻器等等。为了让每一位学生对常用物理仪器能熟练使用和读数，我校非常重视学生实际操作，对高三学采用生开放实验室。按考试大纲说明书上对能独立地完成知识内容的实验有：1、研究匀变速直线运动；2、探究弹力和弹簧伸长的关系3、验证力的平行四边形定则；4、验证牛顿运动定律；5、探究动能定理；6、验证机械能守恒定律；7、测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)；8、描绘小电珠的伏安特性曲线；9、测定电源的电动势和内阻；10、练习使用多用电表；11、传感器的简单使用；12、验证动量守恒定律；13、用油膜法估测分子的大小。具体做法是：1、按以上的13个实验，安排1~2间实验室，把所有实验按各个实验用到的器材分别摆放1~2套到实验台上；2、让实验室每天下午第八节开放实验展览；3、每天下午安排物理科任教师及实验教师各1位进行指导和辅助，并为学生提供所需增加的新器材；4、时间为高三第二学期整学期。这样能保证每一位学生充分接触及了解使用每一件实验器材。（二）科学探究，突破传统实验法从以上高考回顾，高考广东卷物理实验考题中，我们更加感受到高考物理改革的方向，这不是简单的照抄课本上的实验了，就如（2010年广东卷）43题第（2）小题：某同学利用电压表和电阻箱测定干电池的电动势和内阻，使用的器材还包括定值电阻（R0=5Ω）一个，开关两个，导线若干。课本上该实验方法一是使用电压表、和电流表测量闭合电路的电压、电流，再根据闭合电路欧姆定律E=U+Ir求出电池电动势和内阻。方法二是使用电阻箱和电流表，再根据闭合电路欧姆定律E=U+Ir求出电池电动势和内阻。但本考题就作了小小的改动，把方法二的电流表改用电压表来测量电压，并通过欧姆定律求出电池电动势和内阻。再如（2011年广东卷）43题第（2）小题：在“描绘小电珠的伏安特性曲线”实验中，所用器材有：小电珠（2.5V0.6W），滑动变阻器，多用电表，电流表，学生电源，开关，导线若干。该题就把课本应用电压表测量电压，现改成多用电表来完成该实验。它是对教科书上的所有实验的综合的结晶。这是对传统实验题的有力的突破，是探究性实验的一个延续。这给予我们一个能够充分发挥能力的好地方，不要把书本上的实验一成不变，要以长远的眼光重新审视我们考试大纲说明书上对能独立地完成知识内容的实验。现在的高考题中实验基本就不按书本上的实验装置考，不和课本上的实验千篇一律，所以我们为避免学生在高考中吃亏，要从目前的科学探究发展趋势出发，加强学生对教科书现有实验的熟悉，从而有利于学生的创造性思维的发展。正是出于以上的考虑，我觉得实验的复习要打破常规，不应该再只叫学生跟在书本的后面应该怎样做，不应该怎样做，尽管我们不否认书本上的实验是专家学者智慧的结晶，但思维被圈在这当中不是现代教育的要求。要学生们学会找问题找设计原理上的毛病；找实验步骤上的毛病；找数据处理上的毛病，没毛病也要想想能否改进。这变学生从被动地接受灌输为主动要学的一招，既提高了学生的参与学习与研究物理实验的热情，又能迅速提高学生的实验设计水平与对物理实验的理解程度。当学生们摆脱对书本的依赖时，其独立性和创造力就被大大地激发出来了，这无论对当前的高考复习还是未来走向社会都是极大的财富。（三）旧题重温，深刻理解实验原理。高考实验题每年都有，但考查的内容每年都是从考纲所列的13个实验中来，所以高考实验题必是对陈题的再翻新，这就给学生在读题时常常有一种似曾相识的感觉，但是如果对题目的理解认识程度不深，或相当然为某次做过的题目，不再认真审题目，这在高考中就容易犯经验主义的错误，笔者认为，高三实验复习更应该旧题重温，甚至应更重视，将其实验原理深挖，讲透。例6、（2012年全国卷）23.（10分）图中虚线框内存在一沿水平方向、且与纸面垂直的匀强磁场。现通过测量通电导线在磁场中所受的安培力，来测量磁场的磁感应强度大小、并判定其方向。所用部分器材已在图中给出，其中D为位于纸面内的U形金属框，其底边水平，两侧边竖直且等长；E为直流电源；R为电阻箱；A为电流表；S为开关。此外还有细沙、天平、米尺和若干轻质导线。[来源:（1）在图中画线连接成实验电路图。（2）完成下列主要实验步骤中的填空①按图接线。②保持开关S断开，在托盘内加入适量细沙，使D处于平衡状态；然后用天平称出细沙质量m1。③闭合开关S，调节R的值使电流大小适当，在托盘内重新加入适量细沙，使D________；然后读出___________________，并用天平称出____________。④用米尺测量_______________。（3）用测量的物理量和重力加速度g表示磁感应强度的大小，可以得出B=_________。（4）判定磁感应强度方向的方法是：若____________，磁感应强度方向垂直纸面向外；反之，磁感应强度方向垂直纸面向里。本题给了学生一个较为真实的实验情境，电路图的设计环节，这是学生确定实验原理和得出实验结果的过程。经典考题对学生综合分析能力和迁移能力要求更高，复习过程中与学生探讨经典考题，及时反馈学生复习的效果，有利于学生自查、师生互查，切实提高实验复习的效率。（四）开创思维，提高处理数据的能力实验数据的处理，在高考实验题中，往往是通过考生自己从图表读出或题目直接给出各种测量好的数据，要求考生根据具体的实验问题和实验要求灵活地选择数据处理方法,来计算得出各种物理量或是各物理量的误差分析。而处理数据的方法通常有以下几种方法：1、直接比较法：有些实验，只需通过定性地确定物理量间的关系，或将实验结果与标准值相比较，就可得出实验结论，可应用直接比较法来进行数据处理；2、平均值法：通常在同样的测量条件下，对于某一物理量进行多次测量的结果不会完全一样，用多次测量的算术平均值作为测量结果，是真实值的最好近似；3列表法：实验中将数据列成表格，可以简明地表示出有关物理量之间的关系，便于检查测量结果和运算是否合理，有助于发现和分析问题．列表法常与图象法一起应用，且列表法常常是图象法的基础；4、图象法：选取适当的自变量。通过作图可以找到或反映物理量之间的变化关系，并便于找出其中的规律，确定对应量的函数关系；5描迹法：描迹可形象直观地直接反映实验结果，如实验“研究平抛物体的运动”、“电场中等势线描绘”均采用了描迹法。这就要求我们在实验复习时，开创思维，想想对考查的13个实验在处理数据时用到什么样的处理方法。例如：在测量电池的电动势和内阻实验中，处理数据是就可用到平均值法、列表法与图像法。首先，通过改变滑动变阻器的阻值，测量并用表格记录8组I和U的值。其次是利用闭合电路欧姆定律公式计算E、r,并求出平均值作为测量结果。同时，该实验还可以用图像法求出电池的电动势和内电阻。在坐标纸上以电流I为横轴、电压U为纵轴，利用测得的数据画出U—I图象。理论上路端电压U和电流I的关系曲线是一条直线，由于存在实验误差，按照实验数据描出的点一般不会严格地落在同一条直线上。为了减小误差，可以有直尺画一条直线，使直线两侧的点的数目大致相等（不要顾及个别离开直线较远的点）。这条直线就是电路的路端电压与电流的关系图象。这条直线的纵轴截距在数值上等于电池电动势E，直线的斜率在数值上等于电池的内阻r。（五）丰富知识，加强实验的归纳与总结学生进入高三掌握的知识更丰富、思维能力更强；因此应该在备考复习时，应该站在更高的角度，对所学过的特别是考纲提及的实验要加以归纳、总结。例如“利用纸带串联力学实验”，利用纸带可以验证机械能守恒定律、探究动能定理、测定动摩擦因数、测量重力加速度、测小车的功率、测电动机的转速等。再如“电源电动势和内阻的测量”