高三物理高考实验专题教学研究

高考物理实验专题教学研究物理是一门实验科学,物理实验在高考中一直占有相当重要的地位，2010年高考实验题地位又进一步加强，07年20分占13.3%，08、09年高考实验题分数为24分，占全卷分数16%，2010年考试大纲规定实验题18分，占全卷分数18%，实验题早已经成为高考的热点内容，究其原因：1.符合新课程标准的要求，实验题中的实验设计可以考查学生的科学探究能力，实验步骤可以充分表达新课标要求的过程与方法，学生的实验习惯能够很好地表达学生的科学素养水平，可以表达新课标的情感和价值观。2.符合高考命题要求，高考命题已经由知识立意转化为能力立意，实验题能够很好地考查学生获取信息能力、读表能力、知识迁移能力、分析综合能力。高三物理实验复习的成功与否，是高考能否制胜的关键之一。然而，从每年高考得分统计结果看，实验题得分情况并不理想，07年得分率0.56，08年0.58，09年得分率-----。究其原因是多方面的，但主要的原因还是对实验重视不够，缺乏研究。本人对实验复习谈谈个人的一些粗浅的认识，不妥之处，乞请各位同行指正。如何做好2010届实验复习一、研读考纲，把握实验复习方向二、研究考题，把握实验命题方向三、依据大纲、试题，把握复习策略一、2010年广东省物理科考试大纲对物理实验试题的要求：六能三会双十三即考纲对能力要求为六个能三个会，对实验个数的考查是十三个，要求会使用的仪器是十三种。6“能〞3“会〞能独立完成考试说明中要求的实验

能明确实验目的能理解实验原理和方法能控制实验条件能发现（探究）问题、提出问题，并制定解决方案能运用（能力）已学过的物理理论、实验方法和实验仪器去处理问题，包括简单的设计性实验会使用仪器会观察、分析实验现象会记录、处理（能力）实验数据，并得出结论，对结论进行分析和评价2、十三个实验所属模块实验必修Ⅰ1、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、验证牛顿运动定律必修Ⅱ5、探究动能定理6、验证机械能守恒定律选修3－17、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、练习使用多用电表选修3－211、传感器的简单使用选修3－312、用油膜法估测分子的大小选修3－513、验证动量守恒定律归类实验内容说明应用性实验1.练习使用多用电表构造、原理、使用方法、正确读数等2.传感器的简单使用了解热敏电阻特性、光敏电阻特性；了解光电转换和热电转换及其简单应用等验证性实验3.验证力的平行四边形定则实验的等效思想；作图法等4.验证牛顿运动定律控制变量法、等效法（平衡摩擦力）；利用图像得出结论5．验证动量守恒定律用平抛实验器进行实验；转化要验证的等效表达式；对暂态过程分阶段测量等6．验证机械能守恒定律用自由落体进行验证；使用打点计时器和刻度尺等归类实验内容说明测量性实验7．用油膜法估测分子的大小溶液的配制；油膜面积的估算方法等8．测定金属的电阻率使用刻度尺和螺旋测微器；电流表、电压表量程的选择；测量电路的选取与连接等9．测定电源的电动势和内阻实验电路的选取与连接；作图法求解的方法等研究性实验10．研究匀变速直线运动明确实验目的；使用打点计时器；用刻度尺测量、分析所打的纸带来计算加速度等11．描绘小电珠的伏安特性曲线使用电流表、电压表、滑动变阻器；电路的选取与连接；描绘U－I图象并分析曲线非线性的原因等探究性实验12探究动能定理设计实验方法、操作；对数据进行合理分析，对实验做出正确评价等13．探究弹力和弹簧伸长的关系实验设计的原理和方法；实验数据的记录与分析；实验结论的描述与表达形式等长度测量仪器的使用刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器时间测量仪器的使用秒表、电磁（或电火花）打点计时器质量、力测量仪器的使用天平、弹簧秤、温度测量仪器的使用温度计电路测量仪器的使用电流表、电压表、多用电表电路控制测量仪器的使用滑动变阻器、电阻箱3、十三种会正确使用的仪器主要有实验复习过程中应该以考纲上的能力要求为依据，以考纲上所列的13种根本仪器的使用为根底，以13个具体实验核心，明确各个实验原理、实验步骤、数据收集和处理，认真做好实验复习，切忌好高骛远，一开始就试图做大幅度的拓展和迁移，要求学生解决一些难度要求较高的习题。学生能力的提高是一个循序渐进的过程，如果学生对上述仪器能熟练使用，上述实验原理都理解到位，再进行适当点拨和拓展，学生的能力就会很快得到提高。二、近三年广东省高考实验题分析2、实验试题的特点1、近3年广东高考实验题考点分布3、对我们的启示4、2010年预测1、近3年广东高考实验题考点分布年份及题号考点内容题型、能力点分值200915利用拉力传感器和速度传感器探究“动能原理”（1）实验步骤（2）处理图象数据,教材中的变形设计实验，考查了考生独立完成实验和处理实验数据的能力。1016探究一种金属丝的电阻率

（1）实物连线（2）实验步骤（3）处理图象数据,并对实验结论做出判断（4）螺旋测微器的读数14力学+电学年份及题号考点内容题型、能力点分值200815探究一种热敏电阻的温度特性基本电路的了解、基本仪器的使用、考查推理能力、实验与探究能力、实际应用能力1116探究“动能定理”基本仪器的使用、实验步骤、考查实验数据处理、数字运算和实验误差的理解、考查分析能力、实验与探究能力13电学+力学1、近3年广东高考实验题考点分布年份及题号考点内容题型、能力点分值200713利用多用电表检查电路故障螺旋测微器的读数、万用表的使用、基本电路的了解、完善实验步骤、数据运算、误差分析能力、实验与探究能力1214利用纸带判断小车的运动过程以及推算重物与小车的质量比有效数字、数据处理、运算、误差的理解、实验与探究能力8电学+力学1、近3年广东高考实验题考点分布2、实验试题的特点〔1〕、均为电学+力学的考试模式，不回避往届曾经考过的实验。05年研究热敏电阻的的伏安特性曲线；08年探究一种热敏电阻的温度特性；08年用钩码小车探究“动能原理〞，09年利用拉力传感器和速度传感器探究动能定理。连续两年考查同一知识点。〔2〕、注重考查根本仪器的使用能力07(广东卷)螺旋测微器的读数、多用电表的使用。08电表的使用，打点计时器使用，09年电表及螺旋测微器的使用。〔3〕更加关注实验的“过程〞的考查。如实验的操作过程、数据的处理过程、误差的分析过程、实验结论的认证与评价过程、规律的应用过程、理论的探究过程等。07、08、09三年完善实验步骤、处理实验数据、得出实验结论并做出正确判断成为必考内容。符合新课标提出的注重过程与方法的要求，符合考试说明中提出的会记录、处理实验数据，并得出结论，对结论进行分析和评价，符合考试院提出的重点区分做过实验与没有做过实验的差异。2、实验试题的特点〔4〕重现实验情景，源于课本，但又不局限于课本命题者试图创设一种真实的实验情景，致力于通过纸笔型的考试考查学生真实的实验能力，以将做过实验的学生和没有做过实验的学生区分开来，对实验原理、仪器、根本操作不熟悉将难于完成，实验题已经跳出课本分组实验的范围，出现了迁移类实验、应用型实验和探究类实验，但从09年看有进一步贴近高考大纲所列实验的趋势，在原有的根底上进行变化、拓展和延伸。〔5〕、DIS系统和光电门、传感器以及简单电路故障分析与排除是近年高考实验题的新动态，07年广东卷、09年全国卷均有涉及，要引起重视。3、对我们的启示〔1〕、要更加重视课本中的实验，高考的实验题都是以规定实验中的原理、方法和器材为根底编写出来的。很多试题只是在原实验的根底上增加一些考查内容，但根本原理与方法没有改变。〔2〕、我们应该着重从中领悟物理实验的设计思想、所运用的科学方法。掌握实验过程数据的收集、数据段处理方法、如何得出实验结论、如何较小误差等最根本的实验思想。适当作合理的变通和改进，通过改变实验目的和要求、实验控制的条件、实验仪器等方法，培养运用实验思想方法、设计新的物理实验的能力。4、2010年预测〔1〕试题难度2010年是广东省实施理科综合的第一年，高考考生人数突然增多，考生平均学业水平会有所下降，虽然命题能力立意的原那么不变，但如果保持平稳过度的话，平均分仍然定在0.6左右，试题难度不会大，不会超过以往试题难度，或有所下降。〔2〕考查内容仍然以考查根本仪器的使用、根本原理、实验操作、数据收集与处理、根据得出结论做出评价为主线。重点力学围绕长度、速度、加速度展开，〔力学中围绕这三个量结合动能定理、机械能守恒〕电学围绕电阻的测量〔结合欧姆定律〕展开。前三年高考均是如此。3.参考全国理科综合试卷，实验题一般会一大一小，一题6分，一题12分(08年全国卷)，或一题8分，一题10分〔09年全国卷〕，试题难度不大，答题时间一般设置为10分钟左右，广东省第一年实行理科综合，可能会参考全国试卷形式，实验题结构设置及难度与全国卷相当。考查的主要内容仍然是根本仪器的使用、实验原理、实验步骤的补充和完整、实验数据的分析和处理等。可能还会以书本实验为原型进行命题三、2009届实验复习备考策略1、第一轮实验随章复习〔重在根底〕学会根本的实验方法，培养根本的实验技能2、第二轮复习阶段实验作为专题复习〔重在总结〕专题一物理实验考查内容及考查方式〔怎么考〕专题二不同的物理量如何测量〔怎么测〕专题三数据收集及处理的常见方法〔怎么算〕专题四如何减小误差〔怎么准〕专题五如何解答迁移型实验〔怎么变〕3、第三轮复习---开放实验室,再次熟悉各个实验三轮复习方法1、第一轮实验复习第一轮实验复习，目的是让学生掌握根本的实验技能，学会常用仪器的使用，一般采用分章进行法，这样可以分散实验复习的难点，增强学生实验复习的信心，可以根据考试大纲的要求，对每个单元的实验按实验目的、实验原理、实验步骤、数据采集与处理、误差分析“五步〞进行。争取人人过关，尤其是有希望考取本科以上的学生。

具体要求如下〔1〕要熟练掌握：实验目的和实验原理；原理是灵魂，目的是方向，充分理解了实验原理，才能进行适当变通，进行拓展和迁移，而仪器的选择，步骤的排列要符合原理〔尤其电学实验，明白了实验原理，对仪器的选择、控制电路的选择、测量电路的选择才能做到心中有数〕〔2〕对学生的操作技能要求每个学生都会：①实验仪器的使用与读数，②操作步骤〔特别是容易遗漏和出错的重要步骤〕，③数据收集和数据分析，包括平均值法和图像法处理实验数据，实验结果是否合理和误差分析，对实验结论做出评价，④实验中应注意的问题。1、第一轮实验复习注意：以上对实验仪器的使用、数据收集与处理、这些知识一定要注重细节，不能走过场，停留在理论上。如：打点计时器的使用。气垫导轨上滑块有撞针和橡皮泥和弹性圈的区别数据收集与处理〔图像斜率问题〕。多用电表的读数3.注意各实验原理和方法的迁移，教师可以针对每章中出现的物理量引导学生依据什么物理原理、使用怎样的仪器进行测量，对做过的实验除课本上的方法外，还可以用其他什么方法。如①测定动摩擦因数可以用什么方法。②测物体的运动速度可以用什么方法。③测电阻除用伏安法外还可以用什么方法，如何测电表的内电阻。④还可以用什么样装置探究动能定理、用什么装置验证机械能守恒等内容。如果让学生大胆设想，各抒己见，把好的设想、好的方法介绍给其他学生，就会使学生的实验思路明显开阔，应对迁移型实验能力将会明显提高。在力中学重点围绕纸带，以长度、速度、加速度的测量和计算以及相关内容展开，电学重点内容围绕电阻测量，以控制电路、测量电路、仪表的选择和读数展开。第二轮实验专题复习

第二轮实验复习关键是总结归类

专题一物理实验考查内容及考查方式〔怎么考〕考查根本内容：13个必考实验及13种仪器的使用考查方式：〔1〕考实验原理〔理清各个实验的原理〕①物理量的测量原理；②验证、设计实验的原理；③根本仪器的工作原理；④画实验的原理图。〔2〕考仪器使用：〔回忆各种仪器是使用〕①知道仪器的构造；②明确仪器的操作规程；③掌握根本测量工具和实验器材的读数与使用。④那些需要估读〔3〕考选择实验器材：〔知道器材选择原那么〕①从给定的器材中确定所需；②补充试题中遗漏的器材；③替换不合理的器材。〔4〕考实验步骤：①掌握正确的实验步骤；②给步骤排序或改错；③补漏或删除多余的步骤。〔5〕考安装调试：①按正确的次序安装器材；②电路实物连接。〔6〕考实验数据处理、实验结果分析：①确定有效数字；②利用公式处理数据；③利用图像处理数据；④会分析实验现象和误差原因。专题二不同的物理量如何测量〔怎么测〕基本物理量测量仪器力学长度刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器时间秒表、打点计时器、光电门质量天平速度利用纸带、利用平抛、利用速度传感器、利用关电门加速度①利用纸带，逐差法a=△S/T2

②利用落体知识求g力根据F=ma转化为测量m、a；力传感器功根据W=△EK转化为测量m、s、v待测物理量测量原理和测量方法电学电阻欧姆表、电阻箱电流电流表电压电压表电阻（精确测量）①根据R=U/I转化为测量U、I（伏安法）②电阻箱（半偏法、替代法）；③闭合电路欧姆定律（计算法）电功率根据P=UI转化为测量U、I电动势①根据E=U+Ir转化为测量U、I；②表箱配合转化为测量U、R或I、R实验数据是对实验定量分析的依据，是探索、验证物理规律的第一手资料。应使学生清楚如何获得实验数据，如何记录实验数据，对所获得的数据都有怎样的处理方法，应该使学生心中有数。

专题三数据收集及处理的常见方法〔怎么办〕1.实验的主要思想方法①等效方法(“碰撞中的动量守恒〞实验中，用小球的水平位移代替小球的水平速度)②累积法(微小量的测量,如测单摆振动周期的思维方法)③控制变量法(研究加速度与作用力及物体质量的关系)④留迹法(用复写纸留迹法；用描迹法画平抛运动轨迹，用沙摆显示振动图象。)⑤微小量测量放大法等。2.数据的收集和处理方法(1)列表记录或分析实验数据(2)平均值法处理实验数据(3)图像法处理实验数据〔1〕自己列表时应注意：①表格要直接地反映有关物理量之间的关系，一般把自变量写在前边，因变量紧接着写在后面，便于分析。②表格要清楚地反映测量的次数，测得的物理量的名称及单位，计算的物理量的名称及单位。物理量的单位可写在标题栏内，一般不在数值栏内重复出现。③表中所列数据要正确反映测量值的有效数字。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，而且列表法还是图象法的根底。1.列表法〔2〕如何对的表格进行分析我们主要教会学生分析方法，如何确定两个物理量之间的函数关系，如果两个物理量之间不成比例关系又当如何思考当有多个变量时应该怎样应用控制变量法等。例1：当物体从高空下落时，空气阻力会随物体的速度的增大而增大，因此下落一段距离后将以某个速度匀速下落，这个速度称为物体下落的终极速度，研究发现，在相同环境条件下，球形物体的终极速度仅与球的半径和质量有关。下表是某次研究的实验数据：小球编号ABCDE小球的半径（×10-3m）0.50.51.522.5小球的质量（×10-6kg）254540100小球的终极速度（m/s）1640402032(1)根据表中的数据，归纳出球型物体所受的空气阻力f与球的速度及球的半径的关系，写出表达式及比例系数。(2)现将D号和E号小球用轻质细线连接，假设它们在下落时所受的空气阻力与单独下落时的规律相同。让它们同时从足够高处下落，请求出它们的终极速度；并判断它们落地的顺序〔不需要写出判断理由〕。点拨：此题首先让学生明知道如何确定小球所受的阻力，其次是让学生知道选择哪两组数据可以确定小球所受阻力与半径和终极速度的关系。图象法是物理实验中广泛应用的处理实验数据的方法．图象法的最大优点是直观、简便．在探索物理量之间的关系时，由图象可以直观地看出物理量之间的函数关系或变化趋势，由此建立经验公式。自己作图的规那么是：①根据测量的要求选定坐标轴，一般以横轴为自变量，纵轴为因变量。坐标轴要标明所代表的物理量的名称及单位。②坐标轴标度的选择应适宜，使测量数据能在坐标轴上得到准确的反映。③为防止图纸上出现大片空白，坐标原点可以是零，也可以不是零。坐标轴的分度的估读数，应与测量值的估读数〔即有效数字的末位〕相对应。④图上的连线不一定通过所有的数据点，而应尽量使数据点合理地分布在线的两侧；⑤注意连线一定要细，不要太粗等2.图象法如何处理的图像主要围绕如何建立函数关系这一核心进行教学，即根据所给的图像如何应用物理规律和数学知识建立横纵坐标函数关系，围绕如何根据所得到的函数关系结合所给函数图像分析截距和斜率的物理意义进行作答等。专题四如何减小误差〔怎么准〕〔1〕屡次测量求平均值，这是所有实验必须采取的方法，也是做实验应具有的根本思想。〔2〕积累法。〔3〕微小量放大法要求认识误差问题在实验中的重要性，了解误差的概念，知道系统误差和偶然误差；知道用屡次测量求平均值的方法减小偶然误差；能总结所列实验中误差的主要来源；要熟练掌握常见实验的误差情况及分析方法。在设计实验时如何考虑误差因素等〔如设计一个简单的测定重力加速度实验〕1、依据某些物理规律或原理在变〔属于探究型实验〕近年高考特别重视考察学生的实验迁移能力，这类试题是对大纲规定的实验加以拓展创新的试题。但实验原理不会超过中学物理根本知识的范围，所用的实验仪器和实验方法是大纲规定实验中所介绍的。实验设问建立在理解实验原理和完成学生实验的根底之上。专题五如何解答迁移型实验〔怎么变〕例1：〔2010年湛江一模〕.为了测量两节串联干电池的电动势,某同学设计了如图甲所示的实验电路图.其中:E是待测电池组,内阻不能忽略,V1、V2是两只量程都适宜的电压表，内阻不是很大，且未知，S1、S2是单刀单掷开关，导线假设干。〔1〕请根据电路图甲，在图乙的实物中连线，将器材连成实验电路图。〔2〕简要写出实验步骤和实验中所需要测量的物理量————。〔3〕用测出的物理量作为量，写出计算串联电池组电动势的表达式——。图乙+-1+-2s1s2图甲V1V2Ers1s2此题就是依据闭合电路的欧姆定律这一物理规律所设计的一道实验题，既考查了学生的实验能力又考查了学生对知识的迁移能力，对学生能力要求较高。但学生如果能抓住闭合电路欧姆定律这一核心规律，就可以得出正确结论。〔1〕略〔2〕闭合s1,读出电压表V1、V2的读数U1、U2，闭合s2,读出电压表V1的读数U1/〔3〕s1闭合时根据闭合电路欧姆定律得S2闭合后，根据闭合电路欧姆定律得以上两式联立解得Ⅱ．某同学为了探究物体在斜面上运动时摩擦力与斜面倾角的关系，设计实验装置如图甲所示．长直平板一端放在水平桌面上，另一端架在一物块上．在平板上标出A、B两点，B点处放置一光电门，用光电计时器记录滑块通过光电门时挡光的时间．

实验步骤如下：①用游标卡尺测量滑块的挡光长度d，用天平测量滑块的质量m；②用直尺测量A、B之间的距离s，A点到水平桌面的垂直距离h1，B点到水平桌面的垂直距离h2；09年全国高考③将滑块从A点静止释放，由光电计时器读出滑块的挡光时间t；④重复步骤③数次，并求挡光时间的平均值；⑤利用所测数据求出摩擦力f和斜面倾角的余弦值cosα;⑥屡次改变斜面的倾角，重复实验步骤②③④⑤，作出f－cosα关系曲线．(1)用测量的物理量完成以下各式(重力加速度为g)：①斜面倾角的余弦cosα＝__________；②滑块通过光电门时的速度v＝________________；③滑块运动时的加速度a＝____________________；④滑块运动时所受到的摩擦阻力f＝____________．(2)测量滑块挡光长度的游标卡尺读数如图乙所示，读得d＝_________．【解析】Ⅱ．物块在斜面上做初速度为零的匀加速直线运动，受重力、支持力和滑动摩擦力的作用．根据牛顿第二定律得：mgsinθ－f＝ma那么有：f＝这个实验就是依据物理规律推导得出要探究的量与可以测量间的关系作答。在中学物理中的许多物理量都可能成为被测量的量出现在物理实验中，相关的几个物理量也都可能被设计成为探究性实验，复习过程中找一些或自己设计一些相关的题目，进行比照分析和解题方法总结，学生掌握了相应的方法，就会有信心，再遇到这样的试题就不会有畏惧心理，至少可以到达正常发挥。专题五如何解答迁移型实验〔怎么变〕2、依据实验数据处理在变所考查的实验看上去还是书本上的实验，问题多数设置在在物理数据的处理上。这类问题一般依据一定的物理规律提出，应对措施是〔1〕根据数学知识直接作答，〔2〕根据所提供的实验，应用相关的物理规律，把实验问题转化为物理理论问题,建立量与未知量之间的关系进行作答。或依据物理规律，推到出横、纵坐标关系作答。如08年广东卷15题第〔3〕问，如09年广东卷16题(3)、(4)问。分述如下：例1：广东卷08年15．某实验小组探究一种热敏电阻的温度特性。现有器材：直流恒流电源〔在正常工作状态下输出的电流恒定〕。电压表、待测热敏电阻、保温容器、温度计、开关和导线等。〔3〕实验小组算得该热敏电阻在不同温度下的阻值，并据此绘得图10的R-t关系图线，请根据图线写出该热敏电阻的R-t关系式：R=+t(Ω)(保存3位有效数字)。此题根据数学知识即可直接得出100+0.395t的结论。另外广东卷08年16题的第〔4〕问也是根据图线做出相应的物理表述。例2：09年广东卷16.某实验小组利用实验室提供的器材探究一种金属丝的电阻率。所用的器材包括：输出为3V的直流稳压电源、电流表、待测金属丝、螺旋测微器〔千分尺〕、米尺、电阻箱、开关和导线等。

〔1〕他们截取了一段金属丝，拉直后固定在绝缘的米尺上，并在金属丝上夹上一个小金属夹，金属夹，金属夹可在金属丝上移动。请根据现有器材，设计实验电路，并连接电路实物图14〔2〕实验的主要步骤如下：

①正确链接电路，设定电阻箱的阻值，开启电源，合上开关；

②读出电流表的示数，记录金属夹的位置；

③断开开关，_________________，合上开关，重复②的操作。

〔3〕该小组测得电流与金属丝接入长度关系的数据，并据此绘出了图15的关系图线，其斜率为________A-1•m-1(保存三位有效数字)；图线纵轴截距与电源电动势的乘积代表了______的电阻之和。

〔4〕他们使用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图16所示。金属丝的直径是____。图15中图线的斜率、电源电动势